第四章

水的分布
地球上的水看似很多，但是分布却很不平衡，有些地方水太多，有些地方又极其干旱，如何才能有效地调节水资源，是摆在人类前面的大问题。
 
降水丰沛地区与干旱地区的差异
我们知道，地球上的水资源分布极不均衡。世界上各地区降水量的差别，高低可相差1万倍。
  降水量少的地区
世界上降水量最小的地区年均小于100毫米，有的则不足10毫米。在广阔的撒哈拉大沙漠，埃及的阿斯旺市的年降雨量只有2毫米。全球的极端最小降雨量要数南美洲智利最西北的城市阿里卡，几乎是终年不见雨水的地方，年降雨量只有0.6毫米。
 降水丰沛的地区
反之，世界上有一些地区的年降水量超过3000毫米，它们主要分布在东南亚、中美洲和西非。诸如印度、孟加拉、越南、马来西亚等南亚、东南亚国家，都有超过3000毫米的记录，而印度尼西亚的雅加达和斯里兰卡的科伦坡，都有超过5000毫米的记录。世界最大降雨量的地方是孟加拉国的乞拉朋齐，年降雨量高达11437毫米。中美洲国家和西非国家的降雨量也有很多超过3000毫米，乃至5000毫米。
降水量的地区差异，导致了生态的一系列差异，也造就了地球丰富多彩的景观和人文。
海洋——地球大多数水的拥有者
 什么是海洋
地球表面被陆地分隔为彼此相通的广大水域，称为海洋，其总面积约为3.6亿平方千米，约占地球表面积的71%。因此，海洋面积远远大于陆地面积。
海洋的中间部分称为洋，约占海洋总面积的89%。洋的深度大，一般在两三千米以上，海水的温度、盐度、颜色等不受大陆影响，有独立的潮汐和洋流系统。
海洋的边缘部分称为海，深度较浅，一般在两三千米之内，约占海洋总面积的11%。海没有独立的潮汐和海流系统，水温因受大陆影响而有显著的季节变化；盐度受附近大陆河流和气候的影响也较明显，水以黄绿色较多，透明度小。
海按其所处位置的不同，可分边缘海和地中海两种类型。大洋靠近大陆的部分，被岛屿和半岛分隔开，水流交换畅通的，称为边缘海，如东海、南海、日本海等；介于大陆之间的海，称地中海，如地中海、加勒比海等。如果地中海伸进一个大陆内部，仅有狭窄水道与海洋相通的，又称为内海，如渤海、波罗的海等。
在很长的一个时期内，天空中水气与大气共存于一体，浓云密布，天昏地暗，随着地壳逐渐冷却，大气的温度也慢慢地降低，水气以尘埃与火山灰为凝结核，变成水滴，越积越多。由于冷却不均，空气对流剧烈，形成雷电狂风，暴雨浊流，雨越下越大，一直下了很久很久。滔滔的洪水，通过千川万壑，汇集成巨大的水体，这就是原始的海洋。
 海洋的形成
原始的海洋，海水不是咸的，而是带酸性、又是缺氧的。水分不断蒸发，反复地形云致雨，重又落回地面，把陆地和海底岩石中的盐分溶解，不断地汇集于海水中。经过亿万年的积累融合，才变成了大体均匀的咸水。
同时，由于大气中当时没有氧气，也没有臭氧层，紫外线可以直达地面，靠海水的保护，生物首先在海洋里诞生。大约在38亿年前，即在海洋里产生了有机物，先有低等的单细胞生物。在6亿年前的古生代，有了海藻类，在阳光下进行光合作用，产生了氧气，慢慢积累成了臭氧层。此时，生物才开始登上陆地。
总之，经过水量和盐分的逐渐增加，及地质历史上的沧桑巨变，原始海洋逐渐演变成今天的海洋。
海洋中的财富
海洋，是人类在地球上赖以生存的最后家园。在21世纪的今天，陆地上的空间和资源已经所剩无己，人类于是将目光投向了海洋。由于海洋蕴藏着许许多多人类生活所需要的财富，所以人们往往称它为“蓝色的宝库”。
 海洋中的矿物质
海洋里的水都是咸水，可以用来晒盐。我们吃的海盐，就是利用海水晒制而成的。我国沿海有广大的盐场。目前我国所用的盐，有84％是从海洋中取得的。食盐的用途很广，除了供我们食用之外，工业上也有很多用途，其中主要是用在酸碱工业，例如，利用盐可以制成烧碱、纯碱、盐酸等，这些都是很多工业，特别是化学工业的主要原料。盐还可以制成氯、小苏打等药品和农业肥料氯化铵。
除了盐，在海水中还有多种其他有用的元素，如金、银、锂、锶、溴、钾、硼、碘等。这些元素在海水中所占的百分比虽然很小，但是由于海水的水量很大，因此它们的总量还是相当可观的。例如，金在海水中的含量，平均每吨海水中不过0.000006克，而全球海水的总含金量，则可达80亿吨左右；银比金还要多一些，全球海水的总含银量约为133亿吨。
 海洋中的渔业资源
此外，在海洋中还有各种鱼虾、贝蚧、海兽、海藻等。
海洋中的鱼虾种类很多，如黄花鱼、带鱼、鲨鱼、鲐鱼、对虾等，在我国沿海就多于1500种。鱼虾有很高的营养价值，鱼肉中维生素A的含量，比猪肉、牛肉都丰富，而且它的价钱比猪肉、牛肉还便宜。最普通的营养药品鱼肝油，也是从鲨鱼、鲐鱼等的肝脏中提取出来的。
贝蚧多产于沿海港湾、滩涂，如牡蛎、蚶、蛤、蛭等都属于此类。贝蚧肉可食，味道鲜美，且含大量的蛋白质、钙、碘、糖原、维生素等。贝壳可制成衣扣、棋子等，烧成灰可作石灰的代用品，磨成粉可作医药用。宴席上稀罕的海参、干贝等，也是产于海洋之中的珍贵食品。
海兽包括鲸、海狗、海豹等。鲸的肝油可以精炼成鲸蜡，是制造蜡烛和肥皂的原料；鲸肠里的黏液团，是很宝贵的高级香料；海狗的肾脏是名贵的药品；海豹等海兽的皮，可做成御寒皮衣。当然，随着人们环保意识的增强，我们应当保护这些动物。
藻类是海洋中的主要植物，其中经济价值最高的是海带。它含有丰富的碘，是治疗甲状腺肥大症的良药。此外还有紫菜、石花菜等。紫菜是鲜美的调味品；石花菜除可供食用外，还可用于工业和医药。
 大陆架的资源
在海洋中，资源最富饶的海域是大陆架。目前在大陆架底已经发现有石油、煤、天然气、铁、锰、锡、铜等20多种矿藏，其中已探明的石油储量，就占全世界石油总储量的1/3。
大陆架的浅水部分，阳光可以很轻易的透过，还有江河倾泻下来的丰富物质不断注入，这对于海洋生物的生长发育都非常有利。全世界的海洋渔场，大多在大陆架海域，原因就在这里。我国大陆架面积十分广阔，占全世界大陆架总面积的5％以上，其开发海洋资源的美好前景，是难以用语言来描述的。
海洋不仅仅有直接获取的财富，还有着居住的价值。现如今，人类的居住空间越来越狭小，在未来的时间里，人们可以向海洋要土地。已经有科学家规划，在海洋中建设各种人工岛，例如俄罗斯的科学家就设想在北极建设可容纳上万人的浮动平台，供人们生活和居住。在那里，人们不但可以工作，还可以制造淡水和种植粮食。
 
江　河
江河是人们最常见到的水的存在形态。在我国，无论大江南北，都可以见到大江和大河，如我们的母亲河黄河，长江，还有松花江、雅鲁藏布江、珠江、湘江等大的河流。而在世界上，也有着名闻天下的尼罗河、亚马孙河、多瑙河等。
 古人治水的故事
我国古代有“大禹治水”、“禹疏九河”的故事。故事说，早在几千年以前，我国到处闹水灾，房屋被水冲走，田地被水淹没，人们都逃到山上去了，生活非常艰苦。后来，有一个叫“鲧”的人出来治水。他采取筑堤堵塞的办法，结果失败了。接着，鲧的儿子“禹”继续治水。他接受父亲的教训，改用引洪疏导的办法，前后花了11年时间，领导百姓开凿了九条大河，使水顺流入海，平息了水的泛滥。
 江河的形成
听了这个故事，是不是可以这样说，江河的成因，依靠的全是人力呢？或者说，全是神化了的人力呢？回答是否定的。
地质学家通过对河流古冲积物（即沉积在古老河床底部的砾石、沙子和黏土）中所找到的化石进行研究，可以确定河流的年龄。他们据此测定黄河的年龄，既不是几千年，也不是几万年，而是50～60万年。也就是说，中国猿人刚刚在我国某些地方山洞里出现的时候，黄河就早已形成了。至于说到长江，它的年龄比黄河还要大。那时，人类的老祖宗还没有在地球上崭露头角，更谈不上夏禹的在世（距今不过4000年），怎么能说黄河、长江都是禹开凿的呢？
地理教科书告诉我们，江河的成因，完全仰仗于天工——是流水与地表相互作用的结果。
雨水降到地面以后，总是沿着斜面往低的地方流动。本来是平坦的地方，水流呀流的，久而久之，便在岩层比较松软的地方，慢慢地冲出了一条小沟。小沟逐渐扩大，便成了溪涧。许多溪涧汇集起来，便成了江河。
江河大都发源于山区，那里地形陡峭，水流湍急。水像一匹性子暴躁的野马，在山谷奔流，既发出很响的声音，也产生很大的力量。湍急的水流，犹如利铲一般，不断侵蚀谷底的岩石，使河谷加深，形成“V”字形的峡谷。
江河流出山谷以后，由于地形的坡度变小，水流也趋于缓慢。这时候，水流底部的侵蚀力量大为减弱，但向岸的侵蚀力量却明显增强。于是，河谷的断面就变成了“U”字形，而且江河往往变得弯弯曲曲。
 江河的生命
有人根据江河的这些特点，把江河划分为三个时期：河谷成“V”字形的，叫幼年期；河谷成“U”字形的，叫中年期；河谷比中年期更宽广的，叫老年期。有人还说，一条江河的上游是幼年期，中游是中年期，下游是老年期。事情也并非如此机械，有时幼年期往往出现在江河的中游，譬如，长江三峡就是属于幼年期的江河。
 江河的来水
大江大河的源头受冰川融水的补给而汇成溪流，降雨在山区的沟谷汇成小河川，小支流和支流再汇入主流，变成汹涌澎湃的主流，最后奔腾入海。实际上，江河入海添加到海里的并不只是水，它还捎带了两种东西，一是泥沙，二是河水沿途溶解的化学物质。
河流的携沙量与流域的气候和地理条件有关。黄河流经干旱的黄土高原地区，造成严重的冲刷。黄河的携沙量世界闻名，它一年携沙10亿立方米，虽然大部分携沙沉积在下游河道，造成了“地上河”，即河床底的高程高于河南省开封市等城市的地面高程，使那里全靠河堤才将黄河水导向下游。但是黄河的入海水中仍含有大量的悬浮黄土颗粒，因此将黄海搅成了名符其实的“黄海”（古黄河直接注入黄海）。
 
湖　泊
湖泊也是一种非常常见的水体形式。它存在于世界各地，即使在荒漠中，也分布着大小不一的湖泊。
 我国的湖泊
中国湖泊众多，共有24800多个，其中面积在1平方千米以上的天然湖泊就有2800多个。湖泊数量虽然很多，但在地区分布上很不均匀。
总的来说，东部季风区，特别是长江中下游地区，分布着中国最大的淡水湖群；西部以青藏高原湖泊较为集中，多为内陆咸水湖。
淡水湖是指含盐量少于0.30％的湖泊；咸水湖是指含盐量在2.47％以上的湖泊。这样划分的依据在于，一般说来，含盐量少于0.30％水是淡水；含盐量在0.30～2.47％的水是半咸水；含盐量在2.47％以上的水是咸水。
 湖泊淡咸的产生
湖泊何以有淡咸之分？这要从湖泊产生的“来龙去脉”说起。
原来，江河在流动的过程中，河水一方面溶解了岩石和土壤里的一些盐分，一方面又接纳了由地下水渗入的一些盐分。在它们注入湖泊的时候，自然又不折不扣地把携带的盐分“献给”了湖泊。如果这个湖泊另有“出口”，水流非常通畅的话，盐分便很难羁留。例如我国的鄱阳湖，江西省有许多河流流到这里，然而盐分只是“借道”而已，最后又都流入了长江，因此鄱阳湖就成了我国面积最大的一个淡水湖。
与之相反，有些湖泊排水很不方便，而且当地的气候又非常干燥，水分蒸发了，盐分在那里愈积愈多，结果便成了一个个的咸水湖。如我国的青海省、内蒙古等地，就有许多这样的咸水湖。
而实际上，咸水湖的成因并非就此一种。对于某一个咸水湖来说，就得做具体的分析。譬如有的咸水湖，在过去的年代里，原为大海的一部分，大量的海水退了之后，少量的海水留在低洼处，便成了现在的咸水湖。另外，有的咸水湖是由于结晶岩石经过分化，所含盐分被释放出来，或地下水把古代沉积的盐溶解之后，再注入湖里等原因所造成的。
青海湖是我国最大的咸水湖，也是我国最大的湖泊。它位于青海的东北部，面积有4500多平方千米，最深处达到32.8米。它是100多万年以前，地面下陷，并把地表水汇集起来而形成的构成湖。当时黄河支流湟水的源头就在这里，后来因为气候变得干燥，周围地面不断上升，湖水不能外泄了，才成为一个咸水湖。青海湖的北面、东面和南面，有许多山峰。流入青海湖的内陆河流，大大小小计有130多条，其中较大的有布哈河、巴嘎乌兰河、伊克乌兰河等，它们都是青海湖盐分的“搬运工”。据说，在古代，青海湖的面积比现在还要大得多。现在，有最新的卫星遥感照片显示，青海湖已从单一的高原大湖，分裂为一大数小的湖泊群。据悉，自20世纪70年代起，从青海湖的大湖母体中就分裂出不少的小湖泊，如朵海湖、沙岛湖、海晏湖等。青海湖不仅湖面面积在收缩，湖水的含盐量也在逐年上升。
 我国的咸水湖
我国的咸水湖，数量还是比较多的，仅就青海柴达木地区来说，就有100多个，其中较大的也有20多个。它们的食盐总储量，估计不下1000亿吨。蒙语的“柴达木”，就是盐泽的意思。
而藏北高原，咸水湖约有400～500个。有的湖盐纯净洁白，厚度超过1.5米。总而言之，藏北高原上一个个的咸水湖，可以说就是一个个贮盐的“聚宝盆”。
湖泊主要通过入湖河川径流、湖面降水和地下水而获得水量。湖泊分不流通湖（无地表或地下出口）和流通湖（有地表或地下出口）两种。
不流通湖湖中的水大量耗于蒸发而导致湖水含盐量增加。流通湖湖水通过地表或地下径流流走，湖水量收支的净差额，随入流量和出流量的周期性或非周期性的变化而变化，这种差额引起了湖水水位的变化。湖水位通常在雨季或稍后上升，蒸发旺季下降。以冰川融水为主要补给的湖泊，水位的变化既与热季又与雨季相应。
 湖泊的形成
那么，湖泊又是怎样形成的呢？
《辞海》中称湖是积水的大泊，所以大洼地积水就成了湖。积水的湖盆是怎么形成的呢？这多半有地质背景，世界上最深（平均730米）和蓄水量最大（2.3万立方千米，占地表淡水总量的1/5）的贝加尔湖就是断裂活动造成地层下陷所致。
另外有一类湖的形成与火山有关。它们大多属于火山口湖。火山喷发时，从地壳深部岩浆源连通到地面的火山颈，将地下的高温高压岩浆从地面喷发出来，岩浆和火山灰在火山口周围堆起了火山锥，但火山锥的中心仍有岩浆和火山灰在喷涌而出，因此火山锥的内部始终是一个漏斗口形状。待到火山喷发停止时，最后的岩浆把火山颈通道凝固封闭了，火山锥内接受降雨而积水，就形成了火山口湖。
火山口湖的地形位置高高在上，外形整齐规则，湖内坡陡水深，有的火山颈内仍有残余火山气体逸出，使湖水成分特异、颜色翠艳，这些都使得火山湖显得神奇而美丽。
地球之肾——湿地
 什么是湿地
湿地是一个近年来为人们所关注的环境。湿地这一概念在狭义上一般被认为是陆地与水域之间的过渡地带；广义上则被定义为“包括沼泽、滩涂、低潮时水深不超过6米的浅海区、河流、湖泊、水库、稻田等”。
湿地覆盖地球表面仅有6%，却为地球上20%的已知物种提供了生存环境，具有不可替代的生态功能，因此享有“地球之肾”的美誉。相应的，森林被称为“地球之肺”。
中国湿地面积占世界湿地的10%，位居亚洲第一位，世界第四位。在中国境内，从寒温带到热带、从沿海到内陆、从平原到高原山区都有湿地分布，一个地区内常常有多种湿地类型；一种湿地类型又常常分布于多个地区。
 湿地的作用
地球上有三大生态系统，即：森林、海洋、湿地。
湿地是地球上具有多种独特功能的生态系统，它不仅为人类提供大量食物、原料和水资源，而且在维持生态平衡、保持生物多样性和珍稀物种资源以及涵养水源、蓄洪防旱、降解污染、调节气候、补充地下水、控制土壤侵蚀等方面均起到重要作用。
湿地是位于陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡性地带，在土壤浸泡在水中的特定环境下，生长着很多湿地的特征植物。湿地广泛分布于世界各地，拥有众多野生动植物资源，是重要的生态系统。很多珍稀水禽的繁殖和迁徙离不开湿地，因此湿地被称为“鸟类的乐园”。湿地具有强大的的生态净化作用。在人口爆炸和经济发展的双重压力下，20世纪中后期，大量湿地被改造成农田，加上过度的资源开发和污染，湿地面积大幅度缩小，湿地物种受到严重破坏。
湿地是地球上有着多功能的、富有生物多样性的生态系统，是人类最重要的生存环境之一。
 湿地的种类
湿地的类型多种多样，通常分为自然和人工两大类。自然湿地包括沼泽地、泥炭地、湖泊、河流、海滩和盐沼等；人工湿地主要有水稻田、水库、池塘等。据资料统计，全世界共有自然湿地855.8万平方千米，占陆地面积的6.4%。
水和动植物交织的繁华世界——热带雨林
热带雨林主要分布于赤道南北纬5～10°以内的热带气候地区。这里全年高温多雨，无明显的季节区别，年平均温度25～30℃，最冷月的平均温度也在18℃以上，极端最高温度多数在36℃以下。年降水量通常超过2000毫米，有的竟达6000毫米，全年雨量分配均匀，常年湿润，空气相对湿度95%以上。
热带雨林是一种茂盛的森林类型。进入到森林之中，你仿佛来到一个童话世界。在这里抬头不见蓝天，低头满眼苔藓。
密不透风的热带雨林中潮湿闷热，脚下到处湿滑。这里光线暗淡，虫蛇出没，人们在其间行走，不仅困难重重，而且也很危险。但是，这里却是生物的乐园，不论是动物还是植物，都是陆地上其他地方所不可比的。
热带雨林分布的地区，年降雨量很高，通常高于1800毫米，有些地方达3500毫米。这里无明显的季节变化，白天温度一般在30℃左右，夜间约20℃。
雨林地区的地形复杂多样，从散布岩石小山的低地平原，到溪流纵横的高原峡谷。多样的地貌造就了形态万千的雨林景观。在森林中，静静的池水、奔腾的小溪、飞泻的瀑布到处都是；参天的大树、缠绕的藤萝、繁茂的花草交织成一座座绿色迷宫。
 
冰　川
冰川或称冰河，是指大量冰块堆积形成，如同河川般的地理景观。在终年冰封的高山或两极地区，多年的积雪经重力或冰河之间的压力，沿斜坡向下滑，形成冰川。受重力作用而移动的冰河称为山岳冰河或谷冰河，而受冰河之间的压力作用而移动的则称为大陆冰河或冰帽。两极地区的冰川又名大陆冰川，覆盖范围较广，是冰河时期遗留下来的。
冰川是地球上最大的淡水资源，也是地球上继海洋之后最大的天然水库。七大洲都有冰川。
冰川存在于极寒之地。地球上南极和北极是终年严寒的，在其他地区只有高海拔的山上才能形成冰川。我们知道，越往高处温度越低，当海拔超过一定高度，温度就会降到0℃以下，降落的固态降水才能常年存在。这一海拔高度，冰川学家称之为雪线。
 冰川的形成
在南极和北极圈内的格陵兰岛上，冰川是发育在一片大陆上的，所以称之为大陆冰川。而在其他地区，冰川只能发育在高山上，所以称这种冰川为山岳冰川。在高山上，冰川能够发育，除了要求有一定的海拔外，还要求山峰不要过于陡峭。如果山峰过于陡峭，降落的雪就会顺坡而下，形不成积雪。
雪花一落到地上就会发生变化，随着外界条件和时间的变化，经过一个消融季节，未融化的雪会变成完全丧失晶体特征的圆球状雪，称之为粒雪。新雪的水分子从雪片的尖端和边缘向凹处迁移，使晶体变圆的过程叫粒雪化。在这个过程中，雪逐步密实，经融化、再冻结、碰撞、压实，使晶体合并，数量减少而体积增大，冰晶间的孔隙减少，发展成颈状连接，称为密实化。
积雪变成粒雪后，随着时间的推移，粒雪的硬度和它们之间的紧密度不断增加。大大小小的粒雪相互挤压，紧密地镶嵌在一起，其间的孔隙不断缩小，以致消失，雪层的亮度和透明度逐渐减弱，一些空气也被封闭在里面，这样就形成了冰川冰。粒雪化和密实化过程在接近融点的温度下，进行很快；在负低温下，进行缓慢。冰川冰最初形成时，是乳白色的，经过漫长的岁月，冰川冰变得更加致密坚硬，里面的气泡也逐渐减少，慢慢地变成晶莹透彻，带有蓝色的水晶一样的老冰川冰。
冰川冰在重力作用下，沿着山坡慢慢流下（当然流的速度很慢），在流动的过程中，逐渐的凝固，最后就形成了冰川。当粒雪密度达到0.5～0.6克/立方厘米时，粒雪化过程变得缓慢。在自重的作用下，粒雪进一步密实或由融水渗浸再冻结，晶粒改变其大小和形态，出现定向增长。当其密度达到0.84克/立方厘米时，晶粒间失去透气性和透水性，便成为冰川冰。粒雪转化成冰川冰的时间从数年至数千年。
 地球上的冰川
冰川在世界两极和两极至赤道带的高山均有分布，地球上陆地面积的1/10为冰川所覆盖，而4/5的淡水资源就储存于冰川（冰盖）之中。
现代冰川在世界各地几乎所有纬度上都有分布。地球上的冰川，大约有2900多万平方千米，覆盖着大陆11%的面积。冰川冰储水量虽然占地球总水量的2%，储藏着全球淡水量的3/4左右，但可以直接利用的很少。现代冰川面积的97%、冰量的99%为南极大陆和格陵兰两大冰盖所占有，特别是南极大陆冰盖面积达到1398万平方千米（包括冰架），最大冰厚度超过4000米，冰从冰盖中央向四周流动，最后流到海洋中崩解。
地  下  水
地下水是一种宝贵的自然资源，在水资源严重短缺的今天，地下水更是弥足珍贵的财富。它不仅为人类提供了干净、清洁的饮用水，还维系着生态的平衡。而地下水的回补过程是一个长期缓慢的过程，有的时候还会发生污染的事情，所以，保护好我们的地下水，是每一个公民都应该尽到的责任。
地下水水域广泛，它们不仅出现在河渠纵横、雨水充足的地区，也出现在雨水稀少的干旱地区。它们不仅出现在辽阔的平原，还出现在峰峦起伏的山区。它们不仅存在于靠近地面的地层中，而且在几千米以下的深处，也有它们的踪迹。
 地下水的运动
地下水存在的形式非常多。按其在岩石中存在的形式，可以分为存在于岩石空隙之中、易于运动、能够冷凝的气态水；靠分子力和电子力，牢固地吸附在岩石颗粒表面的吸着水；以水膜的形式，包围着岩石颗粒，能够运动，但不受重力影响的薄膜水；充填岩石裂缝，或以层状藏匿于地下的冻结水；受重力作用，并能传递静压力的潜水和自流水。
与地表水相似，地下水中的潜水和自流水在多数情况下也是流动的。当然，它们不能像江河那样一泻千里，像小溪那样蹦跳向前，像海洋那样碧波万顷……它们只能潜伏于岩石的孔隙、裂缝和洞穴之中，并在岩石的严密控制下，沿着一定的路径流动。
 “渗透”与“渗入”
     通常，我们把地下水在岩石、土壤这些多孔介质中的运动，叫“渗透”。如果这种渗透是垂直向下进行的，就叫“渗入”。
地下水在渗入的过程中，将受到岩石和土层的拦阻。孔隙度大的岩石，以及卵石、粗沙的透水性能最好，一小时可以渗入3～18米。孔隙度不大的岩石，以及细沙的透水性能次之，一小时只能渗入10～20厘米。缜密的岩石，以及黏土的透水性能最差，一小时顶多渗入4～5毫米。
 “含水层”与“隔水层”
很容易让地下水渗入的岩石和土层，地质学上叫它“含水层”。它是地下水运动和储存的地层。与之相反，很不容易让地下水渗入或透过的岩石和土层（譬如胶泥层），地质学上叫它“隔水层”。它是类似“封闭性”的岩层。在这种所谓的封闭性胶泥板之间，往往还夹杂着一个含水层。
 “潜水”与“自流水”
从地表往下数，埋藏在第一个隔水层以上、有一个自由水面的地下水便是“潜水”；埋藏在上下两个隔水层之间、承受着一定压力的地下水便是“自流水”。
潜水的表面，实际上是一个起伏不平的曲面。它向附近低洼的地段倾斜，如倾向河流、倾向湖泊等。只有当潜水充满不透水层凹地时，它的水面才可能趋于水平。
倘使不透水层为一倾斜的岩层，潜水必然要沿着不透水层的表面向下流动，乃至形成潜水流。潜水与河流、湖泊、沼泽等地表水及蓄水池中的水，可以互为源流，互为补给。一旦潜水与地表水的水位一致了，便出现较大范围的沼泽地带。例如，西伯利亚盆地中的沼泽地带，延伸几十千米到几百千米，虽说不能行船，水位毕竟超过了地面的高度。
自流水的压力是由岩层弯曲产生的。水在含水层中像在导管里一样，压力液柱力图使它们的液面相互平衡。一旦水流受阻，失去平衡而涌出地面，就形成了水花四溅或水声“叮咚”的地表喷泉。
 
大 气 水
地球上的水，除了主要集中在海洋和陆地外，大气中也有水。
我们知道，在地壳表面外包围着一层厚厚的大气——称为大气圈。它是地球的外部圈层。大气层好像地球的“外衣”，保护着地球的“体温”，使其变化不至于过于剧烈；同时为地球上重要的水循环起到关键的运载作用，并保护地球上的水，不至于跑到宇宙空间，而导致地球变成一个无水的“干球”。
 大气中的水
大气水主要来自地面及地表水体——江河、湖泊、海洋等的蒸发、植物的蒸腾以及冰川雪盖的冰雪升华而进入大气之中。随着空气流动，大气水也随之飘移，同时，流动的空气也会将与之接触的水体表面的水分带到大气之中。
自地球表面向上，大气层可以延伸到数千里的高空。根据大气的温度和密度等物理性质在垂直方向上的差异，可将大气自下而上分为5层：对流层、平流层、中间层、暖层（电离层）和散逸层。大气水（汽）几乎都集中在紧贴地面的、厚度不过十几千米的对流层中。在对流层最下面接近地球表面的5千米高度（或说厚度）内就集中了90％的大气水（汽）。到平流层，大气水（汽）含量就极少；再向上的中间层、暖层（电离层）和散逸层，大气水就基本不存在了。
 大气水的分布差异
大气水在水平方向上的分布差异也很大。海洋上空及沿海陆地上空总是聚集了较多的大气水；干旱的陆地，特别是广袤的沙漠上空，一般总是艳阳高照，大气水含量甚微，因此，这些地区的大气也就十分干燥。
大气水不仅在空间上分布不均，就是在同一个地区的不同时期，其差异也是很大的，在多雨的季节，大气中的水（汽）就比久旱无雨时期多得多。
大气中的水量（大气水）与其他水体相比，不算多，并且在时空上的分布差异很大，但就整个地球大气而言，其含量还是比较稳定的。经测算，整个地球大气水约占地球大气层总质量的0.2％，约为1.29万立方千米，仅占地球总储水量的1/10万。但是，大气水却比地球上所有的江河、湖泊和沼泽水都多，是地球上生物水的10倍。
大气水是各种水体中最活跃的水体之一，它的更换周期只有8天，一年可更新44次。这样，一年累计在大气中的水量就有5.707万立方千米，也就是全球年降水总量。
 大气水的循环
大气水对于地球上的有机体，特别是陆地上生命的生存是至关重要的。
海洋和陆地上的水受热蒸发，进入大气；大气中的水（汽）遇冷凝结，以雨雪等形式降落下来，形成降水，从而实现了海洋与陆地之间的水文大循环和海洋与海洋上空、陆地与陆地上空之间的水文小循环。在这些循环过程中，大气水是以气态或以尘埃为核凝。
极度缺水的沙漠
在沙漠里，无论是多少财富，也没有水珍贵。世界上的沙漠分布甚广，据统计，全球沙漠总面积达3700多万平方千米，约占整个大陆面积的1/4。著名的非洲撒哈拉沙漠，面积约有860万平方千米，堪称世界第一。
 “没有水”的沙漠
古往今来，由于人类很少深入沙漠，所以对它了解不多。虽然也见到过一些变幻莫测、捉摸不定的奇异景象，也只能说凭一时的感知。现在，对它做个大致的描述。
1500多年以前，中国有个叫法显的和尚，曾从当时的国都长安出发，前往新疆等地做过一次历时13年的旅行。后来他在书中对自己所经历的沙漠做过这样的描述：那里没有水，没有飞禽走兽，一眼望不到边的沙丘，像大海的波浪一样连绵起伏，只能把倒毙的死人、死马的遗骸当作前进的标志。
从法显和尚的这段描述中，我们不难看到沙漠地带的一个共同特征，那就是“没有水”。
 人口增加与沙漠中的水
当然，说沙漠地带滴水无存，或绝对没有水，那也是言过其实了。但是，说沙漠极度缺水，没有充足的水源，那还是非常恰当的。世界上本来就找不到一个不缺水的沙漠，谁要是否认了这一点，他就会干出违背自然规律的蠢事来。
430年以前，印度在其西北部的塔尔沙漠建造了一座名叫斯域的城市。那里有宫殿，有亭台楼阁，但却没有人居住，只是沙漠上的鸟兽偶尔在那里停留，把它当作栖息的场所。现在路过那里，看到那些设计别致、建筑华丽的宫殿群，可以想见当时建造城市的主人的确花费了一番心血和巨额的财力、物力。据说，建造城市的那位皇帝叫穆罕默德·阿巴，才干过人，雄心勃勃。他在奠定了自己的功业以后，想建一座新的宫殿，创一个新的宗教。正好斯域有一个预言家，预言阿巴即将喜得贵子。后来这句话应验了，阿巴有了王位继承人，于是，他决定把新宫殿建在斯域城。遗憾的是，宫殿竣工以后，他只住了几年，便不得不带着他的家眷和大臣们返回了故都旧居。
为什么阿巴废弃了斯域城呢？不是火灾，不是战乱，而是因为缺水。原来阿巴在建造宫殿之初，完全忽略了一样最平常、也是最重要的东西，那就是充足的水源。斯域原是一个缺水的乡村，为数较少的水，只够不多的村民饮用。由于猛增几千人，饮水便供应不足。一个城市没有充足的水源，活像断了线的风筝，阿巴只好忍痛割爱，离开了这座城市。
纵观历史，不论是在国外，还是在国内，因为缺水而放弃的城市数不胜数。据传，我国西部已经消失了1500多年的楼兰古城，遗址位于新疆若羌县境内的戈壁滩深处。当时，楼兰古城建在孔雀河下游三角洲上。孔雀河水系发达，水量充足。后来，由于气候变得干燥起来，加上人类活动对植被的肆意破坏，生态环境不断恶化，最终导致楼兰地区由绿洲变成了沙漠。
现在的人们向沙漠进军，向沙漠要矿产，首先要办的事就是要做好人工生态设计，着力解决沙漠缺水的问题，否则将一事无成。
绿洲——沙漠中的希望
在我国新疆塔里木盆地周围、塔克拉玛干大沙漠的边缘，分布着许许多多的城镇和居民点，如喀什、和田、莎车、阿克苏、吐鲁番、哈密等。这里渠道纵横，水源充沛，林木和庄稼郁郁葱葱。这些城镇和居民点与邻近的沙漠地区，构成鲜明的对比，犹若在茫茫的沙海之中，崛起了无数个绿色的洲岛。于是，人们便把这些地方叫作“沙漠绿洲”。
 沙漠绿洲的形成
沙漠绿洲是怎么形成的呢？形成沙漠绿洲的必要条件有两个：一个是丰富的水源；另一个是平坦的地形和夹有泥沙质的疏松沉积物。在这两个必要的条件中，前者显得更为重要。
塔里木盆地深藏在亚欧大陆的中央，从腹地中心到四周的海洋，最短的距离也有2100千米，最长的距离竟达3400千米，是一个典型的内陆盆地。它的西面紧接着帕米尔高原，南面是巍峨的昆仑山，东南面是高耸的阿尔金山，北面是雄伟的天山，周围尽被海拔4000～6000米的高山环抱，盆地中心海拔只有800～1300米。每当夏季日照较强之时，塔里木四周的高山冰雪融化，一部分融水渗入岩石，潜入地下；一部分融水则汇集成一条条的河流而注入盆地。河流在大山里流淌，因山地地形陡峭，水流湍急，不仅能把岩石风化物冲走，而且能把巨大的石块掀动，并携带到下游各地。一旦河流流出山口，地形突然变缓，流速骤然减慢，河流夹带沙石的能力大为降低，开始是大的石块，继而是小的沙粒，便逐渐地停积下来，形成了物质由粗到细，从高山向盆地倾斜的特殊地形。平面看去，就像一把向外撒开的折扇，人们把它称为洪积-冲积平原，或山前倾斜平原。
在洪积-冲积平原的上部，地形坡度较大，且多为砾石组成，除少数大的河流以外，水分都渗入地下，所以这些地方成了植物稀少的戈壁滩（“戈壁”一词，在蒙古语里就是“难生草木的土地”的意思）。在洪积-冲积平原的下部，地形趋向平缓，河流迂回游荡，形成了深厚的泥沙沉积层。再则，原来潜伏于地下的水流也在这里溢了出来，为植物的生长提供了必要的条件。于是当地人民引水灌溉，开荒种地，使荒凉的沙漠变成了肥沃的绿洲。
 沙漠绿洲的保护与开发
千百年来，我国劳动人民在营造沙漠绿洲的过程中，也累积了不少的治沙经验。针对风沙有“二喜”（喜大风、喜干旱）和“三怕”（怕水、怕草、怕树）的特点，制定了“三个字一句话”的治沙方针。三个字是“封”（封沙育草）、“植”（植树造林）、“灌”（引水灌田）；一句话是“因地制宜，综合治理”。就是这样，沙区人民把径流和夏季比较集中的洪水引入沙漠，借助水力把沙丘冲开、拉散、摊平，再淤上一层泥土，使之变成能种五谷的良田丰地。
　寻找外星“水世界”
“水是生命之源”——这已经是生活在地球上的我们人类的共识。对于搜寻外星生命的任务，也一直着眼于对外星上“水”的寻找。据英国媒体报道，2003年7月，在欧洲宇航局召开的“走向另外的地球”研讨会上，与会的许多专家认为，在浩瀚的银河系中，体积大约是地球2倍、质量大约是地球6倍的行星——“天外水世界”肯定存在。
 外空间的蓝色星球
与此同时，欧洲宇航局宣称，将在不远的将来，发射一颗超级太空望远镜——“太空神眼”，它将专门搜寻被“天外水世界”覆盖的蓝色星球。
除此之外，欧洲宇航局还在发展另一项更加雄心勃勃的太空探测计划——“达尔文计划”。该计划将由一组太空探测舰队组成，于2014年左右发射。该探测舰队，不仅可以直接探测到银河系中的类地行星，而且还能立即探测出这些类地行星的大气中，是否有生命存在的信息。
然而，近来有些科学家却提出了与寻找外星“水”不同的思路：外星生命也许并不只依靠水而存活。于是，一批生物化学家、行星科学家和哲学家组成的研究小组另起炉灶，着力探究这一问题，重新“追问”水与生命的关系。
 不需要水的生命
一篇相关综述文章，发表在2005年8月25日的《自然》杂志上。美国佛罗里达大学的化学家白纳，不同意“水是生命惟一源泉”这种观点，认为“水对生命而言是一种糟糕的溶剂”。他相信可以用实验的方法来辨析，水究竟是不是生命所必须的物质，希望能通过实验证实，有某些生物化学物质不靠水也能存活。
白纳还在实验过程中指出，一般来说，水不是有机化学的良好溶剂，80％的合成有机化学物质，都避免使用水作溶剂，因为水会将连接生物分子模块的结合物分开。不过说回来，水拥有许多蛋白质和细胞活动所不可或缺的特性，水也控制了诸如氢键和疏水等微小分子间的相互作用。
虽然我们尚不知道，水以外还有什么液体能具有上述特性。但我们也可以问，一种支持生命存活的溶剂，是否必须具备全部这些特性才行？伦敦大学的物理学家冯尼认为：“地球上的生命是‘适水’的，这是地球生命的进化，发生在与水的紧密关系中所导致的结果。”
完全存在这样的可能，即生物化学物质的元素，可以在一个非水环境中运作。此前已有研究提出，木星上的云包含了液态氨，是能够支持生命存活的非水环境。再以酶的活动为例，大多数酶如果没有浸入水中，就不能压紧合成一体，但美国西北大学的巴荣和拉达克里希南发现一种胜肽衍生物，它们在结构上与肽键极为相似，可以在纯甲醇中起到压紧的作用。
白纳在实验过程中还发现了一些水的替代物，如宇宙中常见的液态氨，在一定温度和气压的条件下，可以溶解许多有机化合物，形成氢键；又如甲酰胺（存在于火星表面之下），在相当大的温度和压力范围内都呈液态，可溶解盐，具有类疏水作用。但是白纳也并不排除存在于气体巨行星上的液态氮，或超临界液态氢中的有机物，与其在水中一样活跃多变。于是，白纳深信，利用实验室繁殖地球上找不到的生命类型，时机已经成熟。
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中国气象上规定，24小时降水量为50毫米或以上的强降雨称为“暴雨”。按其降水强度大小又分为三个等级，即24小时降水量为50～99.9毫米称“暴雨”；100～250毫米以下为“大暴雨”；250毫米以上称“特大暴雨”。
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位于太平洋中西部马里亚纳群岛东侧的马里亚纳海沟是世界上最深的海沟。它南北延伸2850千米，而宽度只有70千米，以近乎壁立的陡崖，深深的切入大海的底部。这条海沟的形成据估计已有6000万年。
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海底石油是埋藏于海洋底层以下的沉积岩及基岩中的矿产资源之一。海底石油（包括天然气）的开采始于20世纪初，20世纪60年代后期海上石油的勘探和开采才获得突飞猛进的发展。现在全世界已有100多个国家和地区在近海进行油气勘探，40多个国家和地区在150多个海上油气田进行开采，海上原油产量逐日增加，日产量已超过100万吨，约占世界石油总产量的1/4。估计到21世纪中期，海底石油的产量将占世界石油总产量的35～40%。
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亚马孙河，位于南美洲，是世界流量和流域最大的、支流最多的河流。亚马孙河流量达每秒219000立方米，流量比其他三条大河尼罗河、长江、密西西比河的总和还要大几倍，大约相当于7条长江的流量，占世界河流流量的20%；流域面积达6915000平方千米，占南美州面积的40%；支流数超过1万5千条。
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中国湖泊众多，共有24800多个，其中面积在1平方千米以上的天然湖泊就有2800多个。湖泊数量虽然很多，但在地区分布上很不均匀。总的来说，东部季风区，特别是长江中下游地区，分布着中国最大的淡水湖群；西部以青藏高原湖泊较为集中，多为内陆咸水湖。
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湿地的功能是多方面的，它可作为直接利用的水源或补充地下水，又能有效控制洪水和防止土壤沙化，还能滞留沉积物、有毒物、营养物质，从而改善环境污染；它能以有机质的形式储存碳元素，减少温室效应，保护海岸不受风浪侵蚀，提供清洁方便的运输方式……它因为有如此众多而有益的功能而被人们称为“地球之肾”。
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亚马孙雨林，又称亚马孙河雨林，位于南美洲亚马孙盆地的热带雨林，占地700万平方千米（7亿公顷）。使这片雨林生机盎然的为亚马孙河。雨林横越了8个国家，其中4个国家将雨林所属州份取名亚马孙州。亚马孙雨林占世界雨林面积的一半，森林面积的20%，是全球最大及物种最多的热带雨林。
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冰川基本都是无人区，只有少数科研人员和探险者在那里居住。不过，随着人类活动的不断延伸，冰川也面临着遭到蚕食的危险。此外，温室气体的排放，也导致冰川不断融化。因此，保护冰川，已经成为了人类刻不容缓的任务。
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地下水是一个庞大的家庭。据估算，全世界的地下水总量多达1.5亿立方千米，几乎占地球总水量的十分之一，比整个大西洋的水量还要多。
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对流层在大气层的最低层，紧靠地球表面，其厚度大约为10至20千米。对流层的大气受地球影响较大，云、雾、雨等现象都发生在这一层内，水蒸气也几乎都在这一层内存在。
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地球陆地的三分之一是沙漠。因为水很少，一般以为沙漠荒凉无生命，有“荒沙”之称。和别的区域相比，沙漠中的生命并不多，但是仔细看看，就会发现沙漠中藏着很多动物，尤其是晚上才出来活动的动物。
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沙漠绿洲是沙漠中的希望。如果能够以一个绿洲为基地，向外不断培植绿色植物，开发水源，绿洲就会不断扩大，造福人类；反之，如果过度开发，就会使这最后的乐园消失。
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随着人类人口的不断增加，移民外星是一个必然的选择，因此，在外星球找到水就势在必行了。