《农业水资源利用与管理》课程教学课件（讲稿）第一篇 水资源概论 第三章 水的循环与转化

茅三章水的循环5转北 ●3.1地球水圈 器 3.1.1水在地球上的分布 3.1.2地球水圈 。3.2水圈中水的循环与转化 a 3.2.1水的循环 3.2.1.1水循环的概念 3.2.1.2水循环模式与水量平衡 3.2.1.2水循环与环境的关系 3.2.2水的转化 China Agricultural University http://www.cau.edu.cn

1 第三章 水的循环与转化 3.1 地球水圈 3.1.1 水在地球上的分布 3.1.2 地球水圈 3.2 水圈中水的循环与转化 3.2.1 水的循环 ３.２.１.１水循环的概念 ３.２.１.２水循环模式与水量平衡 ３.２.１.２水循环与环境的关系 3.2.2 水的转化 China Agricultural University http://www.cau.edu.cn

参考文献 1.陈家琦，王浩等，1996，水资源学概论，中国水利水 电出版社 2.罗远培编著，1991，水资源概论，北京农业大学 3.范逢源，1994.环境水利学.北京：中国农业出版社 4.黄文秀，1998.农业自然资源.北京：科学出版社 5.李汝焱，1984.自然地理统计资料.北京：商务印书馆 6.陆渝蓉，1999.地球水环境学.南京：南京大学出版社 2

2 参考文献 1.陈家琦，王浩等， 1996 ，水资源学概论，中国水利水 电出版社 2.罗远培编著，1991 ，水资源概论，北京农业大学 3.范逢源，1994. 环境水利学. 北京：中国农业出版社 4.黄文秀，1998. 农业自然资源. 北京：科学出版社 5.李汝焱，1984. 自然地理统计资料. 北京：商务印书馆 6.陆渝蓉，1999. 地球水环境学. 南京：南京大学出版社

3.1地球水圈 3.1.1水在地球上的分布 水的形态：气态，液态和固态 大气水 海洋水 0水的种类 河水 湖水 陆地水 沼泽水 冰雪水 生物水 地下水 3

3 3.1 地球水圈 大气水 海洋水 水的种类 陆地水 生物水 3.1.1 水在地球上的分布 水的形态：气态，液态和固态 河水 湖水 沼泽水 冰雪水 地下水

3.1 地球水圈 表3.1地球水圈中水的储量 水体 水储量 咸 水 淡 水 10km % 10km % 10km % 海水 1338000.0 96.54 1338000 99.04 冰与永久积雪 240641 1.74 240641 68.70 地下水 23400.0 1.69 12780 0.95 10530.0 30.06 永冻层中冰 300.0 0.02 3000 086 湖泊水 176.4 0.013 85.4 0.006 91.0 026 士壤水 16.5 0.001 16.5 0.047 冰 12.9 0.0009 12.9 0.037 沼泽水 11.5 0.0008 11.5 0.033 河流水 2.1 0.0002 2.1 0.006 生水 11 00001 1.1 0.003 总 计 1385984.6 100 1350955.4 100 35029.2 100 资料来源《仲国大百科全》

4 3.1 地球水圈 表3.1 地球水圈中水的储量 水 储 量 咸 水 淡 水 水 体 103km3 % 103km3 % 103km3 % 海洋水 冰川与永久积雪 地下水 永冻层中冰 湖泊水 土壤水 大气水 沼泽水 河流水 生物水 1338000.0 24064.1 23400.0 300.0 176.4 16.5 12.9 11.5 2.1 1.1 96.54 1.74 1.69 0.02 0.013 0.001 0.0009 0.0008 0.0002 0.0001 1338000 12780 85.4 99.04 0.95 0.006 24064.1 10530.0 300.0 91.0 16.5 12.9 11.5 2.1 1.1 68.70 30.06 0.86 0.26 0.047 0.037 0.033 0.006 0.003 总 计 1385984.6 100 1350955.4 100 35029.2 100 资料来源：《中国大百科全书》

地球上水的储量 ●地球上水的总储量为13.9×108km3 ●海洋水占地球水总储量的96.54% 冰川与永久积雪占地球水总量的1.74% ●地下水占地球水总量的1.69% ●地球水总储量中，咸水所占比例高达97.5%；淡 水储量仅2.5% ●与人类生活关系最密切的河流水储量只占淡水总 储量的0.006%，加上淡水湖泊中的淡水，总共 仅占淡水总量的0.266% 5

5 地球上水的总储量为13.９×10 8km 3 海洋水占地球水总储量的96.54% 冰川与永久积雪占地球水总量的1.74 ％ 地下水占地球水总量的1.69 ％ 地球水总储量中，咸水所占比例高达97.5%；淡 水储量仅2.5 ％ 与人类生活关系最密切的河流水储量只占淡水总 储量的0.006％，加上淡水湖泊中的淡水，总共 仅占淡水总量的0.266 ％ 地球上水的储量

3.1地球水圈 1. 海水 世界海洋面积：3.613万亿Km2,占地球表面积的71%。 海水体积：13.38万亿Km3,占地球上总储水量的96.5% ●2.冰雪水 冰川总面积超过1600亿Km2,总体积为2700亿km3。 若以冰密度0.9g/cm3计算，折合液态水为2400多万km3, 约为地表河流、湖泊总储水量的127倍，“天然的固态水 库”。 ●3.地下冰 地下冰是指多年冻土面下的固态水。 世界多年冻土面积：2100万km3,占陆地面积的14%。 按近似估算，地下冰的储水量大约有300万km3。 ©4.地下水 地下水通常是指储存在地壳含水层中的重力水。 从地面至深达2km的地壳内，地下水总储量为2340万km3, 其中地下淡水的体积为1050万km3,约为贮存在河床、湖泊 与沼泽中的淡水量的100倍。 6

6 1. 海水 世界海洋面积：3.613万亿Km 2，占地球表面积的71% 。 海水体积：13.38万亿Km 3，占地球上总储水量的96.5% 2. 冰雪水 冰川总面积超过1600 亿Km 2，总体积为2700 亿km 3 。 若以冰密度0.9g/cm 3计算，折合液态水为2400多万km 3 ， 约为地表河流、湖泊总储水量的127倍， “天然的固态水 库 ” 。 3. 地下冰 地下冰是指多年冻土面下的固态水。 世界多年冻土面积：2100 万km 3，占陆地面积的14% 。 按近似估算，地下冰的储水量大约有300 万km 3 。 4. 地下水 地下水通常是指储存在地壳含水层中的重力水。 从地面至深达2km的地壳内，地下水总储量为2340 万km 3 ， 其中地下淡水的体积为1050 万km 3，约为贮存在河床、湖泊 与沼泽中的淡水量的100倍。 3.1 地球水圈

3.1地球水圈 5.湖泊水 全球湖泊储水量17.61万km3,其中淡水9.1万km3。 6.土壤水 储存在地表最上部约2m厚的层内的水。 土层平均湿度10%，相当于含水深度0.2m, 土壤覆盖总面积8200万km2, 土壤水储量为16500万km3。 ■7.沼泽水 是陆地上层土壤中含有大量停滞水分的过湿地段。地球上 沼泽总面积约268.2万km2(其中60%分布在前苏联)，沼泽 水的总量约为11470km3。 7

7 ５. 湖泊水 全球湖泊储水量17.61万km3，其中淡水9.1万km3。 ６. 土壤水 储存在地表最上部约2m厚的层内的水。 土层平均湿度10%，相当于含水深度0.2m， 土壤覆盖总面积8200万km2， 土壤水储量为16500万km3。 ７.沼泽水 是陆地上层土壤中含有大量停滞水分的过湿地段。地球上 沼泽总面积约268.2万km2(其中60%分布在前苏联)，沼泽 水的总量约为11470 km3。 3.1 地球水圈

3.1地球水圈 ■8.河水 河床蓄水量用下式计算： V=((Q1+Q2)×L×10-9)/2·△L (3.1) 式中，V为河床蓄水量(km3);Q1、Q2为河源与河口处的多年平均流量 (m3/s);L为河流长度(km)；△L为单在河长(km)。 全世界河床静贮水量2120km3,占地球上总储水量的0.0002%，或占 淡水储量的0.006%。 9.大气水 大气中的水分包含水汽、水滴和冰晶。 大气水分总量12900km3,占世界储水总量的0.001%，占淡水储量的 0.04%,相当于25mm厚水层。 10生物水 生物水是指生命有机体中所含有的水分。 约占生命物质重量的80%，全球生物水的总量为1120km3,占地球总 储水量的0.0001%。 8

8 ８. 河水 河床蓄水量用下式计算： V ＝（（ Q1 + Q2 ）× L × １０-９）／２· ΔL (3.1) 式中，V为河床蓄水量(km3)；Q1、Q2为河源与河口处的多年平均流量 (m3/s)；L为河流长度(km)；ΔL为单位河长(km)。 全世界河床静贮水量2120 km3，占地球上总储水量的0.0002%，或占 淡水储量的0.006%。 ９. 大气水 大气中的水分包含水汽、水滴和冰晶。 大气水分总量12900 km3，占世界储水总量的0.001%，占淡水储量的 0.04%，相当于25mm厚水层。 １０.生物水 生物水是指生命有机体中所含有的水分。 约占生命物质重量的80%，全球生物水的总量为1120 km3，占地球总 储水量的0.0001%。 3.1 地球水圈

3.1地球水圈 3.1.2 地球水圈 e 水圈是存在于地壳表层、表面和围绕地球大气层中的液 态、固态和气态水所形成的圈层，它与地球上的岩石圈、 大气圈和生物圈共同组成地球的自然圈层。 大气圈中的水 雪与冰 地表水 陆 海洋水 地水 生物体内的水 包气带的水 永冻水 地下水 地壳深层水（原生水） 图3.1地球水圈结构模式图（引自陆渝蓉，1999，图3.1） 9

9 ３.１.２ 地球水圈 水圈是存在于地壳表层、表面和围绕地球大气层中的液 态、固态和气态水所形成的圈层，它与地球上的岩石圈、 大气圈和生物圈共同组成地球的自然圈层。 3.1 地球水圈 图3.1 地球水圈结构模式图（引自陆渝蓉，1999，图3.1）

地球水圈系统水的分布 降水 圈中的水由于地球表面各地温度的差异，大部分以液 态形式积存于地壳表面低注的地方，即海洋 ®相当一部分以固态形式即冰雪存在于地球的南北两极 雪和冰 巡地以及陆地的高山上 地下水位 水面蒸发 海面蒸发 河流 表 。或以液态形式存储于地壳陆地部分的上层，郎地下水 ●围绕地球的大气层中仍有部分气态水，即以水汽形式 存在的大气水 地绿上一切动植物体内作为其组成部分存在的生物水 海洋 淡水 咸水

10 地球水圈系统水的分布 圈中的水由于地球表面各地温度的差异，大部分以液 态形式积存于地壳表面低洼的地方，即海洋 相当一部分以固态形式即冰雪存在于地球的南北两极 地以及陆地的高山上 或以液态形式存储于地壳陆地部分的上层，即地下水 围绕地球的大气层中仍有部分气态水，即以水汽形式 存在的大气水 地球上一切动植物体内作为其组成部分存在的生物水