第一篇 水文学与水资源(第一章 地球上水)
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1.3.3 水体更新速度
地球总水量13.86×108km3，其中每年平均仅57.7×104km3的水参与水循环，按此速度全部水量 循环一次，或者说全部水量更新一次，需要2400年。
• 1.4 地球水圈在地球系统中的作用
• 1.4.1 水是生命的介质
水的许多宝贵特性，像异常高的溶解能力，在溶解物质作用下其 化学性质不变等，对于地球上生命的诞生和发展具有重要意义。
• 1.4.4 水是所有生物机体的主要组成
地球上所有生活或多或少都含有水，平均含80%。也就是说，有机体几乎4/5 的重量是水。据水文学家估计，地球上所有的动植物和人含有近11200亿t水，相 当于同时灌满世界上所有河床的水量的一半。
1.4.5 水是生态系统中的重要元素
1.4.6 水是地球气候的调节器
第一篇 水文学与水资源
第1章 地球上的水 第2章 大气——陆地水分交换 第3章 地表以下的水文系统 第4章 流域水文 第5章 水文分析与预测 第6章 水资源评价与配置
• 第1章 地球上的水
• 1.1 • 1.2 • 1.3 • 1.4 • 1.5百度文库
地球——水的行星 水——不寻常的寻常物质 水文循环与水量平衡 地球水圈在地球系统中的作用 水——宝贵的自然资源
海洋净蒸发 4.48×104km3
陆地
入海总径流 4.48×104km3
海洋
图3-2 全球水文循环量的基本格局
• 1.3 水文循环与水量平衡
• 1.3.2 全球水量平衡 • 从全球看，平均每年总蒸发量为57.7×104km3，总降水量也是57.7×104km3，
达到平衡。 • 问题：是否可以认为地表的水分既不消失，也不增生，地球是一个封闭系统呢？
百分数（%）
占总淡水量
30.1 0.05 68.7
0.86 0.26 0.03 0.006 0.04 0.003 100
• 第1章 地球上的水
• 1.2 水——不寻常的寻常物质
• 特别高的冰点和沸点 • 特别大的融化和蒸发潜热 • 特别大的比热容 • 反常的热膨胀和密度变化 • 万能的溶剂
• 第1章 地球上的水
• 第1章 地球上的水
• 1.1 地球——水的行星
岩石圈 人类生活的地球由4个部分组成 水圈 （水圈在其中起着核心作用）
大气圈 生物圈
地球是太阳系中至今了解唯一存在的三相水的行星。根据最新资料，地球上 有13.86×108km3的水。若平铺地表，足以形成一个厚达2700m的水层。
液态 三相 固态
气态
24.0614
1.74
（21.6） （2.34） （0.0835） （0.0406）
0.3
0.022
0.1764
0.013
（0.091）
（0.0845）
0.01147
0.0008
0.00212
0.0002
0.0129
0.001
0.00112
0.0001
1385.984610
100
35表.02191-010 地球上水的分2布.53
答：事实上，地球可以从宇宙空间获取水分，也可以向宇宙空间散失水分，还可以从地球内部 析出化合水。水从宇宙空间进入地球通过两种途径：一是随降落的陨石带来，据估计这一项每 年平均约0.5km3；另一是在大气圈上层由太阳来的质子形成的水分子，这一项数量难以估计。在 大气圈上层，由于太阳紫外线的作用，水蒸气分子可以离散为氢原子和氧原子，使水在宇宙中 消散。大体上可以认为，地球从宇宙获得的水量等于消失在宇宙中水量，进出基本平衡。
水圈除了通过调节气温影响气候外，陆地上水量分布的不均匀也是造成各地 气候不同的重要因素。
干旱系数a=E0/P
式中：E0为平均年蒸发能力；P为平均年降水量。
• 渗入地下的部分，或者通过土壤蒸发，或者通过植物散发回到空中，或者通过 地下途径排入江河，汇入海洋，完成水循环。
• 水的这种永不停止的循环过程，称为水循环或水文循环。
• 水文循环是自然界中最重要、最活跃的物质循环之一。
水循环
内因：水的三种物态在常温条件下可以相互转化 动力：太阳辐射和地心引力
• 第1章 地球上的水
• 1.1
地球——水的行星
分布场所
海洋 地下水 （其中淡水） （土壤水） 冰雪水 （其中南极） （格陵兰） （北极） （山区） 地下水（永冻带）
湖泊 （其中淡水湖）
（咸水湖） 沼泽 河道 大气 生物
总水量 总淡水量
水量
（×108km3）
占总水量
1338.00
96.5
23.40
1.7
（10.53）
（0.0165）
元素
氯
纳
氧
钾
钙
其他
海水
55.0
30.6
5.6
1.1
1.2
6.5
人血
49.3
30.0
9.9
1.8
0.8
8.2
• 1.4.2 水是大气圈中氧的源泉
水分子和二氧化碳（CO2)在植物（包括海藻）光合作用下，克服了氢、氧原子的结合 力，分解出氧，排入空气中，留下（C）和氢（H）用于植物生长。这是地球上最大的生 物化学过程之一。
• 1.3 水文循环与水量平衡
• 1.3.1水文循环
• 自然界的水在太阳能的作用下，不断地从水面（海洋、河流、湖泊等）、陆地 和植物表面蒸发，化为水汽升到高空，然后被气流带到其他地区。在适当的条 件下水汽凝结，又以降水的形式降落到地面和水面上。到达地面的水，在重力 的作用下，一部分渗入地下，一部分形成地面径流流入江河，汇入海洋，还有 一部分重新蒸发回到空中。
在补充大气圈的氧的过程中，起重要作用的不是高等地面植物，而是聚集于海洋表面 的细小的藻类植物—浮游植物。植物在光合作用中输送到大气中的氧，每年约有1500亿t。
• 1.4 地球水圈在地球系统中的作用
• 1.4.3 水参与人体内所有生命作用
人体中的消化作用、物质交换、血液循环、组织的合成，都是在水溶液中 完成的，并都有水的参与。
• 第1章 地球上的水
• 1.1 地球——水的行星
地球表面面积：5.1×108km3 海洋面积：3.6×108km3 陆地面积：1.5×108km3
海洋面积占地球表面面积的7/10； 陆地面积占地球表面面积的3/10；
根据这一点，地球可以称为水的行星或 海洋行星。
地球表面面积
陆地面积 海洋面积
• 第1章 地球上的水
• 1.3 水文循环与水量平衡
• 1.3 水文循环与水量平衡
• 大循环：
• 由海洋到大陆，又回到海洋的循环称为大循环，或外循环；
• 小循环：
• 由陆地到空中又回到陆地，或由海洋到空中又回到海洋的循环，称为小循环。
• 前者又可称为内陆小循环，后者称为海洋小循环。
水汽净输送 4.48×104km3
内地净降水 4.48×104km3
地球总水量13.86×108km3，其中每年平均仅57.7×104km3的水参与水循环，按此速度全部水量 循环一次，或者说全部水量更新一次，需要2400年。
• 1.4 地球水圈在地球系统中的作用
• 1.4.1 水是生命的介质
水的许多宝贵特性，像异常高的溶解能力，在溶解物质作用下其 化学性质不变等，对于地球上生命的诞生和发展具有重要意义。
• 1.4.4 水是所有生物机体的主要组成
地球上所有生活或多或少都含有水，平均含80%。也就是说，有机体几乎4/5 的重量是水。据水文学家估计，地球上所有的动植物和人含有近11200亿t水，相 当于同时灌满世界上所有河床的水量的一半。
1.4.5 水是生态系统中的重要元素
1.4.6 水是地球气候的调节器
第一篇 水文学与水资源
第1章 地球上的水 第2章 大气——陆地水分交换 第3章 地表以下的水文系统 第4章 流域水文 第5章 水文分析与预测 第6章 水资源评价与配置
• 第1章 地球上的水
• 1.1 • 1.2 • 1.3 • 1.4 • 1.5百度文库
地球——水的行星 水——不寻常的寻常物质 水文循环与水量平衡 地球水圈在地球系统中的作用 水——宝贵的自然资源
海洋净蒸发 4.48×104km3
陆地
入海总径流 4.48×104km3
海洋
图3-2 全球水文循环量的基本格局
• 1.3 水文循环与水量平衡
• 1.3.2 全球水量平衡 • 从全球看，平均每年总蒸发量为57.7×104km3，总降水量也是57.7×104km3，
达到平衡。 • 问题：是否可以认为地表的水分既不消失，也不增生，地球是一个封闭系统呢？
百分数（%）
占总淡水量
30.1 0.05 68.7
0.86 0.26 0.03 0.006 0.04 0.003 100
• 第1章 地球上的水
• 1.2 水——不寻常的寻常物质
• 特别高的冰点和沸点 • 特别大的融化和蒸发潜热 • 特别大的比热容 • 反常的热膨胀和密度变化 • 万能的溶剂
• 第1章 地球上的水
• 第1章 地球上的水
• 1.1 地球——水的行星
岩石圈 人类生活的地球由4个部分组成 水圈 （水圈在其中起着核心作用）
大气圈 生物圈
地球是太阳系中至今了解唯一存在的三相水的行星。根据最新资料，地球上 有13.86×108km3的水。若平铺地表，足以形成一个厚达2700m的水层。
液态 三相 固态
气态
24.0614
1.74
（21.6） （2.34） （0.0835） （0.0406）
0.3
0.022
0.1764
0.013
（0.091）
（0.0845）
0.01147
0.0008
0.00212
0.0002
0.0129
0.001
0.00112
0.0001
1385.984610
100
35表.02191-010 地球上水的分2布.53
答：事实上，地球可以从宇宙空间获取水分，也可以向宇宙空间散失水分，还可以从地球内部 析出化合水。水从宇宙空间进入地球通过两种途径：一是随降落的陨石带来，据估计这一项每 年平均约0.5km3；另一是在大气圈上层由太阳来的质子形成的水分子，这一项数量难以估计。在 大气圈上层，由于太阳紫外线的作用，水蒸气分子可以离散为氢原子和氧原子，使水在宇宙中 消散。大体上可以认为，地球从宇宙获得的水量等于消失在宇宙中水量，进出基本平衡。
水圈除了通过调节气温影响气候外，陆地上水量分布的不均匀也是造成各地 气候不同的重要因素。
干旱系数a=E0/P
式中：E0为平均年蒸发能力；P为平均年降水量。
• 渗入地下的部分，或者通过土壤蒸发，或者通过植物散发回到空中，或者通过 地下途径排入江河，汇入海洋，完成水循环。
• 水的这种永不停止的循环过程，称为水循环或水文循环。
• 水文循环是自然界中最重要、最活跃的物质循环之一。
水循环
内因：水的三种物态在常温条件下可以相互转化 动力：太阳辐射和地心引力
• 第1章 地球上的水
• 1.1
地球——水的行星
分布场所
海洋 地下水 （其中淡水） （土壤水） 冰雪水 （其中南极） （格陵兰） （北极） （山区） 地下水（永冻带）
湖泊 （其中淡水湖）
（咸水湖） 沼泽 河道 大气 生物
总水量 总淡水量
水量
（×108km3）
占总水量
1338.00
96.5
23.40
1.7
（10.53）
（0.0165）
元素
氯
纳
氧
钾
钙
其他
海水
55.0
30.6
5.6
1.1
1.2
6.5
人血
49.3
30.0
9.9
1.8
0.8
8.2
• 1.4.2 水是大气圈中氧的源泉
水分子和二氧化碳（CO2)在植物（包括海藻）光合作用下，克服了氢、氧原子的结合 力，分解出氧，排入空气中，留下（C）和氢（H）用于植物生长。这是地球上最大的生 物化学过程之一。
• 1.3 水文循环与水量平衡
• 1.3.1水文循环
• 自然界的水在太阳能的作用下，不断地从水面（海洋、河流、湖泊等）、陆地 和植物表面蒸发，化为水汽升到高空，然后被气流带到其他地区。在适当的条 件下水汽凝结，又以降水的形式降落到地面和水面上。到达地面的水，在重力 的作用下，一部分渗入地下，一部分形成地面径流流入江河，汇入海洋，还有 一部分重新蒸发回到空中。
在补充大气圈的氧的过程中，起重要作用的不是高等地面植物，而是聚集于海洋表面 的细小的藻类植物—浮游植物。植物在光合作用中输送到大气中的氧，每年约有1500亿t。
• 1.4 地球水圈在地球系统中的作用
• 1.4.3 水参与人体内所有生命作用
人体中的消化作用、物质交换、血液循环、组织的合成，都是在水溶液中 完成的，并都有水的参与。
• 第1章 地球上的水
• 1.1 地球——水的行星
地球表面面积：5.1×108km3 海洋面积：3.6×108km3 陆地面积：1.5×108km3
海洋面积占地球表面面积的7/10； 陆地面积占地球表面面积的3/10；
根据这一点，地球可以称为水的行星或 海洋行星。
地球表面面积
陆地面积 海洋面积
• 第1章 地球上的水
• 1.3 水文循环与水量平衡
• 1.3 水文循环与水量平衡
• 大循环：
• 由海洋到大陆，又回到海洋的循环称为大循环，或外循环；
• 小循环：
• 由陆地到空中又回到陆地，或由海洋到空中又回到海洋的循环，称为小循环。
• 前者又可称为内陆小循环，后者称为海洋小循环。
水汽净输送 4.48×104km3
内地净降水 4.48×104km3