撰文 / 徐海 楚婉苓 杨敏 公明

“每当我想起分离时刻，悲伤就逆流成河”“所有流水都能倒退，所有苦难都能挽回”，人们用河水逆流或渲染自己的悲伤，或传递深沉的情感。我们都说滚滚河水向东流，那么河水真的能够逆流吗？中国南水北调工程的逆流壮举是如何做到的？

河水真的能逆流吗？

通常情况下，河水的流动是从地势高处流到地势低处，这主要是由于地球引力作用导致。但在一些特殊情况下，由于河道上下游的水位差变化就会引起河水逆流。

导致河水逆流，主要有以下几个原因：

河水前方遇到障碍，向前流动被拦阻后就会往后逆流。这种情况在河道弯曲、水流湍急的地方最常见，也就是回水形成回流漩涡；

河水中的涡流

河水流动前方有冲击力更大的逆向水流出现，迫使河水倒流。这种情况在河水进入湖泊或大海时，如果碰到大风或涨潮，就会出现。最著名的就是钱塘潮了，亚马孙河流域也有类似钱塘潮这样的倒灌现象。

钱塘江大潮

另外还有一种情况，就是地震导致的河水逆流。

2016年11月22日，日本福岛发生7.4级强震，福岛、千叶县等太平洋沿岸地区出现海啸警报的同时，当地有不少网友拍到受地震影响的“河水逆流”异象，发布图像的网友惊呼：“第一次看到这种现象，我认为很危险，当时非常害怕。”为什么地震会导致“河水逆流”的异象呢？

地震后海洋会出现海啸，海啸的方向若是向陆地而来，那么强大的海啸洋流会从河流的入海口倒灌，逆河流而上。而当时，日本福岛附近海啸造成数米高海浪，洋流从河口逆流而上，倒灌入河，于是就出现了海水逆流而上的异象。

其实河水逆流不仅是一种自然现象，还可以通过科学的方法形成逆流并造福于人类。中国著名的南水北调工程就是通过人工河水逆流来完成这一壮举的！

南水北调如何“逆转”河流？

南水北调工程能奇迹般地完成逆流的壮举，让世界都感到无比震惊。相信有很多小伙伴都非常疑惑，这么伟大的工程到底依靠的是什么技术呢？

南水北调工程东线局部

南水北调工程主要分为东中西三线，它主要是将长江流域的水资源抽调到干旱地区，通过这种方式可以促进双方的发展，对周围的资源环境也起到很大的帮助，人们的生活也因此有了很大的改善。

这项工程的东线因为地理位置的原因，终点与起点的高度落差非常大，所以，人们就利用了京杭运河等多条河道，一级一级地抽取河水，再用湖泊蓄水来进行调控。南水北调工程建造了世界上最大的泵站区，其中共有52座水泵站。水泵站的体积非常大，直径可以达到5米左右，主要利用叶旋在转动时所产生的升力来抽取河水，抽取量一个小时就能够达到1万立方米左右，这样的工程可以保证调水时的稳固性。此外，由于不同区域水的流动和水量大小有很大的差距，因此需要使用加压泵来进行控制和调节。

在北京就有8台长达6米的水泵工作，可以说，中国采取的世界最大的水泵技术是南水北调工程完成“逆流”壮举的一大功臣！

了不起的重力：河水滔滔为谁流？

河水的流动实际上与重力作用息息相关。何为重力？重力是物体由于地球的吸引而受到的力。重力的施力物体是地心，而方向总是竖直向下。物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比。

重力与物体质量有关

重力的计算公式是：G=mg，g为比例系数，它的大小约为9.8牛顿/千克。此外，重力也会随着纬度大小改变而改变。

重力对我们地球上的万事万物皆有影响，不光是流水，甚至地球的形状也与重力有关。

在惯性系（在惯性系中，不受外力时，一切物体总保持与参考系的匀速直线运动状态或相对静止状态）下观察，由于地球一刻不停地自转，地球表面的物体都具有向心加速度。赤道上物体的向心加速度最大，两极上物体的向心加速度最小。

为解释地球呈椭球形的原因，我们分别选择物体在不同纬度上的位置为非惯性系（非惯性系中，描述物体的运动规律虽仍可使用牛顿运动定律，但作用在物体上的力，除了外力还要附加牵连惯性力与科氏惯性力）。同一个物体在位于赤道上时，它的向心加速度最大，所以所受的惯性力最大，由于惯性力方向与万有引力相反，因此所受万有引力最小。这样一来，万有引力与惯性力的合力，相对于其他纬度就最小，也就是重力最小。

连通器中液体密度相同时液面高度相等

相对其他纬度，万有引力在两极上最大，而向心加速度最小，惯性力也最小，所以重力最大。这样同一物体从赤道移到极地时，所受到的重力也会逐渐变大，同时物体的比重（又叫相对密度）也逐渐变大。海水是地球表面的主要组成部分，赤道附近的海水比重最小。我们在初中物理课上会学到连通器原理，连通器中比重小的一侧液面比另一侧高，因此赤道附近的海面会突出一些。这就使得地球在以这种形式分布的重力作用下，变成赤道距地心远，两极距地心近的椭球形状。

本文来自《知识就是力量》杂志，原标题为《谁能使河水逆流？》，作者徐海 、楚婉苓 、杨敏 、公明，有删改，转载请注明来源。封面图为电影《悲伤逆流成河》剧照。