日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川。
飞流直下三千尺，疑是银河落九天。
——李白《望庐山瀑布》
这是唐代诗人李白(701-762)所写的七绝“望庐山瀑布”。香炉指庐山香炉峰，“在庐山西北，其峰尖圆，烟云聚散，如博山香炉之状”（乐史《太平寰宇记》）。从远处望去，在红日照射下，香炉升起的团团白烟化成了一片紫色烟霞；瀑布像是一条巨大的白练高挂于山川之间。
望庐山瀑布诗意画
庐山开先瀑布
庐山三叠泉瀑布
瀑布及其成因
瀑布（waterfall）在地质学上称为跌水，是指河流或溪水经过河床纵断面的显著陡坡或悬崖处时，成垂直或近乎垂直地倾泻而下的水流。在地质学上，是由断层或凹陷等地质构造运动和火山喷发等地表变化，造成河流的突然中断，另外流水对岩石的侵蚀和溶蚀也可以造成很大的地势差，从而形成瀑布。
瀑布也称河落(falls)，当流量很大时，可称为大瀑布(cataract)。流量小、陡峭度较小的瀑布称小瀑布(cascade)，常指沿河的小跌落。
地质学家认为，形成瀑布的原因很多，主要原因是：组成河床底部的岩石软硬程度不一致，被河水冲击侵蚀得厉害，形成陡坎，坚硬的岩石则相对悬垂起来，河水在河道中奔流，遇到河床的陡坎时，便飞泻而下，形成了瀑布。除此之外，还有因山崩、断层、熔岩堵塞(一大块熔化了的岩石从下面挤上来。随着时间的推移，岩石慢慢地硬化了，就在河道中形成了一堵墙)、冰川（古代的冰川切入山谷之中，使两侧形成悬崖峭壁）等作用，形成瀑布。
号称世界最大瀑布的美国与加拿大交界处的尼亚加拉瀑布（Niagara Falls） ，是尼亚加拉河水翻过白云石的悬崖峭壁，直落入下面的一个大水池里。
美国与加拿大交界处的尼亚加拉瀑布
瀑布原为自然景观，加上人为光照点缀，五光十色，整个瀑布浸润在一种缥缈迷离的梦境中，成为了世界名瀑中独一无二的特色。
穿上雨衣乘观赏游船可充分领略瀑布的磅礴气势
中国的一些名山大川中，差不多都有瀑布。中国最大的瀑布是贵州黄果树瀑布，黄果树瀑布位于贵州省安顺市镇宁布依族苗族自治县，是珠江水系打邦河的支流白水河九级瀑布群中规模最大的一级瀑布。
黄果树瀑布
黄果树瀑布是世界上唯一可以从上、下、前、后、左、右六个方位观赏的瀑布。
中国的第二大瀑布是壶口瀑布，是黄河上唯一的黄色大瀑布，号称“黄河奇观”，其奔腾汹涌的气势常被称为是中华民族精神的象征。
据许多学者研究认为，壶口瀑布也是水力侵蚀和冰川活动造成的。
壶口瀑布极为壮观。滔滔黄水倾泻而下，激流澎湃，浊浪翻滚，水沫飞溅，烟雾迷濛，狂涛怒吼，声震数里，瀑布高度在枯水期可达15～20m，夏、秋之际可达45m。汛期洪流滚滚，涌出深槽，瀑布就变成一股激流倾泻而下。河水沿深槽下行5公里便是孟门，出孟门之后，水面展宽，水势变缓，又恢复到较平缓的景象。
1980版面值50元人民币的画面上那翻江倒海，奔腾跌泄，气势磅礴的壮观景象，就是黄河壶口瀑布。
1980版面值50元人民币背面
水力发电与生态文明
根据能量守恒定律，能量只会从一种形式转变成另一种形式，不能被创造或毁灭。瀑布从高处落下，势能会不断转变成动能，导致水高速流动。人们自然会想到能否把瀑布中水的部份动能，转换成有用的能量，而不让它完全散失？这正是水力发电的工作，水力发电的基本原理是利用水的势能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力。
1878年法国建成世界第一座水电站。欧洲第一座商业性水电站是1885年建成的意大利的特沃利水电站，装机65kW。美洲第一座水电站1882年建于美国威斯康星州阿普尔顿的福克斯河上，由一台水车带动两台直流发电机组成，装机容量25kW。19世纪90年代起，水力发电在北美、欧洲许多国家受到重视，利用山区湍急河流、跌水、瀑布等优良地形位置修建了一批数十至数千千瓦的水电站。全世界可开发的水力资源约为22.61亿kW，分布不均匀，各国开发的程度亦各异。
中国也是世界上水能资源丰富的国家之一，水能资源技术可开发装机容量据估计为5.42亿kw，经济可开发装机容量4.02亿kw，开发潜力很大。1950年以后水电建设有了较大发展，大、中、小并举，重点建设了一批大型骨干水电站，其中最大的是长江三峡水电站。
水力发电虽有一些优点，但也会给生态、环境带来很大的影响。
水力发电一方面发电成本较低，且灵活高效。由于水电站的设备比较简单，其检修、维护费用也较同容量的火电厂低得多。水力发电主要动力设备的水轮发电机组，可以在几分钟内从静止状态迅速启动投入运行，完成增减负荷,适应电力负荷变化的需要,不会造成能源损失。利用水电承担电力系统的调峰、调频、负荷备用和事故备用等任务，可以提高整个系统的经济效益。另一方面是有综合性的工程效益。由于筑坝拦水形成了水面辽阔的人工湖泊，控制了水流，因此兴建水电站一般兼有防洪、灌溉、航运、给水以及旅游等多种效益。
但是，水力发电带来的生态、环境影响也相当大。在自然方面，巨大的水库可能引起地表的活动，甚至诱发地震；此外，还会引起流域水文上的改变，如下游水位降低或来自上游的泥沙减少等，由于水库的蒸发量大，还会引起降雨量减少。在生物方面，水库建成后，可能会造成大量的陆生动植物被淹没死亡，甚至全部灭绝。对水生动物而言，由于上游生态环境的改变，会使鱼类受到影响，导致灭绝或种群数量减少；同时由于上游水域面积的扩大，使某些生物(如钉螺)的栖息地点增加，为一些地区性疾病(如血吸虫病)的蔓延创造了条件。
据人民网2013年8月17日报道，由世界自然基金会(WWF)与长渔办联合主办，包括中科院、复旦大学、长江科学院、同济大学等机构的专家2013年进行了长江上游联合科考。科考队在对金沙江下游已经建成的水电站进行考察后发现，金沙江段密集的水电开发，导致了大量鱼类栖息地遭到破坏和丧失，而水电项目也带来洄游通道阻断、江水水温降低等连带效果，更严重破坏了多种鱼类的生长规律，导致其数量急剧减少。
大坝建成后，原来的急流型河流生态系统被以深水、静水为特征的水库生态系统所替代，导致依靠急流险滩生存的鱼类失去栖息地。金沙江流域143种鱼类只找到17种。除了对水生生物带来灭绝性的直接影响，梯级水电的建设还改变了上游的水沙通量，从而对长江中下游水沙变化规律、河流湿地生态系统的分布产生影响。
自然生态有着其自身的发展规律。生态文明要求人类要尊重和爱护自然，才能将人类的生活建设得更加美好；人类要自觉、自律，树立生态观念，约束自己的行动，必须保持对大自然的敬畏和尊重，学习和大自然和谐相处，从自身做起，从现在做起，不能再发生破坏生态、环境的恶劣行为。
我们必须真正认识到：保护自然就是保护我们自己，保护环境和资源就是保证子孙后代的幸福和安全。再不能抱着“人定胜天”的口号去想“征服自然”。所以我们不能只看到水力发电的好处，看不到其对环境的影响，使生态文明受到破坏。
出品：科普中国
制作：天津大学 王振东
监制：中国科学院计算机网络信息中心
“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。
本文由科普中国融合创作出品，转载请注明出处。
