水循环过程与水资源量

17
水资源与水环境规划
6.1 自然界的水循环
四、水循环的机理
3.影响水循环的因素？
18
1、气候因素 主要包括：湿度、温度、风速、风向等，在水分循环的五个环 节蒸发、水汽输送、降水、下渗、径流中，有三个环节取决于气 候状况。一般情况下，温度越高，蒸发越旺盛，水分循环越快； 风速越大，水汽输送越快，水分循环越活跃；湿度越高，降水量 越大。另外，气候条件还能间接影响径流，径流量的大小和径流 的形成过程都都受控于气候条件。因此，气候是影响水分循环最 为主要的因素。
水资源与水环境规划
9
2014/4/21
6.1 自然界的水循环
四、水循环的机理
2.水循环周期
水体名称 极地冰川 永冻带地下水 世界大洋 高山冰川 深层地下水 湖泊水 交替周期 10000年 9700年 2650年 1600年 1400年 17年 水体名称 沼泽水 土壤水 河水 大气水 生物水 交替周期 5年 1年 16天 8天 几小时
域中的大气水、地表水、土壤水与地下水以及构成自然界（包括生物圈）的水 联系在一起。形成水系统。
Related to a series of physical, biogeochemical and ecological processes. 水循环极为活跃，并带动或参与陆地
表层物质和能量交换。直接或间接地涉及到自然界中一系列物理的、化学的和 生物的过程，主要包括:
To provide basic principle for water resources assessment 水循环是水资源评价的最基本原理 To form foundation for rational use of water resources 水循环是水资源合理利用的基本依据 For harmonious water-human relationship
②对于海洋: o o P 一年内: 1 R1 E1 U1 1 多年平均： o Po R E U i 0 n i 1 ③ 全球：
水资源与水环境规划
(2)
Pc Po Ec Eo
17
2014/4/21
6.2 水量平衡
二、水量平衡方程
某一地区的水量平衡方程的细化： 收入项：一定时间内降水量P，水汽的凝结量E1，有从其 它地区流入该区的地表径流量R表、和地下径流量R地下。 支出项：蒸发量和林木的蒸散量E2、从该区流出的地表 径流量r表及地下径流量r地下、该区工农业及生活用水量q。 根据收入项和支出项，可以写出该区的水量平衡方程：

流域中的侵蚀、搬运与沉积，土壤的形成演化与泥沙;
地表化学元素的迁移与转化，点源与面源污染物质迁移; 植物生长中最重要的生理过程—蒸腾以及地表大量热能的转化等 等…。
水资源与水环境规划
水循环的主要水利意义
To create renewable water resources
水循环不断为人类提供可更新或可再生的水资源
水资源与水环境规划
3
2014/4/21
6.1 自然界的水循环
一、地球上水的分布
水资源与水环境规划
6.1 自然界的水循环
水资源与水环境规划
4
2014/4/21
6.1 自然界的水循环
二、水循环的基本过程 1.水循环的概念
地球表面上各种形态的水体，在太阳辐射的作用下蒸 发或蒸腾上升至空中，被气流带动输送到各地，水汽 在上升和输送过程中，遇冷凝结以降水的形式回到地 面或水面上，在重力作用下下渗并由高向低流动形成 径流，再以河流或地下水的形式汇入海洋。水分这样 周而复始的转移交替的现象称为水循环。
P R表 R地下 E r表 r地下 q ΔU
上式为通用的水量平衡方程式
水资源与水环境规划
18
2014/4/21
6.2 水量平衡
三、流域水量平衡方程
水土保持和水文工作者接触最多的是一个流域的水量平衡， 水文、水资源的分析、水土保持效益计算都是以流域的水 量平衡为基础的，因此，流域水量平衡方程显得非常重要。 基本概念： （1）分水线（分水岭）：当地形向两侧倾斜，雨水分别 汇集到两条河流中去，这一起着分水作用的脊线称为分水 线。 （2）流域：汇集地面水和地下水的区域称为流域，它是 分水线所包围的区域。
水资源与水环境规划
1
2014/4/21
珍惜水资源，做好水资源规划与管理
水资源与水环境规划
章节安排
第六章 水循环过程与水资源量 第七章 社会经济系统发展预测 第八章 水资源评价 第九章 水资源供需分析 第十章 水资源规划与可持续发展
水资源与水环境规划
2
2014/4/21
第六章 水循环过程与水资源量
12
水循环的类型
水资源与水环境规划
6
2014/4/21
6.1 自然界的水循环
三、水循环的类型
海 洋 上 空
气流输运 降 水 海 洋 蒸 发 降
大 陆 上 空
蒸 发 返 回 大 气
大循环： 小循环：
地面径流
水
汇入 河川 洋
地下径流
陆 面 地 下
海
水资源与水环境规划
6.1 自然界的水循环
三、水循环的类型
12
水资源与水环境规划
7
2014/4/21
6.1 自然界的水循环
三、水循环的类型
13
水资源与水环境规划
6.1 自然界的水循环
三、水循环的类型
3、内陆水循环：陆地的水分经蒸发和蒸腾上升到空中，与从 海洋输送来的水汽一起再向内陆输送至离海洋更远的地方， 凝结降水，然后再蒸散到上空气团中向内陆运动，直至不能 形成降水为止，这种水分循环称为内陆水循环。
2014/4/21
水资源与水环境规划（下）
授课人：傅 新 手 答 机：18769798176 疑：每周二下午 9教317 Email : stu_fux@ujn.edu.cn
中国淡水资源
中国多年平均降水量为6200km3 。 降水量是地球上积极可再生的淡水来 源 中国淡水资源总来量（降水), 与全球 淡水量相比，占有的比例不到万分之 1.8 ( 0.000177 ） 中国地表水/径流资源总量2700km3。 与全球相比，占的比例大约为百分之7。
水资源与水环境规划
10
2014/4/21
6.1 自然界的水循环
四、水循环的机理
3.影响水循环的因素
2. 下垫面因素 主要是通过影响蒸发和径流起作用的。有利于蒸发的地区， 水分循环活跃，而有利于径流的地区，水分循环不活跃。 3. 人类活动因素 人为活动（修建水库、封山育林等）对水分循环的影响主要 表现在调节径流、加大蒸发、增加降水等水分循环的环节上。
质量守恒定律
水量平衡原理
水资源与水环境规划
14
2014/4/21
全球水循环通量-水量平衡
6.2 水量平衡
一、水量平衡原理
任意时刻，任何区域，收入（或输入）的水量和支出（或输 出）的水量之差，一定等于该时段内该区域储水量的变化， 即收支平衡———水量平衡 水量平衡原理的意义：（1）是水文、水资源研究的基本原理， 借助水量平衡原理可以对水循环现象进行定量研究；（2）可 以建立各水文要素间的定量关系，在已知某些要素的条件下 可以推求其它水文要素，因此对水量平衡的研究不但具有理 论意义，还具有重大的实用价值。
水资源与水环境规划
6.2 水量平衡
二、水量平衡方程
（3）地球系统：地球上水循环量大体为一相对稳定值，
陆地和海洋上，多年间并无明显增减。 ①对于陆地: c c 一年内: P U1 1 E1 R1 1 c c 多年平均：P E R U i 0 (1)
n
i 1
人类
对水资源的开发利用不断地改变天然水循环，影响着水资 源的可更新性或可再生性,涉及科学发展观：人-水和谐。
水资源与水环境规划
12
2014/4/21
地球系统
水资源与水环境规划
全球水循环观测
Satellite Observation Systems
The Group on Earth Observations GEO as Intergovernmental Organization is formally established for Earth observing systems, GEOSS
水资源与水环境规划
6.1 自然界的水循环
五、水循环的作用与意义

影响全球气候 形成丰富多样的地形地貌 为生态系统提供生命支撑 形成一切水文现象
水资源与水环境规划
11
2014/4/21
水循环的主要研究意义
Link air water, surface water, soil water bio-water and groundwater to form water system 陆地水循环把流
P E1 R表 R地下 E2 r表 r地下 q ΔU
水资源与水环境规划
6.2 水量平衡
二、水量平衡方程
某一地区的水量平衡方程的细化：
P E1 R表 R地下 E2 r表 r地下 q ΔU
令E=E2‐E1为时段内的净蒸发量，则上式可改写成：
水资源与水环境规划
13
2014/4/21
6.2 水量平衡
一、水量平衡原理 二、水量平衡方程 三、流域水量平衡方程 四、中国区域水循环/水转化结构特征
水资源与水环境规划
6.2 水量平衡
一、水量平衡原理
水循环是描述水文现象运动变化的形式，各水文要素间 的数量关系研究，需根据水量收支平衡用水量平衡的方 法进行研究。
水资源与水环境规划
6.1 自然界的Leabharlann Baidu循环
四、水循环的机理
2.水循环周期
16
从水资源开发利用的角度看，不但需要了解各种水体的储量， 还必须掌握他们交替更新的速度和周期的长短。如果某一水体， 它的更新速度快，更新周期短，那这种水资源的利用率就高。 因此，水循环周期是研究水资源的一个很重要的参数。 通常水分的交替更新周期用下式表示： T=W/ ΔW T为交替周期（年、月、日、时），W为水体的储量，ΔW为每 年参与水循环的水量。
水资源与水环境规划
6.1 自然界的水循环
二、水循环的基本过程
外因
太阳辐射、重力作用
2.水循环的原因
内因
水的物理性质
3.水循环的五个环节 4.总趋势 海洋向陆地输送水汽；陆地向海洋注入径流
水资源与水环境规划
5
2014/4/21
6.1 自然界的水循环
二、水循环的基本过程
11
水资源与水环境规划
6.1 自然界的水循环
水资源与水环境规划
6.2 水量平衡
二、水量平衡方程
（1）陆地系统：
Pc E c R U
Pc为陆面降水，Ec为陆面蒸发，R为径流量， △U为基数时间内蓄水量的增加量
水资源与水环境规划
16
2014/4/21
6.2 水量平衡
二、水量平衡方程
（2）海洋系统：
Pm R E m U
Pm为海面降水，Ec为海面蒸发，R为入海径流 量，△U为基数时间内蓄水量的增加量
6.1 自然界的水循环 6.2 水量平衡 6.3 水资源转化过程 6.4 水资源量的组成与估算
水资源与水环境规划
6.1 自然界的水循环
一、地球上水的分布
以气态、液态、固态三种形式存在于大气、陆地与海洋， 以及生物体内，组成了一个相互联系的、与人类生活密 切相关的水圈。也就是说水存在于水圈之中。 存在于大气中的水称为大气水 存在于陆地的水称为陆地水，它包括河水、湖水、沼 泽水、冰雪水、土壤水和地下水 存在于海洋的水称为海洋水 存在于生物体内的水称为生物水
参加内陆水循环的的水分有那些呢？？
14
主要包括大气下层的水汽、土壤上层的水分，植物根系范围 内的水分、冰雪上层的水分，这些水分经蒸发和蒸散顺风向内 陆运动，重复增加内陆的水汽量。
水资源与水环境规划
8
2014/4/21
6.1 自然界的水循环
四、水循环的机理
1.水循环的特点

15

整个水循环过程既无开始也无结尾，是连续的、 永无止境， 但全球总水量不变，服从质量守恒 定律。 太阳辐射与重力作用是水循环的基本动力 全球水循环是闭合系统，但局部水循环却是开 放系统 永无止境的水循环赋予水体可再生性
水资源与水环境规划
15
2014/4/21
6.2 水量平衡
二、水量平衡方程
任一区域水量平衡方程：从水量平衡原理出发，可以写 出任一区域的水量平衡方程： U 输入 U 输出 U 式中：U输入—为输入区域的水量， U输出 —为输出区域 的水量， ΔU —为研究时段内区域储水量的变化量。 此式是水量平衡的基本形式，适用于任何区域、任意 时段的水量平衡分析。