【正文】 ? 觀點一：森林不僅能保持水土，而且直接增大降水量。 ? 在人工直接控制降水方面，只能對局部地區(qū)的降水產(chǎn)生影響。 ? 降水效率 η決定于氣流的幅合及垂直運(yùn)動的強(qiáng)度。 一、下滲的物理過程 ? 下滲過程的階段劃分 ? 整個下滲的物理過程按照 作用力（ 重力 、 分子力 和 毛管力 ）的組合變化 及其 運(yùn)動特征 ，可分為 3個階段： ? 1）滲潤階段 ： ? 降水 初期 ， 若土壤干燥，下滲水主要受 分子力 作用 ，被 土粒所吸附 形成 吸濕水 ，進(jìn)而形成 薄膜水 ； ? 當(dāng) 土壤含水量達(dá)到巖土最大 分子持水量 時，開始向下一階段過渡。過渡帶的厚度一般在 5厘米左右。 在此過程中，如中途停止洪水，地表下滲結(jié)束，但土壤水仍將繼續(xù)運(yùn)動一定時間。分為非飽和下滲理論和飽和下滲理論。先通過實驗獲得下滲曲線，再從圖形來模擬下滲曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 ? 霍爾坦公式： 1961年美國農(nóng)業(yè)部霍爾坦 (Holton)提出的概念模型，認(rèn)為下滲率就是土壤缺水量的函數(shù)。但對裸露的土壤，由于強(qiáng)雨點可將土粒擊碎，并充填于土壤孔隙中，從而可能減小下滲率。 第七節(jié) 徑流 徑流是水循環(huán)的基本環(huán)節(jié)，又是水量平衡的基本要素，它是自然地理環(huán)境中最活躍的因素。 ? 2）徑流總量（ W） ： ? T時段內(nèi)通過某一斷面的總水量 ，單位為 m3。 ? 6）模比系數(shù)（ K） ： ? 某一時段 的徑流總量 W與平均徑流量 Q的比值。 ? 若降雨強(qiáng)度超過下滲能力 ，超出下滲能力的水形成 地面積水 ，蓄積于地面洼地，稱 填洼 。 ? 地面徑流 經(jīng)過 坡面漫流 而注入河網(wǎng) ，一般說僅在大雨或高強(qiáng)度的降雨后，地面徑流才是構(gòu)成河流流量的主要源流。 ? 壤中流在總徑流中的比例與流域土壤和地質(zhì)條件有關(guān) 。 ?河網(wǎng)匯流過程 ? 各種徑流成分 經(jīng)坡地匯流注入河網(wǎng)后 （ 匯流開始 ）沿河網(wǎng) 向下游干流出口斷面匯集 （ 匯流結(jié)束 ）的 過程，稱 河網(wǎng)匯流過程 。 ? 上述河岸及河槽的調(diào)節(jié)現(xiàn)象，稱為 河網(wǎng)調(diào)蓄作用 。 ? b 流域坡度 ：坡度越大，匯流越快，下滲損失少，徑流集中。同樣的降水條件下，不同的下墊面可以具有完全不同的徑流效應(yīng)。 ? 蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)及其階段性、影響蒸發(fā)的因素。 ? 影響徑流的因素。 ? 水循環(huán)的作用與效應(yīng)。 ? ④湖沼因素： 主要作用是調(diào)節(jié)河川逕流量。溫度、濕度、風(fēng)等是通過影響降雨和蒸發(fā)間接影響徑流的。 ? 此時，河網(wǎng)蓄水開始消退，流量逐漸減小，水位相應(yīng)降低， 漲洪時容蓄于兩岸土層的水份又補(bǔ)充入河網(wǎng) ，直到降水在最后排到出口斷面為止。 ? 在徑流形成中，坡地匯流過程起著對各種徑流成分在時程上的 第一次再分配 作用。 ? 壤中流 /表層徑流： ? 主要發(fā)生在近地面 透水性較弱 的土層中，它是 臨時飽和帶 內(nèi) 非毛管孔隙 中 側(cè)向運(yùn)動 的水流。 ? 結(jié)果： 流域上的水，經(jīng)過蓄滲過程產(chǎn)生了 地面徑流 、 壤中徑流 和地下徑流 。 ? 在降雨過程中， 若降雨強(qiáng)度不超過下滲能力 ，雨水全部滲入土壤中。計算公式為： ? 5）徑流系數(shù)（ α） ： ? 是某一時段的 徑流深度 R與 相應(yīng)的降水深度 P的比值， 。 ? 徑流的表示方法 ? 1）流量（ Q） ： ? 單位時間內(nèi)通過某一斷面的水量 ，單位為 m3/s。 ? 砍伐森林、過度放牧、不合理的耕作，則 加劇水土流失 ，從而減少下滲量。 ? 當(dāng)降水強(qiáng)度 i小于下滲率 f時，降水全部滲入土壤， 下滲過程受降水過程 制約。F為累積下滲量或初始含水量 。 fp = ks (H0 + s + L)/L fp為水流向下滲透速度，ks為飽和水力傳導(dǎo)度 。此下滲率稱為“穩(wěn)定下滲率 fc”。鋒面上部是濕土，下層是干土。在持續(xù)不斷的供水條件下，土壤含水量處于飽和狀態(tài)，其厚度不超過 。 ? 它不僅影響 土壤水 和 地下水 的動態(tài)，直接決定 壤中流（表層徑流）和 地下徑流 的生成，而且影響 河川徑流 的組成。因為由可能最大降水及其時空分布，通過流域產(chǎn)流和匯流計算，可推算出相應(yīng)的 洪水 ，稱為 可能最大洪水 （ PMF）。 ? 但在 迎風(fēng)的 庫岸地帶 ，當(dāng) 氣流自水面吹向陸地 時，因地面阻力大，風(fēng)速減小，加以熱力條件不同，容易造成上升運(yùn)動，促使降水增加。 問題： 地形抬升的增雨效應(yīng)是不是是無限制的？ 地形的抬升增雨并非是無限制的， 當(dāng)氣流被抬升到一定高度后，雨量達(dá)最大值。 ?等雨量線法 ： ? 方法： 先繪制出等雨量線，再用求積儀或其他方法量得 各相鄰等雨量線間 的面積 fi； ? fi乘以 兩等雨量線間的 平均雨深 Pi，得出該面積上的降水量； ? 將各部分面積上降水總量相加，再除以全面積，即得出區(qū)域平均降水量： ? 式中， n為等雨量線間面積塊數(shù)； F為區(qū)域面積。 ? C、雨深 —面積 —歷時曲線： ? 繪制方法 ：對于同一場降雨，分別選取 不同歷時 的等雨量線 ，以雨深、面積為參數(shù)作出平均雨深 —面積曲線并綜合點繪于同一圖上。 ? 若所取時段很短，即 △ t→0 ，可得出瞬時雨強(qiáng) i，即 i=dp/dt。 一、降水要素及降水特征的表示方法 ?降水要素 ? 1）降水量 ：指一定時段 內(nèi)降落在某一面積 上的總水量，單位為 mm。 以南具有明顯的經(jīng)向輸送； ? 秦嶺 —淮河一線 成為我國南北水汽流經(jīng)常匯合的地區(qū)，是水汽流輻合帶； ? 海陸分布 制約了我國上空濕度場的配置，呈現(xiàn)從東南沿海向西北內(nèi)陸遞減的趨勢，進(jìn)而影響了我國降水的地區(qū)分布。 一些雨影區(qū) ?我國水汽輸送的基本特點 我國水汽主要來源在哪里？ ? 第一 ，存在三個基本水汽來源，三條輸出入路徑，并有明顯季節(jié)變化。任何地點的水汽通量散度都可由風(fēng)和溫度資料計算出來。 ? 水汽輸送過程中，還 伴隨有 動量 和 能量 的轉(zhuǎn)移 ，因而對沿途的氣溫、氣壓等其他氣象因子會產(chǎn)生一定影響。 澳大利亞山火造成的白色煙霧向東南方擴(kuò)散 202227 ?分子擴(kuò)散 ? 分子擴(kuò)散 /分子混合 ，是 大氣中的水汽，各種 水體 中的水分子運(yùn)動的普遍形式。另外對于較短時段區(qū)域蓄水變量往往難以估算，影響適用性。 ? 土壤蒸發(fā)量的確定 1. 器測法 ? 基本原理：通過直接稱重或者靜水浮力稱重的方法測量出土體重量的變化，據(jù)此計算土壤蒸發(fā)量的變化。 三、蒸發(fā)量的計算 ?三種途徑 ? 采用一定的儀器和某種手段進(jìn)行直接測定； ? 根據(jù)典型資料建立地區(qū)經(jīng)驗公式，以進(jìn)行估算； ? 通過成因分析建立理論公式，進(jìn)行計算。 如礦化度 10克 /升，透明度 1米，濃度為 克 /厘米 3的污水的蒸發(fā)量僅為淡水蒸發(fā)量的 75%. ?土壤特性和土壤含水量的影響 ? 1）對土壤蒸發(fā)的影響 ? 不同質(zhì)地的土壤，其 含水量 與 土壤蒸發(fā)比 (E/EM)之間關(guān)系線都有一個轉(zhuǎn)折點。 ?2）熱力學(xué)因素 ? ①太陽輻射： 太陽輻射是水面、土壤與植物體熱量的主要來源。 ? 對于水面蒸發(fā)，始終是充分供水條件下的蒸發(fā)，因此可以將 相同氣象條件下的自由水面蒸發(fā) ，視為 區(qū)域 蒸發(fā)能力 。 毛管上升水 毛管懸著水 懸著水帶 3）蒸發(fā)微弱階段 ? 當(dāng)蒸發(fā)達(dá)到第二臨界值 W凋 （ 凋萎系數(shù)， 其值相當(dāng)于植物無法從土壤中吸水而開始凋謝枯死時土壤含水量），土壤蒸發(fā)便進(jìn)入蒸發(fā)率微弱階段。 ? 蒸發(fā)伴隨著熱量的吸收，從液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)時吸收的熱量為 蒸發(fā)潛熱 ，以 L表示，其值與 蒸發(fā)面的溫度 T有以下的關(guān)系： L=2491－ （ J/g） 為什么說蒸發(fā)是物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)換？能量的轉(zhuǎn)換是怎樣的？ 問題： ?土壤蒸發(fā) ?土壤蒸發(fā) 是 發(fā)生在土壤孔隙中 的水的蒸發(fā)現(xiàn)象。蒸發(fā)同時包含水和熱的交換過程。 sqREP ???????? )R()RR( ，地下，表地下表三、全球水量平衡方程 ? 全球水量平衡系由 海洋 和 陸地 水量平衡聯(lián)合組成。 ? 水量平衡方程 是水循環(huán)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，根據(jù) 不同類型的水循環(huán) ，可建立不同的水量平衡方程。 冰蓋卸載后均衡回調(diào) 主要分布在南極、格陵蘭、 北美和北歐 等在冰河期形成過大冰蓋的地方。 如果沒有水循環(huán)調(diào)節(jié)，氣溫在赤道附近 ~40?C，兩極地區(qū) 15?C。 ? 事實上，水體的儲水量并不是全部都能被利用，只是 其中積極參與水循環(huán)的那部分水量 ，由于利用后能得到恢復(fù)， 才能看作可以利用的水資源 ；這部分水量的多少，主要決定于水體循環(huán)更新速度和周期的長短，循環(huán)速度愈快，周期愈短，可開發(fā)的水量就愈大。在水循環(huán)過程中，其循環(huán)路徑不是單一的，而是通過無數(shù)條路徑實現(xiàn)循環(huán)和相變的，所以 水循環(huán)系統(tǒng)是由無數(shù)不同尺度、不同規(guī)模的 局部水循環(huán) 所組合而成的復(fù)雜的巨系統(tǒng)。 ? 水循環(huán)是 物質(zhì) 與 能量 的傳輸、儲存和轉(zhuǎn)化的過程。 ? 外流區(qū) 小循環(huán)除自身 垂向的水分交換 外，還有 多余的水量，以地表徑流以及地下徑流的形式向海洋輸送 ； ? 與此同時， 高空必然有等量的水分從海洋輸送到陸地 ，即陸地小循環(huán)還存在與海洋之間的 橫向水分交換 。第二章 地球上的水循環(huán) 第一節(jié) 水循環(huán)概述 (4) 一、 水循環(huán)的基本過程和類型 二、水循環(huán)機(jī)理與特征 三、水體的更替周期 四、水循環(huán)作用與效應(yīng) 第二節(jié) 水量平衡 (35) 一、水量平衡的相關(guān)概念 二、通用水量平衡方程 三、全球水量平衡方程 第三節(jié) 蒸發(fā) (47) 一、蒸發(fā)的物理機(jī)制 二、影響蒸發(fā)的因素 三、蒸發(fā)量的計算 本章結(jié)構(gòu) 第四節(jié)：水汽擴(kuò)散與輸送 (80) 一、擴(kuò)散現(xiàn)象 二、水汽輸送 第五節(jié) 降水 (97) 一、降水要素及降水特征的表示方法 二、面降水的計算 三、影響降水的因素 四、可能最大降水 第六節(jié) 下滲 (121) 一、下滲的物理過程 二、下滲理論與經(jīng)驗公式 三、影響下滲的因素 第七節(jié) 徑流 (136) 一、徑流的涵義與表示方法 二、徑流的形成過程 三、影響徑流的因素 第一節(jié) 水循環(huán)概述 一、 水循環(huán)的基本過程和類型 ? 水循環(huán)的基本過程 ? 水循環(huán) ：地球上各種形態(tài)的水，在太陽輻射、地心引力等作用下，通過 蒸發(fā) 、 水汽輸送 、 凝結(jié)降水 、 下滲 以及徑流 等環(huán)節(jié)，不斷地發(fā)生 相態(tài)轉(zhuǎn)換 和周而復(fù)始 運(yùn)動 的過程。 ? 陸地小循環(huán) 還分為 外流區(qū) 小循環(huán) 與 內(nèi)流區(qū) 小循環(huán) 。 蒸發(fā)中有什么物質(zhì)和能量傳遞？ 二、水循環(huán)機(jī)理與特征 ? 水循環(huán)服從 質(zhì)量 、 能量 守恒定律 。 ? 水循環(huán)廣及整個水圈，并深入大氣圈、巖石圈以及生物圈 。 ? 水體更替周期是 反映水循環(huán)強(qiáng)度 的重要指標(biāo)，也是反映 水資源可利用率 的基本參數(shù)。 ? 水循環(huán)是大氣系統(tǒng)能量的主要傳輸、儲存和轉(zhuǎn)化者； ? 水循環(huán)通過對地表太陽輻射能的重新分配，使不同緯度熱量收支不平衡的矛盾得到緩解； 問題：如果沒有水循環(huán)，赤道和兩極地區(qū)溫度會怎么變化？ 如果沒有熱平流調(diào)節(jié)高低緯度熱量不均，赤道附近會比現(xiàn)在熱 10?C，兩極地區(qū)會比現(xiàn)在冷 20?C。 新豐江水電站 1962年 3月 19日廣東新豐江水庫 , 就是水庫蓄水過程中地殼荷載變化導(dǎo)致地殼本身積蓄能量的集中釋放。 ? 水量平衡是地球上水循環(huán)持續(xù)不斷進(jìn)行下去的基本前提。 ? 如對于多年平均來說， Δs→0 ，可