论述流域水文循环和水量转化过程及其在水资源评价中的应用

试题

如何理解水资源可再生（可更新）性？其意义是什么？

试述水量转化及其在水资源评价中的应用。

试述流域水文循环过程及其科学问题。

论述流域水文循环和水量转化过程及其在水资源评价中的应用？

水文循环基本过程（注意流域水文循环答法）

水文循环具有全球水文循环、流域水文循环和水－土－植系统水文循环等三种尺度。

全球水文循环可分为水汽蒸发、水汽输送、凝结降水、水分入渗，以及地表地下径流5个基本过程。海洋及陆地上的水蒸发，形成水汽升入空中，并被气流输送到各地。在适当条件下这些水汽凝结降水，降落到海面的降水直接回归海洋，降落到陆地表面的雨雪，一部分重新蒸发回到空中，一部分成为地面径流补给江河湖泊，一部分渗入岩土层，转化为壤中流和地下径流。地面径流，壤中流与地下径流最后亦流入海洋，构成全球性统一的，连续有序的动态大系统。

流域水文循环实际上就是流域降雨径流形成的过程。降落到流域上的雨水，首先满足截留、填洼和下渗要求，剩余部分成为地面径流，汇入河网，再流过流域出口断面。截留最终耗于蒸发和散发，填洼的一部分将继续下渗，而另一部分也耗于蒸发。下渗到土壤中的水分，在满足土壤持水量需要后将形成壤中流或地下水径流，从地面以下汇集到流域出口断面。被土壤保持的那部分水分最终消耗于蒸发和散发。流域水文循环相对于全球水文循环而言，它是一个开放式的循环系统。

水循环机理

1、水循环服从于质量守恒定律。整个循环过程保持着连续性，既无开始也没有结尾。从实质上说，水循环是物质与能量的传输、储存和转化过程。

2、太阳辐射与重力作用是水循环的基本动力。水的物理性质，在常温常压下液态、气态、固态三相变化的特性是水循环的前提条件，外部环境包括地理纬度、海陆分布、地貌形态等制约了水循环的路径、规模和强度。

3、水循环广及整个水圈、并深入大气圈、岩石圈及生物圈，是由无数个不同尺度、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。

5、地球上的水分在交替循环过程中，总是携带着某些物质一起运动。

水循环的作用与效应

1、水文循环与地球圈层构造：地球表层由大气圈、岩石圈、生物圈及水圈组成。

水圈中的水，通过周流不息的循环运动，积极参与了圈层之间界面活动，并且深入4大圈层内部，将它们耦合在一起。水循环，它上达15公里的高空，成为大气圈的有机组成部分，担当了大气循环过程的主角；下深至地表1－3公里，积极参与岩石圈中化学元素的迁移过程，成为地质大循环的主要动力；

同时水作为生命的源泉生物有机体的主要部分，全面的参与生物大循环，成为沟通无机界和有机界的纽带，并将4大圈层串联在一起，组合成相互影响、相互制约的统一整体。

2、水循环与全球气候：水循环一方面受全球气候变化，尤其是大气环流活动的

影响，另一方面它又深入大气系统内部，极其深刻的制约了全球气候。首先，水循环是大气系统能量的传输、储存和转化者；其次，水循环通过对地表太阳辐射能的重新再分配，使不同纬度热量收支不平衡矛盾得到缓解。再次，水循环的强弱与路径，还会直接影响到各地的天气过程，甚至可以决定地区的气候基本特征，如洋流的影响。

3、水循环与地貌形态及地壳运动：水循环过程中的流水以其持续不断的冲刷、

侵蚀作用、搬运和堆积作用，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。这种地貌形态的改变，一旦超出其平衡点，就可能触发地震，甚至引起地壳运动，发生沧海桑田的剧变。

4、水循环与生态平衡：水是生命之源，是生物有机体的基本组成物质。没有水

循环就不会有生命活动。同时，水循环的强度及其时空变化，是制约一个地区生态环境平衡或失调的关键。此外，一地区水循环强度的时空变化又是造成旱涝的主要原因。

5、水循环与水资源开发利用：水资源可持续利用是以水资源开发利用后能获得

补充更新为条件的。更新速度和补给量主要受到水循环的强度、循环周期的长短的制约，一旦水资源开发强度超过水循环更新速度或者遭受严重的污染，那就会面临水资源不足，甚至枯竭的严重局面。

水循环在水资源评价中的作用

1、水资源是指在水循环中能够为生态环境和人类社会所利用的淡水，

存在形式有河川径流、地下水、土壤水、湖泊、冰川积雪等，其补

给来源主要来自大气降水，降水是所有形式水资源的最终来源，因

而一个流域的水资源总量是否丰富主要取决于降水量的多少。

2、水循环速度的快慢决定了流域内水资源的可利用量。从水量上讲，

流域水资源的长期可利用量应是积极参加水循环的那部分水量，利

用后可以很快得到补充，这部分量的多少主要取决于水体的循环更

新速度和周期的长短；从水质上讲，水体的循环速度决定了其自净

能力，循环速度越快，水体防止污染的能力越强。

3、水循环的各个环节是相互影响的，经常相互转化。比如地表水与地

下水间的转化，流域总水资源量并不是各子水资源量的简单叠加，

在进行水资源评价时要注意各种资源量间的重复量，避免得出错误

的结论。

4、人类对水资源的开发利用相当于在流域水循环的基础上增加了一个

人工的侧支循环。人工侧支循环的规模将极大的改变原有流域水循

环的规模和方式，为实现水资源的可持续利用，人类利用的水资源

量应保障原有水循环的分支不遭破坏。如保证河道最低生态用水量，

植被需水量等等。

5、人类水资源利用作为水循环的侧支循环，经人类生产生活利用的水

量最终会归于水循环，这部分水的水质往往较差，从而对整个水资

源造成严重污染。因此，对回归排放回水循环的水，应尽量做到低

污染排放。另外，侧支循环本身也可包括水的多次利用，从而实现

水资源的重复利用，提高利用效率。

水资源可再生性

水资源可再生性是水资源的基本特性之一，其基本涵义是水资源通过天然作用或者人工经营能为人类反复利用的特性。

从性质上，水资源可再生性可分为水质恢复和水量再生。从属性上，水资源可再生性天然再生和社会再生。

天然条件下的水资源可再生性是由水循环决定的，在此水资源的可再生性与传统的可更新性或可恢复性同义。但目前的天然水资源系统大都受到了人为作用的影响，人为作用对水资源系统的影响主要表现在：首先是人为作用影响到水资源系统的形成，从而影响了可更新水资源量，如人类活动引起气候变化，影响很多地区的降水蒸发等；其次是人类工程改变了水资源系统中水的存储方式，影响了水资源的可利用量。水资源的社会可再生性指水资源在利用过程中表现出来的特性，一是合理利用，节水，减少用水量；二是通过改善水质，使对某一用途的可利用水量增加。

水资源的可再生性决定了水资源的可持续利用性，通过对水资源可再生性的研究，可以为水资源的可持续利用提供确定阀值的科学依据。水资源的自然可再生性决定了水资源的可持续利用总量，社会可再生性则体现了水资源的利用效率。因此，水资源的可再生性是解决水资源危机的理论依据，水资源的可再生性利用是解决水资源危机的重要途径。

水量平衡

水量平衡是指人行道选择的区域（或水体），在任意时段内，其收入的水量与支出的水量之间差额必等于该时段区域（或水体）内蓄水的变化量，即水在循环过程中，从总体上说收支平衡。从本质上说，水量平衡是质量守恒原理在水循环过程中的体现，也是地球上水循环能够持续不断进行下去的基本前提。水循环是地球上客观存在的自然现象，水量平衡是水循环的内在规律。一旦水量平衡失控，水循环中某一环节就要发生断裂，整个水循环就不复存在。反之，如果自然界不存在水循环现象，也就无所谓平衡了。

水量平衡研究是水文、水资源学科的重大基础研究课题，同时研究和解决一系列实际问题的手段和方法。