【正文】 ? I是水量的 收入項(xiàng) ， Q為水量的 支出項(xiàng) ， ds為研究時(shí)段內(nèi)區(qū)域或水體內(nèi)的 蓄水變化量 ； ? 分別是計(jì)算時(shí)段 Δt內(nèi)的 水量收入 、 支出 與 蓄水變化量 。 水量平衡研究的意義 ? 通過水量平衡研究，可以定量地揭示水循環(huán)過程與全球地理環(huán)境、自然生態(tài)系統(tǒng)之間的聯(lián)系、相互制約的關(guān)系，揭示水循環(huán)過程對(duì)人類的影響及人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)的消極影響和積極控制作用； ? 水量平衡是研究水循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)在結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制、分析系統(tǒng)內(nèi)蒸發(fā)、降水及徑流等各環(huán)節(jié)之間內(nèi)在聯(lián)系、揭示自然界水文過程基本規(guī)律的主要方法 …… ? 水量平衡是分析水資源現(xiàn)狀評(píng)價(jià)與供需預(yù)測(cè)研究工作的核心。 ? 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。 冰川退縮不只是發(fā)生在高山 四、水循環(huán)作用與效應(yīng) ? 水文循環(huán)與水文現(xiàn)象和水文學(xué)科的發(fā)展 水循環(huán)是地球上一切水文現(xiàn)象的根源 …… 研究地球上的水文循環(huán)，是認(rèn)識(shí)和掌握自然界錯(cuò)綜復(fù)雜的水文現(xiàn)象的一把鑰匙 …… 水循環(huán)與水量平衡的研究引導(dǎo)了以往水文學(xué)科的發(fā)展，亦將指導(dǎo)水文學(xué)的未來 …… 第二節(jié) 水量平衡 一、水量平衡的相關(guān)概念 ? 水量平衡及水量平衡方程 ? 水量平衡 ： 任意選擇的區(qū)域 或水體，在 任意時(shí)段 內(nèi)，其 收入 與 支出 水量之間的差額 必等于 該時(shí)段內(nèi)某區(qū)域或水體 蓄水的變化量 。特別在西北內(nèi)陸干旱區(qū)，冰川融水更是綠洲地區(qū)社會(huì)進(jìn)步、生態(tài)環(huán)境保護(hù)的命脈。 我國(guó)境內(nèi)冰川儲(chǔ)存的靜態(tài)水資源約相當(dāng)于５條長(zhǎng)江，每年提供的融水量相當(dāng)于一條黃河，而我國(guó)冰川總面積的 80％上以在青藏高原。 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。 珠穆朗瑪峰 冰川作用 科羅拉多大峽谷 流水作用 水循環(huán)不僅影響地表形態(tài)，而且影響到地殼表層內(nèi)應(yīng)力的平衡，是觸發(fā)地震甚至影響地殼運(yùn)動(dòng)的重要原因。 如墨西哥灣流與北大西洋西風(fēng)漂流使 55~70?N之間的北歐地區(qū)比同緯度的大西洋西岸高 1620?C。 ? 水循環(huán)是大氣系統(tǒng)能量的主要傳輸、儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化者； ? 水循環(huán)通過對(duì)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； ? 水循環(huán)的強(qiáng)弱及其路徑還直接影響到各地的天氣過程。 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。 四、水循環(huán)作用與效應(yīng) ? 水文循環(huán)與全球氣候 水循環(huán)一方面受到全球氣候變化尤其是大氣環(huán)流活動(dòng)的影響，另一方面，它又深入大氣系統(tǒng)內(nèi)部，極其深刻地制約了全球氣候。 ? 水循環(huán)是大氣系統(tǒng)能量的主要傳輸、儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化者； 雖然太陽輻射是地球表層的根本熱源，但大氣得自太陽的直接輻射僅占其吸收總能量的 30%，而來自地面的長(zhǎng)波輻射占 23%，地面與大氣間顯熱交換占 11%，來自蒸發(fā)的潛熱輸送占 36%。在這一有序的龐大層次結(jié)構(gòu)中，水圈居于主導(dǎo)地位，正是水圈中的水，通過周流不息的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，積極參與了圈層之間界面活動(dòng)，并且深入 4大圈層內(nèi)部，將它們耦合在一起。 ? 事實(shí)上，水體的儲(chǔ)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(zhǎng)短，循環(huán)速度愈快，周期愈短，可開發(fā)的水量就愈大。 水體 周期 水體 周期 水體 周期 極地冰川 10000a 深層地下水 1400a 河水 16d 永凍地帶地下水 9700a 湖泊水 17a 大氣水 8d 世界大洋 2500a 沼澤水 5a 生物水 12h 高山冰川 1600a 土壤水 1a T為更體周期， W為水體總儲(chǔ)水量， ΔW為參與水循環(huán)的活動(dòng)量。 三、水體的更替周期 ? 水體的更替周期是指水體在水循環(huán)過程中全部水量被交替更新一次所需要的時(shí)間， T=W/ΔW。 ? 地球上的水分在交替循環(huán)過程中，總是溶解并攜帶著某些物質(zhì)一起運(yùn)動(dòng)，諸如溶于水中的各種化學(xué)元素、氣體以及泥沙等固體雜質(zhì)。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(shí)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)。 如果海洋環(huán)流是水循環(huán)一種，那地球自轉(zhuǎn)也是水循環(huán)的重要?jiǎng)恿χ弧? ? 太陽輻射 與 重力作用 是水循環(huán)的 基本動(dòng)力 ，此動(dòng)力不消失，水循環(huán)將永恒存在。 ? 由降水轉(zhuǎn)化為地面與地下徑流的過程，則是 勢(shì)能 轉(zhuǎn)化為 動(dòng)能 的過程。 ? 水循環(huán)是 物質(zhì) 與 能量 的傳輸、儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化的過程。 ? 水循環(huán)是 物質(zhì) 與 能量 的傳輸、儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化的過程。 洋流算不算水循環(huán)的過程 ?大洋環(huán)流算不算 (小的 )水循環(huán) ? 水循環(huán)的定義 應(yīng)該算！ ? 水循環(huán)的動(dòng)力 ； ? 水循環(huán)影響范圍 。 塔里木盆地及內(nèi)流河流 冰川融水補(bǔ)給是重要來源。 ? 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(shí)， 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 。 ? 陸地小循環(huán)： 從水汽來源看，包括 陸地蒸發(fā)的水汽 及 海洋輸送的水汽； ? 水汽的地區(qū)分布很不均勻，距離海洋越遠(yuǎn)，水汽含量越少，因而水循環(huán) 強(qiáng)度 具有從海洋向內(nèi)陸深處逐步遞減的趨勢(shì)。 ? B、小循環(huán) /內(nèi)部循環(huán) ：發(fā)生在 海洋與大氣之間 （ 海洋小循環(huán) ），或 陸地與大氣之間 （ 陸地小循環(huán) ）的水分交換過程。 ? A、大循環(huán) /外循環(huán) ：發(fā)生于全球 海洋 (、大氣 )與陸地之間 的水分交換過程。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(jì)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(jì)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(yàn)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(dòng) 的過程。 你能想到的水循環(huán) /水循環(huán)現(xiàn)象有哪些？ 可以設(shè)想這里是起點(diǎn) 水循環(huán)的類型與層次結(jié)構(gòu) ? 1）水循環(huán)的基本類型 ? 根據(jù)水循環(huán)的路徑與規(guī)模差異，將全球的水循環(huán)分為 大循環(huán) 與 小循環(huán) 。 ? 在循環(huán)過程中，水分通過 蒸發(fā) 與 降水 兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行 垂向交換 ；以水汽輸送 和 徑流 的形式進(jìn)行 橫向交換 。 ? 海洋小循環(huán) 主要包括海面的 蒸發(fā) 與 降水 兩大環(huán)節(jié)。 ? 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) 。 ?試舉例外流區(qū)小循環(huán)和內(nèi)流區(qū)小循環(huán) 習(xí)題： ? 陸地上 內(nèi)流區(qū) ， 其多年平均降水量等于蒸發(fā)量 ，自成一個(gè) 獨(dú)立的水循環(huán)系統(tǒng) ； ? 地面上并不直接和海洋相溝通， 水分交換以 垂向 為主 ； ? 僅借助于大氣環(huán)流，在高空與外界之間，進(jìn)行一定量的水汽輸送和交換。 冰川退縮 ?內(nèi)流區(qū)和海洋之間有聯(lián)系嗎？ 問題 ? 大循環(huán) ：發(fā)生于全球 海洋與陸地之間 的水分交換過程 ； ? 發(fā)生在 海洋與大氣之間 ，或 陸地與大氣之間 的水分交換過程 。 討論： ? 2）全球水循環(huán)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 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 。 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 。 ? 在蒸發(fā)環(huán)節(jié)中，伴隨液態(tài)水轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水的是能量的吸收，伴隨著凝結(jié)降水是潛熱的釋放，所以 蒸發(fā) 與降水 就是 地面向大氣輸送熱量 的過程 。這些動(dòng)能成為水流的動(dòng)力，消耗在沿途的沖刷、搬運(yùn)與堆積作用中，直到注入海洋才 消耗殆盡 。 ? 水的物理特性，即在常溫常壓下固態(tài)、液態(tài)與氣態(tài)的三相變化是水循環(huán)的 基本前提 ； ? 外部環(huán)境 包括地理緯度、海陸分布、地貌形態(tài)等，它們制約著水循環(huán)的路徑、規(guī)模與強(qiáng)度 。 ? 水循環(huán)廣及整個(gè)水圈，并深入大氣圈、巖石圈以及生物圈 。 ? 全球水循環(huán)是閉合系統(tǒng)，但局部水循環(huán)卻是開放系統(tǒng) 。 但通常意義上的 水文循環(huán) 僅指 水分循環(huán) 。 ? 更替周期是在有規(guī)律地逐步輪換這一假設(shè)條件下得出的平均所需時(shí)間。 ? 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)。 更替周期與水資源可利用率關(guān)系應(yīng)該如何？ 四、水循環(huán)作用與效應(yīng) ? 水文循環(huán)與地球圈層構(gòu)造 地球表層系由大氣圈、巖石圈、生物圈以及水圈組合而成。 四、水循環(huán)作用與效應(yīng) ? 水文循環(huán)與全球氣候 水循環(huán)一方面受到全球氣候變化尤其是大氣環(huán)流活動(dòng)的影響，另一方面，它又深入大氣系統(tǒng)內(nèi)部，極其深刻地制約了全球氣候。有人計(jì)算，如果大氣圈中水汽含量比現(xiàn)在減少一半，地球表面平均氣溫將下降 5?C。 ? 水循環(huán)是大氣系統(tǒng)能量的主要傳輸、儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化者； ? 水循環(huán)通過對(duì)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(huì)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(huì)比現(xiàn)在熱 10?C，兩極地區(qū)會(huì)比現(xiàn)在冷 20?C。 四、水循環(huán)作用與效應(yīng) ? 水文循環(huán)與全球氣候 水循環(huán)一方面受到全球氣候變化尤其是大氣環(huán)流活動(dòng)的影響，另一方面，它又深入大氣系統(tǒng)內(nèi)部，極其深刻地制約了全球氣候。 如墨西哥灣流與北大西洋西風(fēng)漂流使 55~70?N之間的北歐地區(qū)比同緯度的大西洋西岸高 1620?C。 四、水循環(huán)作用與效應(yīng) ? 水文循環(huán)與地貌形態(tài)和地殼運(yùn)動(dòng) 地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)奠定了全球海陸分布及陸地表面高山、深谷、盆地和平原等地表形態(tài)的基本輪廓，而水循環(huán)過程中的各種物理和化學(xué)侵蝕、搬運(yùn)和沉積過程則在地質(zhì)構(gòu)造的基礎(chǔ)上重新塑造了全球地貌形態(tài)。 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。 四、水循環(huán)作用與效應(yīng) ? 水文循環(huán)與生態(tài)平衡 水是生命之源，又是生命有機(jī)體的基本組成物質(zhì) …… 水循環(huán)的強(qiáng)度及其時(shí)空變化還制約一個(gè)地區(qū)的生態(tài)環(huán)境平衡或失調(diào)的關(guān)鍵 …… 海南島西部屬于典型的熱帶半干旱氣候區(qū) ,是我國(guó)惟一的熱帶稀樹干草原沙漠化地區(qū) 降水影響海南島東西植被差異 四、水循環(huán)作用與效應(yīng) ? 水文循環(huán)與水資源開發(fā)利用 水是廉價(jià)、清潔的能源 …… 如果自然界不存在水循環(huán)，那水資源亦不能再生，無法持續(xù)利用