第二章 水分循環(huán)及水量平衡

第二章水文循環(huán)

HydrologicalCycle本章主要內(nèi)容水的奇異物理性質(zhì)1水文循環(huán)現(xiàn)象2水文循環(huán)的尺度3地球系統(tǒng)中的水及水平衡4第一節(jié)水的奇異物理性質(zhì)水的化學(xué)組成水的密度的奇異性1水的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)的奇異性2水的比熱的奇異性3水的傳熱性的奇異性4水的表面張力奇異性5水的壓縮性的奇異性6第一節(jié)水的奇異物理性質(zhì)第二節(jié)水文循環(huán)現(xiàn)象水的這種既無(wú)明確的“開端”，也無(wú)明確的“終了”的永無(wú)休止的循環(huán)運(yùn)動(dòng)過(guò)程---水文循環(huán)第二節(jié)水文循環(huán)現(xiàn)象大循環(huán)（外循環(huán)）海洋小循環(huán)內(nèi)陸小循環(huán)第二節(jié)水文循環(huán)現(xiàn)象黃河之水天上來(lái)奔流到海不復(fù)還第二節(jié)水文循環(huán)現(xiàn)象“云氣西行云云然，冬夏不輟；水泉東流，日夜不休。上不竭，下不滿，小為大，重為輕。圜道也。”《呂氏春秋.圜道》－239B.C.第二節(jié)水文循環(huán)現(xiàn)象空間范圍：地面以上11km，地表以下1km。YHW內(nèi)因水在常溫下能夠?qū)崿F(xiàn)“三態(tài)”轉(zhuǎn)化外因太陽(yáng)輻射地心引力第二節(jié)水文循環(huán)現(xiàn)象第二節(jié)水文循環(huán)現(xiàn)象

注入海洋的河流稱為外流河，如長(zhǎng)江、黃河等；流入內(nèi)陸湖泊或消失于沙漠中的河流，稱為內(nèi)流河或內(nèi)陸河，如新疆的塔里木河和青海的格爾木河等。外流河和內(nèi)陸河第二節(jié)水文循環(huán)現(xiàn)象氣象因素：風(fēng)向、溫度、濕度等自然地理?xiàng)l件：地形、地質(zhì)、土壤、植被等人類活動(dòng)：水利措施、農(nóng)業(yè)措施等地理位置水文循環(huán)的影響因素第二節(jié)水文循環(huán)現(xiàn)象地球上總水量13.86億km3，參與循環(huán)的約57.7萬(wàn)km3，占0.0416%1調(diào)節(jié)氣候2形成各種地貌，塑造地球表面形態(tài)3提供巨大的水利資源（水資源、水能資源）4形成一切水文現(xiàn)象水文循環(huán)的作用和意義第三節(jié)水文循環(huán)的尺度111385全球水文循環(huán)空間尺度最大、最完整的水文循環(huán)Macro-Scale,ClosedSystem第三節(jié)水文循環(huán)的尺度

流域或區(qū)域水文循環(huán)流域降雨徑流形成過(guò)程，開放式循環(huán)系統(tǒng)Mesoscale,OpenSystem

DirectRunoffTranspirationInfiltrationInterflowGroundflowInterceptionEvaporationDepressionstorage第三節(jié)水文循環(huán)的尺度

水－土（壤）－植（物）系統(tǒng)水文循環(huán)空間尺度最小，開放式循環(huán)系統(tǒng)Micro-Scale,OpenSystem土壤蒸發(fā)散發(fā)降水截留向地下水滲透第四節(jié)地球系統(tǒng)中的水及水平衡（1）地球系統(tǒng)中水的儲(chǔ)量Freshwater（0.35）Oceans0Others0.35GlacierLakesMarishesRiversAtmosphericwaterBiologicalwaterSoilwaterGroundwaterTotalWater（13.86）SalineWater13.51（97.5%）FreshWater0.35（2.5%）TotalWater（13.86）Oceans13.38（96.5%）Continent0.48（3.5%）Salinewater（13.51）Oceans13.38（99.04%）Others0.13（0.96%）LakesGroundwater第四節(jié)地球系統(tǒng)中的水及水量平衡（2）地球系統(tǒng)中水的更新速度平均每年只有57.7萬(wàn)km^3的水參與水文循環(huán)，按此速度，全部水量參與循環(huán)一次需要2400年。水體類別更新時(shí)間水體類別更新時(shí)間極地冰川、常年雪約10000年土壤水1年世界大洋2500年河流水16日高山冰川1600年大氣水8日深部地下水1400年生物水幾個(gè)小時(shí)湖泊水17年全球2400年沼澤水5年第四節(jié)地球系統(tǒng)中的水及水平衡（3）水量平衡原理對(duì)任一區(qū)域、任一時(shí)段進(jìn)入水量與輸出水量之差等于其蓄水量的變化量。水量平衡方程：給定時(shí)段內(nèi)輸入、輸出該區(qū)域的總水量時(shí)段內(nèi)區(qū)域蓄水量的變化量，可正可負(fù)第四節(jié)地球系統(tǒng)中的水及水平衡（4）水－土－植系統(tǒng)的水量平衡方程PEWSIWSOWSbIWSbOEgDPIn:P+Wsi+Wsbi+EgOut:Wso+Wsbo+E+DP第四節(jié)地球系統(tǒng)中的水及水平衡（5）流域水量平衡方程024681012RSORgO降水PEvaporationE引用水q流域與周圍區(qū)域的地下水交換RgI第四節(jié)地球系統(tǒng)中的水及水平衡非閉合流域：In:P+RgIOut:q+E+RSO+RgO水量平衡式：(P+RgI)-(q+E+RSO+RgO)=ΔW

閉合流域

In:POut:E+Rs+Rg(忽略引用水)水量平衡式：P-(E+Rs+Rg)=ΔW

令R=Rs+Rg，則P-(E+R)=ΔW

多年平均，ΔW=0，P0=E0+R0

（5）流域水量平衡方程第四節(jié)地球系統(tǒng)中的水及水平衡（6）全球水量平衡方程陸地水量平衡：海洋水量平衡：全球多年水