水文学复习资料.doc

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1、第一章地球上的水分循环和水量平衡第一节 地球上的水分循环一、地球上水的分布地球的水量估计二、水分循环(thehydrologicalcycle)（一）水分循环及其成因 1.水分循环的概念水圈中各种水体通过不断蒸发，水汽输送，凝结，降落，下渗，地面和地下径流的往复循环过程，如图所示，称为水分循环。水文循环贯穿整个水圈，上至10km，下至地表以下1km左右也正是水的循环运动,使得人类永续用水；生活，发电，工业。农业等。因此，研究水循环是水文学的重要内容，也是核心内容。2.水循环的基本过程整个水分循环过程包括了蒸发、降水、径流3个阶段和水分蒸发、水汽输送、凝结降水、水分下渗、径流5个环节。①降

2、水（Precipitation）：大气中水汽凝结后以液态水或固态水降落到地面的现象。如雨、雪、雾、雹、霰等。②蒸发（Evaporation）：水分子从水面、冰雪面或其它含水物质表面以水汽形式逸出的现象。包括截留蒸发、地面蒸发、叶面蒸发、水面蒸发等。③径流（Runoff）：陆地上的降水由地面和地下汇流到河流、湖库、沼泽、海洋、含水层或沙漠的水流。包括地面径流和地下径流。④渗流（Seepageflow）：水从地表渗入地下及在地下流动的现象。3.水分循环原因内因是水的“三态”变化。在一定条件下，水的气态、液态、固态可以相互转化。这使水分循环过程的转移、交换成为可能。外因是太阳辐射和地心引力。太

3、阳辐射的热力作用为水的“三态”转化提供了条件；太阳辐射分布的不均匀性和海陆的热力性质的差异，造成空气的流动，为水汽的移动创造了条件。地心引力（重力）则促使水从高处向低处流动。从而实现了水分循环。（二）水分循环类型 地球上的水分循环，根据其路径和规模的不同，可分为大循环和小循环。1．大循环海陆之间的水分交换过程，称为大循环，也称海陆间循环。它是由许多小循环组成的复杂的水分循环过程。2．小循环小循环是指水仅在局部地区（海洋或陆地）内完成的循环过程。小循环可分为海洋小循环和陆地小循环。(三)水循环周期大气中总含水量约1.29×105亿m3全球年降水总量约5.77×106亿m3大气中的水汽平均每

4、年转化成降水44次（5.77×106亿m3/1.29×105亿m3）,即大气中的水汽每8天更新1次；全球河流总储水量约2.12×104亿m3河流年径流量约4.7×105亿m3全球的河水每年更新22次(4.7×105亿m3/2.12×104亿m3)也即河水每16天多更新一次（四）水分循环的地理意义1.水文循环与地球圈层构造2.水循环与全球气候（1）水循环是大气系统能量的传输、储存、和转化者;（2）水循环促进全球水热平衡；（3）水循环的强弱与路径影响到各地的天气过程3.水循环与地貌形态及地壳运动4.水循环与生态平衡(1)水是生命之源，是生物有机体的基本组成物质；（2）水文循环是制约一个地区生

5、态环境平衡或失调的关键，是影响生物有机体活动旺盛、枯萎的主要因子。5.水循环与水资源开发利用水循环----水资源可再生---永续利用---水资源可持续利用（区别于“取之不尽，用之不竭”）可利用的水资源量是有限的---------必须重视水资源的合理利用与保护；只有开发利用的强度不超过水循环更新速度，并控制水污染的条件下，水才能永续利用。水资源是有限的，而水资源需求量不断增加，且水污染日趋严重，应如何解决这一矛盾？研究水文循环的目的，在于认识它的基本规律，揭示其内在联系，这对合理开发和利用水资源，抵御洪旱灾害，改造自然，利用自然都有重要的意义。6.水循环与水文现象以及水文学科的发展7.第二

6、节水量平衡一、概述所谓水量平衡，是指任一区域(如一个流域)在任一时段（如一年）内，其收入水量与支出水量之差额等于区域内蓄水变量。式中：叫为收入水量；为支出水量；以为蓄水变量。在多水期为正值，表示蓄水量增加；在少水期为负值，表示蓄水量减少；多年平均水量即为：水平衡原理示意图图A图B某一地区某一段时期内某一地区某一段时期内储水变量（增加）储水变量（减少）原有水量水量的支出水量的收入二、通用水量平衡方程取陆地上任一地区三度空间的闭合柱体，其上界为地表，下界为无水分交换的深度。任一时间内的水量平衡方程式为：若令E＝E2一E1为时段蒸发量，△S=S2-S1为时段内蓄水变量，则上式可改写为：此式即为

7、通用水量平衡方程式。水量平衡方程式是水分循环的数学表达式，根据不同的区域可建立不同的水量平衡方程。三、全球水量平衡1.对于某一时段∆t :就全球的整个大陆，其方程为:Pc-R-Ec=∆Sc 式中Pc、Po分别为大陆和海洋在时段∆t间的降水量；R流入海洋的径流量；∆Sc、∆So分别为大陆和海洋在时段∆t间的蓄水变量，等于时段末的蓄水量减时段初的蓄水量。就全球的海洋，其方程为 :Po+R-Eo=∆So对于全球：Po+Pc-(Ec+Eo)