第四章 第一节 地球上水循环及水量平衡.ppt

—旅游与资源环境学院 自然地理学 —旅游与资源环境学院 自然地理学 —旅游与资源环境学院 自然地理学 第一节 地球水循环与水量平衡 ——泰山学院旅游与资源环境学院 【目的与要求】 一、了解地球上水的分布 ；理解掌握水循环的概念、环节与类型 二、水量平衡的原理，陆地、海洋与全球的水量平衡方程。 三、理解掌握水循环的周期与意义； 理解水循环的效应。 水是地球上分布最广泛的物质之一。它以气态、液态和固态三种形式存在于空中、地表与地下，组成了一个统一的相互联系的水圈。 一、地球上水的分布 地球水体的分布和组成： 项目 陆地 海洋 总量 面积（亿㎞2） 1.487（29.2%） 3.613 （70.8%） 5.1 （100%） 水量（亿Km3） 0.48 13.38 13.86 海洋 全球水分布面积 海洋水 地下水 土壤水 冰川与永冻覆盖 永冻土底冰 湖泊水 沼泽水 河床水 生物水 大气水 水体组成 海洋水 陆地水 大气水 地下水 河湖水 96.53% 冰川水 土壤水 3.46% 0.001% （13.38亿Km3 ） （0.48亿Km3 ） （1.29万Km3 ） 其中淡水为 0.35亿Km3 ， 占全球的 2.35% 地 球 水 体 水量 组 成 二、水循环与 水量平衡 （一）水循环 1、概念 是指地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力等作用下，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运动的过程。 2、环节 水汽蒸发、水汽输送、凝结降水、水分入渗，以及地表、地下径流。 水汽输送 降水 蒸发 降水 蒸发 植物蒸腾 地表径流 地下径流 水循环示意图 降水P 蒸发E 地表径流RS E P 陆地 基岩 下渗F 海洋 包气带 地下径流Rg 壤中流RSS 蒸腾ET 3、水循环的影响因素 内因：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。 外因：太阳辐射和地球引力作用。是水循环的基本动力。 外部环境：包括地理纬度、海陆分布、地貌等则制约了水循环的路径、规模与强度。 4、类型 类型：按水循环不同途径与规模，全球分为大循环与小循环。 （1）大循环 发生于全球海洋与陆地之间的水分交换过程，由于广及全球，故名大循环、外循环或海陆循环。 （2）小循环 概念： 是指发生于海洋与大气之间，或陆地与大气之间的水分交换过程。又称内部循环。前者又可称为海洋小循环，后者称陆地小循环。 类型： 海洋小循环：包括海面的蒸发与降水两环节，较简单。 陆地小循环：相对复杂陆地小循环。 5、水体的更替周期 是指水体在参与水循环过程中全部水量被交替更新一次所需的时间。 表达式： T=W/⊿W 式中，T为更替周期（年或日、时）；W为水体总贮水量（米3）；ΔW为水体年平均参与水循环的活动量（米3/年）。 17a 湖泊水 12h 生物水 1400a 深层地下水 18天 大气水 1600a 高山冰川 16天 河水 2500a 世界大洋 1a 土壤水 9700a 永冻地带地下冰 5a 沼泽水 10000a 极地冰川 周期 水体 周期 水体 研究意义： 水体更替周期是反映水循环强度的重要指标，亦是反映水体水资源可利用率的基本参数。从水资源永继利用角度来衡量，水体的储水量中只是积极参与水循环的那部分可利用，由于利用后能恢复，所以才能算作可资利用的水资源量。而这部分水主要决定于水体循环更新速度和周期。速度愈，周期短，可开发利用的就愈大。 三峡大坝 （二）水量平衡 1、水量平衡原理 （1）指任意区域（或水体），在任意时段内，其收入的水量与支出的水量的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。 它是现代水文学中最重要的基础理论和基本方法之一。 【说明】 ?上述的区域可以是一个流域、湖泊、大陆、 海洋、全球。 ?时段：日、月、年或多年。 ③水循环和水量平衡是水体运动的两个侧面，前者是着眼于现象，后者着眼于各环节的数量关系。 （2）表达式 I-Q=⊿S 【 讨论】 若收入﹥支出，则Δs0；收入﹥支出，Δs 0， 在某时段内Δs可 0 ， Δs亦可0 ，但从长期变化看，其多年的平均值趋于零。说明水量的多年变化处于动态的平衡中。 海 洋 2.全球水量平衡方程 全球水量平衡系由海洋和陆地水量平衡联合组成。 （1）海洋水量平衡方程式 如以全球海洋为研究对象 E洋 P洋 R表 R地下 任意时段海洋： 收入： P洋 R表 R地下 支出： E洋