第1章 地球上的水及其循环

径流特征值换算关系
径流特征值换算关系
三、气象、水文资料的收集与整理
1、资料的收集
由该地区气象、水文站获得
2、资料整理分析
（1）平面等值线图：用于大面积范围内的小比例 尺各种图件，年等降水量曲线图，年等温线图。 （2）时程曲线图：以时间为横坐标，各种气象要 素值为纵坐标，相互对应的曲线或柱状图。
第四节
径流的研究方法
（ 3 ）径流模数（M） ——指单位面积 F 上平均产生的流量 公式：M=Q/F*103 单位：L/s.km2 （4 ）径流深度（Y) ——指计算时段内的总的径流量，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。 公式：Y=W/F 单位：mm （5）径流系数（a） ——指同一时段内流域面积上的径流深 度与降水量的比值 公式：a=Y/X （以小数或百分数表示）
918 739 357 896 164 629
径流量 （ mm）
391 518.6 215.9 403.4 33.8 269.5
蒸发量 （ mm）
527 220.4 141.1 492.6 130.2 359.5
外 流 河 域
太平洋 印度洋 北冰洋 总计
内流河域 全国合计
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内因：水体本身的性质
液 气 固
水循环的条件 水循环的动力
外因：太阳辐射
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地心吸引力
水体流动的动力
水文循环
（3）水文循环的划分 循环路径不同： 大循环（海-陆）与小循环（海-海，陆-陆） 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 （4）水文循环的运动规律 海洋的蒸发量>降水量 陆地的降水量>蒸发量 大陆输入水汽量与输出水量基本平衡
3
分区
外流区
年水深（mm）
924 395 529 300 300 1270 130 1400 1130 1130
内流河域
降水量 蒸发量 降水量
世界海洋
径流量 蒸发量 降水量
全球 蒸发量
近期研究表明：自20世纪初以来，全球
海平面发生了变化。
主要原因： 1、全球气候转暖，冰雪融水汇入海洋，使海平 面上升0.7mm。 2、气候变暖使陆地蒸发加强，可使海平面上升 0.2mm。 3、人类修筑山塘水库减少入海径流量，海平面下 降0.1mm。 4、气温升高使地下水位降低，地下水减少的储量 若汇入海洋，可使海平面上升约0.8mm。
气温的相应变化。 气压：由于大气的质量随高度增加而降低，因此压力 也随高度增加而降低。而地表热力状况的差异，则造 成气压在水平方向的变化。 绝对湿度 某一地区某一时刻空气中水汽的含量。代 湿度：大气中水汽含量构成了空气湿度。水汽具有重 表符号：重量单位m，压力单位e 量，所以也有压力。 某一温度下，空气中可能被容纳的水汽数量称为饱和 蒸发：常温下水由液态变为气态进入大气的过程 水汽含量（M或E）。 降水 ：一个地区降水量的大小，决定了该地区水资 相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。r＝e/E 源的丰富程度
第一章
地球上的水及其循环
第一节 地球上的水及地下水的起源 第二节 自然界的水循环 第三节 与水文循环有关的气象、水文因素 第四节 水文循环的水量平衡
第一节
地球上的水及地下水的起源
一、地球上的水
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。
初生水：直接由岩浆中分离出来的气体化合而成
的，这种水是岩浆作用的结果。
脱生水：水化矿物和含有结晶水的矿物，如石膏
CaSO4· 2O、芒硝NaSO4· 2O、褐铁矿 2H 10H Fe2O3· 2O，当存在环境发生变化时，如深埋地下 3H 后受高温高压作用，结晶水脱出来，形成自由流动 的地下水。
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第二节 自然界的水循环
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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）
水文循环
地球表层圈的水（大气水、地表水和地壳岩石空隙的地下 水）的分布形式
水文循环
（1）定义--在太阳热力和重力的作用下，大 气圈、 水圈和岩石圈中的水不断相互转化的 水文循环-环节 过程。 （2）产生原因
径Βιβλιοθήκη Baidu的研究方法
径流的研究方法
（1）流量Q 单位时间内通过河流某一过 水断面所流出的水量，m3/s。 Q=v*F
（2）径流总量（W）W=Q*T Q=v*F
Q——单位时间内通过河流某一断面的水量称为径流量，单 位为（m3/s） F——过水断面面积（m2） v——通过该断面的平均流速（m/s） T——某一时段（一般为一年）
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、不同研究对象可以写出具体的水量平衡 方程式
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二
我国水量平衡
河流
中国水系
流域面积 （ %）
56.72 6.51 0.53 63.76 36.24 100
降水量 （ mm）
据上推测，海平面每年上升约1.6mm。
思考题
（1）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 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。 （4）研究一个地区水量平衡有何意义？
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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。
二、地下水的起源
主要是降水和地表水等渗入地下形 成——渗入水 。 凝结水：水汽凝结形成的地下水。 埋藏水：和沉积物同时生成或海水渗入到原生沉
积物的空隙中而形成的地下水。
水文循环的水量平衡
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一 水量平衡
通用水量平衡方程
（1）水文学（水文地质学）研究的基本原理 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 I = O + (W1 -- W2) = O + △W
其中，I ：时段内输入区域的各种水量之和
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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
蒸发
入 渗
径流
水文循环尺度——全球、流域（区域）、水-土-生
全球水文循环
水文循环的作用
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
二、水文因素（径流）
1、河流的特征 1）河系:汇入某河干流的全部支流的总和。 2）流域:指分水线或分水岭以内河系集水 面积的范围。 3）河流的补给类型:地表水和地下水
2、径流及影响径流的因素 径流:一个流域内的降水除去消耗于蒸发以 外的全部水流。可以分为：地表径流和地 下径流。
河流的流域 I—干流；Ⅱ、Ⅲ一支流； 1—干流的分水岭；2、3一支 流的分水岭。
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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三
全球水量平衡
水 量 平 衡 要 素 年 水 量 （ km ）
降水量 110000 47000 63000 9000 9000 458000 47000 505000 577000 577000 径流量 蒸发量
第三节 与水文循环有关的气象、 水文因素
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影响水文循环的因素
（1）气象因素 （2）自然地理条件
（3）人类活动等
无论哪种因素如果其影响的结果是：有利于蒸 发，不利于径流，就会促进内陆水文循环。
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一、主要气象因素
气温：地表的热力状况随时间和空间的变化必然导致