第七章 水圈

海洋水
洋是指地球表面连续的广阔水体，具有深度大、面积广、不 受大陆影响等特性，并且有稳定的理化性质、独立的潮汐系统 和强大的洋流系统。
海是指位于大洋边缘，被大陆、半岛、岛屿或岛弧所分割的 具有一定系统特征的水域。是大洋的附属部分，面积和深度都 比大洋小得多。
大洋表面蒸发与降水之差（E-P）和盐度（S）的径向分布
河川径流
河川径流指大气降水以地表径流和地
第 七
下径流的形式汇入河川以后向流域出口 断面汇集和排泄的水流。
章
径 大气降水
水
流 植物截留
圈
形 成
流域蓄渗
过 坡地漫流
程 河槽集流
径流的时间变化
根据一年内河流水情的变化，可分
为汛期、平水期、枯水期或冰冻期。河
第 流处于高水位时期称为汛期。
七 章
高水位由夏季集中降雨造成的，又称夏 汛。春季积雪融化形成的河流高水位称
水圈的垂直结构特征
近地面集中分布:主要集中分布在地面附近，离地面距 离增大水越来越少。
垂直分层: 水圈在垂直方向上具有一定的分层现象。 相态分异: 水的相态在垂直方向上有规律的变化现象。
百分比/%
80.00
70.00
60.00
50.00
40.00
30.00
20.00
10.00
0.00
10
200
1 000
大。
中国径流分带
径流的年际变 化（径流多年的变 化）往往是由于降 水量的年际变化引 起的。通常以径流 的离差系数来表示 年径流的变化程度。
中国径流分带
影响年径流的离 差系数的主要因素 有年径流量、径流 补给来源、流域面 积大小。
我国河流年径流 的离差系数由： •东南丰水带0.2～
0.3 •西北缺水带的 0.8～1.0。
• 死海位于沙漠中，降雨极少且不规则，冬无冰冻，夏 季又非常炎热，造成湖水每年蒸发约1400毫米，常常 是湖面上雾气腾腾。约旦河每年向死海注入5.4亿立方 米水，另外还有4条不大但常年有水的河流从东面注入， 由于夏季蒸发量大，冬季又有水注入，所以死海水位 具有季节性变化，从30至60厘米不等
湖泊、沼泽和水库
中国最大湖泊-青海湖
天山天池-冰川堰塞湖
内陆盐湖
• 死海是地球上最低的水域，水面平均低于海平面约400 米，位于以色列和约旦之间，是一个内陆盐湖
• 死海是东非大裂谷的北部延续部分，这里是一块下沉 的地壳，夹在两个平行的地质断层崖之间。形成在大 裂谷地区，像是一个巨大的集水盆地。这个地区的气 温太高了，致使从约旦河流入死海的几乎所有的水 （每天40-65亿升）都干涸了，死海的盐分高达30%，
第
七
章 沼泽：地面长期处于过湿状态，或潴留着微
水
弱流动的水，生长喜湿和喜水植物，并有泥 炭积累的洼地。
圈
沼泽：积水、水生植物、水位低
黄河三角洲——东营
湖泊、沼泽和水库
第
七
水库：由人工改造或修建水工建筑物而形成
章
的、具有一定容积和用途的水量交换缓慢的
水体。简言之，是大量蓄集水的人工湖。
水
圈
浙江千岛湖_人工湖
陆地水
陆地水主要以河流、湖泊、沼泽、地下水和冰川等形式存在
河流、水系、分水岭
每一条河流或每一个水 系都从一定的陆地面积 上获得补给水，这一集 水区就是河流或水系的 流域或流域盆地。
两相邻流域间地面高程 最高点的连线，就是两 个水系的分水线。
珠江流域水系图
• 珠江流域是一个复合的流域，由西江、北江、东江及 珠江三角洲诸河等四个水系所组成。西江是珠江的主 干流，发源于云南省曲靖市境内的马雄山，
水 为春汛。
圈 华北、东北地区的河流都有春汛。夏汛
汛期长，径流量大，洪峰起伏剧烈。春
汛流量小，历时短。
径流的时间变化
河流处于低水位的时期称为枯水期。枯
水期河水主要靠地下水补给，故流量小
第 七 章
且变化不大。如此时河流封冻，又称冰 冻期。河流处于中常水位的时期称为平 水期，为汛期到枯水期之间的过渡，流
通过水分的循环，地球上的各种水体得以相
第
互沟通、转换，水也得到更新，从而使地球上
七
的水处在动态平衡之中，使地球上任何一个区
章
域在任何一时段内，水的收入与支出的差额等 于该地区的储水变化量。
水
水量平衡方程：
圈
通用水量平衡方程: - = I(收入) Q(支出) ΔS(区域蓄水变化量)
全球水量平衡方程：P全球=E全球
陆地水：河流；湖泊； 沼泽；地下水；冰川。
地球上水的构成
液态水 固态水 气态水
97.859% 2.14% 0.001%
地表水 地下水 大气水
地球上水的组成
99.389% 海水 0.61% 咸水 0.001% 淡水
97.23% 0.008% 2.762%
海水 湖水 河水 冰川水 地下水 土壤水
97.23% 0.017% 0.000 1% 2.14% 0.61% 0.005%
三峡水库
地下水
埋藏在地表以下，存在于 岩石和地表松散堆积物的孔 隙、裂隙及溶洞中的水，统 称为地下水。
全球地下水分布面积达1.3 ×108km2，总水量 8.3×106km3，占全球总水 量的0.59％，是重要的淡水 来源，占淡水量的22％。
据埋藏条件不同,地下水分 为上层滞水、潜水和承压地 下水三类。
湖泊、沼泽和水库
湖泊：陆地上具有一定规模的天然洼地的蓄
第 七
水体系，是湖盆、湖水和湖中物质相互作用 的自然综合体。
章
水 圈
吞吐湖：有水流入流出
古称西海,系断层陷落所成。中国最大的 内陆咸水湖,湖面海拔3,195米,面积4,583平方 公里,周长约360公里,湖面最长处106 公里,宽 63公里。
盐度的分布和变化主要 受蒸发量和降水量的制 约，其次受陆地径流、 结冰和融冰、洋流等因 素的影响。
陆地水
陆地水主要以河流、湖泊、沼泽、地下水和冰川等形式存在
河流、水系、分水岭
大气降水或地下涌 出地表的水，汇集在地 表低洼处，在重力作用 下经常或周期性地沿流 水本身造成的洼地流动， 形成河流。
河流沿途接纳支流，形 成复杂的干支流网络系 统，就是水系。
不均匀性：水在地表的分布是不均匀的。不均匀
性一是表现在水圈的厚度各处不一，二是表现在水
水ຫໍສະໝຸດ Baidu
圈中各处分布的水量不同。
圈
跨流域调水—解决水的空间分布不均问题
引滦入津工程；南水北调工程；澳 大利亚“雪山计划”。
南水北调工程
• 南水北调中线工程由汉江中上游的丹江 口水库引水，重点解决北京、天津、河 北、河南4个省市，沿线20多座大中城市 的缺水问题，并兼顾沿线生态环境和农 业用水，干渠总长达1277公里。
以雪线为界把冰川分为两部分，上部为
第 粒雪盆（又称积累区），下部为冰舌区
七 章
（又称消融区），它们构成一个完整的 冰川系统。雪线以上不融化，雪线以下
水 融化。
圈
通常将冰川按形态、规模和运动特征分为大
陆冰川和山岳冰川两种类型。
大陆冰川
大陆冰川也称冰盖，特点是面积大、冰层巨厚，分布不受下伏地 形限制。冰川呈盾形，中部高，冰体向四周辐射状地挤压流动。地质 时期的第四纪和石炭、二叠纪等大冰期中，大陆冰川广泛分布。目前 只出现在两极地区，如南极大陆、格陵兰、冰岛等地。
10、10～50和＞50g/L。
地下水的硬度：指水中钙、镁离子的总量。
冰川
地表长期存在并能自行运动的天然
冰体称为冰川，它是由大气固体降水经
第 多年积累而成。冰川源于降雪，只有在
七 章
积雪逐渐压实转变为粒雪以后，才能变 成冰川冰（积雪、粒雪化和成冰作用）。
水 冰川必须在雪线以上才能形成，
圈
冰川
雪线是年降雪量等于年消融量的界线。
全球各海区表层海 水盐度不等，平均为 35‰左右，盐度最高 的红海北部高达 42.8‰，而波罗的海 北部波的尼亚湾，盐 度最低时只有3‰。
大洋表面蒸发与降水之差（E-P）和盐度（S）的径向分布
全球各海区表层海水 盐度不等，分布规律为： 从南北半球的副热带海 区，分别向两侧的高纬 和低纬递减，呈马鞍形 分布。
珠江
东江
西江
北江
主要支流
由南盘江、红水河、 黔江、浔江及西江等
有新丰江、 河段所组成，主要支
西枝江等 流有北盘江、柳江、
郁江、桂江及贺江等
主要支流 有武水、 连江、绥 江等。
具体工程建设
北江----旅游业 以林业为主发展旅游业
西江----航运 在干流修建大型水利枢纽---兼顾防洪.
东江----供水 加强完善东深供水工程. 修建污水处理厂,水库. 在城镇居民中开展节水活动.
本章知识提纲
第 七
● 水圈的组成
章
● 水圈的结构
水 圈
● 水的运动与水量平衡
● 水圈与人类
水圈的组成
地 球 上 的 水
陆 地 水
海洋水：海洋是水圈的主 体，全球海洋总面积为 3.61×108 km2，约占地 球表面的71%；海水总体 积约为1.37×109 km3， 约占地球总水量的96%～ 97%。
水 量和水位处于中常状态。
圈 中国河流的平水期多出现在秋季，历时
不长。
洪水：短时间大量降水在河槽内形成的特大径流。
第
河流的水位达到某一高度，使沿岸城市、
七 章
村庄、建筑物、农田等受到威胁的水位称为 洪水位。
洪水的来源，一是降雨量，一是水流量，而
水 水流量的多少与森林的多寡直接相关。长江 圈 1954年和1998年两次特大洪水首先是降水量
地下水的理化性质
温度、颜色、气味、化学成分和矿化度等。
第 总矿化度：地下水中所含有的各种离子、分
七 子和化合物的总量称为总矿化度，单位为 章 g/L，它表示地下水的矿化程度，是评价水
质的重要指标之一。根据总矿化度的大小，
水 圈
地下水可分为淡水、微咸水（弱矿化水）、 咸水（中等矿化水）、盐水（强矿化水）和 卤水，它们的矿化度分别为＜1、1～3、3～
山岳冰川
山岳冰川又称谷冰川，分布于中低纬地区的高山地区， 沿下坡流动而成为一条狭窄的冰河。冰河也可由数条支流
冰川汇合而成。山岳冰川的形态受地形制约，其规模和厚
度远不及大陆冰川。
冰舌
冰碛物
水圈的结构
水圈的水平结构特征
第
连续性: 地球表面任何一个地方都有水的分布，
七
水在地球表层的分布是连续的。
章
■绪论 ■地球的起源与演化 ■地球的物理性质 ■地球的圈层 ■板块运动与地质作用 ■大气圈 ■水圈 ■地表形态 ■生物圈 ■地球环境及其变迁 ■自然资源及其利用 ■自然灾害与减灾
地球科学导论
地球科学概论
第7章
水圈
水圈：● 水是圈的指组地成 球表层由 水体构● 水成圈的的结连构 续圈层。
● 水的运动与水量平衡 ● 水圈与人类
地球上的水以气态、液态和固态三种形式存在于空中、地表与 地下，成为海洋水、河流水、湖泊水、沼泽水、土壤水、地下水、 冰川水、大气水以及存在于动、植物有机体内的生物水。这些水 体，通过水循环组成了一个统一的相互联系的包围地球的水圈。 在这其中，海水构成水圈的绝大部分，海水量约占地球总水量的 96%～97%；其次为分布在极地及陆地上的冰川固态水，约为 3x1016 m3；而陆地上的河、湖、土壤水、地下水等约为 4x1012 m3，水体分布很广，但其所占比重却很小。
• 西江、北江两江在广东省三水市思贤窖、东江在广东 省东莞市石龙镇汇入珠江三角洲，经虎门、蕉门、洪 奇门、横门、磨刀门、鸡啼门、虎跳门及崖门等八大 口门汇入南海
• 珠江流域北靠南岭，南临南海，西部为云贵高原，中 部丘陵、盆地相间，东南部为三角洲冲积平原，地势 西北高东南低。耕地水平低于全国平均水平
• 珠江三角洲面积26820平方公里，河网密布，水道纵横。 入注珠江三角洲的主要河流有流溪河、潭江、深圳河 等十多条
P：某一时段内降水量； E：某一时段内水汽凝结量和蒸发量之和。
地球上的水量平衡
全球水量平衡：尽管对 于全球海洋陆地的蒸发 量、降水量与径流量的 估算值还不完全相同， 但有一点是共同的，就 是全球的水量是平衡的。
河水的运动
河水在重力的作用下沿河槽不断向下游流动，重力 是决定河水纵向运动的基本动力。河水在运动过程中， 同时还受到地转偏向力、惯性离心力和机械摩擦力等作 用，在这些力的影响下，河水除了沿河槽做纵向运动以 外，还会产生各种形式的环流运动。按水流内在结构的 差异，可将水流的运动状态分为层流和紊流两种类型。
世界水利文化的鼻祖--都江堰水利工程
都江堰
• 都江堰位于四川省成都市都江堰市灌口镇，是 中国建设于古代并使用至今的大型水利工程， 被誉为“世界水利文化的鼻祖”，是全国著名 的旅游胜地。
• 通常认为，都江堰水利工程是由秦国蜀郡太守 李冰及其子率众于公元前256年左右修建的， 是全世界迄今为止，年代最久、唯一留存、以 无坝引水为特征的宏大水利工程，也是全国重 点文物保护单位
2 000
3 000
4 000
5 000
6 000
海洋深度/km
水的运动
水循环：地球上各种形态的水，在太阳辐射、
重力等作用下，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
第
运动的过程。地球上各类水体，通过水循环形成了一
七
个连续而统一的整体。
章
水 圈
水的运动
水量平衡