第二章 水循环过程与水资源量.
水圈和水循环
洋流的地理意义
促进高低纬度间的热量输送和交换,调节全球 热量平衡 气候:暖流--增温、增湿 寒流--降温减湿
如西欧海洋性气候的形成,利益于暖湿的北大西洋暖流
海洋生物:渔场(寒暖流交汇或上升流) 航运:顺流快,逆流慢。 海洋污染:加快净化速度,扩大污染范围
二、水循环及其地理意义
水循环的概念与类型
环节
蒸发和植物蒸腾、水汽输送、降水、下渗、地 表径流和地下径流比较项目 空 间 范 围 Nhomakorabea环
节
海陆间 循环
陆上内 循环 海上内 循环
海洋与 陆地间 陆地与陆 地上空间 海洋与海 洋上空间
蒸发—水汽输送—降 水—地表径流 海
下渗 —地下径流 洋
蒸发、蒸腾——降水
对大气圈的影响: 影响气候 对生物圈的影响: 影响生态 对岩石圈的影响 影响地貌(流水的侵蚀、搬运、堆积作 用塑造地表形态等)
三、水循环与人类——水 资源的合理开发利用
思考:
与人类关系最为密切的河流水的来源有哪些? 水资源是取之不尽,用之不竭的吗?为什么? 为什么世界和我国有许多地区缺水?自然和人 为原因是什么?如何加以解决? 人类对水循环的哪些环节可以施加影响? 人类不合理开发利用水资源,还会导致哪些问 题?
(一)河流的补给
河流的主要补给类型(P46)
雨水
径流量随降雨量的变化而变化 高山永久积雪和冰川融水 径流量随气温的变化而变化 季节性积雪融水 冬季积雪,春季融化 地下水 湖泊水
陆地上的水在不断流动,互相转换。下图中 (图①、②是河流横断面,虚线为潜水位)正确 反映河流洪水期水体之间补给情况的是( )
第二章水资源的概念和特点及水循环转化规律
南注入太平洋。
其次是印度洋水汽随西南季风进入我国西南、中 南、华北以至河套地带,成为夏秋季降水的主要 源泉之一,径流的一部分自西南一些河流注入印 度洋,另一部分流入太平洋。
我国水文循环的路径
大西洋的少量水汽随盛行的西风环流和气旋东移,
也能参加我国内陆腹地的水分循环。
表集水区和地下集水区不一致。
专业术语
4、地下水:赋存于地下岩土体空隙中的水。 根据埋藏条件,地下水可划分为潜水、承压水; 按岩土空隙的形态分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。
5、含水层(透水层)、隔水层:含水的岩层称为
含水层,相对不含水的(或透水能力较差)的岩层 称为隔水层。
自流水盆地动画
潜水:饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的地下水。潜水 没有隔水顶板,或只有局部的隔水顶板。 潜水的表面为自由水面,称作潜水面。 潜水面到地面的距离称为潜水埋藏深度。
地表以下一定深度上, 松散沉积物(或岩石) 中的空隙被重力水所充
满,形成地下水面。
地下水面以上的地层部
分称为包气带;地下水
面以下的饱含水的地层
部分称为饱水带。
地表水及地下水的特点
水源 地 下 水 江 河 水 水质 水温 杂质 少,含 盐量较 地表水 高 污染 不易被污染; 一旦受到污染, 恢复期较长或 很难恢复 开采利用 开采受地 形和地质 条件的限 制
水资源的概念
1988年联合国将水资源定义为: 作为资源的水应当是可供利用或有可能 被利用,具有足够数量和可用质量,并可适 合对某地用水的需求而能长期供应的水源。
水资源的概念
水资源包括:水质和水量 质和量是不可分隔的两个方面,人们利用水资 源,既要求有一定的量,又要求水质符合标准,两 者缺一不可,否则将会失去其经济价值。 我们所指的质:矿化度<1g/L 淡水
地球上的水分循环与水量平衡(-节)
5 蒸发 4 降水
1 植物蒸腾
2 降水
湖
6 地表径流
6 地下径流 海洋
地球表面的水在太阳辐射作用下,大量 水分不断地从海洋、河湖等水面、陆面 和植物表面蒸发和蒸腾,升入空中,被 气流带动输送至各地,在适当条件下遇 冷凝结而以降水形式降落到地表面或水 体上。降落到陆地表面的水又在重力作 用下,一部分渗入地下,一部分形成地 表径流注入江河汇流大海,还有一部分 又重新蒸发返回空中。其中渗入到地下 的水,一部分也逐渐蒸发,一部分也形 成径流最终也汇集于海洋。
(三)水循环是联系海洋与陆地的主要纽带
海洋正是通过蒸发水分源源不断地向大陆 输送水汽而形成降水,进而影响陆地上的 一系列物理、化学与生物过程。而从陆地 上回归海洋的径流,则不断地向海冰输送 大量的泥沙、有机杂质、各种营养盐类, 进而影响海水的性质、海水中的生物学过 程,以及海冰沉积与海盆形态等。
1
第2章 地球上水分循环与 水量平衡P41-88
§2.1 地球上的水分循环41-47
一、水分循环的过程、原因及影响因素
(一)水分循环过程
地球上的水不断通过运动和相变从一个地 圈转向另一个地圈,或从一种空间转向另 一种空间。 地表水(海、河、湖水面,陆面和植物)
3 水汽输送
1蒸发
4 降水
1蒸发
3、水循环广及整个水圈,并深入大 气圈、岩石圈及生物圈
水循环广及整个水圈,并深入大气圈、岩 石圈及生物圈。其循环路径并非单一的, 而是通过无数条路线实现循环和相变的, 所以水循环系统是由无数不同尺度、不同 规模的局部水循环所组合而成的复杂巨系 统。
4、全球水循环是闭合系统,但局部 水循环却是开放系统。
各种水体的更替周期
表
水文地质学基础--2.地球上的水循环
% 0 69.0 30.92 0.05 0.04 0.003 100
2.5%
97.5%
淡水 咸水
29.9% 0.9%
0.3%
冰和永久积雪
地表淡水
68.9%
地下淡水
土壤水、沼泽 水和永冻土
• 不同层圈其水分含量、分布及物理化学状态不同,可以区 分为浅部层圈水和深部层圈水。
• 浅部层圈水 分布于大气圈到地壳的上半部的水; 分布类型:大气水、地表水、地下水以及生物体中的水; 物理状态:气态水、液态水和固态水,以液态水为主。 化学状态:以自由水分子形式存在; 深部层圈水 分布于地壳的下部到下地幔之间的水; 物理状态:高温高压,压密的气水溶液; 化学状态:多以离子态或矿物结合水的形式存在。
2.2 地球中水的循环
从大气圈到地幔的各层圈的水分是一个完整的统一体,它们之 间相互联系、相互转化。 根据循环的途径、速度和深度等,分为地质循环和水文循环。
地质循环(Geological Cycle)
➢发生于大气圈到地幔之间的水分交换。 ➢一般属于间接循环,它与岩浆活动、岩 石重结晶、沉积成岩等地质活动有关,它 主要表现为伴随地球物质的运动、转移、 变化过程而产生的水分循环。 ➢具有循环途径长,速度缓慢(循环周期 长)的特点。 ➢研究水的地质循环,有助于分析地壳浅 表和深部各种地质作用,对于寻找矿产资 源、预测环境变化和深部地质灾害具有重 要意义。
水文循环(Hydrological Cycle)
定义:是大气水、地表水及地壳浅部岩石空隙中的地下水 之间的水分交换。 特点: 是一种直接循环,即浅部层圈中水分子的直接转换; 具有循环速度快,循环途径短,交替迅速的特点。 分类: 大循环:海洋—陆地之间,受控于全球气候条件的变化; 小循环:陆地—陆地,或海洋—海洋,受局部气候影响, 可调控。 水文循环的动力——太阳辐射和重力共同作用。 水文循环的意义 水质净化、水量更新再生;
第二章地球上的水循环
地球上的水分循环 和水量平衡
一、水分循环
(一)水分循环及其成因
地表水、地下水和生物有机体内的水,不断蒸发和蒸 腾,化为水汽,上升至空中,冷却凝结成水滴或冰晶, 在一定的条件下,以降水的形式落到地球表面。降落于 地表的水又重新产生蒸发、凝结、降水和径流等变化。 水的这种不断地蒸发、输送、凝结、降落的往复运动过 程称为水分循环。
水循环
陆地上地表水总量约360000km3,生物水量约2000km3。 陆地上的大气降水与冰雪融水消耗于蒸发、生物吸收和 渗透到地下,另有约36000km3通过径流返回海洋。陆地 上水体的自然更新一次的时间长短不一,河流约需10-20 天,土壤水约需280天,淡水湖约需1-100年,盐湖和内 海约需10-1000年。
1.大循环
从海洋表面蒸发的水汽,被气流带到大陆上空,在适 当的条件下,以降水的形式降落到地面后,其中一部分蒸 发到空中,另一部分经过地表和地下径流又流到海洋,这 种海陆之间的水分交换过程,称为大循环,也称海陆间循 环。它是由许多小循环组成的复杂的水分循环过程。
2.小循环
小循环是指水仅在局部地区(海洋或陆地)内完成 的循环过程。小循环可分为海洋小循环和陆地小循环。 海洋小循环就是从海洋表面蒸发的水汽,在空中 凝结,以降水形式降落海洋上的循环过程。
水循环
全球水分循环中各主要贮水库的总水量以及各主要贮水库之间水 分交换通量,在地质历史时期曾发生过重大变化。如白垩纪中晚期 地球表面没有冰盖,没有冰雪的贮水。再如第四纪冰期鼎盛时期,
以距今18000年末次冰期鼎盛时期为例,当时的全球平均气温要比
现代低6-7℃,全球陆上冰体总量要比现代多约50.72×106km3, 世界海洋水位要比现代低约130m,海面蒸发量要比现代少约
第二章 地球上的水循环1
1 概述 2 水量平衡 3 蒸发 4 水汽扩散与输送 5 降水 6 下渗 7 径流
1
1 概述
1.1 水循环基本过程 1.2 水循环的类型与层次结构 1.3 水体的更替周期 1.4 水循环的作用与效应
2
1.1 水循环基本过程
水循环:指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。
c.陆地水量平衡方程
(P外 P内) (E外 E内) R
如以 P陆 P外 P内 ; E陆 P外 E外代入上式,则有:
P陆 - E陆 R
各大洲水量收支
大洲
欧洲 亚洲 非洲 北美洲 南美洲 大洋洲 南极洲 全球陆地 内流区 外流区
面积 (×104km2)
1050 43475 3012 2420 1780
水汽分子的垂向扩散
垂
水
向 扩
汽
散
水平面
水
68
大气垂向对流运动
使蒸发 面水汽 不断送 入空中
水平面
水
上空的 干空气 下沉到 蒸发面
69
空气紊动扩散作用 影响蒸发面的蒸发速度
水平面
水平运动
涡
流
水
70
3.1 蒸发的物理机制——土壤蒸发
71
3.1 蒸发的物理机制——土壤蒸发
克服水分子的内聚力和土壤颗粒对水分子的吸附力 本质:土壤干化过程
36
第二章 地球上的水循环
1 概述 2 水量平衡 3 蒸发 4 水汽扩散与输送 5 降水 6 下渗 7 径流
39
2 水量平衡
2.1 概述 2.2 通用水量平衡方程式 2.3 全球水量平衡方程式
水资源与水循环水资源的利用与水循环过程
水资源与水循环水资源的利用与水循环过程水资源与水循环水资源是人类生存与发展的基础资源之一,其利用与管理对于社会经济发展和生态环境保护至关重要。
水循环是指水在地球上不断循环、转化和再利用的过程。
本文将着重探讨水资源的利用与水循环过程,以揭示其重要性与可持续性。
一、水资源的利用水资源的利用包括供水、灌溉、发电、工业生产和生态环境维护等方面。
首先,供水是人类最基本的需求,保障人们的饮水安全是水资源利用的首要任务。
其次,灌溉是农业生产的重要手段,通过合理利用水资源来提高农作物的产量和质量,实现粮食安全。
另外,水力发电是可再生能源的重要来源,利用水能转化为电能,实现清洁能源的利用,对于减少对化石能源的依赖具有重要意义。
此外,工业生产的许多环节都需要水资源的支撑,因此合理利用水资源对于促进工业发展具有关键意义。
最后,水资源的利用还要考虑到生态环境的需求,保护和修复水生态系统是维护生态平衡的重要举措。
二、水循环的过程水循环是水在地球上不断循环和转化的过程,包括蒸发、降水、径流、地下水补给和交换等环节。
首先,蒸发是指水从地表或水体蒸发为水蒸气的过程,主要受气温、湿度、风力等因素的影响。
随着水蒸气的升高,逐渐形成云层,然后发生凝结和降水。
降水是指水蒸气通过凝结形成云滴或冰晶,从大气中降落到地面的过程,包括雨、雪、冰雹等形式。
降水过程中的一部分水会直接返回大气中,形成蒸发的循环。
另外,降水也会通过径流的方式流入海洋或湖泊,形成水循环的一部分。
地下水补给是指地下水通过渗漏、渗透等方式进入地下水层的过程。
地下水是水循环的重要组成部分,是供水和灌溉的重要来源。
地下水也会通过泉眼、井和河流等方式流入地表水体,形成地下水与地表水的交换。
水循环的过程是一个连续的循环过程,不断地将地表水转化为大气中的水蒸气,再通过降水的方式回到地表,进而形成地下水和地表水的交换。
三、水资源的可持续利用水资源是有限的,随着人口的增长和经济的发展,对水资源的需求也越来越大。
水的循环过程与水资源利用
水的循环过程与水资源利用水是地球上最重要的资源之一,它在维持生态平衡和人类生活中起着至关重要的作用。
水的循环过程是指水从地球的各个部分流动,包括蒸发、降雨、蓄水、流域、湖泊和海洋。
水资源的合理利用对于保护生态环境和人类的可持续发展至关重要。
本文将探讨水的循环过程以及水资源的合理利用。
首先,水循环过程是指水在地球各个部分的流动过程。
水的循环包括蒸发、凝结、降雨、流经河流和地下水。
蒸发是指水从河流、湖泊、海洋和植物表面蒸发成水蒸气。
这些水蒸气随后形成云,通过凝结转化为水滴并形成降雨。
降雨是指云中水滴通过重力作用下落到地面。
一部分降雨水被地表土壤吸收,一部分形成河流并流入湖泊和海洋。
另外,一部分降雨水通过渗透进入地下水层。
由于地球的循环运动,水的循环过程一直在进行,确保水资源的再生和维持。
然而,尽管地球上的水循环不断进行,但水资源的供应是有限的。
因此,我们必须合理利用水资源以确保可持续发展。
首先,我们可以通过收集雨水来解决水资源短缺的问题。
雨水收集系统可以将降雨水收集起来,用于植物浇灌、农田灌溉以及工业和家庭用水。
这种方式不仅可以减少对地下水的依赖,还可以减少水资源的浪费。
其次,我们可以推广节水意识。
在农业方面,可以使用滴灌系统和喷灌系统来减少水的浪费。
在家庭生活中,我们可以通过修复漏水管道、减少洗澡时间和重复使用洗衣水等方式来节约用水。
此外,公众应当加强对水资源紧缺性的认识,并积极改变用水习惯。
另外,通过提高水资源管理的效率,也可以实现合理利用水资源。
政府需要建立完善的水资源管理体系,制定相关政策和法规来保护水资源。
此外,需要加强水资源的监测和评估,及时发现和解决潜在的水资源问题。
同时,应该鼓励个人、企业和各级政府加大投资,建设更多的水库和水处理设施,以提高水资源的储存和利用效率。
综上所述,水的循环过程是地球上水流动的过程,包括蒸发、降雨、蓄水、流域、湖泊和海洋。
水资源的合理利用对于保护生态环境和人类可持续发展至关重要。
水循环过程及原理
• 内陆水循环
是指陆面水分的一部分或者全部通过陆面、水面蒸发和植 物蒸腾形成水汽,在高空冷凝形成降水,仍落到陆地上,从 而完成的水循环过程。
• 海上内循环
海上内循环,就是海面上的水份蒸发成水汽,进入大气后 在海洋上空凝结,形成降水,又降到海面的过程。
Zuo Qiting
❖2.1.1.4 水循环周期
❖2.3.2.2 中尺度水循环研究
研究范围为200~2000km2,主要利用遥感技术研究植 被~水的可利用性~蒸散发~气候之间的关系,观测气象 和气候的变化,比较研究区域气候差异。利用大气环流模 式研究水循环对下垫面变化的响应,修正大气环流模式, 预测区域环境变化、区域开发对水循环的影响。
Zuo Qiting
e
(因空气或水的水平流动引起的能量净损失)。
Zuo Qiting
❖2.2.2.4 土壤—植被—大气界面的水热传输
土壤—植被—大气间的水热传输(Soil-VegetationAtmosphere Transfer, SVAT)问题是陆面过程研究的重点 之一。
SVAT目前发展到含有多个植被层的物理-化学-生物 联合模式,并对水平方向的不均匀性进行了考虑。按其对 植被冠层的处理可分为单层模型、双层模型和多层模型。
能量输送保持了全球的能量平衡,它使得辐射的亏空 区不致于太冷,辐射的过剩区不致于太热,为生物提供了 一种适宜的生存环境。
Zuo Qiting
❖2.2.2.3 地表能量平衡一般方程
根据能量守恒原理,地表能量的收支平衡关系如下:
R n A e L E H G P o A d (2.2.1)
式中:R n 为净辐射,其值为到达地面的总辐射(包括短波辐射和长
第二章水资源的概念和特点及水循环转化规律总结
或地下水体,称作是用水的侧支循环。
15%海洋水 汽
大循环
降 雨
陆 地 小 循 环
蒸 发
降 雨
海 洋 小 循 环
蒸 发
占陆地降雨 量89%
11%降雨量
陆
地
入海径流
海
洋
用水侧支循环
水循环示意图
水循环
大循环与小循环的关系:相互联系的,小循环包
含在大循环内部,总趋势是海洋向陆地输送水汽,
而陆地又将一部分径流流回大海。
水资源系统
水资源不仅指具有供水价值和能够取出、调度
和管理的淡水,而且应充分注意永续利用的要求,
使用后可通过水文循环予以恢复和更新。
在以供水为目的的水资源研究中,应以水资源
系统的观点来看待和利用水资源,并以可持续发展
的理论指导水资源的开发利用。
专业术语
1、地表水:指分布于地球表面的各类水体。如海
洋、江河、湖泊、冰川等。
2、分水岭(分水线):地形高低起伏形成若干低
地,低地被较高的山脊和坡脊环绕,这些山脊和坡
脊称为分水岭。
褶皱、向斜、背斜动画
专业术语
3、流域:陆地表面被长短不一、高低错落的不同 等级分水线分割成大大小小的汇水区域,称为流域。 当流域的地面、地下分水线重合时,该流域称闭合 流域。反之,则称为非闭合流域。非闭合流域的地
表集水区和地下集水区不一致。
专业术语
4、地下水:赋存于地下岩土体空隙中的水。 根据埋藏条件,地下水可划分为潜水、承压水; 按岩土空隙的形态分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。
5、含水层(透水层)、隔水层:含水的岩层称为
含水层,相对不含水的(或透水能力较差)的岩层 称为隔水层。
自流水盆地动画
水文学第2章 地球上的水循环及水量平衡
三、水循环国内研究进展 1 水循环要素研究进展 降水研究进展:①在暴雨时空分布统计特征研究方面出现一些有价值 的新成果,如“中国降水与暴雨季节变化”(王家祁等,1997);② 关于致洪暴雨中期预报研究取得了新的进展并在实际应用中取得一定 成效(章淹等,1996)。 径流研究进展:在流域产流的理论和计算方法研究中,由于水向土壤 中入渗的研究取得了新成果(唐海行等,1995),推动了超渗产流机 制和模型的研究。在汇流方面的研究进展主要表现在两个方面:①将 水力学方法和水文学方法相结合的河道汇流研究取得显著进展(谭维 炎等,1996);②数值地貌学的理论和方法被应用于流域汇流研究, 并取得一定成果。 蒸发研究进展:近年来关于作物蒸腾和土壤与潜水蒸发的研究取得了 较大进展,提出了一些植物蒸腾计算新公式(谢贤群等,1997)和土 壤蒸发计算新公式(罗毅等,1997)。
若以海洋为研究水量平衡对象,某时段△t内的水量平衡方程可 写成:
2.陆地水量平衡方程式
陆地上水循环可区分为外流区水循环系统及内流区水循环系统,其水量平衡 方程存在两种形式:
(1)外流区任意时段的水量平衡方程为: P外-E外-R地表-R地下=△s外 对于多年平均而言Δs外→0,并以R=R地表 + R地下,则有 P0 = E0 + R0 式中;P外、E外、R地表、R地下、△S外分别为外流区任意时段内降水 量、蒸发量、入海的地表与地下径流量。P0、E0、R0、分别为外流 区多年平均降水量,蒸发量及径流量。 (2)内流区基本上呈闭合状态,没有水量入海。水量平衡方程为: P内 = E内
5
四、水循环的作用与效应
水循环作为地球上最基本的物质大循环和最 活跃的自然现象,具有重要的自然地理环境功能 和社会影响作用,是水文学重要的基础研究领域。 1 .水循环具有促进自然地理环境中物质和能量迁移转化的功
水文地质学基础第2章地球中水的分布与循环
第2章地球中水的分布与循环本章学习内容:1.了解地球上的水与量的分布;2.从自然界的水循环特征,掌握水文循环与地质循环的概念;3.理解与水文循环有关的气象、水文因素;4.简介我国的水资源、地下水概况及中国地下水分区及煤矿水害分区。
本章重难点:水文循环与地质循环的区别与意义;水文循环的内外因条件2.1 地球中水的分布水的来源?星外说(太空)、星内说(空气密度增大:气态水-液体水)地球是一个富水的行星。
水是一种具有超乎寻常特征的分子(地球演化积极因子),可以在冰、液体、蒸汽和超临界流体之间变化,使之在各种地质作用中扮演十分重要的角色。
地球上的水从大气到地球表面至地核各个层圈都赋存有水。
即:浅部层圈水,如大气圈、地球表面、岩石圈和生物圈中;深部层圈水,如地幔的水和地核水。
1)浅部层圈水分布有大气水、地表水、地下水、生物体中的水矿物中的水,这些水均以自由态H2O分子或结合水(石膏)形式存在,以液态为主,也呈气态与固态存在。
我们从表1-1中,可以建立地球浅部层圈水的分布状况与数量概念。
表1-1 地球浅部层圈水的分布据联合国教科文组织资料,转引自中国大百科全书《大气科学·海洋科学·水文科学》卷。
未包括生物圈及岩石圈矿物结合水。
浅部层圈中水的总体积约为13.86×108(约14亿Km3)。
若将这些水均匀平铺在地球体表面,水深约为2718m。
但其中咸水约占97.47%,淡水只占2.53%。
2)浅部层圈水的淡水淡水Exp:含盐量小于0.5g/L的水。
浅部层圈中水的总体积约为13.86×108。
其中海水等咸水约占97.47%,淡水只占2.53%。
各淡水体的比例:约68.8%为冰川与积雪(分布在难以利用的高山和南、北极地区),0.3%为河湖,30%为地下水,其他淡水占0.9%。
淡水资源分布极不均衡,现状:人少水多、人多水少。
3)深部层圈水(了解)地球深层圈水分布于岩石圈以下直到下地幔这一范围内。
第2章+地球上的水循环1-2水循环与水量平衡
水循环概述 水量平衡 蒸发 水汽扩散与输送 降水 下渗 径流
§2.1 水循环概述
水循环基本过程 水循环的类型与层次
水体的更替周期
水循环的作用与效应
一、水循环基本过程
1、水循环基本过程 水循环是指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, 不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。 2、水循环机理 第一,水循环服从于质量守恒定律。水循环乃是物质与能量 的传输、储存和转化过程. 第二,太阳辐射与重力作用,是水循环的基本动力. 第三,水循环广及整个水圈,并深入大气圈、岩石圈及生物圈。 第四,全球水循环是闭合系统,但局部水循环却是开放系统。 第五,地球上的水分在交替循环过程中,总是溶解并携带着 某些物质一起运动,这些物质不可能象水分那样,构成完整的循 环系统,所以通常意义上的水文循环仅指水分循环,简称水循环。
3.水循环与地貌形态及地壳运动 地壳构造运动奠定了全球海陆分布,以及陆地表面上高山、 深谷、盆地、平原等等地表形态的基本轮廓。水循环过程中的流水 以其持续不断的冲刷、侵蚀作用、搬运与堆积作用,以及水的溶蚀 作用,在地质构造的基底上重新塑造了全球的地貌形态,而且还影 响到地壳表层内应力的平衡,是触发地震,甚至引起地壳运动的重 要原因。 4.水循环与生态平衡 水是生命之源,又是生物有机体的基本组成物质,无论是动 物还是植物,细胞原生质中大部分是水,如人体组织中70%是水。 同时,水循环的强度及其时空变化,还是制约一个地区生态 环境平衡或失调的关键;是影响地区内生物有机体活动旺盛,繁茂, 或凋萎、贫泛的主要因子。 此外,对于同一地区来说,水循环强度的时空变化,又是造 成本区洪、涝、旱等自然灾害的主要原因,循环强度过大,可能引 发洪水与涝渍灾害;循环过弱,可能产生水资源不足,形成旱灾。
地球的水循环与水资源
地球的水循环与水资源水是地球上最重要的资源之一,它在地球上不断循环,并为生物活动提供了必要的条件。
本文将从水的循环过程和水资源管理的角度,探讨地球的水循环与水资源问题。
一、水的循环过程水的循环是指水在地球上不断从一个地方到另一个地方的过程。
水的循环过程可分为以下几个阶段:蒸发和蔽凝水的循环始于蒸发,当太阳能照射在地表水或植物表面时,水分子会获得足够的能量而变为水蒸气。
水蒸气升高到大气中,形成云的组成部分。
当水蒸气冷却下来,就会发生凝结,形成云或降水。
降水当云中的水蒸气达到饱和状态时,水分子凝结成云粒子,接着云粒子因为重力的作用逐渐增大并下降到地面,形成降水,包括雨水、雪水等。
降水可以补充地表水,如河流、湖泊和水库,也可以渗入地下,补充地下水。
径流和地下水降水后的水分有两种去向,一部分形成地表径流,流入河流和湖泊,最终回归海洋;另一部分渗入地下,形成地下水。
地下水是重要的水资源之一,能够滋养地下水埋藏区的植被和供应人类饮用水。
二、水资源管理地球上水资源的总量很大,但可利用的淡水资源却很有限。
为了合理利用和管理水资源,保护地球生态环境,我们需要采取以下措施:1.水资源节约利用提倡人们节约用水的意识,通过使用更加节水的设备和技术,降低家庭、工业和农业用水量,减少洗涤、清洁、冲洗等方面的浪费,实现水资源的可持续利用。
2.水资源保护保护水源地的生态环境,防止水污染和水资源过度开采。
建立水资源的保护区和水土保持措施,减少土壤侵蚀和水体污染,确保水的质量。
3.水资源调配在各个地区合理配置水资源,将水资源从丰富的地区调配到缺水的地区,确保各地都有足够的饮用水和生产用水。
同时,加强国际合作,推动跨国河流的水资源管理,避免水资源争夺引发的国际冲突。
4.水资源技术创新加大对水资源的科研和技术创新力度,研发高效节水设备和技术,提高水资源利用效率。
同时,发展新型水资源利用途径,如海水淡化、雨水收集等技术,拓宽水资源的来源。
地球的水资源与水循环
汇报人:
目录
01 地球的水资源 03 地球的水危机
02 水循环的过程 04 地Βιβλιοθήκη 水资源与人类生活地球的水资源
地球上水的分布
海洋:地球表面的海洋面积约为3.611亿平方公里,平均水深约为3795米。
陆地:地球表面的陆地总面积约为1.489亿平方公里,其中冰川、冰盖等约占 10%。 湖泊:地球表面的湖泊总面积约为270万平方公里,其中淡水湖泊约为210万平方公里。
地球的水危机
水危机的原因
人口增长导致水资源需求量增加 工业发展导致水污染和用水量增加 气候变化影响水资源分布和供给 缺乏有效的水资源管理和保护措施
水危机的表现
水资源短缺
水质恶化
水灾害频发
水资源争夺与冲突
水危机的后果
农业减产:水资源短缺导致农田灌溉不足,农作物减产甚至绝收 生态系统破坏:水危机影响生态系统的平衡,导致生物多样性减少 工业生产受限:水资源的短缺限制了工业生产的发展,影响经济增长 社会不稳定因素增加:水危机引发的社会问题,如贫困、冲突和移民等
添加标题
调节气候:水循环能够调节气 候,通过蒸发和降水等过程, 将水分输送到大气中,形成云、 雾、雨、雪等天气现象,对气 候起到调节作用。
添加标题
支撑人类社会的发展:水是人 类生存和发展的基础,水循环 能够提供人类所需的水资源, 保障农业、工业、城市等社会 各方面的正常运转和发展。
添加标题
水循环是一个复杂的系统:水 循环涉及多个环节和多种自然 力量,如蒸发、降水、径流等, 这些环节相互作用、相互影响, 形成了一个复杂的系统。
水资源的质量直接关系到人类健康和生态环境的稳定,水污染和水环境恶化是当前全球面临的 重要环境问题。
《水循环与水资源》 讲义
《水循环与水资源》讲义一、水循环的概念水是地球上最常见、也是最重要的物质之一。
而水循环,则是指水在地球上不同地方之间持续不断的运动过程。
想象一下,地球上的水就像一群忙碌的“旅行者”,它们一刻也不停歇,在海洋、陆地、大气之间穿梭往来。
海洋里的水受到太阳的照射,蒸发变成水蒸气,升到空中。
这些水蒸气在大气中遇冷,又凝结成小水滴或者小冰晶,形成了云。
当云层中的水滴或冰晶变得足够大、足够重时,就会以雨、雪、雹等形式降落到地面。
一部分降水会渗入地下,成为地下水;一部分会在地表形成江河、湖泊等水体,最终又流回海洋。
这就是一个简单而又神奇的水循环过程。
二、水循环的主要环节水循环主要包括蒸发、水汽输送、降水、地表径流、下渗、地下径流等环节。
蒸发是水循环的起点,太阳的能量使得水从液态转变为气态,进入大气。
水汽输送则像是“快递员”,将水汽从一个地方带到另一个地方。
降水是水汽凝结后回到地面的过程。
地表径流是指降水在地表形成的水流,它们沿着地势流动,最终汇入江河湖海。
下渗是指降水渗入地下的过程,而地下径流则是地下水在地下的流动。
这些环节相互联系、相互影响,共同构成了一个复杂而又有序的水循环系统。
三、水循环的类型水循环可以分为海陆间循环、陆地内循环和海上内循环三种类型。
海陆间循环是最重要的水循环类型,它使得陆地上的水资源得到不断补充和更新。
在这个过程中,海洋里的水蒸发后,通过水汽输送到达陆地,形成降水,然后通过地表径流和地下径流又回到海洋。
陆地内循环则是发生在陆地内部的水循环。
陆地表面的水蒸发后,形成降水又回到陆地表面。
比如,内陆地区的河流、湖泊等水体的蒸发和降水过程。
海上内循环是指海洋表面的水蒸发后,在海洋上空形成降水又回到海洋。
这种循环对于维持海洋的生态平衡和盐度稳定具有重要意义。
四、水循环的意义水循环对于地球的生态系统和人类的生存发展具有极其重要的意义。
首先,水循环调节了全球的气候。
通过水的蒸发和降水,热量得以在不同地区之间传递和平衡,使得各地的气候相对稳定。
地球上的水循环与水资源分布
地球上的水循环与水资源分布地球是一个水资源丰富的行星,其中水循环是维持地球生态平衡的重要环节之一。
水循环是指地球上水分在大气、海洋、陆地和生物体之间不断运动和转化的过程。
通过水循环,水资源在全球范围内得以重新分布,满足不同地区和生态系统的需求。
本文将就地球上的水循环和水资源分布进行探讨。
1. 水循环的过程水循环的过程主要包括蒸发、降水、地表径流、地下径流和蓄水等环节。
首先,太阳照射地球表面的水体,使其发生蒸发,形成水蒸气进入大气。
这些水蒸气在大气中冷却凝结成云,然后凝结的云滴形成降水,包括雨水、雪水、冰雹等形式。
降水后,一部分水分通过地表径流进入河流、湖泊、海洋等水体,形成地表水循环;另一部分水分渗入土壤并通过植物的蒸腾作用释放为水蒸气,再次进入大气;还有一部分水分透过渗透作用渗入地下层,形成地下水循环。
同时,一些水分在地表形成湿地、水库和蓄水设施等,作为地表水资源储存。
2. 水资源的全球分布地球上的水资源分布极不均衡,有的地区水资源丰富,有的地区则面临着水资源短缺的困境。
全球的水资源主要集中在海洋中,占到了约97%。
地表水和地下水则是我们日常生活和生产活动中主要依赖的水资源。
地表水资源分布受地形、降雨、湖泊、河流和冰川等因素的影响,主要分布于河流流域和湖泊辐射范围内的地区。
例如,亚马逊河流域、尼罗河流域和长江流域等都是全球重要的地表水资源分布区域。
地下水资源则广泛分布于土层和岩层之间的地下水库中,其分布受到岩石渗透性、地下水补给与排泄条件等因素的影响。
例如,世界上著名的地下水资源分布区域包括北非的撒哈拉沙漠下的地下水带、美国的奥格良大平原下的地下水等。
3. 水循环与人类活动水循环对于人类活动有着重要的影响。
首先,水循环保障了全球的水资源供应,满足了人们日常生活用水、农业灌溉和工业生产等需求。
然而,由于水循环的地域性和季节性特点,不同地区和季节往往存在着水资源的过剩和短缺问题。
因此,科学合理地利用水资源,确保供需平衡,对于人类活动的可持续发展至关重要。
五年级上册第二单元 水循环
五年级上册第二单元水循环
五年级上册的水循环是自然科学领域的一个重要内容,通常介绍了水在地球上不断循环的过程。
以下是水循环的基本内容,供参考:
水循环的过程:
1.蒸发:太阳能使水体表面的水蒸发成水蒸气,升入大气中。
2.凝结:水蒸气在大气中冷却后,会凝结成水滴,形成云团。
3.降水:云团内水滴增多到一定程度,就会落下降水,例如雨、雪、雾、
露等形式。
4.地表径流:降水后,水会流向地表的低洼处,形成河流、湖泊等水域。
5.渗透和植物吸收:降水渗入地下,补充地下水。
植物通过根部吸收水分,
经蒸腾作用释放到大气中。
水循环的意义:
•维持生态平衡:水循环维持着地球上生态系统的平衡,保障了生物生存的环境。
•水资源再利用:通过水循环,水资源得以再利用,确保了水的持续供应。
•影响气候:水循环也对地球气候有着重要的影响,如降水量的分布和多少直接关系到某个地区的气候特点。
学习水循环的重点内容:
•水的三态转化:学生需了解水在液态、固态和气态之间的转化过程。
•水循环图解:可以通过图表或实验等形式,帮助学生直观地理解水循环的过程。
•生活中的应用:涉及到水循环在日常生活中的应用,如环保、节约用水等方面。
老师在教授水循环时可以通过观察实验、图表解释、小故事等方式,帮助学生更好地理解水循环的原理和意义。
水循环过程与地下水资源
水循环过程与地下水资源水,是生命之源,对于地球上的生物来说至关重要。
而水循环则是维持地球上水的动态平衡和生态系统稳定的关键过程,其中地下水资源在整个水循环中扮演着不可或缺的角色。
水循环,简单来说,就是水在地球上不断运动和变化的过程。
它包括了蒸发、降水、地表径流、下渗和地下径流等主要环节。
首先是蒸发,太阳的能量使得海洋、湖泊、河流以及土壤中的水分变成水蒸气,升入大气中。
这些水蒸气在大气中随着气流运动。
接下来就是降水。
当大气中的水汽达到饱和状态,并且有了合适的凝结核,水汽就会凝结成水滴或者冰晶,形成云。
当云层中的水滴或者冰晶足够大时,就会以雨、雪、冰雹等形式降落到地面。
降水一部分会形成地表径流,顺着地势流动,汇聚成江河湖泊,最终流入海洋。
而另一部分则会下渗到地下。
下渗的水在土壤和岩石的孔隙中流动,形成了地下水。
地下水会在地下的含水层中储存和运动。
含水层就像是一个巨大的地下水库,储存着丰富的水资源。
地下水并非静止不动的,它也会流动,形成地下径流。
在一定的条件下,地下径流会涌出地面,形成泉水。
地下水资源具有诸多重要的特点和价值。
其一,地下水资源相对稳定。
相比于地表水资源,它受季节和气候的影响较小。
在干旱季节或者干旱地区,当地表水资源匮乏时,地下水往往能够成为重要的水源补充。
其二,地下水水质通常较好。
因为经过了土壤和岩石的过滤,地下水中的杂质和污染物相对较少,在许多情况下无需复杂的处理就可以直接使用。
其三,地下水资源具有重要的生态功能。
它维持着河流的基流,保障了水生生物的生存环境。
在一些地区,地下水还是湿地和绿洲存在的关键因素。
然而,地下水资源也面临着一系列的问题和挑战。
过度开采是当前地下水资源面临的一个严峻问题。
由于人口增长和经济发展对水资源的需求不断增加,许多地区过度抽取地下水,导致地下水位下降,甚至出现了地面沉降等地质灾害。
地下水污染也是不容忽视的问题。
随着工农业的发展,大量的污染物进入地下水中,如化肥、农药、工业废水等。
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形成可再生的水资源 影响全球的气候变化 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
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2.1.5 水量平衡原理
水量平衡:是指任意选择的区域(或流 域),在任意的时间段内,其收入的水 量与支出的水量之差等于其蓄水量的变 化量。
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自然水循环
社会水循环
地面蒸发
大气降水
灌溉水回归
蒸发
植物截留 水面蒸发
土地利用 覆被变化
外来水
损耗
地表水调蓄
地表径流
河川 水库 调蓄
地表水
引水或 调水 处理 系统
工农业 生活用水
植物蒸腾
植物吸收
下渗
渗漏 壤中流
地下水
污废水
蒸发
土壤水调蓄
潜水蒸发
下渗
渗漏
地下径流
河川径流
地下水调蓄
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2.1.2 自然界水循环的过程
(4)下渗
下渗是指降落到地面上的雨水从地表渗入土壤内的运动过 程 按照水分所受的力和运动特征,下渗可分为三个阶段:渗 润、渗漏、渗透阶段 影响下渗的主要因素有:土壤因素(包括土壤均质性、土 壤质地和孔隙率等)、土壤初始含水率、地表结皮(表土 结皮能减少入渗量)、降雨因素(包括雨型、降雨强度等) 和下垫面因素(包括植被、坡度、坡向、耕作措施等)等
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2.3.1 水资源总量计算方法
在一个闭合流域内,如果把地表水、土壤水、地下水 看作一个整体或一个系统,则天然情况下的总补给量 为降水量,总排泄量为河川径流量、总蒸散发量、地 下潜流量之和。根据水量平衡原理,一定时间段内闭 合流域的水量平衡方程式:
P=R+E+Ug+△U 式中,P为降水量;R为河川径流量;E为总蒸散发量; Ug为地下潜流量; △U为地表水、土壤水、地下蓄 水量的变化量。
第二章 水循环过程与水资源量
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第二章 水循环过程与水资源量
2.1 自然界的水循环与水量平衡 2.2 水资源转化过程 2.3 水资源量的组成与估算
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2.1 自然界的水循环与水量平衡
2.1.1 水循环的认识
水循环(water cycle),是指地球上各种形态的 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 地发生相态转换和周而复始运动的过程
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2.1.2 自然界水循环的过程
(2)水汽输送
水汽输送:指大气中的水汽由气流携带着从一个地 区上空输送到另一个地区的过程
它揭示了一个地区上空水汽输送的源地、水汽输送 路径、水汽输送强度、水汽输送场的结构以及它们 随时间的变化
正是由于大气中的水汽如此活跃的更新和输送,才 实现了全球各水体间的水量连续转换和更新。
2.1.3 水循环的机理与特点
④ 永无止境的水循环赋予水体可再生性, 其循环强度一般有水体的更新周期来度 量 ⑤ 水循环是一个非常复杂的系统,它受到 人类活动及气候变化的影响,从而引起 水循环的形成及特征的变化
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2.1.3 水循环的机理与特点
水体的更新周期:指水体在参与水循环过程中全部
2.1.5 水量平衡原理
(1)对于陆地系统,水量平衡方程式可写为 PC=EC+R+△U
式中,PC为陆面降水;EC为陆面蒸发;R为径 流量; △U为计算时间内蓄水量的增加量, 当蓄水量增加时, △U为正;减小时, △U 为负
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2.1.5 水量平衡原理
(2)对于海洋系统,水量平衡方程式可写为 Pm+R=Em+△U 式中,Pm为海面降水;R为入海径流量;Em为 海面蒸发; △U为计算时间内蓄水量的增加量, 当蓄水量增加时, △U为正;减小时, △U为 负
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2.1.1 水循环的认识
水分蒸发后从海洋输移到陆地,在陆地降水后又以径流形 式返回海洋,这种发生在陆海之间的水循环称为大循环 (或外循环) 陆地(或海洋)蒸发的水分,又重新以降水的形式回到陆 地(或海洋),这种蒸发、降水的循环称为小循环(或内 循环)
人们常常所说的水循环是指自然界中通过蒸发、水汽输送、 凝结降水、下渗以及径流等环节形成的水循环,称为自然 水循环;通常把有人类活动影响或参与的部分水循环过程 称为社会水循环
(1)区域内上、下游自然地理条件比较一致 时,可以用代表性水文站年径流量按面积比 的方法,推算区域多年平均年径流量。
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2.3.2.1 代表站法
常用公式:R区=(f区/f代)R代
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2.3.1 水资源总量计算方法
地下水:存在于地表以下岩土层空隙中的各种 形式的水。广义上可以把包气带中的水归入地 下水的范畴,但为了区别与计算,常把包气带 以下的水称为地下水。其主要补给方式是大气 降水和地表水的入渗。排泄方式:一方面以地 下渗流方式补给河流、湖泊等地表水体;一方 面又经过土壤水以蒸发或植物根系吸收后再散 发的形式回归大气中。
在人类活动影响作用下,人为改变原有的水 资源系统(包括水资源系统结构、径流过程 以及作用机理等),使原来的水资源系统更 加复杂。
人类活动的影响作用主要表现在:
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2.2.2社会水循环形成的水资源转化关系
I.
II.
III.
兴建蓄水、调水工程,改变水资源自然的 流动特性和转化过程 兴建引水、提水工程,大量开采地表、地 下水,增加水资源的使用量和消耗量 生活污水、工业废水、灌溉退水的排放, 改变了天然水体的水质状况
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2.2.2社会水循环形成的水资源转化关系
④ 大气水指降水与蒸散发的水量。城市和灌 区的降水除少量入渗补给地下水和排水外, 多数直接被蒸发而消耗掉。
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2.3 水资源量的组成与估算
2.3.1 水资源总量计算方法
陆地上常见的三种水体分别是:地表水、土壤水、地 下水。 地表水:主要表现形式是河流水和湖泊水等。由大气 降水、高山冰雪融水和地下水等形式补给,以河川径 流、水面蒸发、土壤入渗等形式排泄。 土壤水:指储存于包气带中的水。接受大气降水和地 表水的补给,以土壤蒸发和植物散发为主要排泄途径。 当土壤含水量超过田间持水量的情况下才下渗补给地 下水,成为另一种排泄途径。
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2.2.1自然水循环形成的水资源转化关系
自然界中的水资源转化过程主要表现在大气水、地表 水、地下水之间的相互转化,称为“三水”转化。
大气降水 植物截流 蒸发 地表水 下 渗 地下径流
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若考虑土壤水的作用关 系,则称为“四水”转 化 地表径流
地下水
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2.2.2 社会水循环形成的水资源转化关系
地下潜流
图2-2 水资源形成与转化关系示意图
2.2.2社会水循环形成的水资源转化关系
总的来说,一般可归结为以下转化关系:
① 地表水包括城市和灌区引用的水库蓄水、河 川径流和外流域调水。引用的径流在渠道输 水、用水过程中,通过蒸发、渗漏转化为大 气水、土壤水和地下水。
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2.2.2社会水循环形成的水资源转化关系
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2.1.3 水循环的机理与特点
① 整个水循环过程既无开始也无结尾,是连续 的、永无止境的。但是,全球的总水量不变, 服从质量守恒定律 ② 太阳辐射与重力作用是水循环的基本动力。 此动力不消失,水循环将永恒存在 ③ 全球水循环是闭合系统,但局部水循环却是 开放系统
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2.3.1 水资源总量计算方法
在多年平均的情况下,可将蓄水量的变化量 忽略不计,即△U=0;另外,可将河川径流量 R划分为地表径流量RS和河川基流量Rg,将总 蒸散发量E划分成地表蒸散发量ES和潜水蒸发 量Eg。则前平衡方程式可写成: P= RS + ES + Rg + Eg +Ug
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2.3.1 水资源总量计算方法
在实际计算时,由于资料的限制,直接采用上式 计算W比较困难,一般将地表水与地下水分开计 算,再扣除两者的重复计算量,即可得到水资源 总量W,即: W=R+Q-C
式中,W为多年年平均水资源总量;R为多年平均 河川径流量(地表径流,即地表水资源量);Q为 多年平均地下水补给量(即地下水资源量);C为 地表水与地下水的重复水量。
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2.1.2 自然界水循环的过程
自然水循环过程一般包括蒸发、水气输送、凝结降水、 下渗以及径流 (1)蒸发 蒸发是水分通过热能交换从固态或液态转换为气态的 过程,是水分从地球地表面和水体进入大气的过程 陆地上年降水量的66%是通过蒸发(蒸腾)返回大气 各种蒸发的影响因素各不相同,总的来说,蒸发的影 响因素主要有:首先取决于热能的供应,其次还受到 水温、气温、风、气压等气象因素的影响
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2.3.2 地表水资源量计算方法
地表水资源量R,常用多年平均河川径流量 (指地表径流)来表示。其计算方法有: