2水循环和水资源形成.ppt

第二章 水循环及水资源形成 2.1 水的储存、循环与水量平衡 2.1.1地球水的储存 （二）水循环 1.水的自然循环： 特点：①由降雨量自然循环的大致尺度 ②水的性质基本不变 2.水的社会循环 特点：①工业与生活污水的产生与排放 是主要的污染源 ②水的性质不断变化 2.1.3水量平衡 1水量平衡原理 水量平衡（water balance），是指任意选择的流域（或区域），在任意的时段内，其收入的水量与支出的水量之差等于其蓄水量的变化量。即在水循环过程中，从总体上来说水量收支平衡。 水量平衡的基本方程为： 式中：I为计算时段内某计算单元的总输入水量；O为计算时段内某计算单元的总输出水量；W1、W2为计算时段始、末某计算单元的蓄水量；ΔW为时段内蓄水量的变化量，ΔW＞0表示该计算单元蓄水量增加，ΔW＜0则表示蓄水量减少。 （2）全球水量平衡方程 对于海洋系统来说，其水量平衡方程式可写成： 式中：PH为某一年海洋上的降水量；R为某一年大陆流入海洋的径流量；EH为某一年海洋上的蒸发量；ΔSH为某一年海洋蓄水量的变化量。 对于多年平均情况，ΔSH接近于0，故方程可简化为： 式中： 为海洋上多年平均蒸发量； 为海洋上多年平均降水量； 为大陆多年平均径流量。 根据以上原理，可得到陆地多年平均情况下的水量平衡方程式： 式中： 为大陆多年平均蒸发量； 为大陆多年平均降水量； 为大陆多年平均径流量。 由海洋和陆地系统的水量平衡方程，可得出全球水量平衡方程为： 或 式中： 为全球多年平均蒸发量； 为全球多年平均降水量。 （3）流域水量平衡方程 对于一个天然流域，计算时段内的水量平衡方程式为： 式中：P、R、E分别为计算时段内流域降水量、径流量和蒸发量；q入为计算时段内从外流域流入本流域的水量； q出为计算时段内本流域流到外流域的水量；ΔW为流域地面及地下蓄水量的变化量。 对于无跨流域调水的闭合流域（地面分水线与地下分水线一致的流域），q入与q出均为0，则一般常用的流域水量平衡方程为： 长期来说，ΔW多年平均为0，则多年平均情况下的流域水量平衡方程为： 上式表明，对于闭合流域，多年平均降水量 等于多年平均径流量 与多年平均蒸发量 之和。 （4）区域水量平衡方程 对于某一区域，在计算时段内其输入的总水量为： 式中：I为计算时段内的区域总输入水量；P为计算时段内的区域降水量；Rr为计算时段内流入区域内的地表径流量；Rg为计算时段内流入区域内的地下径流量；q入为计算时段内由区域外调入的水量。 输出的总水量为： 式中：O为计算时段内的区域总输出水量；E为计算时段内的区域蒸发量；Rr′为计算时段内流出区域的地表径流量；Rg′为计算时段内流出区域的地下径流量；qu为计算时段内扣除蒸发量后的区域总耗水量，主要指工业、生活耗水量；q出为计算时段内由本区域的调出水量。 2.2 水资源的形成 2.2.1 地表水资源的类型与形成 水资源分类 地表水：江河水、湖沼水、冰川 地下水：潜水、承压水 静态水资源：冰川、内陆湖泊、深层地下水 动态水资源：地表水和浅层地下水 长江，1998 3、河流纵断面 （二）水系 ★河流的分级 ◆弯曲系数 ★流域的基本概念与特征 ★湖泊 1、淡水湖：湖泊中的水含盐量极少。 内力形成的湖泊 构造湖1 火山口湖1 火山口湖3 堰塞湖1 堰塞湖2 风成湖1 风成湖2 风成湖3 风成湖4 冰成湖1 冰成湖4 外力形成的湖泊1 外力形成的湖泊2 3 沼泽 ★沼泽的形成 5）永久积雪 形成 由大气固态降水覆盖在地球表面常年不化的雪层。 特点 永久积雪的强度随密度的增大而增强。 永久积雪时光的反射能力很强。 永久积雪是重要的淡水水源，但山地永久积雪常发生雪崩等灾害。 年降水量极值比 极值比 意义 Ka越大，降水量年际变化越大。 年降水量变差系数 变差系数表示系列中各个值相对于均值的离散程度。 均方差CV 变差系数CV 三、河川径流 （二）河川径流的形成 3、河网汇流阶段（汇流） 河流径流的表示方法径流深度（R） （三）河川径流的变化 ★离差系数 Cv 值的水文含义 地下水的存在状态及分类 二．土中水（液相） 土中的水可处于液态，固态和气态，土中的液态水主要有结合水与自由水两种形态 结合