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1、平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系第五节第五节第五节第五节地球上的水循环与水量平衡地球上的水循环与水量平衡地球上的水循环与水量平衡地球上的水循环与水量平衡一、一、一、一、地球上水体的分布与水资源地球上水体的分布与水资源地球上水体的分布与水资源地球上水体的分布与水资源（一）水在地理环境中的地位与作用（一）水在地理环境中的地位与作用（一）水在地理环境中的地位与作用（一）水在地理环境中的地位与作用水是生命活动的物质基础，是人类赖以生存、发展的最宝贵的自水是生命活动的物质基础，是人类赖以生存、发展的最宝贵的自水是生命活动的物质基础，是人类赖以生存、发展的最宝贵的自水是生命活动的物质基
2、础，是人类赖以生存、发展的最宝贵的自然资源。无论是过去、现在或是将来，水始终是影响人类社会发然资源。无论是过去、现在或是将来，水始终是影响人类社会发然资源。无论是过去、现在或是将来，水始终是影响人类社会发然资源。无论是过去、现在或是将来，水始终是影响人类社会发展的重要因素。展的重要因素。展的重要因素。展的重要因素。平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系水水人体的重要组成人体的重要组成生生命命来来源源于于水水：原原始始海海洋洋中中溶溶解解的的氧氧、二二氧氧化化碳碳等等物物质质，是是细细胞胞进进行行新新陈陈代代谢谢时时最最好好的的“营营养养品品”；厚厚厚厚的的水水体体又又像像一一个个
3、“保保护罩护罩”使娇弱的原始生命不致被太阳紫外线杀伤。使娇弱的原始生命不致被太阳紫外线杀伤。生生命命运运动动离离不不开开水水：水水是是生生物物体体的的基基本本成成分分。在在肌肌体体内内起起着着输输送送物物质质的的作作用用；维维持持着着肌肌体体养养分分平平衡衡，起起着着吸吸收收养养分分，排排出出废废物物的作用；起着调节温度的作用；具有支持营养的作用的作用；起着调节温度的作用；具有支持营养的作用 一方面，水是人类必不可少的，并给人类带来许多好处。但另一方一方面，水是人类必不可少的，并给人类带来许多好处。但另一方面，面，水也给人们带来了许多灾害水也给人们带来了许多灾害。如果水过多也会造成灾害。水灾。
4、如果水过多也会造成灾害。水灾给人类带来的危害是巨大的，洪水灾害是造成经济损失最大的自然灾害给人类带来的危害是巨大的，洪水灾害是造成经济损失最大的自然灾害之一。由于地球表层目前可供人类直接利用的水的有限性、时间与空间之一。由于地球表层目前可供人类直接利用的水的有限性、时间与空间分布的不均匀性，使得世界一些地区或城市或多或少地出现了缺水问题。分布的不均匀性，使得世界一些地区或城市或多或少地出现了缺水问题。平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系 水是生物体的基本成分。例如，哺乳动物体内水约占水是生物体的基本成分。例如，哺乳动物体内水约占65%。鱼类占。鱼类占75%，藻类占，藻类占95%
5、，水母则高达，水母则高达95%98%。水在人体中起着重要作用：。水在人体中起着重要作用：在肌体内起着输送物质的作用；维持着肌体养分平衡，起着吸收养分，排在肌体内起着输送物质的作用；维持着肌体养分平衡，起着吸收养分，排出废物的作用；起着调节温度的作用；具有支持营养的作用等。正常情况出废物的作用；起着调节温度的作用；具有支持营养的作用等。正常情况下，人体水分处于吸收与排出相等的平衡状态，但当这种平衡状态被打破下，人体水分处于吸收与排出相等的平衡状态，但当这种平衡状态被打破时，就会影响人体正常生活。时，就会影响人体正常生活。当一个人吸收的水当一个人吸收的水量比维持平衡的水分少量比维持平衡的水分少1%
6、2%，就会感到口，就会感到口渴；当减少渴；当减少5%时就会时就会皮肤皱折，神态不清；皮肤皱折，神态不清；当减少当减少1415%，就会，就会死亡。故一般人几天不死亡。故一般人几天不吃东西尚可，若几天不吃东西尚可，若几天不喝水，其结果就可想而喝水，其结果就可想而知。知。生命运动离不开水生命运动离不开水平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系（二）地球上水体的分布（二）地球上水体的分布（二）地球上水体的分布（二）地球上水体的分布水是由氢氧两种元素组成的的化合物，它是如何形成的，目前水是由氢氧两种元素组成的的化合物，它是如何形成的，目前水是由氢氧两种元素组成的的化合物，它是如何形成的，目前
7、水是由氢氧两种元素组成的的化合物，它是如何形成的，目前学术界存在着较大的争议，尚未定论。学术界存在着较大的争议，尚未定论。学术界存在着较大的争议，尚未定论。学术界存在着较大的争议，尚未定论。关于水的起源的认识仍存在很大的分歧关于水的起源的认识仍存在很大的分歧关于水的起源的认识仍存在很大的分歧关于水的起源的认识仍存在很大的分歧,目前在约有目前在约有目前在约有目前在约有3232种关于水种关于水种关于水种关于水的形成的学说。这里简述几种主要学说。的形成的学说。这里简述几种主要学说。的形成的学说。这里简述几种主要学说。的形成的学说。这里简述几种主要学说。一种学说认为在地球形成之前的初始物质中存在一种一
8、种学说认为在地球形成之前的初始物质中存在一种一种学说认为在地球形成之前的初始物质中存在一种一种学说认为在地球形成之前的初始物质中存在一种H2OH2O分分分分子的原始星云，类似于现在平均含水子的原始星云，类似于现在平均含水子的原始星云，类似于现在平均含水子的原始星云，类似于现在平均含水0.5%0.5%的陨石，地球形成后的陨石，地球形成后的陨石，地球形成后的陨石，地球形成后降到地球上，从而使地球上有了水。降到地球上，从而使地球上有了水。降到地球上，从而使地球上有了水。降到地球上，从而使地球上有了水。另一种学说认为在地球形成后才有形成水的原始元素（氢和另一种学说认为在地球形成后才有形成水的原始元素（
9、氢和另一种学说认为在地球形成后才有形成水的原始元素（氢和另一种学说认为在地球形成后才有形成水的原始元素（氢和氧）。氢与氧在适宜的条件下化合。生成羟基（氧）。氢与氧在适宜的条件下化合。生成羟基（氧）。氢与氧在适宜的条件下化合。生成羟基（氧）。氢与氧在适宜的条件下化合。生成羟基（OHOH）。羟基）。羟基）。羟基）。羟基再经过复杂的变化，形成水（再经过复杂的变化，形成水（再经过复杂的变化，形成水（再经过复杂的变化，形成水（H2OH2O）。）。）。）。平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系 荷兰的天文学家奥特认为，地球上的主要来源是我们这颗行荷兰的天文学家奥特认为，地球上的主要来源是我们
10、这颗行荷兰的天文学家奥特认为，地球上的主要来源是我们这颗行荷兰的天文学家奥特认为，地球上的主要来源是我们这颗行星的内部的岩石圈的上地幔。岩石圈的物质一半是由硅组成，星的内部的岩石圈的上地幔。岩石圈的物质一半是由硅组成，星的内部的岩石圈的上地幔。岩石圈的物质一半是由硅组成，星的内部的岩石圈的上地幔。岩石圈的物质一半是由硅组成，其中硅酸盐和水分。这些岩石在一定的温度和适宜的条件下其中硅酸盐和水分。这些岩石在一定的温度和适宜的条件下其中硅酸盐和水分。这些岩石在一定的温度和适宜的条件下其中硅酸盐和水分。这些岩石在一定的温度和适宜的条件下（如火山爆发）脱水，从而形成了地球的水。（如火山爆发）脱水，从而形
11、成了地球的水。（如火山爆发）脱水，从而形成了地球的水。（如火山爆发）脱水，从而形成了地球的水。美国学者肯尼迪等认为岩石在熔化中完全混合时，含有硅酸美国学者肯尼迪等认为岩石在熔化中完全混合时，含有硅酸美国学者肯尼迪等认为岩石在熔化中完全混合时，含有硅酸美国学者肯尼迪等认为岩石在熔化中完全混合时，含有硅酸盐盐盐盐75%75%，含水，含水，含水，含水25%25%。在地球形成初期，火山爆发频繁，从而加。在地球形成初期，火山爆发频繁，从而加。在地球形成初期，火山爆发频繁，从而加。在地球形成初期，火山爆发频繁，从而加快了地球水的形成。由于地球内部的高温，地球的水还在增加。快了地球水的形成。由于地球内部的高
12、温，地球的水还在增加。快了地球水的形成。由于地球内部的高温，地球的水还在增加。快了地球水的形成。由于地球内部的高温，地球的水还在增加。在研究中，有资料表明，大洋面近在研究中，有资料表明，大洋面近在研究中，有资料表明，大洋面近在研究中，有资料表明，大洋面近10001000年内上升了年内上升了年内上升了年内上升了1.3m1.3m。不过。不过。不过。不过近几十年海洋水面快速升高可能主要由于全球气候变暖造成。近几十年海洋水面快速升高可能主要由于全球气候变暖造成。近几十年海洋水面快速升高可能主要由于全球气候变暖造成。近几十年海洋水面快速升高可能主要由于全球气候变暖造成。平顶山学院环境与地理科学系平顶山学
13、院环境与地理科学系水圈是由地球地壳表层、表面和围饶地球的大气层中液态、气态和固态的不组成的圈层，是地球四大圈层中最为活跃的圈层。在水圈内，大部分水以液态形式存在，如海洋、地下水、地表水（湖泊、河流）和一切动植物体内存在的生物水等，少部分以水汽形式存在于大气中形成大气水，还有一部分以冰雪等固态形式存在于地球的南北极和陆地的高山上。水圈的构成：水圈的范围：上最高可达平流层顶部，高度约55000米；下（地表之下）储存于地壳约10千米的地层中。1.水圈及其构成平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系水水水水 体体体体水储量水储量水储量水储量咸水咸水咸水咸水淡水淡水淡水淡水10103 3 3
14、 3kmkm3 3 3 3%10103 3 3 3kmkm3 3 3 3%10103 3 3 3kmkm3 3 3 3%海海海海 洋洋洋洋1338000.1338000.0 096.5496.541338000133800099.0499.04冰川与永久冰川与永久冰川与永久冰川与永久积积积积雪雪雪雪24064.124064.11.741.7424064.124064.168.7068.70地下水地下水地下水地下水23400.023400.01.691.6912780127800.950.9510530.010530.030.0630.06永永永永冻层冻层冻层冻层中冰中冰中冰中冰300.0300
15、.00.020.020.860.86湖泊水湖泊水湖泊水湖泊水176.4176.40.0130.01385.485.40.0060.0060.260.26土壤水土壤水土壤水土壤水16.516.50.0010.0010.0170.017大气水大气水大气水大气水12.912.90.00090.00090.0370.037沼沼沼沼泽泽泽泽水水水水11.511.50.00080.00080.0330.033河流水河流水河流水河流水2.122.120.00020.00020.0060.006生物水生物水生物水生物水1.121.120.00010.00010.0030.003总总总总 计计计计1385984
16、.1385984.6 61001001350955.1350955.4 410010035029.235029.21001002.2.地球水圈水储量的分布地球水圈水储量的分布平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系地球上的水量是极其丰富的，其总储水量约为13.86亿立方公里。水圈内水量的分布是十分不均匀的，大部分水储存在于低洼的海洋中，占96.54，而且97.47%（分布于海洋、地下水和湖泊水中）为咸水，淡水仅占总水量的2.53%，且主要分布在冰川与永久积雪（占68.70%）和地下（占30.36%）之中。地球上水体的分布态势平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系考虑现
17、有的经济、技术能力，扣除无法取用的冰川和高山顶上的冰雪储量，理论上可以开发利用的淡水不到地球总水量1，实际上，人类可以利用的淡水量远低于此理论值。人与社会因素平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系（三）水资源的涵义与特性（三）水资源的涵义与特性（三）水资源的涵义与特性（三）水资源的涵义与特性1.1.水资源的涵义水资源的涵义水资源的涵义水资源的涵义在英国大百科全书中，水资源被定义为在英国大百科全书中，水资源被定义为“全部自然界任何形态的水，全部自然界任何形态的水，包括气态水、液态水和固态水包括气态水、液态水和固态水”。此定义被广泛引用，这与英国大百科。此定义被广泛引用，这与英国大百
18、科全书权威性有很大关系。全书权威性有很大关系。19771977年联合国教科文组织（年联合国教科文组织（UNESCOUNESCO）建议建议“水资源应指可资利用或有可能被利用的水源，这个水源应具有足够的数水资源应指可资利用或有可能被利用的水源，这个水源应具有足够的数量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而可被利用。量和可用的质量，并能在某一地点为满足某种用途而可被利用。”比较公认的水资源的涵义：水资源包含水量与水质两个方面，是比较公认的水资源的涵义：水资源包含水量与水质两个方面，是人类生产生活及生命生存不可替代的自然资源和环境资源，是在人类生产生活及生命生存不可替代的自然资源和环境资源，是在
19、一定的经济技术条件下能够为社会直接利用或待利用，参与自然一定的经济技术条件下能够为社会直接利用或待利用，参与自然界水分循环，影响国民经济的淡水界水分循环，影响国民经济的淡水（姜文来等，995a）平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系2.2.水资源的特性水资源的特性水资源的特性水资源的特性（1 1）水资源的循环再生性与其有限性水资源的循环再生性与其有限性水水资资源源与与其其它它资资源源不不同同，在在水水文文循循环环过过程程中中使使水水不不断断地地恢恢复复和和更更新新，属属可可再再生生资资源源。水水循循环环过过程程具具有有无无限限性性的的特特点点，但但在在其其循循环环过过程程中中，又
20、又受受太太阳阳辐辐射射、地地表表下下垫垫面面、人人类类活活动动等等条条件件的的制制约约，每每年年更更新新的的水水量量又又是是有有限限的的，而而且且自自然然界界中中各各种种水水体体的的循循环环周周期期不不同同，水水资资源源恢恢复复量量也也不不同同，反反映映了了水水资资源源属属动动态态资资源源的的特特点点。所所以以水水循循环环过过程程无无限限性性和和再再生生联联补补给给水水量量的的有有限限性性，决决定定了了水水资资源源在在一一定定限限度度内内才才是是“取取之之不不尽尽，用用之之不不竭竭”的的。在在开开发发利利用用水水资资源源过过程程中中，不不能能破破坏坏生生态态环环境境及及水水资资源源的的再再生生
21、能力。能力。平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系作为水资源主要补给来源的大气降水、地表径流和底下径流等都具有随机性和周期性，其年内与年际变化都很大，它们在地区分布上也很不均衡，有些地方干旱水量很少，但有些地方水量又很多而形成灾害，这给水资源的合理开发利用带来很大的困难。（2）时空分布的不均匀性平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系水资源是生活资料又是生产资料，在国计民生中用途广泛，各行各业都离不开它。从水资源利用方式看，可分为耗用水量和借用水体两种。生活用水、农业灌溉、工业生产用水等，都属于消耗性用水，其中一部分回归到水体中，但量已减少，而且水质也发生了变化；另一
22、种使用形式为非消耗性的，例如，养鱼、航运、水力发电等。水资源这种综合效益是其它任何自然资源无法替代的。此外，水还有很大的非经济性价值，自然界中各种水体是环境的重要组成部分，有着巨大的生态环境效益，水是一切生物的命脉。不考虑这一点，就不能真正认识水资源的重要性。随着人口的不断增长，人民生活水平的逐步提高，以及工农业生产的日益发展，用水量将不断增加，这是必然的趋势。所以，水资源已成为当今世界普遍关注的重大问题。（3）利用的广泛性和不可代替性平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系由于降水和径流的地区分布的地区不平衡和时程分配的不均匀，往往会出现洪涝、旱碱等自然灾害。开发利用水资源目的是
23、兴利除害，造福人民。如果开发利用不当，也会引起人为灾害，例如，垮坝事故、水土流失、次生盐渍化、水质污染、地下水枯竭、地面沉降、诱发地震等，也是时有发生的。水的可供开发利用和可能引起的灾害，说明水资源具有利与害的两重性。因此，开发利用水资源必须重视其两重性这一特点，严格按自然和社会经济规律办事，达到兴利除害的双重目的。水资源不是自然之物，而且有商品属性。一些国家都建立了有偿使用制度，在开发利用中受经济规律制约，体现了水资源的社会性与经济性。（4）利与害的两重性平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系(四)世界水资源1.世界水资源现状1993年1月18日，第47届联合国大会根据联合国环
24、境与发展大会制定的21世纪行动议程中提出的建议，通过了193号决议，确定自1993年起，将每年的3月22日定为世界水日，旨在推动对水资源进行综合性统筹规划和管理，加强水资源保护，解决日益严峻的缺水问题，开展广泛的宣传教育以提高公众对开发和保护水资源的认识。正当人类为和平与发展而不懈奋斗之时，联合国有关报告指出：缺水问题将严重制约下个世纪的经济和社会发展，并可能导致国家间的冲突。现在世界上有大约300条主要河流穿越一些国家的边界，这里生活着世界上40的人口。由于水供应不足及由此而引起的纠纷，已有大大小小140个地区出现紧张局势。为此，国际社会呼吁各国加强淡水资源管理，减少污染，保持水质，并通过磋
25、商谈判解决地区水源分配问题。平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系2.世界水资源供需简要分析1996年5月，在纽约召开的“第三届自然资源委员会”上，联合国开发支持和管理服务部(United Nations Department of Devetopment Support and Managment)对153个国家（占世界人口的98.93%）的水资源，采用人均占有水资源量、人均国民经济总产值、人均取（用）水量等指标进行综合分析，将世界各国分为四类，即水资源丰富国（包括吉布提等100多个国家）、水资源脆弱国（包括美国等17个国家）、水资源紧缺国（包括摩洛哥等17个国家）、水资源贫乏
26、国（包括阿尔及利亚等19个国家）（潘理中等，1996）。平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系按此种评价法目前世界上有53个国家和地区（占全球陆地面积的60%）缺水。其中包括：西班牙、意大利南部、达尔马提尼亚沿岸、希腊、土耳其、阿拉伯国家（叙利亚除外）、伊朗大部分地区、巴基斯坦、印度西部、日本、朝鲜、澳大利亚、新西兰的西部地区和南部地带、西北非和西南非沿岸、巴拿马、墨西哥北部、智利中部和美国西南部、中国。目前的趋势和预测已经表明，到21世纪初，水危机将成为几乎所有干旱和半干旱国家普遍存在的问题，联合国发表的世界水资源综合评估报告预测结果表明，到2025年，全世界人口将增加至83亿
27、，生活在水源紧张和经常缺水国家的人数，将从1990年的3亿增加到2025年的30亿，后者为前者的10倍，第三世界国家的城市面积也将大幅度增加，除非更有效地利用淡水资源、控制对江河湖泊的污染，更有效地利用净化后的水，否则，全世界将有1/3的人口遭受中高度到高度缺水的压力。如何合理地开发利用保护水资源，已是摆在全人类面前如何合理地开发利用保护水资源，已是摆在全人类面前 刻不容缓的课题。刻不容缓的课题。平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系（五）中国水资源1.水资源数量和质量(1）水资源数量我国是一个水资源短缺、水旱灾害频繁的国家，如果按水资源总量考虑，水资源总量居世界第六位，但是我国
28、人口众多，若按人均水资源量计算，人均占有量只有2500立方米，约为世界人均水量的1/4，在世界排第110位（按149个国家统计，统一采用联合国1990年人口统计结果），已经被联合国列为13个贫水国家之一。平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系(2)水资源质量地表水资源质量状况多年来，我国水资源质量不断下降，水环境持续恶化，由于污染所导致的缺水和事故不断发生，不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收，而且造成了不良的社会影响和较大的经济损失，严重地威胁了社会的可持续发展，威胁了人类的生存。为了加强水资源管理，提高人们的环境意识，引起政府和更多民众关注环境，我国每年6月5日“世界环境日”前夕
29、均发表中国环境公报，其中水环境作为重要的组成部分予以公布，表1-1-3是我国地表水污染状况。平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系是根据全国2222个监测站监测结果统计：平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系 我国地表水资源污染严重，地下水资源污染也不容乐观。“八五”期间水利部组织有关部门完成了中国水资源质量评价，其结果表明，我国北方五省区（新疆、甘肃、青海、宁夏、内蒙古）和海河流域地下水资源，无论是农村（包括牧区）还是城市，浅层水或深层水均遭到不同程度的污染，局部地区（主要是城市周围、排污河两侧及污水灌区）和部分城市的地下水污染比较严重，污染呈上升趋势（金传良等，
30、1996）。平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系根据北方五省区（新疆、甘肃、青海、宁夏、内蒙古）1995眼地下水监测井点的水质资料，按照地下水质量标准（GB/T14848-93）在69个城市中进行评价结果：平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系(二二)我国水资源简评我国水资源简评1.水资源人均量低，分布极不均衡 我国河川径流量27 115亿立方米，在世界主要国家中，仅次于巴西、前苏联、加拿大、美国和印尼，居世界第六位（表1-1-4）。国 家年径流量(亿m3)单位国土面积产水量(万m3/km2)人口（亿）人均占有水量(m3/人)耕地(108m2)单位耕地面积水量(m
31、3/100m2)巴西6950081.51.494680832.3215170前苏联5466024.52.8019521226.724111加拿大2901029.30.2810360743.666536中国2711528.411.54235097.327867印尼25300132.81.831382514.2178169美国2478026.42.509912189.313090印度2085060.28.502464164.712662日本5470147.01.2444114.33126328全世界46800031.452.9488401326.035294平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境
32、与地理科学系流 域河川年径流(亿立方米)人口(万)耕地(万亩)人均水量(立方米/人)亩均水量(立方米/亩)松花江7425112156621451474辽 河14834006643435223海滦河2881098716953262170黄 河661923318244716362淮 河6221416918453439337长 江9513379723517125052705珠 江33608202703240974778黄、淮、海、辽长江、珠江1729128733778946174602934220345527882853050/（%）13.48214316.39.3我国主要流域年径流及人均、亩均占有
33、量我国主要流域年径流及人均、亩均占有量资料来源:水利电力部水文局，1987，中国水资源评价，北京:水利电力出版社.平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系2.2.水资源供需矛盾加剧，威胁社会可持续发展水资源供需矛盾加剧，威胁社会可持续发展我国水资源供需状况不容乐观。长期以来，我国社会经济发展一直受缺水困绕，水资源成为国民经济发展的“瓶颈”，缺水量越来越多，缺水地区迅速由点到面，几乎成为全国性问题，并且此问题越来越突出。据统计，目前我国缺水量358亿立方米（P=75%），其中农业缺水300亿立方米，工业及城镇缺水58亿立方米。据预测，2010年，全国总供水量为6 2006500亿立方
34、米，相应的总需水量将达7300亿立方米，供需缺口近1000亿立方米，2030年全国总需水量将达10000亿立方米，全国将缺水40004500亿立方米，到2050年全国将缺水60007000亿立方米。值得说明的是，在19491994的46年间，我国的供水量仅增加4000亿立方米，在此期间水资源开采利用较容易，难度较小，如果在今后30余年水资源供水量增加40004500亿立方米（或者50多年增加60007000亿立方米），完成这项任务非常艰巨。平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系地球上的水循环水圈中的水并不是静止不变的，而是处于不断的运动之中，存在着明水圈中的水并不是静止不变的，而
35、是处于不断的运动之中，存在着明水圈中的水并不是静止不变的，而是处于不断的运动之中，存在着明水圈中的水并不是静止不变的，而是处于不断的运动之中，存在着明显的水文循环现象。显的水文循环现象。显的水文循环现象。显的水文循环现象。一一、水循环基本过程一一、水循环基本过程一一、水循环基本过程一一、水循环基本过程 水水水水循循循循环环环环是是是是指指指指地地地地球球球球上上上上各各各各种种种种形形形形态态态态的的的的水水水水，在在在在太太太太阳阳阳阳辐辐辐辐射射射射、地地地地心心心心引引引引力力力力等等等等作作作作用用用用下下下下，通通通通过过过过蒸蒸蒸蒸发发发发、水水水水气气气气输输输输送送送送、凝凝凝
36、凝结结结结降降降降水水水水、下下下下渗渗渗渗以以以以及及及及径径径径流流流流等等等等环环环环节节节节，不不不不断断断断的的的的发发发发生生生生相态转换和周而复始运动的过程。相态转换和周而复始运动的过程。相态转换和周而复始运动的过程。相态转换和周而复始运动的过程。平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系水循环平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系整整整整个个个个过过过过程程程程可可可可分分分分解解解解为为为为水水水水汽汽汽汽蒸蒸蒸蒸发发发发、水水水水气气气气输输输输送送送送、凝凝凝凝结结结结降降降降水水水水、水水水水分分分分入入入入渗渗渗渗，以以以以及及及及地地地地表表
37、表表、地地地地下下下下径径径径流流流流等等等等5 5 5 5个个个个基基基基本本本本环环环环节节节节这这这这5 5 5 5个个个个环环环环节节节节相相相相互互互互联联联联系系系系、相相相相互互互互影影影影响响响响，又又又又交交交交错错错错并并并并存存存存、相相相相互互互互独独独独立立立立，并并并并在在在在不不不不同同同同的的的的环环环环境境境境条条条条件件件件下下下下，呈呈呈呈现现现现不不不不同同同同的的的的组组组组合合合合，在在在在全全全全球球球球各各各各地地地地形形形形成成成成一一一一系系系系列列列列不不不不同同同同规模的地区水循环。规模的地区水循环。规模的地区水循环。规模的地区水循环。平
38、顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系一、水循环机理（一）循环服从质量守恒定律。整个循环过程保持着连续性，既无开始，也没有尾。从实质上说，水循环乃是物质与能量的传送、储存和转化过程，而且存在于每一环节。据测算全球海陆日平均蒸发量为1.5808万亿立米，是长江全年入海径流量的1.6倍，蒸发这些水汽的总消耗量高大3.8781021焦耳，如折合电能为10.771014千瓦时，等于1990年全世界各国总发电量的近100倍，所以地面潜热交换成为大气的热量主要来源。平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系（二）太阳辐射与重力作用，是水循环的基本能力（二）太阳辐射与重力作用，是水循环
39、的基本能力（二）太阳辐射与重力作用，是水循环的基本能力（二）太阳辐射与重力作用，是水循环的基本能力（三三三三）水水水水循循循循环环环环广广广广及及及及整整整整个个个个水水水水圈圈圈圈，并并并并深深深深入入入入大大大大气气气气圈圈圈圈、岩岩岩岩石石石石圈圈圈圈及及及及生生生生物物物物圈圈圈圈。其其其其循循循循环环环环路路路路径径径径并并并并非非非非单单单单一一一一的的的的，而而而而是是是是通通通通过过过过无无无无数数数数条条条条路路路路线线线线实实实实现现现现循循循循环环环环和和和和相相相相变变变变的的的的，所所所所以以以以水水水水循循循循环环环环系系系系统统统统是是是是由由由由无无无无数数数数
40、不不不不同同同同尺尺尺尺度度度度、不不不不同同同同规规规规模模模模的的的的局局局局部部部部水水水水循循循循环环环环所所所所组组组组合合合合而而而而成成成成的的的的复复复复杂杂杂杂巨巨巨巨系系系系统。统。统。统。（四）全球水循环是闭合系统（在当前的认识水平下），得局部水循环（四）全球水循环是闭合系统（在当前的认识水平下），得局部水循环（四）全球水循环是闭合系统（在当前的认识水平下），得局部水循环（四）全球水循环是闭合系统（在当前的认识水平下），得局部水循环却是开放系统。因为地球与宇宙空间之间虽亦存在水分交换，但每年交却是开放系统。因为地球与宇宙空间之间虽亦存在水分交换，但每年交却是开放系统。因为
41、地球与宇宙空间之间虽亦存在水分交换，但每年交却是开放系统。因为地球与宇宙空间之间虽亦存在水分交换，但每年交换的水量还不到地球上总贮水量的换的水量还不到地球上总贮水量的换的水量还不到地球上总贮水量的换的水量还不到地球上总贮水量的1/151/15亿，所以可将全球水循环系统近似亿，所以可将全球水循环系统近似亿，所以可将全球水循环系统近似亿，所以可将全球水循环系统近似的视为既无输入也无输出的的一个封闭系统，但对地球内部各大圈层，的视为既无输入也无输出的的一个封闭系统，但对地球内部各大圈层，的视为既无输入也无输出的的一个封闭系统，但对地球内部各大圈层，的视为既无输入也无输出的的一个封闭系统，但对地球内部
42、各大圈层，对海洋、陆地或陆地上某一特定地区，某个水体而言，既有水分输入也对海洋、陆地或陆地上某一特定地区，某个水体而言，既有水分输入也对海洋、陆地或陆地上某一特定地区，某个水体而言，既有水分输入也对海洋、陆地或陆地上某一特定地区，某个水体而言，既有水分输入也有水分的输出，因而是开放系统。有水分的输出，因而是开放系统。有水分的输出，因而是开放系统。有水分的输出，因而是开放系统。（五五五五）地地地地理理理理上上上上的的的的分分分分在在在在交交交交替替替替循循循循环环环环过过过过程程程程中中中中，总总总总是是是是溶溶溶溶解解解解并并并并携携携携带带带带着着着着某某某某些些些些物物物物质质质质一一一一
43、起起起起运运运运动动动动，诸诸诸诸如如如如溶溶溶溶于于于于水水水水中中中中的的的的各各各各种种种种化化化化学学学学元元元元、气气气气体体体体及及及及泥泥泥泥沙沙沙沙等等等等固固固固体体体体杂杂杂杂质质质质等等等等。不不不不过过过过这这这这些些些些物物物物质质质质不不不不可可可可能能能能象象象象水水水水分分分分那那那那样样样样，构构构构成成成成完完完完整整整整的的的的循循循循环环环环系系系系统统统统，所所所所以以以以通通通通常常常常意意意意义义义义上上上上的的的的水水水水文循环，仅指水分循环，简称水循环。文循环，仅指水分循环，简称水循环。文循环，仅指水分循环，简称水循环。文循环，仅指水分循环，简
44、称水循环。平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系三、人类活动对水循环的影响三、人类活动对水循环的影响类活动对水循环的影响主要表现在调节径流，加大蒸发，增加降水等方面上。类活动对水循环的影响主要表现在调节径流，加大蒸发，增加降水等方面上。水利措施，如修水库建水塘、开河渠等能拦蓄洪水，扩大灌溉面积，增加枯水径流和水利措施，如修水库建水塘、开河渠等能拦蓄洪水，扩大灌溉面积，增加枯水径流和地下水的补给，但同时由于水面面积的扩大和地下水位的抬高，又可加大蒸发；修筑地下水的补给，但同时由于水面面积的扩大和地下水位的抬高，又可加大蒸发；修筑梯田、鱼鳞坑、截水沟和平整土地，能增加入渗，削减洪峰，
45、增加土壤水分，也可加梯田、鱼鳞坑、截水沟和平整土地，能增加入渗，削减洪峰，增加土壤水分，也可加大蒸发。在农林措施中，大蒸发。在农林措施中，“旱改水旱改水”，深耕细作，封山育林，植树造林等，均能增加，深耕细作，封山育林，植树造林等，均能增加入渗，调节径流，加大蒸发，在一定程度上可调节气候，增加降水。入渗，调节径流，加大蒸发，在一定程度上可调节气候，增加降水。以上的人类社会活动主要是通过改变地球表面的性质，进而影响水循环过程的。而人以上的人类社会活动主要是通过改变地球表面的性质，进而影响水循环过程的。而人工降雨、人工消雹和人工消雾等活动则直接影响水汽的运移途径和降水过程，是通过工降雨、人工消雹和人
46、工消雾等活动则直接影响水汽的运移途径和降水过程，是通过改变局部水循环来达到防灾抗灾目的的有效措施。改变局部水循环来达到防灾抗灾目的的有效措施。平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系3水汽输送1蒸发4降水1蒸发4降水1植物蒸腾湖6地表径流6地下径流海洋5蒸发2降水平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系人类活动间接影响qq森林对降水的影响森林对降水的影响森林对降水的影响森林对降水的影响森林对降水的影响极为复杂，至今还存在着各种不同的看法。例如，法国学者森林对降水的影响极为复杂，至今还存在着各种不同的看法。例如，法国学者森林对降水的影响极为复杂，至今还存在着各种不同的看法
47、。例如，法国学者森林对降水的影响极为复杂，至今还存在着各种不同的看法。例如，法国学者F.F.哥里任斯基根据哥里任斯基根据哥里任斯基根据哥里任斯基根据对美国东北部大流域的研究得出结论，大流域上森林覆盖率增加对美国东北部大流域的研究得出结论，大流域上森林覆盖率增加对美国东北部大流域的研究得出结论，大流域上森林覆盖率增加对美国东北部大流域的研究得出结论，大流域上森林覆盖率增加1010，年降水量将增加，年降水量将增加，年降水量将增加，年降水量将增加3 3。根。根。根。根据前苏联学者在林区与无林地区的对比观测，森林不仅能保持水土，而且直接增大降水量，例据前苏联学者在林区与无林地区的对比观测，森林不仅能保
48、持水土，而且直接增大降水量，例据前苏联学者在林区与无林地区的对比观测，森林不仅能保持水土，而且直接增大降水量，例据前苏联学者在林区与无林地区的对比观测，森林不仅能保持水土，而且直接增大降水量，例如，在马里波尔平原林区上空所凝聚的水平降水，平均可达年降水量的如，在马里波尔平原林区上空所凝聚的水平降水，平均可达年降水量的如，在马里波尔平原林区上空所凝聚的水平降水，平均可达年降水量的如，在马里波尔平原林区上空所凝聚的水平降水，平均可达年降水量的1313。我国吉林省松江。我国吉林省松江。我国吉林省松江。我国吉林省松江林业局通过对森林区、疏林区及无林区的对比观测，森林区的年降水量分别比疏林区和无林区林业
49、局通过对森林区、疏林区及无林区的对比观测，森林区的年降水量分别比疏林区和无林区林业局通过对森林区、疏林区及无林区的对比观测，森林区的年降水量分别比疏林区和无林区林业局通过对森林区、疏林区及无林区的对比观测，森林区的年降水量分别比疏林区和无林区高出约高出约高出约高出约5050毫米和毫米和毫米和毫米和8383毫米毫米毫米毫米平顶山学院环境与地理科学系平顶山学院环境与地理科学系林地由于林冠、枯枝落叶层的截留和增大土壤渗蓄能力而起到拦洪作林地由于林冠、枯枝落叶层的截留和增大土壤渗蓄能力而起到拦洪作林地由于林冠、枯枝落叶层的截留和增大土壤渗蓄能力而起到拦洪作林地由于林冠、枯枝落叶层的截留和增大土壤渗蓄能
50、力而起到拦洪作用。用。用。用。在森林地区，通常约有在森林地区，通常约有在森林地区，通常约有在森林地区，通常约有2020左右的降水量为林冠所截留。林冠截留量左右的降水量为林冠所截留。林冠截留量左右的降水量为林冠所截留。林冠截留量左右的降水量为林冠所截留。林冠截留量主要与林木组成、林龄、郁闭度、前期降雨、雨强、降雨历时等有关。主要与林木组成、林龄、郁闭度、前期降雨、雨强、降雨历时等有关。主要与林木组成、林龄、郁闭度、前期降雨、雨强、降雨历时等有关。主要与林木组成、林龄、郁闭度、前期降雨、雨强、降雨历时等有关。林冠截留的雨量最终消耗于蒸发。下表为我国一些地区森林最大截留林冠截留的雨量最终消耗于蒸发。