上海教育版生物六下6.3《水的循环》ppt课件1

二、水循环的类型与层次结构
1、水循环的基本类型
按循环途径和规模分为： A：大循环 全球海洋～陆地之间的水分交换过程 B：小循环（内部循环） 海洋～大气/陆地～大气的水分交换过程
海洋小循环 陆地小循环
内流区小循环
外流区小循环
水文大循环（自然）
水循环类型 发生领域 水汽交换 基本环节
海陆间循环 海洋与陆地间 垂向交换 蒸发、输送、凝结、 横向交换 降水、下渗、径流 海上内循环 海洋与海空间 垂向交换 蒸发、凝结、降水 陆地外流区 陆地与陆空， 垂向交换 蒸发/蒸腾、凝结、 循环 河流与海洋间 横向交换 降水、下渗、径流

降雨强度分级表 等级 12小时降雨量 24小时降雨量 （mm） ＜10 10-15 25-50 50-100 100-200 ＞200
（mm） 小雨 0.2-5.0 中雨 5-15 大雨 15-30 暴雨 30-70 大暴雨 70-140 特大暴雨 ＞140
3. 降水特征
-----反映降水时空变化规律
（4）降水特性综合曲线
A、强度—历时曲线 平均降水强度
I P t
同一场降雨中，历时 越短，雨强越高
（4）降水特性综合曲线
B、深度—面积—历时曲线
面积一定时，历时越长，平均 雨深越大； 历时一定时，则面积越大，平 均雨深越小
二、面降水的计算
雨量站---某点的雨量 区域、流域---某平面的雨量
3、成果
静态水
动态水
四、水循环的影响因素
1、自然因素：气象条件、地理条件 2、人为因素 1）有利影响 修建水库、跨流域调水、引水灌溉---改变地表径流 植树造林---蒸发 人工降雨---降水 2）不利影响 过度抽取地下水 大面积滥伐森林 排干湖、沼
五、水循环的作用与效应
1、水文循环与地球圈层构造
2.土壤蒸发——发生在土壤孔隙中的水的蒸发现象。
还要克服土壤颗粒对水分子的吸附力。从本质上说，土壤蒸发
是土壤失去水分的干化过程 。 根据土壤供水条件的差别以及蒸发率的变化，可将土壤的
土壤水在汽化过程中，除了要克服水分子之间的内聚力外，
干化过程划分为如下三个阶段：
1、定常蒸发率阶段 2、蒸发率下降阶段 3、蒸发率微弱阶段
（1） 降水过程线
以一定时段(时、日、月等)为单位所表示的 降水量的时间变化过程用曲线或直线图表示。 雨量P
降水过程线
时间t
（2） 降水累积曲线
累 积 雨 量 过 程 线 是 降 雨 强 度 过 程 线 的 积 分
（3） 等降水量线(等雨量线)
---与地图等高线相似
闽江流域1998年6月12～24日降水量等值线图
冰川8600年
深层地下水5000年
浅层地下水1400年 内陆湖水20年 湖泊淡水10年
土壤水1年
河水16天
动态
水
河水 湖泊
淡水
浅层地 下水 水
土壤 静态水
深层地下
水
内陆湖水
陆地水更新循环类型及其更新循环周期
冰川
2、意义 反映水循环强度的重要指标 反映水资源可利用率的基本参数
循环周期越短、速度越快，可开发利用的水量越大
影响土壤蒸发的因素
气象因素：太阳辐射、气温、湿度、风、气 压等 水的状况：土壤含水率、地下水位 土壤的状况：土壤孔隙性、土壤颜色、土壤 温度梯度

3.植物散发（植物蒸腾）
植物散发过程大致是：植物的根系从土壤中吸收水后，经由根、茎、 叶柄和叶脉输送到叶面，并为叶肉细胞所吸收，其中除一小部分留在植 物体内外，90％以上的水分在叶片的气腔中汽化而向大气散逸。
二、通用水量平衡方程

基本表达式： 水量收入项-水量支出项=蓄水变化量
即：I – Q = △S
通用水量平衡方程：
降水+凝结+地表流入量+地下流入量+初蓄水量 = 蒸发+地 表流出量+地下流出量+工农业与生活用水量+末蓄水量
三、全球水量平衡方程
1、海洋水量平衡方程式
以全球海洋为研究对象
降水+入海径流 换现象。 有效蒸发量，是从蒸发面跃出的水量和返回蒸发面的水量 之差值。 从能态理论观点来看，水面蒸发是热能向动能的转化。
水面蒸发的影响因素
1、气象因素：太阳辐射、水面温度、湿度、风速、气压、饱和水汽压差 （1）太阳辐射 太阳辐射是水分汽化的主要能量条件，太阳辐射越强烈，蒸发量越大。一般，干 旱地区蒸发大于湿润地区。 （2）水面温度 水温升高，水分子运动加快，因而易于逸出水面而跃入空气中。蒸发量随水温的 增加而增加。 （3）饱和水汽压差 饱和水汽压差：水面温度的饱和水汽压（e0s）与水面以上z高度处实际水汽压 （ez）之差。 （4）湿度 相同温度下，空气湿度小（饱和水汽压差大）时蒸发量大。 （5）气压 气压会抑制水分子逸出水面，蒸发量随气压的增高而降低；同时，气压高，空气 湿度就会降低，又有利于水面蒸发。 （6）气温 气温高有利于蒸发，一般蒸发量随气温呈指数变化。 （7）风速 风能加强对流扩散作用，带走水面上空的水汽，有利于增加水面水分子的逸 出量。一般来说，风速越大，水面蒸发就越大（图2-2）。
水循环强度及其时空变化，是制约一个地区 生态环境平衡或失调的关键。循环强度过大，可能 引发洪水灾害；过弱，可能导致旱灾。
5. 水循环与水资源开发利用

合理使用可以取之不尽，用之不竭
6. 水循环与水文现象及水文学科发展

可促进水文科学的发展
2.2
水量平衡
一、水量平衡概念 所谓水量平衡，是指任意区域的任意时段内， 其收入与支出的水量差等于该时段区域的蓄水变量。 ★从本质上讲，水量平衡是质量守恒原理在水 循环过程中的 具体体现。 ★水量平衡是水循环的内在规律。
三、蒸发量的计算（了解）
蒸发量的计算包括水面蒸发、土壤蒸发、植物散发以及流 域总蒸发量的计算，涉及面比较宽，方法亦多种多样。但归纳 起来不外乎三种途径：一是采用一定的仪器和某种手段进行直 接测定；二是根据典型资料建立地区经验公式，以进行估算； 三是通过成因分析建立理论公式，进行计算。这三条途径各有 其长处，亦都有局限性。
2.4
水汽扩散与输送
一、水汽扩散 1、定义 所谓水汽扩散是指由于物质、粒子群等的随机运动而扩 展于给定空间的一种不可逆现象。扩散理论是水文学的重 要基础理论。 2、类型 分子扩散 分子扩散又称分子混合，是大气中的水汽，各种水体中 的水分子运动的普遍形式。 紊动扩散 紊动扩散又称紊动混合，是大气扩散运动的主要形式。
降水 降雨
2、降水基本要素

降水量：一定时段内降落在某一面积上的总水量， 以亿m3或降水深度(mm)表示。日降水量和次降水量。 降水历时：一场降水连续经历的时间，如一场降 水历时3天；

降水时间：人为划定时间内的某一降水，不一定 为连续降水。如24小时 降水200mm。
降水强度(雨强)：单位时间内的降水量，以 mm/min，mm/hr或mm/d 计。 （降雨强度分级） 降水面积：降水所笼罩的面积，以km2计。
二、水汽输送
1、定义 水汽输送是指大气中水分因扩散而由一地向另一地运
移，或由低空输送到高空的过程。
2、影响因素 大气环流的影响、地理纬度的影响、海陆分布的影
响、海拔高度与地形屏障作用的影响。
2.5
降水（Precipitation）
一、降水要素 1、什么是降水 降水：大气中的水汽凝结后以液态水或 固态水降落到地面的现象。 自然界中的雨、雪、露、霜、雹等现象 统称降水，是可利用水资源的最主要的 补给来源。

已深入气球圈层各个圈层，并将他们耦合在一起
2、水文循环与气候变化
大气系统能量的主要传输者、储存和转化者 对地表太阳辐射能的重新再分配 影响地区的气候特征及天气过程（海洋环流系统）
3、水循环与地貌形态及地壳运动——改变地 表形态

水流的冲刷、侵蚀、搬运、堆积等塑造了各种地貌 形态
4. 水循环与生态平衡——作用重大
内流区水循环系统上基本上呈闭合状态，除上空存在与外界水汽
发生交换外，没有水量入海。因此，
多年平均降水量= 多年平均蒸发量( P = E ) ★全球陆地水量平衡方程：
多年平均降水量-多年平均蒸发量=多年平均径流量
3.全球水量平衡方程式
将海洋水量平衡方程式与陆地水量平衡方程式组合一起，就构成全球水量平 衡方程式：
p3 pn
式中：p1…pn — 各雨量站同时期内的降水量; n — 测站数。
2.垂直平分法（太森多边形法）
陆地内流区 陆地与陆空间 垂向交换 蒸发/蒸腾、凝结、 循环 降水、下渗、径流
人为水循环（侧支循环）
人为水循环可以严重地改变天然水循环，处理 不好，会产生一系列水问题与生态环境问题。
三、水体的更新周期 1、定义
水体在参与水循环过程中，全 部水量被交替更新一次所需的时间。 W T W
T ----更新周期（年、日、时等）； W ----水体总贮水量； △W----某时段内(年、日、时等)平均参与 水循环的水量。
植物蒸发不仅是物理过程，也是植物的一种生理过程。 植物对水的吸收与输送功能是在根土渗透势和散发拉力的
共同作用下形成的。
根土渗透势：根系中溶液浓度和四周土壤中水的浓度存在梯度差。 散发拉力：由于植物散发作用而拉引根部水向上传导的吸力。
二、影响蒸发的因素
影响蒸发的因素复杂多样，其中主要有以下三方面： 1.供水条件 蒸发现象的先决条件是蒸发面存在水。 2.影响蒸发的动力学与热力学因素 (1)动力学因素：主要有水汽分子的垂向扩散、大气垂向 对流运动、水平运动和湍流扩散三方面。 (2)热力学因素：主要因素是太阳辐射和平流时的热量交 换。 3.土壤特性和土壤含水量的影响
蒸腾ET
P
E
海洋
地下径流Rg
水的不断蒸发、输送、凝结、降落、产流、汇流的往复循环过程
2、水循环5个基本环节（或4个）
水汽蒸发 水汽输送 凝结降水 水分入渗 地表、地下径流
径流生成
3、水循环机理
内因：水的三态转化 外因：太阳幅射、重力作用





水循环服从于质量守恒定律 太阳辐射和重力作用是水循环的基本动力 水循环是联系地球系统水圈-大气圈-岩石圈生物圈的纽带 全球水循环是闭合系统，但局部是开放系统 通常意义上的水文循环仅指水分循环
★在多年平均状态下， Δs海→0，即整个海洋的降水量 加上入海径流量与海面水蒸发量处于动态平衡状态。
★但对于各大洋来说，降水量与入海径流量并非等于蒸
发量，这说明各大洋之间存在着水量交换。
2、陆地水量平衡方程
☆外流区水量平衡方程 降水量 - 蒸发量 – 地表径流量 -地下径流量 =蓄水变量 ☆内流区水平衡方程
第二章 地球上的水循环
2.1
水循环概述
一、水循环基本过程
1、水循环的定义 地球上各种形态的水，在太阳辐射、 地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、 凝结降水、下渗以及径流等环节，不断发 生相态转换和周而复始运动的过程。
水 循 环 示 意 图
地 表 径 流 RS 壤中流RSS
降水P 蒸发E 陆地 包气带 基岩 下渗F
2、水体因素：水面大小和形状、水深、水质 （1）水质 当水中溶解有化学物质时，水面蒸发量一般会减少。如，含有盐类的水溶液常 常在水面上形成一层薄膜，起着抑制蒸发的作用；深色水体蒸发大于浅色水体。 （2）水深 对于浅水，气温对蒸发的影响显著。夏季气温高，蒸发量大，冬季则相反； 对于深水，深水水体储藏热能较多，对水温起到一定的调节作用，故蒸发量在时 间上变化比浅水缓慢。 （3）水面的大小和形状 水面面积大，其上空水汽不易很快被风吹散，不利于蒸发；水面形状通过风向影 响蒸发。风向与水面延伸方向垂直，蒸发大；与水面延伸方向平行，蒸发小。
海洋和陆地的多年平均降水量=海洋和陆上多年平均蒸发量 必须指出，在水循环过程中，全球总水量不变，不等于各种水 体之间相对数量亦恒定不变。
2.3
蒸
发
蒸发不仅是水的交换过程，亦是热量的交换过程
一、蒸发的物理机制 1.水面蒸发——是在充分供水条件下的蒸发。
从分子运动论的观点来看，水面蒸发是发生在水体与大
从而导出由点求面的问题
常用方法主要有：算术平均法、太森多边形法、 等雨量线法等。
面积较大的流域，最好用太森多边形法
在平地上可用算术平均法、等雨量线法
1.算术平均法 当流域内雨量站分布较均匀，地形起 伏变化不大时，可用算术平均法求得流域 上的平均降水量。
p1 p2
P ( p1 p2 pn ) / n 1 n pi n i 1