水文地质学：第二讲 地下水的形成_00-第二讲

1、水 文 地 质 学,授 课 人：马传明() 专 业：地质学(地质调查) 班 级：012101-2 时 间：2012年10月2012年11月 上课地点：9-10、12-17周：星期二，7-8节，教一楼303 星期三，5-6节，教一楼507 9-16周：星期五，3-4节，教一楼408 实验地点：水工楼-105,http:/,第二讲 地下水的形成,第二章 地球中水的分布与循环,第二章 地球中水的分布与循环,2.1 地球上的水 2.2 自然界的水循环 2.3 与水文循环有关的气象、水文因素 2.4 我国的水文循环概况 2.5 本章小结,2.1 地球中的水,图1-附1 地球的结构示意图,大气圈,莫霍面,

2、谷登堡面,2.1.1 地球的结构 整个地球不是一个均质体，而是具有明显的圈层结构(图1-附1)。地球每个圈层的成分、密度、温度等各不相同。,地球结构的特点： 地球各圈层在分布上有一个显著的特点，即固体地球内部与表面之上的高空基本上是上下平行分布的。 在地球表面附近，各圈层则是相互渗透甚至相互重叠的(大气圈、水圈和生物圈这三个圈层之间没有明显的界线，它们彼此渗透，相互影响)，其中生物圈表现最为显著，其次是水圈。,2.1.2 地球上水的来源 地球上的水源来自太空和地球内部： 水从太空来到地球有三个途径： *一是来自落在地球上的陨石； *二是来自太阳的质子形成的水分子； *三是来自太空频繁光顾地球携

3、带有水的彗星和小行星。 地球上的水是在原始地壳形成以后，在整个地质时期内从地球内部不断逸出而起源的。,2.1.3 地球上水的分布 地球是个富水行星，赋存于各个层圈。 根据地球各层圈水的分布及其存在状态，地球上的水可分为浅部层圈水、深部层圈水两大类。,2.1 地球上的水 2.2 自然界的水循环 2.3 与水文循环有关的气象、水文因素 2.4 我国的水文循环概况 2.5 本章小结,第二章 地球中水的分布与循环,2.2 自然界的水循环,地球深部层圈的水和矿物结合水与地球浅部层圈中自由态的水相互转化，地球各圈层中以各种形式存在的水是一个相互联系、相互转化的整体，即水圈或水系统。 在这个整体内的水相互联

4、系、相互转化的过程即是自然界的水循环(图1-1)。 自然界的水循环根据循环途径长短、循环速度的快慢以及涉及层圈的范围，分为水文循环、地质循环两类: 2.2.1 水文循环 水文循环是发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的循环。 2.2.2 地质循环 水的地质循环即地球浅部与深部层圈之间水的相互转化过程。,2.2.3 小结 水文循环与地质循环是很不相同的自然界水循环： 水文循环通常发生于地球浅层圈中，是H2O分子态水的转换、更替较快；水文循环对地球的气候、水资源、生态环境等影响显著，与人类的生存环境有直接的密切联系；水文循环是水文学与水文地质学研究的重点。 水的地质循环发生于地球浅层圈

5、与深层圈之间，常伴有水分子的分解和合成，转换速度缓慢。研究水的地质循环，对深入了解水的起源、水在各种地质作用过程乃至地球演化过程中的作用，具有重要意义。,2.1 地球上的水 2.2 自然界的水循环 2.3 与水文循环有关的气象、水文因素 2.4 我国的水文循环概况 2.5 本章小结,第二章 地球中水的分布与循环,2.3 与水文循环有关的气象、水文因素,2.3.1 气象因素 自然界中水文循环的重要环节蒸发、降水都与大气的物理状态密切相关，气象和气候因素对水资源的形成和分布具有重要的影响。 大气圈中水汽的分布 大气的主要成分：氮(78%)、氧(21%)。 水汽在大气圈中的分布： 横

6、向上随纬度变化：赤道带附近大气中水蒸汽的含量为2.6%；北纬70处大气中水蒸汽的含量0.2%；90纬度带大气中水蒸汽的含量为0.9%。 垂向上大气圈下部到上部，水汽含量逐渐变小：大气圈最下部3.5km范围内集中了其全部水量的70%；大气圈下部5.0km范围内含其全部水量的90%。, 大气圈的结构 根据大气的热力学性质，自地表而上可将大气圈分为5层：对流层、平流层、中层、热层和外层。,大气层的结构及特点,对流层最接近地表，水汽也主要分布在对流层的下部。因此，对流层的物理状态及运动规律是影响水文循环和水资源分布的最重要的因素。, 大气的热源 太阳的热辐射是地表和大气的最

7、主要热源： 大气直接吸收的太阳辐射能，仅15%； 地表是大气的二次热源：43%的太阳辐射能达到地球表面，地表接受辐射增热后，自身再向大气和宇宙空间辐射能量； 此外，空气与地面直接接触，由于热传导、对流而升温，更是大气增温的主要原因。那么，地表热力状况在时空上的变化，直接引起大气物理状态的变化。 主要气象要素 气象要素是指构成和反映大气状态和大气现象的基本因素。 主要气象要素有气温、气压、湿度、蒸发、降水、风、辐射、日照以及各种天气现象等。, 小结 气象要素的变化决定了大气物理状态。 在一定地区一定时间内，各种气象要素的综合影响所决定的大气物理状态称为天气。 某一区

8、域天气的平均状态(气象要素的多年平均值)，称之为该地区的气候。 无论是变化迅速的气象要素，还是变化缓慢的气候要素，对于自然界水文循环过程，以至地下水的时空分布都具有重要影响。,2.3.2 径流 径流是水文循环的重要环节和水均衡的基本要素，系指降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。 径流可分为地表径流和地下径流，两者具有密切的联系，并经常相互转化。 地表径流有按系统分布的特点。 描述地表径流系统的术语：水系、流域、分水岭。 描述地表径流特征的术语：流量、径流总量、径流模数、径流深度、径流系数。,2.1 地球上的水 2.2 自然界的水循环 2.3 与水文循环有关的气象、水文因素 2.

9、4 我国的水文循环概况(自学) 2.5 本章小结,第二章 地球中水的分布与循环,2.1 地球上的水 2.2 自然界的水循环 2.3 与水文循环有关的气象、水文因素 2.4 我国的水文循环概况 2.5 本章小结,第二章 地球中水的分布于与循环,2.5 本章小结,2.5.1 学习要求 了解地球上水的分布； 掌握自然界的水循环； 理解与水文循环有关的气象水文因素； 了解我国水循环概况。 2.5.2 练习题 (1)从大气圈到地壳上半部属于浅部层圈水，其中分布有大气水、地表水、地下水以及生物体中的水，这些水以 形式存在， 为主， 、 也存在。 (2)深层圈水分布于地壳下半部直到下地幔这一范围。在地壳下部深约15-35km处，地温高达400以上，压力也非常大，这里的水不可能以普通 水或