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1、第六章 水圈与水平衡（参考）,自然地理学,水圈与水资源,主讲：地理系 刘超,水,什么是水？ 水有什么特征？ 地球上有多少水？储存在哪里？ 水有哪些用途？ 哪些水我们可以用？ “谁家”有多少水？谁家的水快要用完？ 我们怎样科学合理的用水？ ,百度百科水,生态学,地理学,水圈(Hydrosphere),地球外圈中作用最为活跃的一个圈层; 一个连续不规则的圈层; 与大气圈、生物圈和地球内圈的相互作用，直接关系到影响人类活动的表层系统; 外动力地质作用的主要介质; 是塑造地球表面最重要的角色 ; ,什么是水圈，水圈有哪些特征？,第三部分水圈与水资源,第一节 水圈的组成与结构 第二节 水的运动与水量平衡
2、 第三节 水与水资源,一、水圈的组成,海洋水：海洋是水圈的主体，是地球上水的最大源地。全球海洋总面积为3.61108 km2，约占地球表面的71%；海水总体积约为1.37109 km3，约占地球总水量的96%-97%。,陆地水：河流；湖泊；沼泽；地下水；冰川。,陆地水,地球上的水,地球上的水如何分类？,物理形态,存在载体,水的性质,地球上水的组成与分类,陆 上,P：目前最为宝贵的是哪部分？,水体存在的方式,Sum up,地球上的水以气态、液态和固态三种形式存在于空中、地表与地下。 海洋水、河流水、湖泊水、沼泽水、土壤水、地下水、冰川水、大气水以及存在于动、植物有机体内的生物水。 海水构成水圈的
3、绝大部分；其次为冰川固态水；陆地上的河、湖、土壤水、地下水等水体分布很广，但其所占比重却很小。,1、海 洋 水,P1：海有多大，水有多深？,全球海洋面积3.61108km2,体积1.37109km3。 假如地球是一个平滑的球面，把海水平铺在地球上，将出现一个深2440m的环球大洋。,P2：海水有哪些成分？,海水是一种化学成分复杂的混合溶液,溶解了许多盐类和气体。 海水盐类的主要元素:氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、硼、碘、硅等。,海洋形态,广阔深邃而有垠 地球总面积：5.1亿km2 海洋面积：3.61亿km2，占地球表面积的70.8% 平均深度：4000m，最深：11034m 陆地最高：884
4、8m，地球半径：6371km 平面上，相互沟通，并被大陆分割 剖面上，可分成大陆架、大陆坡、海沟、洋盆、海岭以及边缘海等形态的,大洋海水平均温度垂直分布,T：海水热量主要来源？,大洋蒸发、降水、盐度,E：大洋表面蒸发量 P：降水量 E-P：蒸发与降水差 S：盐度,问：S线与（E-P）线为什么不是刚好重合？,2、陆 地 水,（1）河流：大气降水或地下涌出地表的水，汇集在地表低洼处，在重力作用下经常或周期性地沿流水本身造成的洼地流动，就形成了河流。 （2）水系：河流沿途接纳支流，形成复杂的干支流网络系统，就是水系。 （3）流域：每一条河流或每一个水系都从一定的陆地面积上获得补给水，这一集水区就是河
5、流或水系的流域。 （4）分水线：两相邻流域间地面高程最高点的连线，就是两个水系的分水线。,(1) 河 流,自然河流是指大气降水（或地下涌出地表的水）汇集在地表低洼处，在重力作用下经常性（或周期性）地沿流水本身造成的洼地流动的水体。 广义的河流，包括江、河、运河等，是指陆地表面成线形的自动流动的水体。 较大的河流可分河源、上游、中游、下游、河口五个部分。河源是河流的发源地。河口是河水的出口处。,T：河网密度drainage density？,河网密度D（km/km2）,河网密度表示一个地区河网的疏密程度。,Q1怎么计算河网密度？,Q2河网密度的影响因素？,(2) 径流的形成过程,径流：大气降水到
6、达地面后，除一部分蒸发外，其余则通过地面或地下汇集到河流，这种汇水过程称为径流。,大气降水,植物截留,流域蓄渗,坡地漫流,河槽集流,T:降水的哪些要素影响径流?,同一地区，一天5mm和50mm降水量，？ 同一地区，一天50mm和一年50mm，？ 鲁磨路上，西区操场上，南望山上，一小时5mm，？ 下雨，降雪，？ ,降雨量，降水强度，历时长短，降水分布，降水形式,T:植被对水土保持的作用如何发生?,枝叶、树干， 枯枝落叶， 根系，,吸收吸附降水，减少径流量，延缓径流形成时间， 抗击雨水冲击力，保护土壤，减少侵蚀量，,河水有哪些补给来源？,雨水 季节性积雪融水 冰川融水 湖泊与沼泽水 地下水,T:不
7、同补给来源的河流的汛情?,河流与人类,T1:河流有哪些用途？,灌溉 航运 发电 水产 城市供水 接纳转移污染物 ,河流与人类,T2：河流会带来哪些副作用？,洪水洪灾， 岸崩、滑坡 异地污染物 ,河流与城市,中国大陆径流分带与变差系数（据中国自然地理图集）,径流的年际变化：指径流多年的变化。往往是由于降水量的年际变化引起的。通常以径流的离差系数来表示年径流的变化程度。 影响年径流的离差系数的主要因素有年径流量、径流补给来源和流域面积大小。 我国河流年径流的离差系数由东南丰水带的0.20.3 到西北缺水带的0.81.0。,(3) 湖 泊,湖泊,陆地表面天然洼地积水形成的,水域比较宽广的,换流较为缓
8、慢的水体。露天采矿场凹地积水和拦河筑坝形成的水库也属湖泊之列称人工湖。 P:影响湖泊水量的因素有哪些?,火口湖,火口湖：火山锥顶上的凹陷部分积水形成的湖泊。又称火山口湖。外形似圆形或马蹄形。火口湖面积不大、湖水较深。,长白山天池,火山创造的奇迹,堰塞湖,堰塞湖形成过程： 1、存在一个原有的水系。 2、原有水系被堵塞物堵住。 3、河谷、河床被堵塞后，流水聚集并且往四周漫溢。 4、储水到一定程度便形成堰塞湖。,堵塞物可能是火山熔岩流，可能是地震活动等原因引起的山崩滑坡体，可能是泥石流，亦可能是其他的物质。,风成湖,风成湖是沙漠中低于潜水面的沙丘洼地，在降水或地下水补给下形成的 。 风成湖泊不流动的
9、死水湖，面积小，水浅无出口，湖形多变，常是冬春积水，夏季干涸或成为草地。由于沙丘随定向风的不断移动，湖泊常被沙丘掩埋而成地下湖。 1、沙丘移动形成丘间盆地或洼地； 2、有降水或地下水补给,海成湖,海成湖原系海湾，后湾口处由于泥沙沉积而将海湾与海洋分隔开而成为湖泊，又称泻湖。 1、海岸线受海浪的冲击、侵蚀，其形态在不断的发生着变化。 2、海岸线由平直变成弯曲，形成海湾，海湾口两旁往往由狭长的沙咀组成。 3、狭长的沙咀愈来愈靠近，海湾渐渐的与海洋失去联系，而形成泻湖。,如宁波的东钱湖和杭州的西湖。,冰成湖,冰成湖 由冰川刨蚀和冰碛作用所成洼地中潴水形成的湖泊。包括冰蚀湖和冰碛湖等。多分布在古代冰川
10、作用区，成群出现，形状多种多样，湖岸曲折。 如芬兰、瑞典、北美洲以及中国青藏高原上的一些湖泊。,湖泊按成因分：构造湖、火口湖、堰塞湖、河成湖、风成湖、海成湖、冰成湖、溶蚀湖等。,了解我国的一些湖泊之最,最大的湖泊青海湖，4500km2 最大的淡水湖鄱阳湖，3500km2（高水位） 海拔最高的湖泊纳木错，湖面高程4718m 水体最深的湖泊长白山天池，373m,(4) 沼泽与湿地,沼泽:地面长期处于过湿状态或潴滞着微弱流动的水，生长着喜湿和喜水植物，并有泥炭积累的洼地。 湿地:国际湿地公约定义为天然或人工、常久或暂时性的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带，带有或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体，
11、包括低潮时水深不超过六米的水域。,(5) 地 下 水,地下水：存在于地表以下岩（土）层空隙中各种不同形式的水，统称地下水。 据埋藏条件不同分为： 上层滞水、潜水和承压地下水三类。,两个隔水层之间的含水层中的地下水。 主要特征： 由于存在隔水层顶板而承受静水压力; 分布区与补给区不一致; 受外界的影响相对要小，动态变化相对稳定.,返回,承压水 (confined ground water),(6) 冰 川,3、水圈的结构,水圈的水平结构特征 连续性: 地球表面任何一个地方都有水的分布，水在地球表层的分布是连续的。 不均匀性：水在地表的分布是不均匀的（厚度不一，水量不同）。 水圈的垂直结构特征 近
12、地面集中分布:水主要集中分布在地面附近 垂直分层: 水圈在垂向上具有一定的分层现象。 相态分异: 水的相态在垂直方向上有规律的变化。,海洋不同深度水层覆盖地球表面的百分比,P1：如何解决水的空间分布不均？,P2：水资源的时间分布不均呢？,水资源的两个关键问题,跨世纪的南水北调工程,东线、中线（丹江口北京）2019年前完成，投资2000亿元。 西线（通天河黄河上游）2050年前完成， 3000亿元。,南水北调施工现场,第六章 水圈与水资源,第一节 水圈的组成与结构 第二节 水的运动与水量平衡 第三节 水与水资源,1、水循环,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
13、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，称为水循环。,2、水循环的机理,1、水循环服从于质量守恒规律； 2、基本动力是太阳辐射和重力作用； 3、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； 4、从全球看，水循环是个闭合系统，但从局部地区看水循环却是开放系统。 5、携带物质一起运动。,重力是决定河水纵向运动的基本动力。 河水在运动过程中，同时还受到地转偏向力、惯性离心力和机械摩擦力等作用，在这些力的影响下，河水除了沿河槽做纵向运动以外，还会产生各种形式的环流运动。,3、河水的运动,片流、洪流、河流关系图,片流,洪流,河流,片流与洪流
14、的地质作用,片流的地质作用主要表现为对山坡上的松散物质及风化壳表层的面状机械侵蚀作用，称为洗刷作用。 多股片流汇聚成洪流。洪流以自身的动力及携带的泥沙、石块对沟谷产生冲蚀和磨蚀作用，并将堆积物及侵蚀产物搬离原地。,河谷发展历史,初期：坡降较大，多为深窄的峡谷，谷底常有急流、瀑布和壶穴 中期：坡度变小，侧蚀作用加强，发育曲流和河漫滩，河谷横剖面呈宽浅的 U字形 后期：在宽广的河漫滩或冲积平原两侧，仅残留缓斜坡地或丘陵,河流的水情要素,水情要素是反映河流水文情势及其变化的因子。 它主要包括水位、流速、流量、泥沙、水化学、水温和冰情等 通过这些因素反映河流在地理环境中的作用，及其与自然地理环境各组成
15、要素之间的相互关系，也是研究水文规律的基础。 水位：河流某一标准基面或测站基面上的水面高度。 流速：水质点在单位时间内移动的距离。 流量：是指单位时间内通过某过水断面的水的体积。,4、冰川的运动,冰川运动示意图（地貌学与第四纪地质学，曹伯勋，2019）,雪 线,雪线：又称均衡红线，是年降雪量等于年消融量的分界线。 雪线以上， 年降雪量大于年消融量，常年积雪，冰雪积累区。 雪线以下，年降雪量小于年消融量，为冰雪消融区。,成冰作用,在雪线以上的积雪，经一系列“变质”阶段而形成冰川，这个过程叫成冰作用。 暖型成冰作用：以融化-再冻结过程占优势，有融水参加，成冰速度快。 冷型成冰作用：以压实作用为主，
16、成冰速度慢。,5、海水的运动,波浪：每个水质点作周期性运动，所有水质点相继振动，引起水面呈周期性的起伏。 潮汐：由于月球和太阳的引力引起的地球海水面的周期性升降运动。 潮流：海水受月球和太阳引力而发生周期性的流动。 洋流：指海洋中具有相对稳定的流速和流向的海水，从一个海区水平地或垂直地向另一个海区，大规模的非周期性运动。 分为风海流；密度流；补偿流。,洋流按成因分类,风海流：在稳定的盛行风作用下形成的洋流 密度流：是由于海水密度分布不均匀引起的洋流 补偿流：是由于海水从一个海区大量流出，而另一个海区海水流来补充而形成的。,洋流：指海洋中具有相对稳定的流速和流向的海水，从一个海区水平地或垂直地向另一个海区大规模的非周期性运动。,按水温差异分类,暖流：本身水温较周围海水温度高的洋流 寒流：本身水温较周围海水温度低的洋流,按流经的地理位置分类,赤道流 大洋流 极地流 沿岸流,波浪要素图,水质点在其平衡位置附近做近似封闭的圆周运动，便产生了波浪，并引起了波形的传播。 波浪的传
