水文地质学基础第一章 水文循环
水文学与水文地质学重点总结
水文学与水文地质学第一章1、水文学概念：水文学是研究自然界中各种水体的形成、分布、循环和与环境相互作用的一门科学。
2、水文循环（1）水的这种既无明确的“开端”，有无明确的“终了”的无休止的循环运动过程称为水文循环。
（2）水分由海洋输送到大陆又回到海洋的循环称为大循环或外循环。
水分在陆地内部或海洋内部的循环称为小循环或内循环。
为区分这两种小循环，将前者叫做陆地小循环，后者叫做海洋小循环。
（3）内因——水的三态在常温条件下的相互转化外因——太阳辐射和地心引力（4）四个环节：水分蒸发—水汽输送—凝结降水—径流3、水文循环的时空分布变化特点（简答—扩展）（1）水循环永无止境（2）水文现象在时间上既有具周期性又具有随机性（3）水文现象在地区分布上既具有相似性又具有特殊性4、水量平衡原理概念：水量平衡是指在自然水循环过程中，任意区域在一定时间内，输入水量与输出水量之差等于该区域的蓄水变化量。
第二章1、河流基本特征（看透书P15—P17、小题）（1）河流长度(L)自河源沿主河道至河口的长度。
深泓线（中泓线）：河槽中沿流向各最大水深点的连线。
（2）河流的弯曲系数(Φ)河流的弯曲系数等于河流长度与河源到河口之间的直线距离之比。
（3）河槽特征1）河流的断面河流横断面河谷河槽：基本河槽洪水河槽过水断面河流的纵断面2）河流平面形态（4）河流纵比降(J)河流纵比降指任意河段首尾两端的高程差与其长度之比河段纵断面近于直线：J=(Z1-Z2)/L河段纵断面呈折线：J=[(Z0+Z1)L1+(Z1+Z2)L2+…+(Z n-1+Z n)L n-2Z0L]/L2（5）河流分段一条河流按照河段不同的特征，沿水流方向可划分为河源、上游、中游、下游和河口5段。
2、流域的概念：流域是指汇集地表径流和地下径流的区域，是相对河流的某一端面而言。
闭合流域的概念：当流域的地面分水线与地下分水线相重合，则地面和地下集水区域也相重合，相邻的流域不发生水量交换，此种流域称为闭合流域。
水文地质学第1章.
§1-4 我国水文循环概况
我国位于欧亚大陆东缘，地处西伯利亚干冷气团和太 平洋、印度洋暖湿气团进退交锋地区，水汽主要来源于太 平洋、印度洋、鄂霍次克海和日本海。太平洋和鄂霍次克 海等的水汽通过众多自西向东的河流进行水文循环，印度 洋输入的水汽除经西南地区的河流循环外，还有相当一部 分水汽参与了太平洋的水文循环，北冰洋的少量水汽借强 盛的北风有时可达珠江三角洲，大西洋也有极少量水汽随 西风环流进入西北内陆盆地。
§1-3 影响水文循环的因素
一、气象因素：风向、风速（水分输送）、 温度（蒸发）、 湿度（水汽凝结）等。
二、下垫面因素：地形、地质、地貌、土壤、植被等。 三、人类工程活动：水利、农业、环境工程措施等。
上述三类因素中，气象因素为主要因素，因为蒸发、 水汽输送和降水这三个环节，基本上决定了地球表面太阳 辐射和大气环流状况。下垫面因素主要是通过蒸发和径流 来影响水分循环。人类工程活动，改变了下垫面的情况， 通过对蒸发、径流的影响而间接影响水文循环。
气候特征----从西北到东南，由干旱、半干旱气候向半湿润、 湿润气候变化。
降水时间分布-----呈现出明显的季节性变化。全年平均降水 量648 mm ，雨季集中了全年 降水量的60---80 %，且雨季出现 时间具有明显的地域差异特征。
降水空间分布-----呈现出明显的水平和垂直分带性。由西北 向东南降水量由小变大，同一地带降水量随地形升高而增大。
根据水汽来源不同，我国主要有五个水文循环系统：
（1）太平洋水文循环系统----长江、黄河等流域
（2）印度洋水文循环系统----雅鲁藏布江、怒江等流域
（3）鄂霍次克海水文循环系统-------黑龙江流域
（4）北冰洋水文循环系统----额尔齐斯河流域 （5）内陆水文循环系统------西北内陆盆地
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第一章地球上的水及其循环一、名词解释：1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学.它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务. 2．地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。
3．矿水:含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有一定医疗与保健作用的地下水。
4．自然界的水循环:自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。
5．水文循环:发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环.6．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
7．大循环:海洋与大陆之间的水分交换。
8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。
9．绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。
10．相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比.11．饱和差：某一温度下,饱和水汽含量与绝对湿度之差。
12．露点：空气中水汽达到饱和时的气温。
13．蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。
14．降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。
14．径流:降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流.15．水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统.16．水系的流域：一个水系的全部集水区域。
17．分水岭:相邻两个流域之间地形最高点的连线.18．流量:单位时间内通过河流某一断面的水量。
19．径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量.20．径流模数：单位流域面积上平均产生的流量.21．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。
22．径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值。
二、填空1．水文地质学是研究地下水的科学.它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。
2．地下水的功能主要包括:资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。
水文地质学基础简答题精选
第一章1．水文地质学的发展大体可划分为哪三个时期？1856年以前的萌芽时期，1856年至本世纪中叶的奠基时期，本世纪中叶至今的发展时期。
3．水文循环与地质循环的区别？水文循环通常发生于地球浅层圈中，是HO 分子态水的转换，通常更替较快；地质循环发2生于地球浅层圈和深层圈之间，常伴有水分子的分解与合成，转换速度缓慢。
4．简述水文循环的驱动力及其基本循环过程？水文循环的驱动力是太阳辐射和重力。
地表水、包气带水及饱水带中浅层水通过蒸发和植物蒸腾而变为水蒸气进入大气圈。
水汽随风飘移，在适宜条件下形成降水。
落到陆地的降水，部分汇聚于江河湖沼形成地表水，部分渗入地下，部分滞留于包气带中，其余部分渗入饱水带岩石空隙之中，成为地下水。
地表水与地下水有的重新蒸发返回大气圈，有的通过地表径流和地下径流返回海洋。
5．大循环与小循环的区别？海洋与大陆之间的水分交换为大循环。
海洋或大陆内部的水分交换为小循环。
6．水循环的作用？一方面，水通过不断转化而水质得以净化；另方面，水通过不断循环水量得以更新再生。
7.地下水较地表水有哪些优点？（1）分布广泛（2）变化稳定（3）具有天然调节性（4）水质良好（5）易于开发利用8.我国水资源的特点？降水少，人均少，分布少，变化多，污染多第二章四、简答题1 简述影响孔隙大小的因素，并说明如何影响？影响孔隙大小的因素有:颗粒大小、分选程度、和颗粒排列方式。
当分选性较好时，颗粒愈大、孔隙也愈大。
当分选性较差时，由于粗大颗粒形成的孔隙被小颗粒所充填，孔隙大小取决于实际构成孔隙的细小颗粒的直经。
排列方式的影响：立方体排列比四面体排列孔隙大。
2．简述影响孔隙度大小的主要因素，并说明如何影响？影响孔隙度大小的因素有：颗粒排列情况、分选程度、颗粒形状及胶结程度。
排列方式愈规则、分选性愈好、颗粒形状愈不规则、胶结充填愈差时，孔隙度愈大；反之，排列方式愈不规则、分选性愈差、颗粒形状愈规则、胶结充填愈好时，孔隙度愈小。
水文循环
第一章水文循环第一节地球上的水（简单概念）地球是一个富水的行星。
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：地球浅部层圈水，如大气圈、地球表面、岩石圈和生物圈中；地球深部的地幔和地核中。
（1）地球浅部层圈水分布有大气水、地表水、地下水以及生物体中的水，这些水均以自由态H2O 分子形式存在，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。
（2）地球浅部层圈水的淡水从表1-1中可知，浅部层圈中水的总体积约为13.86×108。
若将这些水均匀平铺在地球体表面，水深约为2718m。
但是，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，0.3%为河湖，30%为地下水，其他淡水占0.9%。
（3）地球深层圈水（一般性了解）地球深层圈水分布于地壳下部直到下地幔这一范围内。
在地壳下部深约15~35km处，地温达400℃以上，压力也很大，这里的水不可能以普通液态水或气态水形式存在，而成为被压密的气水溶液。
表1-1 地球浅部层圈水的分布关于地幔的含水量，有关学者通过不同方式得到的结论基本一致。
认为未经去气作用的地幔物质约含5％—7％的水。
假定地幔总重量为4×1027g，其中熔融物质占25％，则地幔软流层中所含的水分总量约相当于现代海洋水总量的35~50倍。
据推测，在极高的温压下，这里的水电离为及，甚至近一步电离为及。
当软流层的岩浆沿通道上升，温压降低时，氢、氧离子将结合为自由态的水（）而析出〔区永和等，1988〕。
第二节水循环水循环概念：上述讨论的地球上各部位（层圈的）的水是相互联系、相互转化的，这一过程称为水循环。
地球上各层圈的水也是称水系统。
自然界的水循环分为图1-1 自然界的水循环〔据阿勃拉莫夫〕Ⅰ—海洋水；Ⅱ—沉积盖层；Ⅲ—地壳的晶质岩；Ⅳ—岩浆源；Ⅴ—地幔岩；Ⅵ—大陆冰盖；1—来自地幔源的初生水；2—返回地幔的水；3—岩石重结晶脱出水（再生水）；4—沉积成岩时排出的水；5—和沉积物一起形成的埋藏水；6—与热重力和化学对流有关的地内循环；7—蒸发和降水（小循环）；8—蒸发和降水（大循环）；9—地下径流；10—地表径流地质循环的概念：地球深部层圈水与表层圈水之间的转化过程称为地质循环。
水文地质学基础复习
第一章地球上的水及其循环1、水文循环的定义：大气水、地表水、地壳岩石空隙中地下水循环2 、水文循环的分类: 1、按循环路径不同：大循环（海－陆）与小循环（海-海、陆-陆)2、按时空尺度不同：全球水文循环，流域水文循环、水-土-生系统水文循环3 、水文循环的运动规律海洋的蒸发量大于降水量陆地的降水量大于蒸发量大陆输入水汽量与输出水汽量基本平衡4、影响水文循环的气象因素主要包括：气温、气压、湿度、蒸发、降水绝对湿度(m或e) 某一时刻空气中的水汽含量 g/m3相对湿度(r)：空气中水汽含量的饱和程度；r=(e/E)×100% 或 r=(m/M)×100%降水量(x)：单位时间内降落到地面的水量（mm)；降水强度：每分钟内的降水量，暴雨＞0.5mm/分；径流：指降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。
第二章岩石中的空隙和水空隙:岩、土中各种类型孔隙的总称。
孔隙:颗粒及颗粒集合体之间的空隙称为孔隙。
裂隙：是纵向延伸长、横向延伸短的“饼状空隙”，单个裂隙是独立的。
溶穴：溶蚀的裂隙，有溶孔、溶隙、溶洞等三种空隙的特征含水介质－－由各类空隙所构成的岩石称为含水介质，也称为介质场。
含水介质的空间分布与连通特征（孔隙含水介质、裂隙含水介质、溶质含水介质）不同，三种主要类型的含水介质比较：1 、连通性—孔隙介质最好，其它较差2、空间分布—孔隙介质分布均匀，裂隙不均匀，溶穴极不均匀孔隙大小均匀，裂隙大小悬殊，溶穴极悬殊3 、孔隙比率—孔隙介质最大，裂隙最小4 、空隙渗透性—孔隙介质－各向同性；裂隙与溶穴－各向异性造成空隙介质上述差异的主要原因是沉积物形成和空隙形成的环境与水有关的岩土性质：容水度：岩石完全饱水时所容纳的水的体积与岩石体积的比值。
给水度：当地下水下降一个单位高度时，单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释放出水的体积，称为给水度。
持水度：重力释水后单位体积岩石中所能保持的最大水体积岩石中水的存在形式如下：第三章 地下水的赋存广义地下水：地表以下岩石空隙中的水（包气带、饱水带中的水）。
水文地质学基础 第一章 地球上的水及其循环.
广义的水圈应包括： 地球深层圈的水 矿物结合水 浅部层圈的水
重点掌握：
地球上水的起源； 地球上水的分布：
浅部层圈水的分布范围及其存在状态 深部层圈水的分布范围及其存在状态 广义水圈的范围
1.2 自然界的水循环
地球各层圈间水的相互联系、相互转化的过程。
自然界的水循环
水文循环
地质循环
H＋和OH－合成为H2O形成。
水文循环与地质循环的区别：
水文循环通常发生于地球浅层圈中，是H2O 分 子态水的转换，通常更替较快； 地质循环发生于地球浅层圈和深层圈之间，常 伴有水分子的分解与合成，转换速度缓慢。
重点掌握：
水文循环：循环范围，大循环，小循环， 水文循环的作用
地质循环：循环范围，初生水、再生水的定义 水文循环与地质循环的区别
（三）与水文循环有关的主要气象因素
气温 气压 湿度 蒸发 降水
1. 气 温
气温随时间的变化：昼夜变化、季节变化、 多年变化。
气温随空间的变化： 水平方向：由赤道向两极，气温由高到低。 垂直方向：对流层内，随高度增加，气温递 减。每升高100m，气温约降低 0.5°C。
2. 气压：（大气压力）
目前普遍接受的看法是：
组成地球水圈的水（包括地表水和地下 水），是在原始地壳形成以后，在整个地质 时期内从地球内部不断逸出而起源的。
2.地球上水的分布
浅部层圈水：从大气圈到地壳上
半部。分布有大气水、地表水、地 浅部层圈水
下水及生物体中的水。以自由态H2O
分子形式存在，以液态为主，也有
气态与固态存在。
陆地淡水占全球水量的2.532％
冰川和永久积雪虽然为淡水，但却难以开采利用;
水文地质学基础复习资料
第一章地球上的水及其循环组成地球水圈的水（包括地表水与地下水）是在原始地壳形成以后，在整个地质时期内从地球内部不断逸出而起源的。
地球物质的成分和分布是不均匀的，具有层圈构造。
地球固体表面以上的各层圈为外部构造（大气圈、水圈和生物圈）水圈主要是呈液态及部分呈固态出现的。
自然界的水循环按其循环途径长短、循环速度的快慢以及涉及层圈的范围，可分为水文循环和地质循环两类。
水文循环的定义——地球浅层圈的水，即大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。
特点——水文循环的速度较快，途径较短，转换交替比较迅速。
水文循环的组成：蒸发、水汽输送、降水和径流水文循环的运动规律——海洋的蒸发量大于降水量；陆地的降水量大于蒸发量；大陆输入水汽量与输出水量基本平衡水文循环发生的动力条件——在太阳辐射和重力共同作用下，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。
作用：通过循环——水的质量得以净化、水的数量得以再生。
水资源不断更新与再生，可以保证在其再生速度水平上的永续利用──也是可持续发展保证。
地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程影响水文循环的因素：1、气象因素：气温、气压、温度、蒸发、降水2、径流：指降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。
分类：径流可分为地表径流和地下径流（3）人类活动等第二章：岩石中的空隙和水●岩石——水文地质学中指坚硬的岩石及松散的土层●空隙——岩、土中各种类型的空洞的总称孔隙的定义：松散岩石（洪积物、冲积物、黄土等）中颗粒之间的空隙。
2.表示方法：孔隙度n Vn：空隙体积，V：岩石体积孔隙度：是描述松散岩石中孔隙多少的指标定义：某一体积岩石（包括颗粒骨架与空隙在内）中孔隙体积所占的比例。
裂隙定义：由于内外地质营力的作用，而使岩石发生破坏的现象的总称1）什么叫孔隙度？孔隙度大与孔隙大有区别吗？结合水：定义：由于静电引力而吸附在固体颗粒表面的水。
毛细力的方向：作用方向始终指向弯曲液面的凹侧凹凸弯液面是指相对于液相一侧而言的凹形弯液面—负的毛细压强---如同真空吸力凸形弯液面—正的毛细压强毛细力大小与弯液面的曲率成正比含水量松散岩石实际保：留水分的状况（是某岩样某时的含水状态）又称岩石的天然含水量给水度定义：当地下水位下降一个单位高度时，单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释放出来的水体积，称为给水度。
水文地质学基础第一章
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水文循环示意图
水汽输送
降水
降水
水汽输送
蒸发
蒸发
入
径流
渗
水文循环尺度——全球、流域（区域）、水-土-生
思考：水文循环发生的动力条件是什么？
1.2 自然界的水循环
地质循环
（1）定义：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
（2）过程：初生水的形成；在地幔下降流区，含有大量水 的地壳岩块沉入地幔，使地幔得到浅层圈水的补充；此外 ，地质循环还发生在成岩、变质、风化等作用过程中。
km3，占地球水的99.98%。
地球浅部层圈水
矿物结合水：矿物结晶内部及其间的水。如沸石水、结晶水 、结构水等。其在一定温度下从矿物中释出成为自由态的水（ H2O ），与其它水体相互转换。
1.1 地球上的水
1.1 地球上的水
深部层圈水：分布于地壳下部直到下地幔这一范围内。 地壳下部（深约15~35km):地温高、压力大，水不能以普通液
1 气象因素
（1）大气圈结构 a.空气组成：氮78%；氧21%；水汽及其它1% b.水汽分布不均匀：赤道2.6%（v/v）;北纬70度0.2%；90度 0.9%；垂向分布，3.5km以内 70%，5km以内 90%。 c.分5层：对流层、平流层、中间层、热层、外层 （2）大气热源 a.太阳辐射：8.16 J /(cm2 Min)
露点与凝结, 温度露点差
1.3 与水文循环有关的气象、水文因素
1.3 与水文循环有关的气象、水文因素
1 气象因素
（3）主要气象要素 d.蒸发:在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。 影响因子：气温、气压、相对湿度、风速； 测量仪器：蒸发皿，强度mm/a； 包括水面蒸发、土面蒸发、叶面蒸发，通常以水面蒸发 量的大小表征一个地区的蒸发强度。
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第一章地球上得水及其循环一、名词解释：1水文地质学：水文地质学就是研究地下水得科学。
它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量与水质得时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。
2。
地下水：地下水就是赋存于地面以下岩石空隙中得水。
3、矿水：含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有一定医疗与保健作用得地下水。
4。
自然界得水循环：自大气圈到地幔得地球各个层圈中得水相互联系、相互转化得过程、5。
水文循环：发生于大气水、地表水与地壳岩石空隙中得地下水之间得水循环。
6、地质循环：地球浅层圈与深层圈之间水得相互转化过程。
7. 大循环：海洋与大陆之间得水分交换、8. 小循环：海洋或大陆内部得水分交换。
9. 绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽得含量。
10. 相对湿度：绝对湿度与饱与水汽含量之比。
11。
饱与差：某一温度下，饱与水汽含量与绝对湿度之差。
12、露点：空气中水汽达到饱与时得气温。
13 .蒸发:在常温下水由液态变为气态进入大气得过程。
14。
降水：当空气中水汽含量达饱与状态时，超过饱与限度得水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面、14。
径流：降落到地表得降水在重力作用下沿地表或地下流动得水流。
1 5 .水系:汇注于某一干流得全部河流得总体构成得一个地表径流系统。
16。
水系得流域：一个水系得全部集水区域、17。
分水岭：相邻两个流域之间地形最高点得连线。
18 .流量:单位时间内通过河流某一断面得水量。
19。
径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面得水量。
20。
径流模数：单位流域面积上平均产生得流量。
2 1.径流深度：计算时段内得总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到得平均水层厚度、22 .径流系数：同一时段内流域面积上得径流深度与降水量得比值。
二、填空1.水文地质学就是研究地下水得科学。
它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量与水质得时空变化规律。
水文地质学课件
第一章地球上的水及其循环·地球上的水·自然界的水循环·与水文循环有关的水文、气象要素第一节地球上的水一.地球上水的存在:不仅存在于大气圈、地球表面、岩石圈和生物圈中,也存在于地球深部的地幔乃至地核中。
二.浅部层圈水与深部层圈水1.定义浅部层圈水:从大气圈到地壳上半部的水。
包括大气水、地表水、地下水及生物体中水。
深部层圈水:地壳下部到下地幔中的水。
2.深部层圈水·地壳下部深约15~35KM处,地温达400℃以上,压力也很大,为压密的气水溶液。
·不以普通液态水或气态水形式存在,而是呈离解状态的水,其与地壳矿物内部的结合水均是非自由态存在的水。
·地球深层圈水和矿物结合水与地球浅层圈自由水是相互联系、转化的整体。
·广义的水圈包括地球各层圈中以各种不同状态存在且相互转化的所有水。
第二节自然界的水循环自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水构成一个系统。
这一系统内的水相互联系、相互转化的过程即是自然界的水循环。
自然界的水循环按其循环途径长短、循环速度的快慢以及涉及层圈的范围,可分为水文循环和地质循环两类。
1.水文循环:是发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。
水文循环的速度较快,途径较短,转换交替比较迅速。
2.小循环与大循环:海洋与大陆之间的水分交换为大循环。
海洋或大陆内部的水分交换称为小循环。
3.地下水资源具有以下特点:·可恢复性。
·系统性:和地表水资源密切联系和相互转化·在时间和空间分布上的不均匀性·有较大的储量和较大的调蓄能力·复杂性4.地质循环:地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
·上地幔软流圈对流运动时的水分循环·在成岩、变质和风化作用过程中水分子的分解与合成转换及分子态水进入矿物或从矿物中脱出形成再生水的转换第三节与水文循环有关的气象、水文因素1一.主要气象要素降水、蒸发、湿度、气温和气压二.水文要素流量、径流总量、径流模数、径流深度和径流系数气温·气温随时间的变化是指一个地区气温的昼夜变化、季节变化和多年变化。
水文地质学1章
水文地质学第一章地球上的水及其循环1.1地球上的水一、地球上的水的起源及其存在空间1、起源2、存在空间浅部层圈水,深部层圈水二、浅部层圈水的总水量地球浅部层圈水的分布1.2自然界的水循环水循环:自大气圈到地幔的地球各个圈层中的水构成的系统中水相互联系、相互转化的过程叫做自然界的水循环。
自然界的水循环分为水文循环和地质循环两类。
水循环水文循环示意图1.2.1 水文循环1、天然水循环1)循环过程2)循环原因:a:内因:固液气三相水可以相互转化b:外因:太阳辐射使得水体蒸发,地球重力使水降落到地面。
3)循环环节:蒸发-运移-降水-径流4)循环类型:a:大循环(洋陆之间)b:小循环c:内循环1.2.1 水文循环5)水循环的作用(对水):a:促进天然水的更新b:促进海洋和大气水的交换,也促进大陆内部不同流域内的水交换; c:促进各个圈层之间的交换(大气圈、生物圈、水圈、岩石圈)6)研究水循环的意义:加强小循环,阻截大循环塔里木河,世界第二大内陆河新疆塔里木河的断流和输液疗法1.2.1 水文循环2、人为因素影响下的水循环1)循环的过程:在蒸发和径流两环节之间加入了人为因素。
2)人为活动影响的结局:a:由于水量变化导致地下水量的变化b:天然水受到污染,水质发生变化c:打破了原有的生态系统平衡。
1.2.1 水文循环研究水文循环的意义:全球多年平均降水量为1130mm,折合水量57.7万km3,还不到全球总水量13.86亿km3的0.0416%。
但是这部分经常参与水循环运动的有效水量,对于自然界和人类的生活和生产活动却有重大意义。
1.直接影响气候的变化。
2.形成江、河、湖、沼等水体及各种地貌。
3.造成巨大的水利资源。
4.形成一切水文现象。
1.2.2 地质循环1、定义:地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程叫做地质循环。
2、过程有二:1.3.1 与水文循环有关的气象因素1、气象因素:影响地下水形成与动态的气候特征及其变化的要素。
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第一章地球上的水及其循环一、名词解释：1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。
它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。
2．地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。
3．矿水：含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有一定医疗与保健作用的地下水。
4．自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。
5．水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。
6．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
7．大循环：海洋与大陆之间的水分交换。
8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。
9．绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。
10．相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。
11．饱和差：某一温度下，饱和水汽含量与绝对湿度之差。
12．露点：空气中水汽达到饱和时的气温。
13．蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。
14．降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。
14．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。
15．水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。
16．水系的流域：一个水系的全部集水区域。
17．分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。
18．流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。
19．径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量。
20．径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。
21．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。
22．径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值。
二、填空1．水文地质学是研究地下水的科学。
它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。
2．地下水的功能主要包括：资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。
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第一章地球上的水及其循环一、名词解释：I •水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。
它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。
2. 地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。
3 •矿水：含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有一定医疗与保健作用的地下水。
4•自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。
5•水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。
6•地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
7.大循环：海洋与大陆之间的水分交换。
&小循环：海洋或大陆内部的水分交换。
9. 绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。
10. 相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。
II •饱和差：某一温度下，饱和水汽含量与绝对湿度之差。
12. 露点：空气中水汽达到饱和时的气温。
13. 蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。
14. 降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。
14 •径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。
15. 水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。
16. 水系的流域：一个水系的全部集水区域。
17. 分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。
18. 流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。
19. 径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量。
20. 径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。
21. 径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。
22. 径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值。
二、填空1. 水文地质学是研究地下水的科学。
它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。
地质大水文地质学基础讲义00绪言
水文地质学基础讲义目录绪言 (1)第一章地球上的水及其循环 (6)1．1 地球上的水 (6)1．2 自然界的水循环 (7)1．2．1 水文循环 (7)1．2．2地质循环 (9)1．3 与水文循环有关的气象、水文因素 (9)1．3．1 气象因素 (9)1．3．2 径流 (12)1．4 我国水文循环概况 (13)第二章岩石中的孔隙与水分 (15)2．1 岩石中的空隙 (15)2．1．1 孔隙 (15)2．2 岩石中水的存在形式 (19)２．２．１ 结合水 (19)2．2．2 重力水 (20)2．2．3 毛细水 (21)2．2．4 气态水、固态水及矿物中的水 (21)2．3 与水的储容及运移有关的岩石性质 (22)2．3．1 容水度 (22)2．3．2 含水量 (22)2．3．3 给水度 (22)2．3．4 持水度 (23)2．3．5 透水性 (24)2．4 有效应力原理与松散岩土压密 (25)2．4．1 有效应力原理 (25)2．4．2 地下水位变动引起的岩土压密 (26)第三章地下水的赋存 (27)3．l 包气带与饱水带 (27)3．2 含水层、隔水层与弱透水层 (28)3．3 地下水分类 (29)3．4 潜水 (30)3．5 承压水 (32)3．6 潜水与承压水的相互转化 (35)3．7 上层滞水 (36)第四章地下水运动的基本规律 (37)4．1 重力水运动的基本规律 (37)4．1．1 达西定律 (37)4．1．2 渗透流速（V） (38)4．1．3 水力梯度（I） (39)4．1．4 渗透系数（K） (39)4．2 流网 (40)4．2．1 均质各向同性介质中的流网 (40)4．2．2 层状非均质介质中的流网 (42)4．3 饱水粘性土中水的运动规律 (44)第五章毛细现象与包气带水的运动 (46)5．1 毛细现象的实质 (46)5．2毛细负压 (48)5．3 毛细上升高度与悬挂毛细水 (49)5．4 包气带水水分分布及运动 (50)第六章地下水的化学成分及其形成作用 (53)6．1 概述 (53)6．2 地下水的化学特征 (53)6．2．1 地下水中主要气体成分 (53)6．2．2 地下水中主要离子成分 (54)6．2．3 地下水中的其它成分 (57)6．2．4 地下水的总矿化度及化学成分表示式 (57)6．3 地下水的温度 (57)6．4 地下水化学成分的形成作用 (58)6．4．1 溶滤作用 (59)6．4．2 浓缩作用 (60)6．4．3 脱碳酸作用 (60)6．4．4 脱硫酸作用 (61)6．4．5 阳离子交替吸附作用 (61)6．4．6 混合作用 (61)6．4．7 人类活动在地下水化学成分形成中的作用 (62)6．5 地下水化学成分的基本成因类型 (62)6．5．1 溶滤水 (62)6．5．2 沉积水 (63)6．5．3 内生水 (64)6．6 地下水化学成分的分析内容与分类图示 (64)6．6．1 地下水化学分析内容 (64)6．6．2 地下水化学分类与图示方法 (65)第七章地下水的补给与排泄 (67)7．1 地下水的补给 (67)7．1．1 大气降水对地下水的补给 (67)7．1．2 地表水对地下水的补给 (71)7．1．3 大气降水及河水补给地下水水量的确定 (73)7．1．4 凝结水的补给 (75)7．1．5 含水层之间的补给 (75)7．1．6 地下水的其它补给来源 (78)7．2 地下水的排泄 (79)7．2．1 泉 (79)7．2．2 泄流 (82)7．2．3 蒸发 (83)7．2．4 蒸腾 (84)7．3 地下水补给与排泄对地下水水质的影响 (85)第八章地下水系统 (86)8．1 系统概念 (86)8．2 地下水系统的概念 (87)8．2．1 地下水系统概念的产生 (87)8．2．2 地下水系统的概念 (87)8．2．3 地下水含水系统与地下水流动系统的比较 (88)8．3 地下水含水系统 (89)8．4 地下水流动系统 (90)8．4．1 地下水流动系统概念的由来 (90)8．4．2地下水流动系统 (91)第九章地下水的动态与均衡 (100)9.1 地下水动态与均衡的概念 (100)9.1 地下水动态与均衡的概念 (100)9．2．1 地下水动态的形成机制 (100)9．2．2 影响地下水动态的因素 (101)9．2．3 地下水天然动态类型 (105)9．2．4 人类活动影响下的地下水动态 (105)9．3 地下水均衡 (107)9．3．1 均衡区与均衡期 (107)9．3．2水均衡方程式 (107)9．3．3 人类活动影响下的地下水均衡 (109)9．3．4 地面沉降与地下水均衡 (110)9．3．5 大区域地下水均衡研究需要注意的问题 (110)第十章孔隙水 (113)10．1 洪积扇中的地下水 (113)10．2 冲积平原中的地下水 (115)10．3 湖积物中的地下水 (116)10．4 黄土高原的地下水 (117)10．5 孔隙含水系统实例分析 (119)第十一章裂隙水 (121)11．1 概述 (121)11．2 裂隙水的类型 (122)11．2．1 成岩裂隙水 (122)11．2．2 风化裂隙水 (122)11．2．3 构造裂隙水 (123)11．3 裂隙介质及其渗流 (125)11．3．1 裂隙及裂隙网络 (125)11．3．2 裂隙水流的基本特征 (126)11．4 裂隙介质的研究方法 (127)11．4．1 等效多孔介质方法 (127)11．4．2 双重介质方法 (128)11．4．3 非连续介质方法 (128)11．5 断裂带的水文地质意义 (129)第十二章岩溶水 (131)12．1 岩溶发育的基本条件与影响因素 (131)12．1．1 碳酸盐岩的成分与结构 (131)12．1．2 碳酸盐岩、水、二氧化碳体系 (132)12．2 岩溶水系统的演变 (134)12．2．1 地下水流对介质的改造 (134)12．2．2 地下水流动系统与岩溶发育的空间特征 (135)12.3 岩溶水的特征 (140)12.3.1 岩溶含水介质的特征 (140)12．3．2 岩溶水的运动特征 (140)12．3．3 岩溶水的补给、排泄与动态 (141)12．4 我国南北方岩溶及岩溶水的差异 (142)第十三章地下水资源 (145)13．1 作为资源的地下水 (145)13．1．1 地表水与地下水的比较 (145)13．1．2 地下水资源概念的演变 (145)13．2 地下水资源的特征 (146)13．2．1地下水资源的系统性 (146)13．3 地下水资源分类及其供水意义 (147)13．3．1 地下水资源分类 (147)13．3．2 地下水储存资源及其供水意义 (147)13．3．3 地下水补给资源及其供水意义 (148)第十四章地下水与环境 (149)14．1 生态环境系统的特性 (149)14．2 作为环境敏感因子的地下水 (150)14．3 过量开发与排除地下水引起的环境退化 (150)14．4 过量补充地下水引起的环境退化 (152)14．5 过度开发水资源引起环境退化的实例 (152)14．6 地下水污染 (153)第十五章水文地质学研究方法 (155)15．1 作为自然历史与人为作用产物的地下水 (155)15．2 水文地质学研究的若干方法问题 (157)15．3 水文地质学的发展趋向 (159)绪 言水文地质学是研究地下水的科学。
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第一章地球上的水及其循环一、名词解释:1.水文地质学:水文地质学就是研究地下水的科学。
它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量与水质的时空变化规律,并研究如何运用这些规律去兴利除害,为人类服务。
2.地下水:地下水就是赋存于地面以下岩石空隙中的水。
3.矿水:含有某些特殊组分,具有某些特殊性质,因而具有一定医疗与保健作用的地下水。
4.自然界的水循环:自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。
5.水文循环:发生于大气水、地表水与地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。
6.地质循环:地球浅层圈与深层圈之间水的相互转化过程。
7.大循环:海洋与大陆之间的水分交换。
8.小循环:海洋或大陆内部的水分交换。
9.绝对湿度:某一地区某一时刻空气中水汽的含量。
10.相对湿度:绝对湿度与饱与水汽含量之比。
11.饱与差:某一温度下,饱与水汽含量与绝对湿度之差。
12.露点:空气中水汽达到饱与时的气温。
13.蒸发:在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。
14.降水:当空气中水汽含量达饱与状态时,超过饱与限度的水汽便凝结,以液态或固态形式降落到地面。
14.径流:降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。
15.水系:汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。
16.水系的流域:一个水系的全部集水区域。
17.分水岭:相邻两个流域之间地形最高点的连线。
18.流量:单位时间内通过河流某一断面的水量。
19.径流总量:某一时间段内,通过河流某一断面的水量。
20.径流模数:单位流域面积上平均产生的流量。
21.径流深度:计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。
22.径流系数:同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值。
二、填空1.水文地质学就是研究地下水的科学。
它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量与水质的时空变化规律。
2.地下水的功能主要包括:资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。
地质大水文地质学基础讲义01地球上的水及其循环
1．1 地球上的水第一章 地球上的水及其循环①地球是一个富水的行星。
地球上的水不仅存在于大气圈、地球表面、岩石圈和生物圈中，也存在于地球深部的地幔乃至地核中。
关于地球上水的起源，曾有多种假说。
目前普遍接受的看法是：组成地球水圈的水（包括地表水与地下水）是在原始地壳形成以后，在整个地质时期内从地球内部不断逸出而起源的。
地球各个层圈水的分布状况及其存在状态都有很大差别，可以区分为浅部层圈水与深 部层圈水两大部分。
从大气圈到地壳上半部属浅部层圈水。
其中分布有大气水、地表水、地下水以及生物体中的水，这些水均以自由态H 2O 分子形式存在，以液态为主，也呈气态与固态存在。
据联合国教科文组织资料，不包括生物体中的水与矿物中的水，浅部层圈中水的总体积约为13.86×108km 3。
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53％。
各类水体的体积及比例参见表1—1〔中国大百科全书·大气科学·海洋科学·水文科学，1987〕。
表1-1 地球浅部层圈水的分布 水 体体积（km 3） ％ 大 气 体12 900 0.001 海 洋1 338 000 000 96.5 冰川和永久积雪24 064 100 1.74 湖 泊176 400 0.013 沼 泽11 470 0.0008 地表水 河 流2 120 0.0002 包气带水 16 500 0.001 饱和带水 23 400 000 1.7 地下水永久冻土带固态水 300 000 0.022 合 计1 385 983 490 100 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。
表l—1中未包括生物圈的水及矿物结合水。
人体构成中水平均占70％。
植物体的水分含量可高达90％以上。
矿物结合水是指矿物结晶内部及其间的水，如沸石水、结晶水、结构水等。
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水资源不断更新与再生， 水资源不断更新与再生 ， 可以保证在其再生速度 水平上的永续利用──也是可持续发展保证 水平上的永续利用 也是可持续发展保证
1.5 影响水文循环的因素—自学 影响水文循环的因素—
气象因素 自然地理条件 人类活动等 结果：有利于蒸发，不利于径流， 结果：有利于蒸发，不利于径流，促进内陆水文循环
其中， 其中，I ：时段内输入区域的各种水量之和
O ：时段内输出区域的各种水量之和 △W =W1 -W2： 区域内时段始末的储水量
不同区域、 不同区域、不同研究对象可以写出具体的水量平衡方程式
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1.3.2 我国水量平衡
河流
中国水系
流域面积 降水量 径流量 蒸发量 （ % ） （ mm） （ mm） （ mm） ） ） ）
年水量（ 水量平衡要素 年水量（km3）
内流河域
世界海洋
全球
思考并总结全球水量平衡特点
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1.4 水文循环的作用
水文循环的作用： 水文循环的作用：
通过循环—水的质量得以净化、 通过循环 水的质量得以净化、水的数量得以再生 水的质量得以净化
Fundamentals of Hydrogeoloy
水文地质学基础
第一章 水文循环
Hydrologic-cycle
中国地质大学（武汉） 中国地质大学（武汉）水文地质学基础教学组 LOGO
本章内容
1.1 水循环 1.2 水文循环 1.3 水量平衡 1.4 水文循环的作用 1.5 影响水文循环的因素（自学） 影响水文循环的因素（自学）
与工程应用角度
《水资源开发工程》、《土质土力学》等 水资源开发工程》 土质土力学》
后续课程
《地下水动力学》《水文地球化学》《水资源开发与保 地下水动力学》《水文地球化学》《水资源开发与保 》《水文地球化学》《 等基础类、 护》等基础类、应用类和技术方法类课程
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流
水-
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1.3 水量平衡 Water balance 1.3.1 通用水量平衡方程
（1）水文学（水文地质学）研究的基本原理 ）水文学（水文地质学） 物质不灭（质量）、 ）、能量守恒定律为基本原理 物质不灭（质量）、能量守恒定律为基本原理 （2）通用水量平衡方程：区域 段—要素 ）通用水量平衡方程：区域—段 要素 I = O + (W1 -- W2) = O + △W
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1.1
水循环
地球上各部位、 地球上各部位、各层圈都存在着水 各部位的水是相互联系、 各部位的水是相互联系 、 相互转化的整体也称 为水圈── ──水系统 为水圈──水系统 自然界的水循环── 自然界的水循环── 各部位水的联系与转化关系 各部位水的联系与转化关系 本章重点讨论水文循环
思考题
（1）水文循环的内、外因是什么？ ）水文循环的内、外因是什么？ （2）为什么称水资源为可再生资源，可再生的水资源 ）为什么称水资源为可再生资源， 是取之不尽的吗？ 是取之不尽的吗？ （3）举例说明人类活动对“水文循环”产生的影响。 ）举例说明人类活动对“水文循环”产生的影响。 （4）研究一个地区水量平衡有何意义？ ）研究一个地区水量平衡有何意义？
（1）定义--（范围、四个环节） ） 水文循环示意图——环节或要素 水文循环示意图 环节或要素 （2）水文循环的划分 ） 循环路径不同： 循环路径不同：
水文循环-环节
大循环（ 陆 与小循环（ 海 大循环（海-陆）与小循环（海-海，陆-陆） 陆
时空尺度不同： 时空尺度不同：
全球水文循环，流域水文循环， 土 生系统水文循环 全球水文循环，流域水文循环，水-土-生系统水文循环
第一章结束
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外 太平洋 流 印度洋 河 北冰洋 域 总计 内流河域 全国合计
思考并总结我国水量平衡特点
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中国水系
北冰洋流域
内流区域
太平洋流域 印度洋流域
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1.3.3
分区
外流区
全球水量平衡
年水深（ 年水深（mm） ）
924 395 529 300 300 1270 130 1400 1130 1130 降水量 径流量 蒸发量 降水量 蒸发量 降水量 径流量 蒸发量 降水量 蒸发量 110000 47000 63000 9000 9000 458000 47000 505000 577000 577000
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从水文循环角度看《水文地质学基础》相关学科 从水文循环角度看《水文地质学基础》
从水文循环来看，地球上的水资源是个整体， 从水文循环来看，地球上的水资源是个整体，研究地下水
科学需要与相关学科相结合
普通）、第四纪地质学、 ）、第四纪地质学 地质学 （普通）、第四纪地质学、自然地理学 《陆地水文学》、《水文气象学》等相关知识参考 陆地水文学》 水文气象学》
5 6 .7 2 6 .5 1 0 .5 3 6 3 .7 6 3 6 .2 4 100 91 8 73 9 35 7 89 6 16 4 629 391 51 8 .6 21 5 .9 40 3 .4 3 3 .8 269.5 52 7 2 2 0. 4 1 4 1. 1 4 9 2. 6 1 3 0. 2 359.5
（3）水文循环的运动规律 ） 海洋的蒸发量大于降水量 陆地的降水量大于蒸发量 大陆输入水汽量与输出水量基本平衡
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水文循环示意图
水汽输送
降水
水汽输送 降水
蒸发
入 渗
蒸发 径流
水文循环
——
水文循环发
自然界水循环
水循环分为：地质循环， 水循环分为：地质循环，水文循环
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自然界的水循环
地质循环与水文循环关系示意图
（据阿勃拉莫夫） 据阿勃拉莫夫）
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1.2
水文循环