第二节地表水系.docx

第二节 地表水系

初始地于，水气混合，密不可分。如同现在的地幔、地核，呈临界，超临界状态。随着地壳不断冷却，地表温度降至沸点以下，气态水凝结为液态水。气、液二态水对流，循环，出现降雨、经流，汇入沟谷等洼地，形成江河湖海。最先冷却的高山、极地，将大量气、液态水冻结为固态水，形成气、液、固三态，垂直水平运动，内外，大小等多种循环。在南非发现34亿年前的水成岩、格陵兰西南部发现38亿年前的岩石，推测水层圈，水循环已形成35-39亿年了。
现实地球，表面积为5.1×108平方千米，只有29%的陆地，却有71%的海洋。陆地上有三分这一的沙漠，水分很少，生物难发存活。全球60多亿人口，众多生物，都拥挤在其余20%的地表，容易获得淡水的地表水系周围。人类的生存空间和淡水的存贮空间都不宽裕。地表水分的垂直、水平运动，内外、大小等自然循环，再生净化，更值得研究，保护，以满足生物生存发展的需要。以森林植被为主的生态系统，在地表水系、水分循环中，发挥着特别重要的作用，更要充实、完善。

一、 地 表

地球表面是大气、水分、岩土、地球能，宇宙能等物质、能量共同存在的自然环境，是生物、人类赖以生态，发展的良好基地。由于内外营力，构造运动长期位置作用，形成位置不同大小各异，凹凸不平的高原、山脉、河湖、盆地、平原浅海、小岛、深海、大岛、大洋等地貌单元。各地貌单元输入、存贮、输出的物质、能量不同，形成不同的水分环境，生态系统。人们常用“远观大势、近探精微”、“大处作眼，小处着手”、“既观森林，又看树木”等方式方法。研究问题，处理事务。特别是水务。
中国的先民，很早就认识到西部高峻，东南低平的“天下地势”，并用水神共工怒触不周山，东南沉陷，大地倾斜、江河东流的神话来解释它的成因。先民（燧人氏钻大取火）应用热能、熟食、普遍进行火猎、火种、火祀；第一次大规模浪费资源，污染环境，引发洪灾，危及生态。大禹用“规、矩、准、绳”进行测量，因势利导治水，并且，“随山刊木，以增五利”保水固土，终成大功。现在，人们开发煤炭、石油、天然气等燃料，普遍用于饮食卫生、热机械（发电、汽车、火车、轮船、原子弹），更大规模浪费资源，污染环境，引发灾害，危及生态。需要大禹等二次治水，保持水土。人们常用“天下大势”的自然规律，来说明事物变化的道理，认识自然演变的重要性。
经科学测量，中国大陆的总地势是西高东低，相关悬殊，全球少有。北纬30度线附近的地形，自西向东逐渐下降，形成巨大的四级阶梯状坡面。长江、黄河等主要地表、地下水系，沿此坡面自西向东流淌，汇入太平洋。海洋蒸发的水分，伴随东南季风，伸入内地，形成巨大的降水，经流，海空陆海水分外循环，优于非洲，北美洲同纬度地区的水分循环。
三峡库区的地表、地下水系，处于中国大陆东坡面的“华中屋脊”，第二江河源头，第二级台阶转向第三级台阶的过渡地带。总体上来说，第一级台阶是补给区，第二、三能台阶是运动、存贮区，第四级台阶是排泄区。各级台阶的地势起伏，水分运动，循环状况，时空分布不同，补给、存贮、排泄状况及其时空分布也各异，引起大气降水、蒸发、地表和地下水系许多参数变化，利弊互见。三峡库区的水分循环，处于长江流域的峰值状态，倍增长江上中游的水量与能量，有“川流不息”、“无川不成江”等说法，颇值得研究。

二、地 貌

地貌指地表起伏形态。在地理学中叫“地形”。即地貌、地形互为同义词。在测绘中是对地表形态（地貌）和地表所有固定物体（地物）的总称。即在地貌图和地形图等具体应用上约有区别。
地貌由内外营力作用而成。内营力形成大的地貌类型，控制地表的基本轮廓；外营力塑造地貌的局部细节。由于内外营力作用的性质强弱，时空差异，地表起伏有不同的规模，分为大、中、小地貌。按成因分为自然，人为地貌，在自然地貌中又分为构造、气候、侵蚀、堆积等地貌。按外营力差异分为冰川、流水、岩溶、风蚀等地貌。按形态分为高原、山地、丘陵、盆地、平原等地貌。三峡库区的自然区划包括云贵高原，鄂西山地，渝东丘陵，四川盆地，山间平坝等地貌；行政辖区主要是山地重力，流水，岩溶地貌。由此构成复杂多样的水分循环，地表与地下水系。
中国是多山国家，海拔500米以上的山地，高原面积，占国土总面积的84%，500米以下的丘陵、盆地、平原面积，仅占16%。这是非常宝贵的地貌、地形资源。明朝开国宰相刘伯温曾赋诗曰：“江南千条水，云贵万重山。五百年后看，云贵胜江南。”由于山地、高原经常积雪，发育冰川，温度较低，是冷源能量。夏秋时节携带大量水分的暖湿气流，冬春季节携带少量水分的干寒气流，运动到这里都会形成降水。滋润广袤土地，养育森林植被，补给地表、地下水系，再生水量、水质、水能、水产、水运等资源。不过，三峡库区高峻的山地、容易流失水土，发生地质灾害，难以建设道路、城镇，岩溶地貌集中，大量渗漏地表水，潜伏坍塌隐患；红壤地区常被暴雨、洪水冲刷成沟谷、破碎地表。因此，需要治理、保护。

（一） 第一台阶
1、青藏高原 们于中国西南部，包括青海、西藏省区全部、新疆南缘，甘肃西南、四川、云南西北等部分县市。东西长2700千米，南北宽1400千米，面积约226万平方千米，占国土面积的24%，是中国最大的高原，地球最大的山原。它由极高山脉、山系、高原、盆地，交错组成地球上最高的地形综合体，平均海拔4000来以上，许多山峰超过6000米，成为地球上最高的大高原，号称“世界屋脊”。它以很高（500米以上）的海拔区别于平原，以较大的平缓地面和较小的地形起伏区别于山地。
青藏高原，根据地貌，气候条件分为六个自然景观区；南面绵延2450千米的喜马拉雅山区，平均海拔6000米，是地球上最高的山地。它拥有16座8000米以上的高峰。其中，珠穆朗玛峰，海拔8848.13米，像一座银色巨塔，屹立在群峰之上；山北是雅鲁藏布江谷地；东北有雪山连绵，河谷深切，湖泊星罗，温泉棋布，森林茂密，草原广阔，主要是高山、冰川、冻土、流水地貌。长江、黄河、怒江、澜沧江、雅鲁藏布江等太平洋、印度洋流域的大江大河，发源、奔流于此。很多人想在当地筑坝建库，拦沙调水，开发水能，改变气候。
2、水文特征 辽阔的高原、高耸的雪山、分布亚热带季风雨林，温带落叶、阔叶林、草原、荒源、寒带荒漠等类型气候，植被，并有以下水文特点。
（1） 亚洲水塔 通常海拔升高100米，气温下降0.6℃。在5千米高原，气温比近海平原低30℃。这里夏季比福州冬天还冷。常年气温在零下40℃多度，年际变化小、昼夜、阴阳坡温差大，具有“年无炎夏，日有四季”特点。它是地球上除南北极以外的“第三冷极”，季风运动，水分循环，大气降水的低温、低压、冷源条件；空气对流，巨大坡风，谷风及其遇冷降水的地形条件，影响亚洲乃至全球的气候。山峰终年积雪，山谷长存冰川，成为亚洲的地表水塔，中国的国体水库，第一江河源头。
（3） 升华与凝华 由于海拔高、日照长，空气稀薄，气压低，水的沸点也低。海拔5千米处，沸点降至84℃。加上昼夜、阴阳坡面温差大，干燥多风，多年平均有100-150天大风日，是中国大风（≥8级或每秒17米）最多地区之一。因此，夏天蒸发快，升华多，水分容易流失。由于山峰高，冰雪多，温度低，水分容易凝结凝华，保持平衡。特别是冬季气压低，范围广，吸引东南西北含水气流交汇于此，水分凝结，凝华、聚集、存贮于此。若少人为因素，温室效应，全球变暖，将越集越多。这是优于海水的淡水，自然消融，供应的宝贵资源。

（二） 第二台阶
青藏高原东缘的山脉，绵延东下，形成东西、南北走向的山系，构成第二台阶。南面有横断山、乌蒙山、大娄山、武夷山；北面有大巴山、大别山、桐柏山、秦岭；东侧有齐岳山、巫山、吕梁山、太行山等，还有广阔的云贵、黄土、内蒙古高原和四川、柴达木、塔里木盆地，平均海拔1000-2000米。主要由南面的岩溶高原和北面的黄土高原构成基本地势。黄土高原主要由风成坡积形成，经历30多次大小冰期，是大陆、南极冰期的7-10倍，正在向荒漠化演替。岩溶高原面积是黄土高原的2-3倍，北部经历相应冰期，清江两岸还有大量冰期遗迹。有人认为，清江、峡江形成，与冰期密切相关。它还经受菲律宾、 中国半岛板块北上西进，海洋南退，西退等变化，正在向石漠化演替。这里资源丰富，环境、生态问题突出。
三峡库区位于长江上游转为中游的下川江河段，四川盆地东缘和鄂西山地地带，第二台阶东部。东西走向的秦岭、大巴山、大娄山、武夷山，与南北走向的齐岳山、巫山、黄陵山交汇于此，构成雄高峻的“华中屋脊”。大巴山东段的神农架，伸入湖北省西北部，主峰3105米，是大巴山、华中区的最高峰，在约3250平方千米的林区，耸立20多座2000-3000米山峰，平均海拔1100米。这些中山山区，降雨期从9月至次年3月，长达半年以上。其它月份，经常云雾弥漫，十分凉湿，成为天然冷源。由于地势高峻，气候特殊，季风强劲，水分活跃，暖湿与干寒气流交汇于此，形成多雨，大雨、暴雨中心。唐朝诗人杜甫于大历元年（公元766年）秋天在夔州写的“白帝城中云出门，白帝城下雨翻盆。高江急峡雷霆斗，古木苍藤日月昏。”等诗篇，记录雷暴雨状况。由于降水很多，降水量山顶大于山麓，江南大于江北，东面大于西面；又因气候凉湿，蒸发较少，发源许多中心江河，地下水系，倍增地表、地下径流，成为宝贵的空中水库，地表水塔、第二江河源头。区内形成许多源短流急的溪河，周边壮大汉江、清江、乌江、嘉陵江等长江支流惠及四川盆地的沱、岷、赤水河等江河，两湖低的湘、资、沅、澧、洞庭湖等水系，远及黄河的泾、渭、伊、洛、汾等支流，组成华中大地，长江、黄河上中游密集的地表、地下水系，成为巨大的补给，存贮水源，成倍增加长江，黄河干流水量。另外，发育壮大海河、淮河、珠江水系。各江河长度、流量、流域面积都不及源自第一台阶的河流。
值得注意的反常现象是，库区北面的降水少、江河多、流量大；南面的降水多，江河少，流量少。必定发育山区暗河、地下水系。很多江河发源于溶洞、泉流，不是出自雪山、冰川。如珠江发源于云南典靖的溶洞，乌江南北二源出自贵州的涌泉，并由地下水流补给30%的水量；清江南北二源出自湖北的溶洞，干流与峡江相距很近，平等东下，形成巨大的腾龙洞等溶洞，卧龙吞江等伏流。黔江小南海曾发生高于6及的强烈破坏性地震，壅塞成高原湖泊。近年在兴建三峡工程，成万、渝怀铁路，通渝分路、隧道、地下工程，移民建镇，发展旅游，以及抢救性考古、探险中，相继发现许多大型、特大型岩溶水系的天坑，地缝、溶洞、暗河、伏流，多级瀑布等通道组成部分。这些都是山地、重力、流水、岩溶地貌特征，也是改变地形，引发灾害，影响库区稳定的重要因素。

(三) 第三台阶
东南沿海山地，是再次一级河流钱塘江、瓯江、闽江、九龙江、韩江、东江、北江等的发源地，这些河流的长度，流域面积，小于上述两类江河，但面临海洋、降水丰沛，单位面积产水量大于上述两类河流，有些江河的年径流量也可和它们相比，由此形成庞大的河网水系。另外，海河、黄河、淮河、长江、珠江中下游丘陵和华北、华东等平原，平均海拔1000米以下，是主要的农业区，经济区。除当地自产水处，还接收地表、地下经流客水，是主客水的存贮区（水多泽国）、排泄区（三角洲、海岸线）。由于水资源时空分布不均，超采地下水，形成巨大的地下漏斗，地面沉降，海水入侵，说明当地有庞大的地下空间，水系。
第三台阶东缘，大陆与海洋接触，形成泥质、沙质、基岩、珊瑚礁，红树林等类型海岸。泥质海岸由淤泥、粉砂组成，分布于大河、海湾、岸线干直，滩顼开阔，常见贝壳、壳屑、粉砂、细砂组成的贝壳堤埂。沙质海岸由砂子和磨圆的砾石、卵石组成平坦、宽阔的海滩，经海浪作用形成沙堤。基岩海岸由岩石构成陡峭、曲折的悬崖，经海浪长期拍击，冲蚀出许多奇形怪状的穴、桥、柱、崖、阶地等形态。因此，第三台阶主要是丘陵、平原、湖泊、水网、海岸等地貌。长江出海口、三角洲，主要是泥沙质海岸，海拔不超过2米。上海市最低处只有0.91米，平均海拔1.8-3.5米。

（四） 第四台阶
中国位于亚洲大陆东南部，紧靠太平洋。第四台阶是大陆自然延伸到渤海、黄海、东海，南海的大陆架。即这些海面以下水深200米以内的浅海部分，宽约8-1500千米，平均宽75千米的海底。又称大陆棚，大陆浅海。水深200-1000米区段称大陆斜坡。这是发展经济的宝贵空间，走向世界的战略基地，也是自然地貌的基本组成部分。
1、岸线 大陆海岸线，北起鸭绿江口，南至北仑河口，长达1.8万千米。在全球各沿海国家中，居前10名。但和国土面积相比，海岸系为仅为0.0018，居94位。说明岸线资源相当稀缺。就是加上6500多全岛屿，1.4万千米岸线，总长3.2万千米，也改善不了多少。还有岩岸、沙岸、泥岸、生物岸等类型，不便开发利用。因此，亟应珍惜。
2、滩涂 大陆五千多条流域面积100平方千米以上的地表江河，每年搬运20多亿吨泥沙进入沿海。仅辽河、黄河、长江、珠江等江河的泥沙，就淤积成40-50万亩肥沃的土地，是比“向沙漠进军”更合算的宝贵财富。不过，每年增长的滩涂，以流失相应的水土作补充，还破坏岸线，污染环境，滋生大米草等杂草，危及鱼虾蟹贝等生物繁衍、生长。由于眼采地下水，导致地面大幅度沉降，使一些沿海地区逐渐滑向大海。同时，全球变暖，海面上升（近100年海面上升20-30厘米），淹没大片沿海土地，增加风暴潮和海水泛滥机率，影响未来发展，成为又一环境灾难，南太平洋岛国图瓦卢（TUVALU）于2001年放弃全部国土，迁到新西兰等国家。
3、岛屿 中国有6500多个岛屿，8万多平方千米面积，是全球岛屿众多的国家之一。广泛分布在沿海、大陆架、大陆斜坡、深海盆中。星罗棋布，互相毗邻，成群成串，形成50多个群岛，列岛，构成海上长城，天然屏障。不过，岛屿类型，分布颇不均匀；近海岛屿占90%，远海较少；东海占58%；南海占28%；黄海占14%；小岛较多，台湾岛、海南岛、崇明岛、舟山岛、东海岛等类大岛较少……尚需扬长避短，取长补短，合理开发、保护。
4、海域 中国的海域辽阔，总面积约473万平方千米，居全球第9位。其中，渤海约8万平方千米，平均深18米，最大深70米，全部位于大陆架上；黄海约38万平方千米，平均深43米，最大深140米，全部处于大陆架上；东海约77万平方千米，平均深370米，最大深2719米，大陆架宽200-600米；南海约350万平方千米，平均深1212米，最大深5559米，大陆架宽180-250米。
根据《联合国海洋法公约》有关规定，中国享有主权和管辖权的海域总面积约300万平方千米，仍属海洋大国。可是，海域与陆地国土面积的比值仅为0.31，列第108位，人均海洋国土面积仅为0.0027平方千米，列第122位，只占其它海洋大国的0.5-10%，显得颇不协调。
海域自东海东边到北部湾海面，横跨东径20多度，宽度超过2000千米，从南海南端到渤海北岸，纵贯北纬44度，长约4500千米。全海域分布在地球北部的热带、亚热带、温带三大气候带，差异很大。年均降水量南多北少趋势，广西防城近海约3500毫米，黄海约1600毫米，渤海约600毫米；大量集中于夏秋季节，冬春较少。它们是海空陆海水分大循环的基本组成部分，需要详细观测，预报常规，异常水分活动。
5、资源 一般认为海洋资源包括物质（海水、生物、矿藏），能量（潮汐、洋流、温差、海风、火山、地震），空间（海域、岛屿、岸线、大气）等部分。通常认为海水是咸水，只适于提取氟、氯、溴、碘、铀、重水、盐类等物质，或作为石油、化工、电力等行业的冷却水，耐盐作物的养殖、灌溉用水。其实，海洋接纳地表、地下许多江河、水系的大量淡水，只是比较分散，没有引起人们广泛关注，充分利用。但是，迟早会成为研究陆海水分循环的主要对象。开发岛屿，支持海上作业的战略物资。与其它研究领域，自然资源一样，捷足先登者往往获得丰厚奖赏。
2004年轻月，中德科学家首次在南海北部发现全球最大（面积达430万平方千米）的自生碳酸盐岩区，即可燃冰“冷泉”喷溢形成的巨型岩酸盐岩。可燃冰是天然气水合物的俗称。即天然气和水在一定温度、压力条件下，相互作用形成的貌似冰状的可燃固体、煤炭、石油替代品，新型洁净能源。南海可能成为未来的波斯湾，能源基地。
6、状况 大陆架是大陆低洼部分。大陆与台湾多次陆连。因大陆边缘地壳下沉，或地球变暖，冰雪消融，海面升高，海水淹没大陆边缘形成大陆架。它自海岸逐渐向海洋倾斜，坡度约为0.1°，形成离岸130米宽的浅海区，离岸500米的深海区，是十分明显、，典型的水下台阶。
沿岸区是陆地延伸至海面以下200米深的区域，分为高潮线以上的潮上区，介于高低潮线的潮间区，以及低潮线以下的潮下区。潮间区拥有充足的阳光、氧气、二氧化碳，以及地表水系运来的丰富淡水、泥沙、矿物质，适于生物繁衍生息。海上渔场多分布于此。许多人认为它是地球生命的起源地，地表水系的最低点，地表形态的侵蚀基准面。
深海区常指浅海区以外的海域，包括透光区，约100米深的海水上层，阳光顺利透入，光合作用旺盛。少数清澈的热带海水，透光区能延伸至海面以下200米。透光区以下至2000米深处为深海区，是大陆架的边缘。深海区的阳光、氧气、二氧化碳已不充裕，地下水系送来的淡水、泥沙、矿物质也较少，只能生长一些面棲、底棲生物。海底油田多分布于此。三峡库区，处贡、大英等地区的地下水系，深度在1000-3000米，可能经地下通道，从大陆架排入海洋深渊区，或海水倒港口给大陆内地，补给盐水，卤水，保持循环、再生、动态平衡。
东海、南海的大陆架，是太平洋构造运动，印支、菲律宾板块北移，西进的影响区。初步探测22个新生代沉积盆地，130万平方千米海域，蕴藏467亿吨石油，32万亿立方米天然气。因此，肯定有巨大的岩土空隙，地下通道，地下水出海口，海洋水倒灌口。南海的北部湾，夏龙湾，充分发育岩溶地貌。它是亚洲大陆，中国西南部石灰岩山体的延伸部分，很可能许多岩溶地下水系的出海口。有些沿海地区的溶洞、暗河、远低于海面，其出口可能在深海区。有些海岛流出的泉水，井水量，远大于当地降水量，显然来自其它大陆、岛屿地下水系。另外，超采沿海地下水，引起海水入侵，倒灌，也说明陆海相通。
澳大利亚的努拉尔波（意为没有树木）平原，地面上的多孔石灰岩体，很快渗漏难得降下的雨水，存贮在地下百多英尺深，5英里多长的暗里。人们在多处地面，通过自流井获得新鲜饮用水。在附近海域，过往船舶上的水手，都用木桶去接取海底泉喷出的清水。墨西哥的拉普发多拉（LABVFADORA）海岸，有光怪离出的岩穴和几十米高的天然海水喷泉，形成海上奇观和旅游胜地。据考察，越南北部的一些溶洞，岩溶地下水系，与广西的岩溶洞地下水系连成一体。有人投资几十亿元在沿海开发矿泉水，建设温泉度假村，显然与地貌、岩溶、地热闹、地下水系等资源密切相关。因此，研究大气、地表、地下水系、水分循环，包括第四台阶、海洋部分，才是完整、准确的。
找到地下水的出海口，海洋水的倒灌口，研究淡水、盐水、卤水的数量、质量、能量，以及组分，泥沙，矿物质的动态平衡，才能全面、系统、填补空白，充实薄弱环节，才能充分完善水循环，切实保护水环境，合理利用水资源，有效防治水灾害。
7、意义 指出沿海大陆架为地貌第四（最低级）台阶，具有重要的现实意义和长远的科学意义。因为它是大陆的直接延伸部分，与陆地有密不可分的实际联系和沧海桑田的历史旋回关系。三峡库区等地也曾是海底，并将成为湖底，现有海底亦可能成为地表。另外，地表水常是无压水，从高处流向低地。陆地侵蚀基滩面常定为海平面。而地下水因一年四季，太阳辐射能量变化，真空、虹吸、地区、地热、地势等作用，可以是承压水，从低地流向高山，或具有高水压的海底。深层岩溶地区的侵蚀基准面，常是不透水、不溶蚀的地层，远低于海平面，也是承压水和排泄面。台湾东部海底分布多处直径三米以上的涌泉口，百慕大三角区与南太平洋之间的洋流水道，也是可以理解的地质构造。海水通过第四台阶的岩土空隙，倒灌入侵大陆内部，盐卤地下水系，由此构成完整的双向水分循环。第四台阶的深层盐卤地下水系，还可能是传递，增减板块运动能量，信息，引发，削弱自然，人为地震的物质，通道。总之，第四台阶是海岸、海底、岛屿、海域等地貌单元的总和，拥有许多尚未认识的研究课题。为了开发、保护大陆架的物质、能量、时间、空间资源，应深入探索第四台阶。
三峡库区的地势，亦可分为山区、丘陵、平坝、库盆四级台阶。并且，从巫山分水岭向东、西两侧倾斜，东侧平缓，西侧陡峻；以河谷为中心线向南北两侧抬升，南侧稍平，北侧较陡。在这高低悬殊，急剧变化的区域，表明还处于青少年发展阶段，形成复杂的大气、地表、地下水系，水分循环，以及与地貌密切相关的互动变化。研究大陆、库区第四台阶的泥沙冲淤，地震活动等变化规律，也便于相互充实、完善。

三、水系组成

地表水系类似，区别于大气水系，也包括垂直、水平等多种输入，输出形式，气液固多种形态存贮，输出环节。由此构成具有普遍性，特殊性的区域，全球地表水系，与大气、地下水系相互补给，排泄，形成水文循环。

（一） 垂直水系
水分垂直降落补给地表水，蒸发上升补给大气水，形成的水系。由此形成陆空小循环。
1、输入 大气中的水分，以雨、露、雪、雹等形式降落到地面上，成为地表水系的输入环节，包括数量、质量、能量、时空分布等内容。
2、存贮 雨水降落在自然集水区，有部分损失，存贮于地表，并非全部形成陆空内部小循环，亦非全部汇成径流，回归海洋，形成空陆海外部大循环。降水损失、地表存贮，包括截留、洼蓄，部分经流，这是地表水系自产主水的重要部分。
（1） 截留 部分降水在下落过程中，被树冠、灌木、草丛、枯枝落叶层，以及建筑物等拦截，不能直接到达地面、土壤，暂时存贮于地表上层，称为截留。在湿润地区，连降大雨，暴雨过程中，常忽略较少的截留水量，认为微不足道，在干旱地区，特殊地形，地面覆盖，降水稀少环境，截留成为保水固土的基本方式，日益重要的研究对象。目前，观测研究植物、森林的截留较多。大量事实证明，森林截留许多雨水，可完善水分循环，促进生态平衡，研究裸地、石漠、荒漠、屋面、硬化地面的截留很少，恶化水文环境。
降雨初期，大部分雨水落在叶面上，先形成薄膜，后增加数量，直到最大值。叶面面积和叶柄支持力愈大，截留的雨水数量愈多。同理，遮蔽地表的面积愈大，截留数量亦多。水滴自叶尖等处落到下层叶面或地面。高茎植物在初雨时截留的水量，为一次截留量，其叶面截留达到饱和，水滴流到下层叶面或低茎植物的水量，为二次截留量。因此，截留量与植株高矮、枝叶稀密，即植物种类，组成有关。茂密，多层的乔灌藤草苔菌森林植被的截留时间长，数量多。
雨水直接落在树干上，或从叶面、叶柄、枝条流到树干，称为干流。其截留的水量，与树干的生物组织、物理性质相关。粗糙的树干表面，可保持1.5毫米厚的截留水，光滑的树干表面、截留0.2毫米厚的积水。因此，大树、老树、松树类植物，可获得较多干流水。干流量可增加根部水分，减少根部吸收岩土内的水分。
穿过叶、枝、干覆盖，落到地面的水量，称为穿落流量。
显然，截留量即为降水量减去干流量，穿落量。观测时，常将空矿地区侧得的降水量，减去同一时间、同次降雨、植物下面测得的降水量，即为截留量。
实际截留量，与降雨特性，季节分布，林冠组成，郁密程度等密切相关。刚降雨时，截留量较多，随后逐渐减少，直至饱和值。在湿润地区，高强度降雨时，截留量较少。一般情况，平均截留量为降雨量的20%，1949年，有人观测湿润，森林地区的截留量，约为年降水量的25%。1965年，测得类似地区的年截留量高达254毫米。松柏等高大多年生针叶树、枝叶多、面积大，有二次截留，少季节变化，截留水分常以水珠形式附着在枝叶间，体积大、数量多，可截留全年降水量的25%。樟树、芭蕉等阔叶树，水分以膜状附着，浸润树叶，容易饱和下落，可截留全年降水量的10-18%。因此，常生长在多雨地区。重庆、三峡多云雾，容易成露、雾淞，也增大截留量。在干燥、经常下小雨的地区，截留量可达50%。总之，茂密、多层的森林植被，可截留很多水量，形成空中、立体水库和良好的水分循环。
（2） 洼蓄 降水强度大于入渗率，部分降水存贮在地表低洼处，不参与径流，不与江河流量发生直接关系，称为洼蓄。降水充满低洼处，才发生漫地径泫，汇入汇河。降水中上，洼蓄水量参与蒸发、下渗。
降雨前0.5至数小时，没有降雨，即没有洼蓄或洼蓄很少，该次降雨即可能形成较多洼蓄。反之，降雨前已有部分或较多洼蓄，新降雨只形成较少洼蓄。因此，洼蓄量随降雨时间延长，由大到小，逐渐趋于定值。与植物截留特性类似。
洼蓄是一种下层地表存贮，降水损失，补给地表、地下水。其大小、特性，与地表的原始，使用状况有关。未经人工整修，起伏不平的天然地面，洼蓄量较大，经过人工整修，高低平坦的裸地、岩地、硬化屋面、地面、广场、路面、停车场，则不易形成洼蓄。洼蓄与集水面积成正比。因为，单位面积的洼蓄为定值，面积愈大，总洼蓄量也越大。另外，集水面积大，承雨面积也大，高低不平的低洼处较多，洼蓄也多。洼蓄与集水区坡度成反比。因为坡度大，低洼处容易被雨水充满，产生溢流；而坡度小的梯田、池塘，洼蓄水量可能达到最大值（即洼蓄容积），直至出现径流。
某一地区的洼蓄量，与最大洼蓄能力，超渗降水量（减去截留、入渗、蒸发、散发）等密切相关。其中，小部分蒸发、散发于空中，大部分渗入地下，分散或集中补给地下水系，成为大气、地下水系的垂直输入形式。长江流域、三峡库区的水田、池塘、湖库很多、很大、洼蓄现象普遍，水量巨大；蒸发、散发、下渗等消耗分配，因时、因地不同。它们是重要的水环境，水资源，颇值得关注、研究。
3、输出 地表水分的蒸发、散发、下渗，是垂直水系的基本排泄形式。
蒸发主要是地表截留，洼蓄的水分，因热增加，气压变化，由固态升华，液态气化，变成水汽返回大气的物理过程。散发主要是有生命植物、根系吸收的水分，经枝叶气孔散失于大气的生理过程。蒸散发是上述二者的总称。它是水分循环的主要环节。由此可分析流域内的水量平衡，测算水量分配及其变化，如降水量、经流量、缺水量、地表与地下水量等。这是完善水循环、保护水环境，利用水资源，预防水灾害的基本资料。
蒸发是人们利用最多的地表（水面、土壤）水体的一种水量损失。虽然可以调节温度，更新环境，但是，必须保持在合理范围，以维持水分循环和水量平衡，避免发生水少灾害。对于调节，控制干旱、半干旱地区，时节的水源，特别重要。
蒸发和沸腾是液态水变成气态水的两种形式。蒸发是全在任何温度，只在液体表面发生的汽化过程。沸腾是只在沸点温度、全在液体内部发生的汽化过程。两者的汽液相变机理并无根本区别，都在汽液面上进行蒸发、汽化。不过，沸腾时液体集中受热，获得许多能量，出现大量汽泡，增加汽液分界面，加剧汽化过程。蒸发时液体分散减压，水分子逃离水面，持续汽化过程。
（1） 水面蒸发 是水分子受热、减压，获得足够动能，水面水分压高于大气水分压，脱离水面，进入大气的现象。因此，蒸发量与两分压之差成正比，并与水体、环境因素密切相关。
1） 水面 蒸发过程发生在液体表面。表面积愈大，蒸发愈快，如晾晒展开的湿衣服，比紧闭的湿衣服干得快。不过，单位面积的蒸发量，随水面面积增大而减少。因为，大型湖泊、水库与空气接触的界面（自由表面积），水分子脱离水面的面积（途径、侧面）相对较少，蒸发较弱；而小型池塘、梯田则相反。同理，圆形水面的蒸发量较少，其它形状水面的蒸发量较多。三峡水库为条带形，大侧面水面，蒸发损失自然较多。
2） 水深 浅水池塘，夏季气温高，水温也高，容易形成上下对流，均温，增大蒸了量；冬季则相反。深水湖泊，夏季气温、水面温度升高，水底温度较低，不易形成对流，蒸发；冬季气温、水面温度较低，水底温度较高，容易形成对流（翻水），增大蒸发。
3） 水质 水中溶有盐类等化合物，常在水面形成薄膜，阻碍水分蒸发。如海水平均含盐3.5%，蒸发量小于淡水2-3%。因此，淡水容易损耗，应倍加珍惜；水体被污染则难以蒸发、净化，亦应妥善保护。
4） 温度 是分子运动动能的量度。水体接受炉火烘烤，太阳辐射等热量、温度上升，动能增大，水分子趋于活跃、脱离水面，进入大气。即水分蒸发随温度上升而增多。
5） 气压 大气中的水分减少，水分压降低，容易接收，容纳脱离水面的水分子、增大蒸发。反之，减少蒸发。
6） 气流 不同速度的气流吹过水面，带走水分，降低气压，加快蒸发，减少水汽返回水体的机会，使其不易达到饱和。有风的冬天，湿衣服也干得很快，就是这个原因。一般情况下，风速增大10%，蒸发量增大1-3%。即风速与蒸发量成正比。
7） 湿度 是空气中含有的水量。空气在一定温度能容水分的相应（饱和）限度；蒸发量等于空气饱和时的湿度与同温度实际湿度之差。由此形成用水量、热量平衡法测定蒸发量。在潮湿地区、时节，空气湿度达到或过于饱和，很难蒸发地表水分，容以形成水多，内涝灾害；反之，在干旱地区、时节、空气湿度远未达到饱和，不断蒸发地表水分，加剧水少灾害。因此，要合理调节湿度，达到三晴两雨目标。
（2）　减少蒸发　蒸发是一种水量损失。在淡水资源日益匮乏，蒸发量大于降水量的地区、时节，更是不容忽视的大问题。从水域主体作手减少水面蒸发，主要有三种方法。
1）　缩小水面，使水库、湖泊等的水面积与蓄水量之比趋于最少。如多建地下水库、少建地面水库，蓄水于地下；多建大而深的地表水库，少建小而浅的地表池塘；选择适当位置，截弯取直，建设形状简单、小侧面积的水库等。
2）　覆盖水面　布置浮筏，缩小与空气接触的自由表面；施放碳氢化合物，在水面形成薄膜，阻拦水分子脱离水面。
3）　恢复植被，降低风速，减少太阳辐射热量，维持适当蒸发和水分循环，增大空气湿度和降水量，保水固土。
（3）　土壤蒸发　地表、土壤的蒸发，是落到土粒间降水或附着于土粒上的水膜，获得适当热能后进入大气的现象。在一流域内，陆地面积远大于水域面积，蒸发量亦很大，并且，地表、土壤结构远比水体复杂，更值得研究。
影响土壤的因素，除水面蒸发诸因素外，尚有下列各项。
1）　含水量 蒸发量随土壤含水量增加而增多。土壤上层的含水量直接影响蒸发量，含水多、蒸发多；含水少、不能满足蒸发需求，其它条件再合适，亦不能产生蒸发。
2）　地下水位　地下水面升至地表，即为自由水面，蒸发量最大；地下水面下降、蒸发量急剧减少；地下水面降至１米以下，蒸发量的减少速率则很少，近于地值。
3）　地表植被　植被增加地表空气湿度，降低地面温度，风速及蒸发量。据试验、统计，植被地表比裸露地面减少蒸发量约70%。
4） 土壤特性 深色土壤比浅色土壤吸收热量多，蒸发量大。水分依赖毛细作用从土壤下层升到上层。毛细作用力的大小，与土壤颗粒大小，结构相关。细粒土壤水分上升快，蒸发多，粗粒土壤水分上升慢、蒸发少。
（4） 减少土壤蒸发，常用5种方法。
1） 土覆盖 将表土翻松、打碎、破坏土壤颗粒间的连续毛细管，上层土壤迅速干燥，下层土壤中的水分难以升到表面，减少蒸发。甘肃、青海的浅山、河谷地区，常在秋翻后，春播前，用木榔头打碎土块“保墒”。民谚“榔头底下有墒”。库区一些坡坡、旱地作物播种后，覆盖草木灰肥，亦有保墒、保肥作用。
2） 石覆盖 甘肃、青海的一些河谷地区，就地取材，将卵石铺在土壤上，种植西瓜、蔬菜，可获得较好收成。由于卵石、碎石质地致密，不易形成连续毛细管，阻碍水分蒸发。它们的比热小，白天接收太阳辐射升温快，加热周围空气，形成高压区，阻碍下层水分上升；夜间接收太阳辐射热大辐减少，迅速冷却周围空气中的水分，形成潮湿环境。另外，阻止杂草生长，也减少蒸发损失。因此，在一些炎热干燥、甚至沙漠城镇的街道路边、坡面、花盆、花圃，都广泛铺盖整洁的碎石。
3） 膜覆盖 用白色塑料薄膜，大棚覆盖种子、幼亩，保持水分、湿度、温度，预防病虫害，形成“白色农业革命”。
4） 药覆盖 有些地区逐步试用，优选化学药剂，提高土壤含水量和作物的抗旱能力。
5） 恢复植被 从一些退耕还林，退牧还草试点地区的情况看，最简单、最有效、最持久的方法，仍然是生物措施，恢复植被。
（5） 叶面散发 植物根系从土壤汲取的水分，经叶面气孔排到大气的生理过程，称为叶面散发。又叫蒸腾、蒸散作用。其数量很大，在生态系统、水分循环，水量平衡等方面占有极其重要的地位。生物都有这种作用，应该认真关注。
白天，叶面利用阳光、水分、叶绿素和二氧化碳进行光合作用，水分、氧气从张开的气孔进入大气，大气中的二氧化碳亦从张开的气孔进入叶内。晚上，没有阳光或阳光很少，叶面不能进行光合作用，只进行呼吸、关闭气孔，减少水分散发。白天、热天、旱天，叶面散发的水分较多，若补充的水分不足，则关闭气也进行调节；若关闭气孔仍不能维持水分平衡，则植物凋萎，甚至死亡。
叶面散发，水分带走热量，降低植物温度，适应高温环境；另外，排出多余的水分，造成低压区，便于根部、枝干的水分和养料，借助压力差和毛细管作用，连续输送，保证植物生长。根部不断吸收水分和溶于水中的矿物质，无机盐，补给支干、叶面，维持光合、散发作用，保证植物生长。动物、人类也吸收水分、利用毛孔、汗腺散发水分。
叶面散发水分，对于降水、经流，人们利用的地表、地下水量，无疑是一种损失。但是，它保证陆气水分循环、生态平衡，非常重要。
（6） 相关因素 影响叶面散发水分的因素很多，主要是：
1） 阳光 是植物进行光合作用的主要能量。其强度、性质、照射时间都影响植物生长，散发水量。不同植物需要不同的阳光，稻麦等植物需要强光，即直接照射的阳光才能生长；苔藓等植物需要弱光，即在阴暗的地方才能成活。叶面在白天进行光合作用时，叶绿素主要吸收红、橙、蓝、紫四种光波，散发约95%的水分。
2） 植物种类 叶面散发的水分，从气孔逸出，而气孔的大小，疏密，随植物种类而异。水葫芦、芦苇、杨柳等水生、湿生、嗜水植物散发大量水分；旱地或耐旱植物散发少量水分。
3） 土壤含量 叶面散发的水量，取自土壤含水量。不同类型，时期的土壤有不同的含水量，根部吸收，叶面散发的水量也随之不同，可作相应调节。但是，叶面的散发量不可能超过土壤含水量。没有叶面散发形成的水分循环，土壤含水量也很难获得降水补充。
（6） 蒸散发量 流域内蒸散发损失的水量，包括水面、叶面、截面、洼蓄、岩土等部分蒸发、散发的水量，难以分开测量。为便于应用综合分析，常将这些组分合并测量、推算，称为总蒸散发量，简称蒸发量。
视在（势能）蒸发量 大气条件可能容纳的最大、饱和水量，再增加水量或降低温度，就形成过饱和、降水；实际蒸发量，地面条件可能蒸发的水量。两者之差，可说明一些基本情况。
1） 气象条件 如温度高，视在蒸发量大，可容纳水分多；海洋性气候，视在蒸发量的最大值与最小值之差较少，即温度、蒸发量较稳定；大陆性气候则相差较大，不稳定。
2） 干湿程度 降水量大于蒸发量，较为湿润，无须灌溉；若较接近或相当，则表明地表、地下无存水，水量不足，用水缺乏；若蒸发量大于降水量，则日益干旱，危及生态。因此，应尽量维持降水量大于蒸发量。
3） 森林植被 地球陆地没有植物时期，气圈、水圈、地圈也有水循环。落到地表的雨水渗入岩土空隙，经蒸发返回大气。约在4亿年前，植物从水圈移到地圈，根系汲取岩土空隙中的水分，再从叶面散发到大气。这一过程，保存、增多陆地水分，使大地日益湿润，适于生物生长；植物排出体内的水分，繁衍生息，也促进水分良性循环；植物消耗大量水分，加速当地干旱。西欧观测多种地表的蒸发量，水面定为100、森林为96、草原为87、农田为53-60、裸地为40、过火林地为40-45；东亚的数据是水面为1.0、水田为0.7、森林为0.5，两者相近。亚马逊河流域的降水量，一半以上来自蒸发量。破坏森林，必定减少降少。表明绿色植被在缓和气象灾害中的巨大作用。
4） 观测估算 目前尚缺乏直接、有效测量一棵树或一片集水区蒸发量的方法、设备。常借用热量、水量平衡公式间接推算。如某地年降雨2057.8毫米，径流量1121.65毫米，估算蒸发量为846.13毫米，约