通用水量平衡方程.ppt

第四章海洋和陆地水,第一节地球水循环和水量平衡,一、地球上水的分布,地球上水量总体积为1.51093。,当量深度：各类水体铺在地球表面的平均深度。海洋水体的当量深度为2700-2800m，冰和雪为50m，地下水为15m，陆地上的河湖水为0.4-1.0m，大气水的当量深度为0.03。水域是指水体的地理位置，自由水面的形状与面积。水圈是由地球表面各类水体各地水域共同组成，抽象为覆盖地球表面的水层，实际上是不连续的、上下高程相差很大的自在水体水域的总称。,二、水循环,（一）水循环及其基本过程与类型1、水循环,水循环指的是地球上各种形态的水，在太阳辐射、重力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。,小循环，又称为内部循环，是指发生在海洋与大气之间，或陆地与大气的水分交换过程。,海洋小循环是指从海洋表面蒸发的水汽，在海洋上空凝结致雨，直接降落到海面上的过程；,陆地小循环是指陆地表面和植物蒸腾蒸发的水汽，在陆地上空成云致雨，降落至地表的循环过程。,2、水循环的分类,（二）水循环机理,第一，水循环服从于质量守恒定律。水循环从实质上讲是物质与能量的传输、储存和转化过程，并且整个过程具有连续性。,第二、水循环的基本动力是太阳辐射能与地球引力，以及在水循环过程中的能量转移。,第三，水循环广及整个水圈，并深入大气圈、岩石圈及生物圈，同时通过无数条路线实现循环和相变。,（二）水循环机理,第四，从全球看，水循环是一个闭合系统，但从局部地区看水循环确实开放系统。,第五，地球上的水在循环过程中，总携带一些物质一起运动，不过这些物质并不像水那样构成完整的循环系统，因此通常讲的水文循环，仅指水分循环，简称水循环。,（三）水循环意义,第一，水循环不仅将地球上的各种水体，组合成连续、统一的水圈，而且在循环过程中渗入大气圈、岩石圈与生物圈，将地球上的四大圈层联系在一起，形成相互联系、相互制约的统一整体。,第二，地球上的水循环是巨大的物质和能量流动，是具有全球意义的能量传输过程。,第三，水循环是海陆间联系的主要纽带。,第四，水循环不断塑造地表形态。,第五，由于存在水循环，水才能周而复始地被重新利用，成为可再生资源。,各类水体的更新周期：多年冻土带的地下冰和极地冰盖更新周期最长，约需1万年左右。海水更新则需2500年，山岳冰川视其规模不同约需数十年至1600年，深层地下水1400年，较大的内陆海1000年，湖泊数至十年，沼泽15年，土壤水280天至1年，河川水1020天，大气水89天，生物水则仅需数小时。,三、水量平衡,（一）通用水量平衡方程,水量平衡是水循环的数量表示。依据质量守恒定律，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，其收入水量等于支出水量和区域内蓄水变量之和。,收入水量,支出水量,蓄水变量,细化的通用水量平衡方程,P为时段内降水量；,为时段内水汽凝结量和蒸发量,分别为时段内地表流入与流出的水量,分别为时段内从地下流入与流出的水量,分别为时段始末蓄水量。,为时段内工农业及生活净用水量；,通用水量平衡方程,（二）区域水量平衡方程,全球水量平衡方程,大陆降水量,海洋降水量,大陆蒸发量,海洋蒸发量,年平均大洋淡水平衡方程式,大洋年降水量加上入海径流量等于大洋年蒸发量,流域水量平衡方程式,多年平均的流域水分平衡方程,（三）全球水平衡状况,4、海洋蒸发量大于降水量，陆地蒸发量小于降水量。海洋和陆地水最后通过径流来平衡。,3、陆地降水量只有11%来源于陆地蒸发，说明大陆气团对陆地降水的作用远远不及海洋气团的作用。,2、海洋蒸发量提供了海洋降水量的85%和陆地降水量的89%，海洋是大气水分和陆地水的主要来源。,1、海陆降水量之和等于海陆蒸发量之和，说明全球水量保持平衡，基本上长期保持不变。,（四）研究水量平衡的重要性,（1）通过水量平衡研究，可以对研究地区的自然地理特征做出评价。,多年平均蒸发系数,多年平均径流系数,（2）水量平衡分析是水资源研究的基础。,（3）水量平衡是现代水文学研究的基本理论之一。,（4）水量平衡法是揭示人与环境间相互影响的方法之一。,第二节海洋起源与海水理化性质,一、海和洋,地球表面广阔连续的水面称为大洋，世界大洋可分为四个：太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋,各大洋的边缘部分接近或伸入陆地，并或多或少地与大洋主体有所隔离的水域称为海。海从属于洋，或者说海是洋的组成部分。海被分为四类：,1、内海也称“地中海”。它周围被陆地包裹，仅有一个或几个海峡与大洋或与邻海沟通,地中海,黑海,红海,波罗的海,渤海,2、边缘海位于大陆边缘，以半岛或岛弧与大洋或与邻海相隔，但直接受到洋流、潮汐传播的影响。,白令海,黄海,日本海,鄂霍次克海,东海,3、外海它虽位于大陆边缘，但与大洋有广阔的联系,阿拉伯海,巴伦支海,4、岛间海指大洋中被一系列岛屿环绕的水域。,二、海水的组成和物理化学性质,（一）海水的化学成分海水是含有多种溶解固体和气体的水溶液，其中水约占96.5%，其他物质占3.5%。海水中还有少量有机和无机悬浮固体物质。,每升海水中含100以上的元素，叫常量元素，不足100的叫微量元素。,（二）海水的盐度和氯度海水盐度是指水中全部溶解固体与水重量之比，平均为34.6，变化范围3340，有的超过44每千克海水中所含氯的克数，称海水的氯度。标准海水的氯度为19.381。,（三）海水的温度、密度和透明度1、温度2、密度单位体积中的海水质量就是海水的密度，单位是g/3。海水密度值约为1.0221.028。海水最大密度的温度则随盐度增加而降低。结冰温度也随盐度增加而降低，但比较和缓。当盐