水 文 学3.ppt

1、水 文 学hydrology,城 环 学 院 2012-2013（2）,Company Logo,海洋水96.53%,第二节 水量平衡,13.86亿km3,57.7万km3 -0.0416%,2400年,Company Logo,陆地上的各种水体,人类可直接利用的水体:河流水、淡水湖泊水、浅层地下水 0.3%,Company Logo,以陆地上的年降水量为基准，全球水循环中的水量关系 （100119,000 km3/year)，水文手册by D.R. Maidment, 1993,全球水循环中的水量,Company Logo,水量平衡：任意选择的区域或水体，在任意时段内，其收入与支出水量之间的

2、差额必等于该时段内某区域或水体蓄水的变化量。,水量平衡方程是水循环的数学表达式,通用、全球、海洋、陆地、流域水量平衡方程等,Company Logo,水量平衡方程式的通式： I是水量的收入项，Q为水量的支出项，ds为研究时段内区域或水体内的蓄水变化量； 分别是计算时段t内的水量收入、支出与蓄水变化量。,通用水量平衡方程,Company Logo,以陆地上任一地区为研究对象，沿该地区边界作一垂直柱体，以地表作为柱体的上界,以地面下某一深度为柱体的下界(以界面上不发生水分垂直交换的深度为准),则水量平衡方程式可写做为： P为时段内降水量； E1 、 E2分别为时段内水汽凝结量和蒸发量； R表、 R

3、表分别为时段内地表流入与流出的水量； R地下、 R地下分别为时段内地下流入与流出的水量； S1 、 S2分别为时段内始末蓄水量。 q为时段内工农业以及生活净用水量；,通用水量平衡方程,Company Logo,令E= E2E1为时段内净蒸发量；s= S2S1为时段内蓄水变化量，则上述水量平衡方程式可以变化为： 此式为通用水量平衡方程式，其简繁程度与研究对象及时段长短有关。 如对于多年平均来说，s0，可忽略不计； 但对于短时段而言，蓄水变化量s非但不可忽略，而且必须细分为地表水体蓄水变化量、土壤蓄水变化量、地下水蓄水变化量等。,通用水量平衡方程,Company Logo,全球水量平衡系由海洋和陆

4、地水量平衡联合组成。 1、海洋水量平衡方程式 以全球海洋为研究对象，则任意时段内的水量平衡方程式为： 多年平均状态下s海0，所以 即在多年平均状态下，整个海洋的降水量加上入海径流量与海面水蒸发量处于动态平衡状态。 对于各大洋来说，降水量与入海径流量之和并非等于蒸发量？,全球水量平衡方程,Company Logo,对于各大洋来说，降水量与入海径流量之和并非等于蒸发量？,各大洋间存在着水量交换,Company Logo,2、陆地水量平衡方程式 陆地上水循环可分为外流区与内流区，其水量平衡方程式可分为外流区和内流区水量平衡方程。 1）外流区水量平衡方程 对于外流区来说，任意时段的水量平衡方程为： P

5、外E外R地表R地下= s外 对于多年平均而言s外0，并以R= R地表R地下，则有 P外、E外、R地表、R地下和s外分别为外流区任意时段内降水量、蒸发量、入海的地表与地下径流量和蓄水量变化；,全球水量平衡方程,Company Logo,2）内流区水量平衡 内流区水循环基本上呈闭合状态，除了上空存在与外界水汽发生交换外，内流区的降水最终全部转化为水汽，没有水量入海。因此在多年平均情况下的水量平衡方程为： 分别为内流区多年平均降水量、蒸发量。,全球水量平衡方程,Company Logo,3）陆地水量平衡方程 陆地水量平衡方程是由外流区与内流区水量平衡方程的组合： 由于 ， 全球陆地平均降水量P 陆为

6、800mm，平均蒸发E 陆为485mm，两者之差为315mm，它与入海径流量R 相当。,全球水量平衡方程,Company Logo,Company Logo,3、全球水量平衡方程式 全球水量平衡方程式是海洋水量平衡方程式与陆地水量平衡方程式的组合： 海洋水量平衡方程式： 陆地水量平衡方程式： P 海P 陆= E 陆E 海 即海洋与陆地的多年平均降水量等于海洋与陆地多年平均蒸发量，即 在水循环过程中，全球总水量不变，但各种水体之间相对数量却是不断变化的。,全球水量平衡方程,Company Logo,全球水量平衡,有效水汽输送,Company Logo,Company Logo,流域水量平衡方程,

7、流域（Drainage basin）：河流的干流和支流所流过的整个区域。 是由分水线所包围的河流集水区,Company Logo,流域多年水量平衡关系,Company Logo,水-土-植系统的平衡方程,Company Logo,水量平衡研究的意义,通过水量平衡研究，可以定量地揭示水循环过程与全球地理环境、自然生态系统之间的联系、相互制约的关系，揭示水循环过程对人类的影响及人类活动对水循环的消极影响和积极控制作用； 水量平衡是研究水循环系统内在结构和运行机制、分析系统内蒸发、降水及径流等各环节之间内在联系、揭示自然界水文过程基本规律的主要方法 水量平衡是分析水资源现状评价与供需预测研究工作的核

8、心。 在流域规划、水资源工程系统规划与设计中同样离不开水量平衡工作。,Company Logo,将式 两边除以 ，则该式变成,通常，0用以描述流域的气候地理特征，如： 湿润地区：0 0.5; 半干旱地区：0 0.3； 干旱地区: 0 0.1。,流域水文气候特征:,Company Logo,人类合理利用水循环原理改造客观世界的行为,1.植树造林,2.修建水库,3.跨流域调水,4.保护湿地,5.人工降水,人类活动对水循环的影响,违反水循环规律行为,滥砍滥伐,围湖造田,滥垦湿地,河流水体污染,过度抽取地下水,Company Logo,这是喜马拉雅山，这是尼泊尔，这是青藏高原。由于印度洋暖湿气流的影响

9、，尼泊尔王国温暖湿润，四季如春，而山的北麓由于寒冷则终年积雪，如果沿着山腰打开一条通路，将湿气引到山的这一边来，那中国的青藏高原该会变成多少鱼米之乡呵！,你把这个想法献给国家吧,我敢保证藏族人民一定不会亏待你的。,拉倒吧,真要是暖流吹过去,冰雪化了,青藏高原是富了,下面的二十几个省全泡水里了。汉族人民该跟我急了。,不见不散,Company Logo,读“水循环示意图”， 回答问题 1水循环学说认为() A水循环指水的固态、液态、气态的三态变化 B水污染可以依靠水循环完全解决 C水循环是自然界物质运动和能量转化的重要形式 D水循环不能使岩石圈中化学元素迁移 2关于该图，下列判断错误的是() A该

10、图缺少了两个水循环的重要环节 B该循环使水资源得到不断的更新 CA环节是水汽输送，B环节是地表径流 D人类目前只能影响该循环的个别环节,C,A,Company Logo,3属于陆上内循环的地理现象有() A长江东流 B塔里木河夏汛 C台风登陆 D海水蒸发 4下列地理现象中直接参与海陆间水循环的是() 长江大西洋上未登陆的飓风东南季风塔里木河河水蒸发 A B C D 5目前，人类对水循环过程可施加影响的主要环节是() A水汽输送 B人工降雨 C地表径流 D植物蒸腾,B,B,C,Company Logo,6下图是“水循环的局部示意”，其中椭圆表示海洋，则箭头可能表示() A地表径流 B蒸发 C大气

11、降水 D下渗,B,Company Logo,读“水循环示意图”， 回答问题 7有关图中叙述正确的是() A表示地表径流 B水得以循环的动力主要是地球内部的热能 C在水循环过程中伴随着物质的运动和能量的交换 D人类只能影响图中的环节 8关于水循环深刻而广泛地影响着全球地理环境的原因，叙述正确的是() 它是地球上最活跃的能量交换过程之一，能缓解不同纬度热量收支不平衡的矛盾 它是地球上最活跃的物质转移过程之一，是海陆间联系的主要纽带 它是自然界最富动力作用的循环运动，但不能塑造地表形态 它对地表太阳能起到传输作用，但不能起吸收和转化的作用 A B C D,C,A,Company Logo,读水循环示意图，回答下列问题 (1)填出图中数字序号表示的水循环环节名称： _，_，_， _，_，_， _，_，_。 (2)目前我国正在进行的南水北调工程与哪一环节关系最密切？_(填数字序号