长江源区水循环机理探讨
水循环过程及地理意义
3.水【循课环堂意义思考二】
千沟万壑的黄土高原、江汉平原的形成，以及崎岖不平的喀 斯特地貌等得形成的原因。
2、水循环是自然界最富动力作用的循环运动，不断雕塑地表形态。
【当堂训练】 导学案P56：5-6
图3为“西南某地将原始生态林改为
橡胶林后的水循环示意图”。
读图，完成5～6题
A 5．与原始生态林相比，改为种植
橡胶林后 A．蒸发量增多 B．下渗量增加
C．地表径流减少 D．气候更加湿润
C 6．由原始生态林改为橡胶林，可能
带来的影响有 A．涵养水源能力变强 B．土壤肥力上升
C．生物多样性减少
D．自然灾害减少
破坏植被
地表径流量增加，植物蒸腾、 径流下渗减少
植树种草
地表径流量减少，植物蒸腾、径 流下渗增加
【当堂训练】 导学案P56：3-4
漏的雨水得到净化。净化后的雨水不仅可以补给地下水，也可以作为城市景
观用水、厕所用水等。读雨水花园结构示意图，回答问题。
D 5．铺设树皮覆盖层的主要目的是（ ） A.为植物提供养分 B.控制雨水渗漏速度
C.吸附雨水污染物 D.保持土壤水分
B 6. 对下渗雨水净化起主要作用的填充层是（ ） A.树皮覆盖层和种植土层 B.种植土层和砂层
道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，可逐步实现
小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解等目的。
洪水时：迅速排水
雨水花园 森林
湿地
绿化屋顶 生物滞留
下雨时：吸水
湖泊
透水路面
平时：蓄水、净水 干旱时：释水
雨水回收
海绵城市配套设施
建海绵城市就要有“海绵体”。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘 等水系，也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过 这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用，最后剩余部分径流通过管网、 泵站外排，从而可有效提高城市排水系统的标准，缓减城市内涝的压力。
生态学家如何研究湖泊生态系统的物质循环过程
生态学家如何研究湖泊生态系统的物质循环过程湖泊是一个生态系统，由水和周围的环境组成。
湖泊不仅为动植物提供了生存和生长的条件，同时也是大自然中的一个物质循环过程的重要组成部分。
生态学家研究湖泊生态系统的物质循环过程是为了理解湖泊的复杂性和了解它们是如何响应和适应环境变化的。
物质循环过程包括水循环、碳循环、氮循环和磷循环。
在湖泊生态系统中，这些循环过程相互作用，产生了复杂而令人惊奇的影响。
在湖泊中，水循环是最明显的物质循环过程之一。
它是湖泊环境中水分子的移动和转换过程。
水循环包括水蒸发、凝结和降水。
湖泊中水的循环过程受气候和气象条件的影响，因此不同地区湖泊的水循环过程是不同的。
碳循环是湖泊中最重要的循环过程之一，因为它是有机物质的主要组成部分。
湖泊中碳的循环包括碳的来源，如藻类和植物的光合作用和有机物的分解，以及碳的沉积和重新释放。
生态学家通常会研究这些过程，以了解湖泊中碳的循环以及白天和晚上的碳循环是否存在差异。
氮循环也是湖泊中的重要循环过程。
湖泊中氮的来源包括植物和藻类的生长，以及氮的输入源，如采矿废水和化肥。
氮循环的过程包括氮的生化转化、氮的沉淀和氮的重新释放。
生态学家通过研究这些过程来了解不同湖泊中氮的含量和类型的变化。
最后，磷循环是湖泊中最常见的循环过程之一。
湖泊中的磷来源包括底泥和氧化磷酸盐，以及排放的废物和化肥。
磷循环的过程包括磷的生化转化、磷的沉淀和磷的重新释放。
磷的过多排放会引起湖泊富营养化，导致藻类、细菌和真菌等生物过度生长，进而破坏湖泊的生态平衡。
生态学家通常使用现代技术来研究湖泊生态系统的物质循环过程。
这些技术包括测量湖泊水的营养物含量，如碳、氮和磷，以及湖泊水中有机物质和无机物质的浓度。
他们还会使用分析技术来研究这些化学物质的来源和处理方式，以了解湖泊的物质循环过程。
总之，湖泊生态系统的物质循环过程是一个复杂而且关键的研究领域。
生态学家使用现代技术方法，以深入了解这些过程的基本原理，并开发出各种控制湖泊富营养化的方法。
高中地理教案：探究水循环的过程和特点
高中地理教案：探究水循环的过程和特点水对于人类的生存至关重要，而水循环作为水资源利用的基础，具有非常重要的意义。
本篇文章将围绕高中地理课中的水循环这个话题，探究水循环的过程和特点，并对教学中的重点难点进行分析和解决。
一、水循环的过程和特点水循环是指地球上水分子在不同组分之间不断转移、分布、相互作用的过程，是自然界中最重要的物质循环之一。
它可以被分为以下几个步骤：1.蒸发和升华：太阳能的作用下，水面上的液态水变成水蒸气，进入大气层。
同时，地表上的冰和雪也能直接变成水蒸气（升华）。
2.凝结：水蒸气在大气层中冷却后变成小水滴或冰晶，形成云朵。
3.降水：云朵中的小水滴或冰晶不断增大，到达一定大小时就会掉落到地面上，形成降水。
降水包括雨、雪、雾和露等形式。
4.地表径流：有些降水在地面上形成地表径流，沿山间沟谷或溪流向靠近海岸的河流等水域流动。
5.地下径流：另一部分降水通过渗透或浸透进入地下，形成地下水。
地下水在地下层裂隙、孔隙、岩溶或砂砾中流动。
6.植物蒸腾：地表水进入植物，经过一系列生理作用后，植物向大气层释放出水蒸气。
以上是水循环主要的步骤，然而在现代社会，由于人类对自然环境的不合理干扰，导致了许多问题的产生。
例如，城市化过程以及工业和农业生产中激增的化学物质、塑料等垃圾被排放到河流、湖泊和海洋中，严重破坏了自然生态系统的平衡。
因此，高中地理课中的水循环教学中除了讲述基础理论外，还需要教育学生环境保护意识，引导学生积极进行环境保护的实践。
二、教学重点和难点分析在高中地理教学中，涉及水循环的内容比较广泛，教学重点和难点也比较明显。
主要包括以下几个方面：1.学生对于光合作用与蒸腾作用的理解不够透彻。
在讲解植物蒸腾对于水循环的作用时，需要将植物的光合作用和蒸腾作用结合起来，通过互动讨论和实验演示等形式增强学生的认知理解。
2.学生对于淡水是有限资源的意识不够强烈。
在教学过程中可以加入相关的数据，告诉学生淡水确实是地球上的有限资源，教育学生珍惜水资源，并认识到国家对于水资源节约利用的重要性。
长江中下游地区淡水湖泊水-气界面碳交换及机制研究的开题报告
长江中下游地区淡水湖泊水-气界面碳交换及机制研
究的开题报告
1.研究背景
长江中下游地区是我国经济发达地区，多数地区属于富营养化状态。
湖泊是这一地区重要的水资源，对于维持地区生态平衡、经济发展至关
重要。
然而，随着经济的快速发展和人类活动的增加，湖泊中的水体质
量和生态系统遭受严重破坏。
其中，湖泊水-气界面的碳交换对于湖泊生
态系统的稳定性和机制研究具有重要的作用。
2.研究目的
本研究旨在探明长江中下游地区典型湖泊的水-气界面碳交换特征与机制，以揭示湖泊生态系统的生物地球化学过程及其驱动机制，为湖泊
生态系统健康管理和湖泊生态适应性及其生态服务的提升提供科学依据。
3.研究内容
（1）对湖泊水体碳源和碳汇成分进行分析，研究湖泊水体碳循环特征。
（2）测量长江中下游地区典型湖泊水-气界面二氧化碳、甲烷的通
量以及环境参数（如温度、湖泊表面积等），分析季节变化和大小尺度
的通量差异性。
（3）通过将温度和其他驱动因子作为输入，运用物理-生物化学模
型描述湖泊水-气界面碳交换机制。
（4）结合地形、经济活动等影响长江中下游地区湖泊水-气界面碳
交换的常见因素，分析湖泊生态系统的生物地球化学环境特征及其驱动
机制。
4.研究意义
本研究通过深入探究长江中下游地区湖泊生态系统的生物地球化学
特征及其驱动机制，为湖泊生态系统的健康管理和适应性提供科学依据；同时，为我国湖泊生态系统研究提供新的视角和理论基础，提高我国湖
泊生态研究水平，促进湖泊可持续发展。
流域水循环演变机理与水资源高效利用
经济系统 平均值
Yes No
Yes No
Yes No
Yes No
高用水行业 一般用水行业 潜在高用水行业 潜在一般用水行业
高效用水行业 一般用水行业 潜在高效用水行业 潜在一般用水行业
用水效率与效益评价
基于水循环的水资源“量-质-效”综合评价理论体系
（1）提出了水量、水质与效率联合评价方法
1980～2005
S11
1980～2005
2030年
S13
1956～2005
S15
S17
1980～2005
水平年 水量条件
E1：现状排放 E2：削减10% E3：削减20% E4：水功能区达标
降水量
1596.2 1596.2 1596.2 1596.2 1700.2 1596.2 1596.2 1695.4 1596.2 1596.2 1700.2 1700.2 1596.2 1596.2 1700.2 1700.2 1596.2
水生态过程模拟
水循环过程模拟
水环境过程模拟
流域水循环及相关过程综合模拟平台
生态演替机理
水循环演变机理
水环境演化机理
实验单元尺度
流域尺度
景观尺度
水循环及其伴生过程演化基础理论
3.研究内容
二、主要研究成果
本项研究取得了四项创新性成果：
• 揭示了强人类活动影 响下流域水循环演变 机理与水资源演变规 律，并进行了归因分 析
流域水循环演变机理与 水资源高效利用
报告提纲
一、 研究背景与总体思路 二、 主要研究成果 三、 项目实施效果
一、研究背景与总体思路
1.研究背景
环境变化和人类 活动对水循环影 响及其伴生的生 态环境效应，是 当前全球性的前 沿基础科学问题。
气候变化下长江黄河源区水循环变化及生态效应
气候变化下长江黄河源区水循环变化及生态效应姚名泽;尹军;刘思敏;蒋青青;袁喆【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2024(55)3【摘要】长江黄河源区对中国的生态安全和区域发展有重要影响。
当下该区域正在经历气候变化,受其影响源区的关键水循环要素也发生改变。
气候变化和水循环要素变化下源区的生态出现了何种变化、水土涵养现状如何已成为普遍关注的问题。
通过文献综述,总结梳理了气候变化下长江黄河源区关键水循环要素的基本变化情况及其产生的生态效应。
研究结果表明:长江黄河源区气温升高显著,降水变化趋势存在区域差异;冰川积雪消融增加,冻土消融加剧;不同区域径流量变化趋势存在差异;源区植被覆盖度总体呈现上升趋势;沼泽草甸湿地和高寒泥炭湿地出现退化,而湖泊数量增多,面积增加显著;在多因子的综合作用下,源区河流输沙量平稳或是下降,水土涵养状况稳定或有所改善。
未来气候变化的不确定性对源区生态的压力仍然存在,植被和湿地有退化风险;反映源区水土涵养状况的河流输沙系统驱动机制还不够明晰,相关研究还较少,与之相关的研究亟待进一步展开。
【总页数】9页(P74-82)【作者】姚名泽;尹军;刘思敏;蒋青青;袁喆【作者单位】湖北大学资源环境学院;国家林业和草原局发展研究中心;长江科学院水资源综合利用研究所【正文语种】中文【中图分类】P339【相关文献】1.长江黄河源区多年冻土变化及其生态环境效应2.气候变化对长江黄河源区生态系统的影响及其水文效应3.气候变化下长江黄河源区生态恶化4.高寒生态脆弱区冻土碳水循环对气候变化的响应——以甘南州为例5.长江黄河源区近45年气候变化特征分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
流域水循环演变机理与水资源高效利用
4．应用于国家防汛抗旱总指挥部办公室，本项目开发的流域水 循环模型对流域洪水预报、洪水风险管理、城市防洪、洪水资源化以 及干旱预报等方面具有重要的实际应用价值，为洪水预报、枯水预报 和应急管理提供了有力的工具，分析成果已应用于流域防汛抗旱预案 的编制工作；
5．应用于国家林业局、中国环境科学研究院、环境保护部环境 规划院、环境保护部污染防治司等单位，为变化环境下有关水的问题 分析决策提供了技术工具，有力支撑了海河流域水污染防治和国家林 业发展规划；
计算机 分 布 式 水 文模 软件著 型 AutoWEP 系 作权 统 V1.0
中国
2009SR0 2009.05.01 0177993
50994
中国水利 雷 晓 辉 、 贾 水电科学 仰 文 、 蒋 云 研究院 钟、王浩等
计算机 水 资 源 优 化调
软件著 配 模 型 系 统
作权 WROOM
多筒补偿式水 发明专
权类别
名称
（地区）
发明人
计算机 软件著 作权
NADUWA 流域 “自然-社会”二 元水循环模拟 软件 V1.0
中国
2011SR0 2010.10.01 0340501
76827
中国水利 水电科学 研究院
王浩、贾仰 文、周祖昊、 仇亚琴、牛 存稳等
一种区域作物 发明专
需水量测算方 利
法
中国
CN1012
中 国 农 业 （3）发展了土壤水分多尺度数值模拟计算问题的有效算法，提出了土壤饱
3
大学
和水力传导度多尺度数据整合方法；阐明了海河流域农业用水效率的尺度
效应及其机理；分析了不同尺度农业节水潜力的相互关系；
（4）相关成果发表在水科学领域国际顶级学术期刊上，受到了国际同行专
长江流域水资源可持续利用研究
长江流域水资源可持续利用研究长江是我国的第一大河，被誉为“中华水母脉”，流经中国的16个省市自治区，是我国社会经济发展和生态安全的重要基础。
长江流域的水资源可持续利用问题，一直是一个重要的研究方向。
一、长江流域水资源现状及问题长江流域水资源总量丰富，但存在分布不均、水资源短缺和水环境恶化等问题。
流域下游的三峡水库是世界上最大的水电站，虽然通过水库调度控制水流，可以有效降低江河洪峰、提高水位、减缓清水泥沙的冲击，但同时也对下游的水生态和航运造成了很大的影响。
在长江上游，也存在着水资源局限性。
尽管上游的水资源丰富，但由于地形复杂、物种繁多、地质结构差异性大和水资源的分布不均，导致了一些地区的水资源恶化。
二、长江流域水资源可持续发展的路径为了解决长江流域水资源存在的问题，需要采取可持续利用的路径。
首先，要通过全面的水资源管理，保障水资源的可持续发展。
在水资源保护上，需要加强长江水生态环境的治理，实现长江流域的生态保护和恢复。
同时，还需要加强水资源信息的收集和共享，在城市供水、环境保护、农村灌溉和工业生产中，合理利用长江流域的水资源。
其次，需要推进技术创新，在节约用水领域实现创新发展。
例如，可以通过工业和农业水资源的节约应用，提高水使用效率；加强农村小型节水技术研发，提高节约水资源的能力。
同时，还应积极推广可再生能源，如太阳能、风能、水能等，降低依赖化石能源的程度。
再次，需要推广可持续发展的水资源管理模式。
政府、企业、社会和公民应共同参与水资源可持续管理，建立公众参与和信息公开机制，加强水资源管理的透明度和公正性，建立水资源的优先分配制度，保障特殊水资源的重点使用。
三、长江流域水资源可持续发展需加强的方面为了实现长江流域水资源可持续发展，还需要加强以下方面：1. 加强政策和法律制度的保障。
政府应制定完善的水资源管理法规，建立健全的水资源监督管理系统，保证水资源供给的安全性和公平性。
2. 加强长江流域的河道水利工程建设和管理。
长江源区水循环机理探讨
长江源区总体为外流水系，河川径流以高山冰
雪融水、地下水补给和降水等 3 种形式补给，三者大 约分别占年径流量的 45% ，40% 和 15% ，前两者合 计占到 85% ，是江源河流径流的主要来源。原因是 由于高原基本没有暴雨或者持续性的降水过程，大 部分降水被蒸发、土壤吸收或者变为雪盖缓慢蒸发， 河流多数径流来自冰雪融化，降水直接产流比例较 少。在夏季，尽管没有暴雨过程，但由于冰雪融解量 大，江源河道坡降大，特别是通天河河道中水流流速 较大，湍急的水流携带大量泥沙，很像中下游地区河 流的洪水过程，水流携沙及冲刷能力很强。 1． 4 长江源区的储留水
（ 4 ） 湖 泊 水： 长 江 源 现 有 湖 泊 总 面 积 1 080 km2 ，大小湖泊1． 1 万余个，其中0． 5 km2 以上 的有 140 多个。湖泊多数为外流水系里的内流湖， 多为构造断陷湖、冰蚀湖、堰塞湖等。高原湖泊特点 是： 外流湖一般为淡水湖； 内流湖一般为咸水湖； 湖 水一般比平原湖泊深很多，如青海湖最深达 75 m， 储水量大，仅青藏高原湖泊中淡水储量就可占到全 国湖泊淡水的 46%［1］。
长江源径流演变及原因分析
计算加权平均而得。以上数据的系列长度范围均为 １９５６—２０１６年。 ２．２ 主要方法 ２．２．１ 集中期和集中度计算
径流集中度指各月径流量是反映径 流量在年内的集中程度。集中期是指径流向量合成 后的方位，反映全年径流量集中的重心所出现的月 份。具体计算方法参见文献［１０］。 ２．２．２ 线性倾向估计
因；李林等［７］认为黄河源区年平均流量随流域降水 量的增加（减少）、蒸发量的减小（增大）和动土温度 的下降（上升）而增加（减小）；曹建廷等［８］认为降水 是径流变化的直接原因。
从上述学者的研究可看出，由于研究角度、研究 方法的不同，气候变化对江河源区径流影响的结论 亦不同。因此，多角度理解和认识变化环境下江河 源区水文情势演变规律和归因分析是十分重要的。 同时，揭示流量与大尺度环流因子的相互关系也是 江河源 区 水 文 气 象 研 究 领 域 重 点 关 注 的 科 学 问 题［９］。但是，关于大尺度环流因子对长江源区径流 影响的研究较少。
１ 研究背景
近年来，变化环境下流域水循环及水资源演变 已成为国内外水科学领域的研究热点，气候变化和 人类活动作为变化环境的重要组成部分，其带来的 水文效应 受 到 广 泛 关 注［１］。 全 球 变 暖 在 青 藏 高 原 地区尤为突出，对高原地气系统间的热量和水汽交 换产生明显影响，而且这种影响过程直接作用于中 层大气，使得这种影响更加明显［２］。
长江源是青藏高原的重要区域，其主要功能是 保障长江源远流长，并向下游输送优质水资源。源 区的水量、水质变化将波及广大的中下游地区。因 此，探究江河源区水资源演变特征与归因分析成为 当前水科学研究的关键问题，引起了很多学者的关 注。梁川等［３］采用数理统计方法，对长江源区的降 水和河川径流的年内、年际和年代际的多尺度时间 变化规律进行了分析，并从距平值上探讨了各站的 降水量和径流量的空间分布；张士锋等［４］建立了三 江源区降水和潜在蒸发对径流的驱动模型，认为降 水对径流起正向驱动作用，潜在蒸发对径流起负向 驱动作用；刘 希 胜 等［５］从 降 水 的 产 流 能 力、时 滞 相 关等角度分析了黄河源区径流演变及其对降水的响 应；陈利群等［６］采用 ＳＷＡＴ（ＳｏｉｌａｎｄＷａｔｅｒＡｓｓｅｓｓ ｍｅｎｔＴｏｏｌ）和 ＶＩＣ（ＶａｒｉａｂｌｅＩｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎＣａｐａｃｉｔｙ）分布 式水文模型，分析了黄河源区气候变化和土地覆被 对径流的影响，认为气候变化是径流减少的主要原
水循环系统原理
水循环系统原理水循环系统是地球上水分循环的过程，它包括了蒸发、降水、蒸发、凝结和地下水流动等一系列复杂的过程。
水循环系统是地球上生命存在的基础，也是维持地球生态平衡的重要因素。
首先，水循环系统的第一步是蒸发。
当太阳能照射到地表水体上时，水分会受热蒸发成为水蒸气，这是水循环系统的起点。
蒸发是水从地球表面进入大气层的过程，是水循环系统中非常重要的环节。
接着，水蒸气在大气层中凝结成云，并形成降水。
这个过程被称为凝结。
云层中的水蒸气在一定条件下，如温度下降或空气饱和时，会凝结成小水滴或冰晶，最终形成降水，包括雨、雪、露、霜等。
降水是水循环系统中的重要环节，它将水分从大气层带回地表。
随后，降水的水分会渗入地下，形成地下水。
地下水是地球上储存量最大的淡水资源之一，它对维持陆地生态系统的稳定起着重要作用。
地下水也会通过地下水流动进入河流、湖泊和海洋。
同时，部分降水会直接流入河流、湖泊和海洋，形成地表水。
地表水在地球上的水循环系统中也扮演着重要的角色，它为陆地生态系统的生物提供生存所需的水分。
此外，植被也在水循环系统中扮演着重要的角色。
植被通过蒸腾作用将土壤中的水分蒸发释放到大气中，形成植被蒸腾。
植被蒸腾是水循环系统中的一部分，它促进了水分的循环和再利用。
总的来说，水循环系统是地球上水分循环的重要过程，它包括了蒸发、凝结、降水、地下水和地表水等一系列环节。
水循环系统的运行对地球上的生态系统、气候和生物多样性都有着重要的影响。
只有深入了解水循环系统的原理，才能更好地保护和管理地球上的水资源，维护地球生态平衡。
流域水循环与水资源可持续利用
流域水循环与水资源可持续利用水是生命之源，也是地球上最宝贵的资源之一。
在保护水资源方面，流域水循环发挥着至关重要的作用。
流域是一个由山脉、河流和湖泊组成的系统，通过水的循环，保持水资源的平衡，并实现可持续利用。
流域的水循环包括蒸发、降水、径流和地下水补给等过程。
在蒸发过程中，太阳能使水从地表蒸发成水蒸气，形成云层，最终降为雨水。
降水则是将水从大气中带回地面，补充了地表水和地下水的储量。
为了最大限度地利用降水，我们需要保护流域和水源地的生态系统。
通过植被覆盖和湿地保护，可以减少水的蒸发，增加降水的输送量，促进水资源的再生。
然而，随着人口的增加和工业的发展，水资源的需求不断增加，同时污染问题也日益严重。
这给流域水循环和水资源可持续利用带来了挑战。
为了解决这些问题，我们需要采取一系列措施，包括水资源管理和水污染控制等。
水资源管理是保护流域水循环和实现水资源可持续利用的重要手段。
通过建立水资源管理制度和完善水资源监测体系，可以合理分配和利用水资源。
此外，应加强水资源的保护和治理工作，包括流域的土壤保护和水体净化等。
同时，还应加强对水资源的科学研究，提高水资源利用的效率和水质恢复的能力。
除了水资源管理之外，水污染控制也是解决流域水循环和水资源可持续利用问题的重要环节。
工业废水、农业污染和生活污水等都会对水质产生严重影响。
因此，我们需要采取措施减少污染源的产生，并加强污水处理和排放标准的执行。
此外，通过加强环境监测和监管，可以及时发现和处理水污染事件，保护流域水资源的安全和可持续利用。
除了水资源管理和水污染控制之外，教育和宣传也是促进流域水循环和水资源可持续利用的重要手段。
通过加强对公众的教育和宣传，可以提高人们的水资源意识和环保意识。
人们应该了解水的重要性，学习如何节约用水，并积极参与到流域水资源管理和保护当中。
在保护流域水循环和实现水资源可持续利用的过程中，政府、企业和公众都应发挥重要作用。
政府应加强立法和监管，提出相关政策和措施，促进水资源的合理利用和保护。
水循环课件：从实验探究到理解水的循环
水循环是我们生活中不可或缺的一部分，虽然我们每天都在使用水，但我们是否真正理解水的循环机理呢？为了帮助大家更好地理解水的循环，今天我们将带大家通过实验来探究水的循环，并从中理解水循环的基本原理。
在开始实验之前，我们需要了解一下什么是水循环。
水循环，又称为水循环系统，是指地球上水分的循环，包括水的沉降、蒸发、降水和地下水。
它主要通过太阳的热能使水从地球表面蒸发到大气中，然后形成云层，在一定条件下会形成降水，部分水被植被吸收，在植物体内进行光合作用，一部分水会流入河流、湖泊等地表水体，一部分则会渗入地下形成地下水。
接下来我们来进行我们的实验。
实验1：观察水的蒸发过程我们需要准备一小碗水，放置在室温下。
然后我们可以用温度计来测量水的温度，记录下来。
接着，让水自然蒸发，同时观察水面。
在实验过程中，我们会发现水面的面积会逐渐变小，这是因为水在经过蒸发过程后，会转化成水蒸气，散发到空气中。
实验2：观察水的沉降过程为了进行这个实验，我们需要准备一瓶清澈的水，并在水瓶中加入一些灰泥，然后使其悬浮在水中。
接着，我们静置一段时间，观察灰泥的沉降过程。
在实验过程中，我们会发现灰泥逐渐沉淀到瓶底，这很好的演示了水的沉降过程。
实验3：观察水的降水过程这个实验需要准备两个杯子，其中一个杯子中加入一些冰块，并将其摆放在另一个无冰块杯子上，保持其高度一致。
接着，我们将热水慢慢地倒入无冰块杯子中，直到水位超过冰块杯子，而且二者之间没有接触。
在实验过程中，我们会发现，冰块杯子的外表开始出现水珠，这是因为水蒸气在接触到冰块杯子的冷面时凝结成了水珠，这很好的演示了水的降水过程。
通过以上实验，我们可以看到，水可以在不同状态之间转换，包括蒸发、沉降和降水。
这些现象实际上展示了水循环的过程。
为了更好地理解水循环，我们可以将其分为四个步骤：步骤1：蒸发太阳的能量使得地球表面的水蒸发到大气中，这个过程就叫做蒸发。
蒸发后的水变成了水蒸气，它将升高到大气中，并逐渐形成云层。
水循环机理
水循环是整个地球系统中最重要的一个过程，它是地球上物质和能量的传递过程，它是地球生命存在的基础。
水循环机理是指水在地球上的循环过程，它是一个复杂的系统，由水的运动、转化和分布组成。
水循环的机理可以分为三个阶段：水的运动、转化和分布。
水的运动包括气溶胶运动、潮汐运动和水流运动。
气溶胶运动指的是水汽在空气中运动，它可以从一个地方运动到另一个地方，并在运动中转化为液态水。
潮汐运动是指海水的运动，它是由月球的引力引起的，月球的引力使海水在潮汐周期内不断上涨和下降，从而形成潮汐运动。
水流运动指的是水在地面上的流动，它由降雨、融雪、溶解和渗透等过程引起的，水会流向低洼地区，并形成河流、湖泊和海洋。
水的转化可以分为水的汇流和水的湍流两个阶段。
水的汇流是指水从河流、湖泊和海洋流向海洋，它是一个水体转化的过程，水体中的物质会在转化过程中发生变化，从而影响到水体的特性。
水的湍流是指水在海洋中的搅动，它是水在海洋中的循环过程，水会搅动海洋中的深层海水，使海水不断上升和下降，从而形成湍流。
最后是水的分布，它是指水在地球上的分布，它是一个复杂的过程，水可以通过大气循环、地表循环、海洋循环和地下循环等过程分布到地球上的各个地方。
水的分布是水循环的最后一个阶段，它是水循环的关键，也是地球上物质和能量的传递过程。
总之，水循环机理是一个复杂的系统，它由水的运动、转化和分布组成，它是地球上物质和能量的传递过程，也是地球生命存在的基础。
【水利科普】江源地区地下水是如何循环的？
【水利科普】江源地区地下水是如何循环的？编者按：长江源区地处有“中华水塔”美誉之称的青藏高原腹地，是我国生态安全屏障的重要组成部分。
自2012年以来，长江科学院已连续开展了11次长江源区多学科综合科学考察活动，对长江源区的水文、河流地貌、水资源、水生态、水环境、水土保持等进行了多专业综合性科学考察，积累了大量珍贵的长江源区生态环境现状基础数据及资料，为推进长江源区生态保护提供了有力支撑。
值此2022年全国科普日之际，长江科学院首次推出江源科普系列宣传，为大家展现长江源生态图景鲜为人知的一面。
三江源水系密布，湖泊星罗棋布，雪山冰川纵横交织，是中国淡水资源的重要净产水区和西部地区的关键生态屏障，也是中国面积最大的天然湿地分布区，素有“中华水塔”之称，不仅地表水资源丰富，还是一座巨大的地下水淡水资源宝库。
现在就让我们一起走进这个地下“宝库”。
江源区水系密布雪山冰川广泛分布地下水概况三江源地区赋存了丰富的地下水资源，大部分地下水分布于地下含水层与冻土中，其总储量尚无明确的定论。
据研究，青藏地区仅冻土储存的水资源总量就高达95280亿m3，能够装满240个三峡水库，相当于12万个武汉东湖的水量。
三江源区的地下水类型主要是孔隙水和裂隙水。
基于同位素示踪、水化学示踪、温度示踪等方法查明，降水是区内陆下水的主要补给来源，其次是冰川冻土融水。
受地形地貌、气候条件、地质构造、冻土冰川及人类活动等诸多因素的影响，三江源地区形成了其独特的地下水循环过程。
地下水循环在水平方向上的循环，整体从西向东流动，与地表水流向一致。
而垂直方向上的循环由于冻土的存在，削弱和阻隔地表水与地下水之间的水力联系，造成了江源地区地下水系统表现出其独有的复杂性。
江源区地下水循环过程示意图冻土区地下含水层结构示意图（冻土区地下水根据其分布、埋藏条件和补径排特征，可以分为冻结层上水、冻结层中水和冻结层下水。
）在极高山和高山区（海拔4000m以上），河谷呈明显的“V”字形态。
水循环奥秘维护生命之源
水循环奥秘维护生命之源水，是生命之源，对于地球上的万物生灵来说，其重要性不言而喻。
而水循环，就像是一位默默耕耘的使者，不断地为生命的延续和繁荣提供着保障。
让我们先来了解一下水循环到底是怎么一回事。
简单来说，水循环就是水在地球上不断地流动和变化的过程。
从海洋、湖泊、河流等水体表面蒸发，变成水蒸气上升到空中，形成云。
当云中的水汽达到一定程度，就会凝结成水滴或冰晶，以降水的形式落回地面。
一部分降水渗入地下，成为地下水；一部分在地表流动，汇聚成江河湖泊，最终又流回海洋。
这一循环周而复始，永不停息。
那么，水循环到底有哪些奥秘呢？首先，它的规模是极其巨大的。
地球上的水总量虽然看似恒定，但通过水循环，水在不同的区域和形态之间不断转换，维持着全球的水平衡。
想象一下，海洋中的水蒸发成水汽，被风吹到大陆上空，降下雨水滋润大地，然后又通过河流回归海洋，这是多么庞大而神奇的过程！其次，水循环对于气候的调节起着至关重要的作用。
在炎热的地区，大量的水分蒸发会带走热量，从而降低气温；而在寒冷的地区，降水以冰雪的形式储存下来，在一定程度上调节了当地的温度。
这种水与热量的交换，使得地球的气候变得更加多样和稳定。
再者，水循环对于生态系统的维持也功不可没。
它为植物提供了生长所需的水分，使得植物能够进行光合作用，产生氧气，为动物提供食物和栖息地。
同时，水循环也将各种营养物质和矿物质在不同的生态系统中运输和分配，促进了生态系统的平衡和发展。
然而，如今的水循环正面临着一些严峻的挑战。
随着人类活动的不断加剧，许多问题逐渐浮现出来。
城市化的快速发展导致大量的水泥和沥青地面取代了原本可以渗水的土壤，使得降水难以渗入地下，增加了地表径流。
这不仅容易引发洪水灾害，还减少了地下水的补给，影响了地下水资源的可持续利用。
工业和农业的发展带来了严重的水污染。
大量的废水未经处理就排入江河湖泊，导致水体质量下降。
这些被污染的水在参与水循环的过程中，会对生态环境和人类健康造成极大的危害。
浅析水循环和水资源问题及对策
浅析水循环和水资源问题及对策发表时间：2016-11-16T09:17:49.963Z 来源：《低碳地产》2016年6月第11期作者：周海燕[导读] 水是人们日常生活中不可或缺的重要组成部分，也是社会发展和人们赖以生存的基础和前提。
河源市华建水利水电建筑工程有限公司【摘要】水是人们日常生活中不可或缺的重要组成部分，也是社会发展和人们赖以生存的基础和前提。
水的形态比较多，其分布于地球上的各个区域。
水资源以地球为介质进行迁移输送和交换转化，因此，水资源的运动过程又被称为水循环。
近年来，人们对水资源需求量日益增加，而自然因素和社会因素的制约，使水循环发生了相应的改变，导致水资源危机日益严重。
本文对水循环和水资源问题进行分析，并提出相关对策，从根本上缓解水资源危机，为人们提供优质的水资源环境。
【关键词】水循环水资源问题对策1 前言水是万物之源，是自然界不可或缺的重要物质。
当前，世界范围内的水资源危机日益严重，威胁了社会和经济的快速可持续发展。
结合世界范围内的水资源形势，能够发现，未来水资源将会成为制约社会和经济快速发展的重要危机。
水资源问题加剧了人类社会的生存危机。
世界范围内的干旱缺水、洪涝灾害和水环境恶化等日益严重。
自然因素和人类活动等也都是造成水资源危机的重要因素。
政府和相关部门要对我国的水循环和水资源危机具有明确的认识，并采取相关对策缓解水资源压力，提高人们的日常用水质量，促进社会和经济快速发展。
2 水循环和水资源问题2.1 水循环过程水循环是指不同形态的水受到太阳辐射和地心引力的作用，借助蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗和径流等不同途径，进行相态转化和不断运动。
自然界中的水循环能够对大气圈、水圈、岩石圈和生物圈等进行连接，在自然环境中进行不断的发展、转化和演变，形成淡水资源，满足人们的日常用水诉求。
全球水循环是一个不间断的过程，并且相对比较复杂，在这一过程中，不断形成可再生资源，甚至对地球气候产生相应的影响，为生态系统提供良好的运行环境。
辨析长江源区长序列径流变化规律及其与气象要素的关系
辨析长江源区长序列径流变化规律及其与气象要素的关系摘要：本文对比分析了长江源区沱沱河站（上游）以及关直门达站（下游）的集中期、集中度、周期性等，结合突变检验、小波分析，确定了长江源区上下游的径流变化规律。
同时，从相关性与径流系数变化入手，探究了长江源区长序列径流变化与降水、水面蒸发、气温这些气象要素之间的关系。
关键词：长江源区；径流变化；气象要素引言：长江源区长序列径流的实际情况与变化直接影响着沿岸地区的经济发展，也与相应区域的生态保护效果息息相关。
现阶段，有关长江源区长序列径流变化的研究受到了重点关注，也取得了一定的成果，但是有关变化规律与气象要素之间的关系探究尚且缺乏，存在的部分研究成果分析深度不足。
一、研究方法（一）数据的选取本次研究中，使用的数据来源于青海省水文资源勘测局，提取有关直门达站以及沱沱河站的相关资料（主要为径流资料）；收集青海省气象站发布的径流附近多区域有关气温、降水、蒸发资料。
资料的时间年限为1956-2012年。
在进行气象要素的面均值计算时，本研究使用的方法为森泰多边形。
（二）主要方法1.计算集中期以及集中度对于长江源区长序列径流的年内分配，主要使用集中期与集中度表现。
其中，径流集中期代表了长江源区长序列径流向量合成量的方位，体现出径流量重心出现的时间；径流集中度代表了使用向量方式累加长江源区在各个月份的径流量后，所形成合成量在年径流量中的占比，体现径流量在年内的集中程度。
2.突变检验在本次研究中，使用的突变检验方法主要包含滑动t检验、MK突变检验、Yamamoto检验，并进行了综合分析。
结合长江源区长序列径流年际变化趋势分析实现突变点的确定[1]。
3.周期分析本研究使用了小波分析的方法方法，以期实现气象与气候序列的分析，并获得气候序列的变化尺度、变换时间位置等数据。
二、分析结果（一）长江源区长序列径流集中期与集中度的年内变化分析结果表明，在长江源区的沱沱河站中，长序列径流集中期主要分布在每年的七月下旬至八月上旬，变化倾向率达到0.299d/10a；长序列径流集中度稳定在70%-85%的范围内，变化倾向率达到0.027%/10a，总体变化趋势呈现出稳定状态。
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态水多，其独特的三水特点及转换机理构建了长江源地区脆弱的生态系统，一旦水循环机理变化，就会显著影响长
江源的生态环境。
关 键 词： 长江源区； 降水； 水循环； 生态系统
中图分类号： TV211． 1
文献标志码： A
文章编号： 1001 － 5485（ 2013） 04 － 0001 － 05
长江源地处青藏高原腹地，平均海拔在 4 000 m 以上，面积13． 77万 km2 （ 直门达水文站以上） ，占我 国三江源地区总面积的43． 6% 。长江源地貌特征是 北、西、南分别被昆仑山、乌兰乌拉山及祖尔肯乌拉 山、唐古拉山所围限，东北部被巴颜喀拉山阻拦，仅 东南部有逐渐走低河谷地势，是长江和澜沧江源区 的出口。长江源区的平均降水量和径流深分别为 398 mm，113 mm，是长江流域降水量和径流量最少 的地区，但由于该地区海拔高、气温低，常年有大量 冰川、冰盖、雪盖和冻土等大量固态水存在，而且四 周环山，高原内部地势平缓，沼泽、湖泊湿地发育，保 存着大量液态水，所以，长江源地区水循环的特点与 地球南极类 似，外 来 水 和 流 出 水 均 不 多，但 存 水 量 大，是干燥但水量丰富的地区，故包括长江源在内的 三江源地区有“中华水塔”之称。长江源的大汽水、 液态水和固态水（ 以下简称三水） 转换机理与低海 拔地区有明显区别，其水循环规律及变化不仅受全 球气候变化和人类活动双重影响，而且深刻地影响 着江源地区生态系统［1 － 3］。因此，探讨长江源区水 循环机理及变化规律具有十分重要的科学价值和生 态环境保护的意义。
2． 2 冻土及地下水
长江源区水循环最大的特点是高原地面以下有 大片冻土层及季节性融解层。青藏高原大部分地区 的冻土层厚度介于 100 ～ 300 m 之间，大于 300 m 的 冻土区主要分布于西藏、新疆交界处的喀喇昆仑和 西昆仑山地区，在唐古拉山、东昆仑山和祁连山地区 也有零星分布，而冻土层厚度小于 100 m 的冻土区 主要分布于青藏高原周边地区。
长江源区大部分地区浅层（ 4 cm 深处） 土壤的 冻结期一般在 10 月份开始，消融期在 4 月份开始， 冻结时间长达 6 个月左右。各层土壤间的温度梯度 在秋季 9—10 月间发生一次转变，即土壤温度梯度 方向由向下转变为向上，呈现出上冷下暖结构。在 春季 3—4 月间发生另一次转变，温度梯度方向由向 上变为向下，呈现出上暖下冷结构。当土壤温度降 低到 0℃ 以下或升高到 0℃ 以上时，土壤中的水含量 和相态随之变化。土壤在垂直方向上热通量的变
长江源区多年平均径流深 113 mm，从西北到东 南为 50 ～ 300 mm 不等，是长江流域产流量最少的 地区。从地区分区来源看，长江正源沱沱河、北源楚 玛尔河、南源当曲三源合计年平均径流量占长江源 区的 36% ，其中沱沱河和朶儿曲（ 布曲支流） 的贡献 率 13% ，楚玛尔河贡献率 2% ，布曲（ 当曲支流） 贡 献率 6% ，当曲贡献率 15% ，而雁石平、得列楚卡、沱 沱河和楚玛尔河水文站以下至直门达水文站的通天 河年平均流量占其余的 64% 。直门达以上的长江 源水系多年平均流量 408 m3 / s，径流量128． 7亿 m3 。
长江源区空中水汽输送和水汽含量有明显的季 节变化和地理分布特征： 冬季在西北气流控制下，虽
收稿日期： 2013 － 01 － 24 基金项目：“湖北省高端人才引领培养计划第一层次人选”项目资助（ 2012 － 2017） 作者简介： 陈 进（ 1959 － ） ，男，湖北武汉人，教授级高级工程师，博士生导师，主要从事流域水资源研究，（ 电话） 027 － 82829755（ 电子信箱）
（ 4 ） 湖 泊 水： 长 江 源 现 有 湖 泊 总 面 积 1 080 km2 ，大小湖泊1． 1 万余个，其中0． 5 km2 以上 的有 140 多个。湖泊多数为外流水系里的内流湖， 多为构造断陷湖、冰蚀湖、堰塞湖等。高原湖泊特点 是： 外流湖一般为淡水湖； 内流湖一般为咸水湖； 湖 水一般比平原湖泊深很多，如青海湖最深达 75 m， 储水量大，仅青藏高原湖泊中淡水储量就可占到全 国湖泊淡水的 46%［1］。
第30 卷 第4 期 2 013 年4 月
长江科学院院报 Journal of Yangtze River Scientific Research Institute
DOI： 10． 3969 / j． issn． 1001 － 5485． 2013． 04． 001
Vol． 30 No． 4 Apr． 2 0 1 3
第4 期
陈 进 长江源区水循环机理探讨
3
2 长江源三水转换机理
2． 1 降水、蒸发与径流关系 长 江 源 区 从 西 北 到 东 南 降 水 量 为 244 ～
511 mm，径流深 50 ～ 300 mm，由此推断陆地实际平 均蒸发量在 194 ～ 211 mm，而根据观测，江源地区水 面蒸发量在 1 278 ～ 1 631 mm，说明江源地区十分干 燥，降水及 地 面 液 态 水 很 容 易 蒸 发，降 水 直 接 产 流 小，河流径流主要靠冰雪融化和地下水出流产流，是 长江流域最干燥的地区。由于大多数地区多年平均 气温低于 0℃ ，即使是液态地表水，表面也常处于结 冰状态，蒸发能力减少，所以，水面实际蒸发量没有 可蒸发量大，冰冻的气候条件保存了更多的水在当 地。当然，冰盖和雪盖在干燥的气候和大风环境下 也会发生蒸发，向大气中不断补充水分。冰下液态 水和冻土水也会向地下缓慢渗透，而且主要发生在 夏季，不断向土壤补充地下水，最终流向湖泊、湿地 和河流，补充地表径流。
chenjin12342003@ yahoo． com． cn。
2
长江科学院院报
2013 年
通过雅鲁藏布江、金沙江、岷江、大渡河、雅砻江有一 些水汽输送到高原腹地，但水汽含量仍是一年中最 少的季节； 春季西风开始减弱，气温上升，水汽含量 因融冰蒸发而缓慢增加； 夏季太平洋副高压北抬西 伸，配合高原低压将低纬度湿热空气源源不断地吹 向高原，高原空气中水汽含量迅速增加，7南移， 同时夏季风环流南撤减弱，水汽含量较春季更快地 下降。从地区分布来看，水汽最多在东南长江源区 出口直门达地区，向西北逐渐减少，到五道梁西北地 区以后，水汽最少，降水最少，呈现出典型的高原干 冷大陆型气候特点。 1． 2 长江源区的降水
长江源地区降水形式在冬季一般是降雪，而在 夏季，降水形式不仅取决于气温，还与地势和环境条 件有关，在高海拔地区或者背阳面的山地可能仍然 是降雪，而在海拔相对低的地区或者山坡迎阳面一 般以降雨形式发生，雨雪随时转换，这就是江源三水 转换关系复杂性的体现。虽然夏季时间较短，但一 般会集中全年降水量的 80% ，所以，降雨仍然占总 降水量较大的比例。
长江源区年平均降水量由西北向东南在 284 ～ 511 mm 之 间 变 化，其 中 6—9 月 降 水 量 占 全 年 的 80% ，比平原区时间分布更不均匀。长江源水面蒸 发量在空间上分布与降水相反，由东南向西北递增， 在 1 278 ～ 1 631 mm［5］之间，蒸发量主要集中在 5— 9 月的融冰期，占全年蒸发量的 56% ，冰冻期（ 10 月 至次年 4 月） 蒸发量占全年的 44% 。
长江源区总体为外流水系，河川径流以高山冰
雪融水、地下水补给和降水等 3 种形式补给，三者大 约分别占年径流量的 45% ，40% 和 15% ，前两者合 计占到 85% ，是江源河流径流的主要来源。原因是 由于高原基本没有暴雨或者持续性的降水过程，大 部分降水被蒸发、土壤吸收或者变为雪盖缓慢蒸发， 河流多数径流来自冰雪融化，降水直接产流比例较 少。在夏季，尽管没有暴雨过程，但由于冰雪融解量 大，江源河道坡降大，特别是通天河河道中水流流速 较大，湍急的水流携带大量泥沙，很像中下游地区河 流的洪水过程，水流携沙及冲刷能力很强。 1． 4 长江源区的储留水
长江源区由于径流总量小，每年向金沙江提供 的径流仅占长江总径流量的1． 3% ，但保留在冰川、 冻土和湖泊中的水量巨大，最为显著的特点是储留 着大量固态水，也称为“固体水库”。
（ 1） 冰川及雪盖： 长江源冰川总面积 1 247 km2 ， 627 条［5］，折合成水量约 840 亿 m3 ，相当于直门达年 径流量的6． 5倍［6］。一般情况下，夏季冰川和雪盖减 少，冬季增加。如果气候进入变暖周期，则冰川和雪 盖面积会逐渐减少，在短时间内，会增加江源河流径 流量，但长时间气候变暖会对生态环境产生巨大的影 响。
（ 2） 冻土水： 长江源冻土层厚 10 ～ 120 m，最厚 可达 300 m，冻土地下冰储量估计达数千亿 m3 ，季 节性融化深度 1 ～ 4 m，是地下水的来源之一。虽然 冻土中存在大量水，但这些水一般不能被利用，但常 年冻土层对维持江源生态系统有着极重要的作用。 冻土融解层的厚度不仅受气候变化影响，而且受人 类活动影响，如公路和铁路建设、放牧活动等。
长江源区降水有以下特点： ①由于年平均气温 在 0℃ 以下，年降水量中降雪量占有较大的比重，越 向西北，降雪比例越高，甚至在夏季都会出现降雪； ②降水大多为强度不大的阵性降水，持续多天的降 水过程很少，基本没有暴雨过程，所以，降水直接产 流比例 较 低； ③ 夜 雨 多，占 到 总 降 水 量 的 55% ～ 66 % ［5］。这主要 与 地 形 和 气 候 特 点 有 关，傍 晚，地 面温度开始下降，山坡上的地面空气冷却后，密度增 大，沿山坡下滑到河谷，使河谷原来的暖湿空气受到 冲击而上升，使水汽逐渐凝结成云，产生降雨。云顶 又由于强烈反射而逐渐冷却，冷气又会沿山坡下滑， 这样就形成了一个垂直环流。天亮后，山坡的增温 较快，空气停止下滑，降雨也就停止。 1． 3 长江源区的径流
1 长江源区的三水
1． 1 气候和大汽水 长江源区由于地势高亢，南部被喜马拉雅山和
唐古拉山阻拦，南来的印度洋暖湿气流不能直接北 上，使长江源区气候成为典型的高原大陆性气候，主 要特征是： ①年内温差小，基本上只有冬夏两季，冬 冷夏热对应着干湿两季； ②冬季长达 9 ～ 10 个月，夏 季短，仅 2 ～ 3 个月，年平均气温 － 5． 3 ～ 3． 3℃ ，2 /3 地区年平均气候低于 0℃ ，使植被年生长期仅 3 个 月左右； ③日温差大，日照长，辐射强，地面温室效应 比平原地区低； ④大风及风暴多，地面的风力及水力 侵蚀同样强烈。