1、2.2 2.2 水资源的形成水资源的形成2.1 2.1 水的储存、循环与水量平衡水的储存、循环与水量平衡第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.1 2.1 2.1.1 2.1.1 地球水的储存地球水的储存 一、一、 1 1、 水圈：水圈： 水圈指的是由地球表面所有的水构成的圈层，包括地表水、地下水及水圈指的是由地球表面所有的水构成的圈层，包括地表水、地下水及大气中的液态水、固态水和气态水。水圈的厚度只是地球表面很薄的一层大气中的液态水、固态水和气态水。水圈的厚度只是地球表面很薄的一层, , 水圈内全部水体占全球面积的水圈内全部水体占全球面积的70.8%70.8%，海洋水为占全球
2、总储量的，海洋水为占全球总储量的96.596.5。海。海水是水圈的主体，它在水圈中的水量最大。水是水圈的主体，它在水圈中的水量最大。 2 2、 水体组成水体组成 地球总水储量中，海水、湖泊咸水和地下水的咸水占地球总水储量中，海水、湖泊咸水和地下水的咸水占97.47%97.47%，剩下的，剩下的淡水约占全球水储量的淡水约占全球水储量的2.532.53。淡水中有。淡水中有69.56%69.56%为固体状态，大部分存在为固体状态，大部分存在于两极冰川与雪盖、高山冰川和永久冻土层中，难以利用；其次为地下水，于两极冰川与雪盖、高山冰川和永久冻土层中，难以利用；其次为地下水，占淡水总量的占淡水总量的30.
3、130.1，主要分布在地面至深度，主要分布在地面至深度2000m2000m的地壳中；其余为湖泊、的地壳中；其余为湖泊、沼泽、河流中的淡水。（见下图）沼泽、河流中的淡水。（见下图）世界总水量世界总水量100%海洋水海洋水96.53%陆地咸水陆地咸水0.94%陆地淡水陆地淡水2.53%世界淡水储量世界淡水储量100%冰川冰川68.69%地下淡水地下淡水30.06%其他淡水其他淡水1.25%其他淡水（占世界淡水总储量其他淡水（占世界淡水总储量%）永冻土底冰永冻土底冰0.86%湖泊淡水湖泊淡水0.26%生物水生物水0.003%河水河水0.006%大气水大气水0.04%沼泽水沼泽水0.03%土壤水土壤水
4、0.05%地球上的水体组成地球上的水体组成河水仅占水体总量的河水仅占水体总量的0. 0001518%第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.1 2.1 2.1.2 2.1.2 地球水的循环地球水的循环一、地球水的循环一、地球水的循环 1 1、自然循环、自然循环 大循环大循环: : 大气大气- -水圈水圈- -岩石圈岩石圈 小循环小循环: : 陆地或海洋本身的水单独进行的循环陆地或海洋本身的水单独进行的循环 2 2、人为水循环、人为水循环 受人类生产、生活的影响，径流部分主要参与自然循环，同时还参与人受人类生产、生活的影响，径流部分主要参与自然循环，同时还参与人为循环，回归水对径
5、流量和径流水质发生改变。为循环，回归水对径流量和径流水质发生改变。（1 1）回归水质量状况：）回归水质量状况： 循环水质：区域河流或地下水污泥循环水质：区域河流或地下水污泥 循环水量：江河、湖水量减少，甚至干涸，地下水位下降，径流条件发循环水量：江河、湖水量减少，甚至干涸，地下水位下降，径流条件发生重大改变。生重大改变。第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.1 2.1 2.1.2 2.1.2 地球水的循环地球水的循环（2 2）不可复原水）不可复原水 不可复原水量越大，对自然径流量影响越大，影响一系列环境与生态不可复原水量越大，对自然径流量影响越大，影响一系列环境与生态灾害。人
6、为水循环对自然径流的干扰与改造直接影响水文的良性循环。人灾害。人为水循环对自然径流的干扰与改造直接影响水文的良性循环。人为循环示意图：为循环示意图：第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.1 2.1 2.1.2 2.1.2 地球水的循环地球水的循环3 3、水循环的作用：、水循环的作用： （1 1）通过形态变化，起到输送热量和调节气候的作用；）通过形态变化，起到输送热量和调节气候的作用； （2 2）不断循环更新为淡水资源的不断再生提供条件；）不断循环更新为淡水资源的不断再生提供条件； （3 3）水不断的得到更替和净化。）水不断的得到更替和净化。4 4、各种循环比较、各种循环比较海
7、上内循环示意图海上内循环示意图蒸发蒸发降水降水蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸发蒸发内陆循环示意图内陆循环示意图第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.1 2.1 2.1.3 2.1.3 水量平衡水量平衡概念概念: :地球上任一区域在一定时间内，进入的水量与输出的水量之差等地球上任一区域在一定时间内，进入的水量与输出的水量之差等于该区域的储水量变化于该区域的储水量变化( (质量守恒定律质量守恒定律) ) 1 1、全球水量平衡、全球水量平衡 (1) (1) 陆地陆地 Es+R=PL(2-1)Es+R=PL(2-1) (2) (2) 海洋海洋 EH-R=PL(2-2)EH-R=P
8、L(2-2) (3) (3) 全球水量平衡方程全球水量平衡方程 E=P (2-3)E=P (2-3) 结论：结论： 全球多年平均年蒸发量等于多年平均年降水量全球多年平均年蒸发量等于多年平均年降水量第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.1 2.2.1 地表水资源的类型与形成地表水资源的类型与形成地表水亦称陆地水，是指各种固态、液态水的总称，包括河流、冰川、地表水亦称陆地水，是指各种固态、液态水的总称，包括河流、冰川、湖泊和沼泽四种水体，它是人类生活用水的重要来源之一，也是水资源的主湖泊和沼泽四种水体，它是人类生活用水的重要来源之一，也是水资源的主要组成部分。
9、要组成部分。 陆地表面的基本水源来自大气降水。从海洋上蒸发的水汽，被气流输陆地表面的基本水源来自大气降水。从海洋上蒸发的水汽，被气流输送到陆地上空，其中一部分从陆地上空流走，形成过境气流；另一部分在陆送到陆地上空，其中一部分从陆地上空流走，形成过境气流；另一部分在陆地上空冷凝，形成固、液形态的大气降水，大气降水落到地表，除一部分被地上空冷凝，形成固、液形态的大气降水，大气降水落到地表，除一部分被截留、蒸发和渗入地下外，其余在地表形成冰川、湖泊、沼泽和天然河流等截留、蒸发和渗入地下外，其余在地表形成冰川、湖泊、沼泽和天然河流等形式的地表水，此外还有极小一部分组成了生物水。形式的地表水，此外还有极
10、小一部分组成了生物水。 降水、径流、蒸发是决定区域水资源状态的三要素。降水、径流、蒸发是决定区域水资源状态的三要素。第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.1 2.2.1 地表水资源的类型与形成地表水资源的类型与形成 说明说明: : Ka Ka值越大，降水量年际变化越大值越大，降水量年际变化越大 KaKa值越小，降量年际变化越小，降水量年际越均匀值越小，降量年际变化越小，降水量年际越均匀最小年降水量x最大年降水量xxxKaminmaxminmax第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.1 2.2.1 地表水资源的类型与形成
11、地表水资源的类型与形成 我国年降水量变化最大的地区是华北和西北地区，丰水年与枯水年比值我国年降水量变化最大的地区是华北和西北地区，丰水年与枯水年比值为为3 35 5倍，最大可达倍，最大可达1010倍；南方湿润地区降水量的年际变化比较均匀，丰水倍；南方湿润地区降水量的年际变化比较均匀，丰水年为枯水年的年为枯水年的1.51.52.02.0倍，其中最适宜保持环境生态系统平衡的倍，其中最适宜保持环境生态系统平衡的KaKa值为值为1.21.2左右。左右。 b b） 年降水量变差系数年降水量变差系数CvCv ） 均方差均方差： ） 变差系数变差系数CvCv：1)(21nxxniixCv第第2 2章章 水循
12、环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.1 2.2.1 地表水资源的类型与形成地表水资源的类型与形成年降水量的变差系数年降水量的变差系数CvCv为多年年降水量均方差与平均年降水量之比，为多年年降水量均方差与平均年降水量之比，比值越大，表示年降水量的年际变化越大，反之就越小。比值越大，表示年降水量的年际变化越大，反之就越小。 我国南方湿润地区是全国年降水量变差系数变化最小的地区，一般在我国南方湿润地区是全国年降水量变差系数变化最小的地区，一般在0.20.2以下，但东南沿南海某些经常遭受台风袭击的地区，由于受台风暴雨的以下，但东南沿南海某些经常遭受台风袭击的地区，由于受台风暴雨的影
13、响，影响，CvCv值一般在值一般在0.250.25以上，淮河流域、黄河流域及华北地区，变差系数以上，淮河流域、黄河流域及华北地区，变差系数值介于值介于0.250.250.350.35之间，东北的东部为之间，东北的东部为0.200.200.250.25之间，西部为之间，西部为0.250.250.300.30之间，我国西北大部分地区值在之间，我国西北大部分地区值在0.400.40以上。以上。第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.1 2.2.1 地表水资源的类型与形成地表水资源的类型与形成 1) 1) 概念：概念：流域上的降水，除去损失后，经由地面和地下途径汇入
14、河网，流域上的降水，除去损失后，经由地面和地下途径汇入河网，形成流域出口断面的水流，称为河流径流，简称径流。形成流域出口断面的水流，称为河流径流，简称径流。径流形成过程径流形成过程: :降雨过程降雨过程 扣除损失扣除损失 蓄渗过程蓄渗过程 坡地漫流坡地漫流 集流过程集流过程 2) 2) 径流的分类径流的分类: : a a、按空间的存在方式分、按空间的存在方式分: :地表径流与地下径流地表径流与地下径流 b b、按形成水源的条件、按形成水源的条件: :降雨径流、雪融水径流和冰融水径流降雨径流、雪融水径流和冰融水径流 表征径流的特征值表征径流的特征值: :流量流量Q Q、径流总量、径流总量WtWt
15、、径流模数、径流模数M M、径流深度、径流深度RtRt、径、径流系数流系数。第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.1 2.2.1 地表水资源的类型与形成地表水资源的类型与形成 3) 3) 河流径流的补给来源：河流径流的补给来源： (1) (1) 雨水补给雨水补给 产生雨水补给的条件产生雨水补给的条件: :降雨强度大于土壤入渗强度时产生地表径流，此降雨强度大于土壤入渗强度时产生地表径流，此类河流受降水年际和年内分配影响明显。类河流受降水年际和年内分配影响明显。 (2) (2) 地下水补给地下水补给 地下水补给是经过地下水的调节作用后再对河川径流的补给，可以使
16、地下水补给是经过地下水的调节作用后再对河川径流的补给，可以使河川径流的水情和季节分配发生了重要的变化。我国冬季降水稀少，这时河河川径流的水情和季节分配发生了重要的变化。我国冬季降水稀少，这时河流几乎全靠地下水补给，占河流径流总量的流几乎全靠地下水补给，占河流径流总量的25-3025-30。 (3) (3) 冰川、融雪水补给冰川、融雪水补给 流域表面的积雪、冰川，至次年春季随着气候转暖而融化成水，补给流域表面的积雪、冰川，至次年春季随着气候转暖而融化成水，补给河流而形成春汛。此种补给类型在全国所占比重不大，水量有限，但主要发河流而形成春汛。此种补给类型在全国所占比重不大，水量有限，但主要发生在春
17、季，这时正是农业生产上需水的季节，这对北方地区春季农业用水有生在春季，这时正是农业生产上需水的季节，这对北方地区春季农业用水有着重要的意义着重要的意义 ( (只占河流径流总量的只占河流径流总量的1.9%1.9%）。）。第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.1 2.2.1 地表水资源的类型与形成地表水资源的类型与形成（4 4）湖泊、沼泽水补给）湖泊、沼泽水补给 有些湖泊是河流的源头，有些湖泊与河流相通，深度较大，对河流水有些湖泊是河流的源头，有些湖泊与河流相通，深度较大，对河流水量起调节作用。沼泽水补给，对河流水量的调节作用不明显，补给的水量也量起调节作用。
18、沼泽水补给，对河流水量的调节作用不明显，补给的水量也比较小。比较小。3 3、蒸发、蒸发 概念概念: : 液体或固态水转化为气态水，并逸入大气的过程。可分为水面蒸液体或固态水转化为气态水，并逸入大气的过程。可分为水面蒸发和陆面蒸发。发和陆面蒸发。 水面蒸发主要反映当地的大气蒸发能力，与当地降水量的大小关系不大，水面蒸发主要反映当地的大气蒸发能力，与当地降水量的大小关系不大，主要影响因素是气温、湿度、日照、辐射、风速等。主要影响因素是气温、湿度、日照、辐射、风速等。 陆面蒸发主要是指某一地区和流域内河流、湖泊、塘坝、沼泽等水体蒸陆面蒸发主要是指某一地区和流域内河流、湖泊、塘坝、沼泽等水体蒸发、土壤
19、蒸发以及植物蒸腾量的总和。发、土壤蒸发以及植物蒸腾量的总和。 对于闭合流域对于闭合流域: :陆面蒸发量流域平均降水深流域平均径流深。因此陆面蒸发量流域平均降水深流域平均径流深。因此路面蒸发受降雨与蒸发条件的制约。路面蒸发受降雨与蒸发条件的制约。第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.1 2.2.1 地表水资源的类型与形成地表水资源的类型与形成干旱指数干旱指数: : 是衡量一个地区降水量的多与寡、进行水资源分析的一个重要参数。是衡量一个地区降水量的多与寡、进行水资源分析的一个重要参数。干旱指数干旱指数表示某一特定地区的湿润和干旱程度。表示某一特定地区的湿润和干
20、旱程度。值大于值大于1.01.0，表明，表明蒸发量大于降水量，该地区的气候偏于干旱，蒸发量大于降水量，该地区的气候偏于干旱，值越大，干旱程度就越严重。值越大，干旱程度就越严重。干旱指数在地区上的变化范围很大干旱指数在地区上的变化范围很大，干旱指数的地区分布与年降水量、年径干旱指数的地区分布与年降水量、年径流深的分带性有密切的关系。流深的分带性有密切的关系。年降水量年水面蒸发量PEPE00第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.2 2.2.2 地下水资源的形成与运动规律地下水资源的形成与运动规律一、地下水的形成一、地下水的形成 概念：概念：埋藏在地表以下空隙中
21、的水称之为地下水。埋藏在地表以下空隙中的水称之为地下水。 1 1、 岩石中水的形式岩石中水的形式 (1) (1) 结合水：结合水：包括吸着水和薄膜水。都是受颗粒表面的静电引力作用而被包括吸着水和薄膜水。都是受颗粒表面的静电引力作用而被吸附在颗粒表面，它们的含量主要取决于岩石颗粒的表面积大小，岩石吸附在颗粒表面，它们的含量主要取决于岩石颗粒的表面积大小，岩石颗粒越细，其颗粒表面的总面积就越大，结合水的含量也越多；颗粒粗颗粒越细，其颗粒表面的总面积就越大，结合水的含量也越多；颗粒粗时，则相反，不能取出、也不能利用。时，则相反，不能取出、也不能利用。 (2) (2) 毛细水：毛细水：是储存于地下水位
22、以上岩石的毛细管孔隙和细小裂隙之中，是储存于地下水位以上岩石的毛细管孔隙和细小裂隙之中，基本上不受岩石颗粒表面静电引力的作用的水。属于半自由水，毛细管基本上不受岩石颗粒表面静电引力的作用的水。属于半自由水，毛细管水只能进行垂直运动，可以传递静水压力。水只能进行垂直运动，可以传递静水压力。第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.2 2.2.2 地下水资源的形成与运动规律地下水资源的形成与运动规律（3 3）重力水）重力水：当薄膜水的厚度不断增大时，岩石颗粒表面静电引力逐渐减：当薄膜水的厚度不断增大时，岩石颗粒表面静电引力逐渐减弱，当引力不能支撑水的重量时，液态水
23、在重力作用下就会向下运动。当弱，当引力不能支撑水的重量时，液态水在重力作用下就会向下运动。当岩石的全部空隙为水饱和时，其中能在重力作用下自由运动的水都是重力岩石的全部空隙为水饱和时，其中能在重力作用下自由运动的水都是重力水。重力水只受重力作用的影响，可以传递静水压力，有冲刷、侵蚀作用，水。重力水只受重力作用的影响，可以传递静水压力，有冲刷、侵蚀作用，能溶解岩石。能溶解岩石。（4 4）气态水）气态水：以水蒸气状态存在于末饱和的岩石空隙中的水。气态水本身：以水蒸气状态存在于末饱和的岩石空隙中的水。气态水本身不能直接开采利用，也不能被植物所吸收。不能直接开采利用，也不能被植物所吸收。（5 5）固态水
24、）固态水：当岩石的温度低于水的冰点时，储存于岩石空隙中的水便冻：当岩石的温度低于水的冰点时，储存于岩石空隙中的水便冻结成冰，而成为固态水。在我国北方地区的冬季，在地表以下一定深度内结成冰，而成为固态水。在我国北方地区的冬季，在地表以下一定深度内形成冻土层，分布着季节性固态水，在少数寒冷地区地下水会终年以固态形成冻土层，分布着季节性固态水，在少数寒冷地区地下水会终年以固态的形式存在。的形式存在。第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.2 2.2.2 地下水资源的形成与运动规律地下水资源的形成与运动规律 2 2、含水层与隔水层（二者的划分是相对的）、含水层与隔水
25、层（二者的划分是相对的） (1) (1) 含水层含水层: :是指能够透过并给出相当数量水的岩层。是指能够透过并给出相当数量水的岩层。 (2) (2) 隔水层隔水层: :是指不具透水和给水能力的岩层。是指不具透水和给水能力的岩层。 1) 1) 形成含水层的基本条件形成含水层的基本条件 岩层要具有容纳重力水的空隙，能储存并给出地下水。岩层要具有容纳重力水的空隙，能储存并给出地下水。 具有储存和聚集地下水的地质条件具有储存和聚集地下水的地质条件: :岩层下有隔水层，使水不能向下漏岩层下有隔水层，使水不能向下漏失，水平方向有隔水层阻挡以免全部流空。失，水平方向有隔水层阻挡以免全部流空。 具有充足的补给
26、水源：自由出入空间、适当地质条件和充足的补给水具有充足的补给水源：自由出入空间、适当地质条件和充足的补给水源源第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.2 2.2.2 地下水资源的形成与运动规律地下水资源的形成与运动规律2) 2) 含水层的类型含水层的类型第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.2 2.2.2 地下水资源的形成与运动规律地下水资源的形成与运动规律 按地下水的埋藏条件可把地下水分为三大类：上层滞水、潜水、承压水。按地下水的埋藏条件可把地下水分为三大类：上层滞水、潜水、承压水。第第2 2章章 水循环及水资源形成水
27、循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.2 2.2.2 地下水资源的形成与运动规律地下水资源的形成与运动规律（1 1）上层滞水）上层滞水 A A、包气带中局部隔水层之上具有自由水面的重力水。、包气带中局部隔水层之上具有自由水面的重力水。 B B、其含水层厚度不大，只形成暂时性积水。、其含水层厚度不大，只形成暂时性积水。 C C、因为补给完全靠大气降水和地表水补给，因此水量受季节性影响非常、因为补给完全靠大气降水和地表水补给，因此水量受季节性影响非常明显，有时甚至完全被蒸发掉。明显，有时甚至完全被蒸发掉。 应用应用: :因此当隔水层范围小时，干旱季节干枯无水，只有隔水层范围大时因此当隔水层范围小
28、时，干旱季节干枯无水，只有隔水层范围大时才可以做小型水源，但因接近地表，容易被污染。才可以做小型水源，但因接近地表，容易被污染。（2 2）潜水）潜水 饱水带中第一个具有自由表面的水带。饱水带中第一个具有自由表面的水带。 特征特征: A: A、具有自由表面、具有自由表面 B B、由高水位向低水位流动、由高水位向低水位流动第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.2 2.2.2 地下水资源的形成与运动规律地下水资源的形成与运动规律 C C、分布区与补给区一致、分布区与补给区一致( (通过包气带与地表相连通过包气带与地表相连) ) D D、水位、流量、化学成分随地区
29、、时间不同而不同。、水位、流量、化学成分随地区、时间不同而不同。 应用应用: :分布范围广、补给来源广分布范围广、补给来源广( (地表河流、大气降水、凝结水等地表河流、大气降水、凝结水等) )，含，含量量 丰富，埋藏浅、易开采；但因含水层之上无连续隔水层分布，故水体易污丰富，埋藏浅、易开采；但因含水层之上无连续隔水层分布，故水体易污染染 和蒸发。和蒸发。（3 3）承压水）承压水 充满于上下两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水。充满于上下两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水。 特征：特征： A A、有稳定的隔水顶板存在，无自由水面，水体承重静水压力、有稳定的隔水顶板存在，无自由水面，水体承重静水
30、压力( (与有压管与有压管 道水流相似道水流相似) )。 B B、埋藏区与补给区不一致。、埋藏区与补给区不一致。 C C、较深，受水文气象、人为因素、季节因素影响小，是理想的水源。、较深，受水文气象、人为因素、季节因素影响小，是理想的水源。 D D、补给、补给: :外露地表时主要靠降水、地表水、上部潜水渗流补给。外露地表时主要靠降水、地表水、上部潜水渗流补给。第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.2 2.2.2 地下水资源的形成与运动规律地下水资源的形成与运动规律 3 3、地下水类型的概念、地下水类型的概念 地面以下土层可以分为包气带和饱水带。包气带土层中
31、含有空气，没地面以下土层可以分为包气带和饱水带。包气带土层中含有空气，没有被水充满，其中含的水叫做土壤水；饱水带土壤空隙被水充满，含水量达有被水充满，其中含的水叫做土壤水；饱水带土壤空隙被水充满，含水量达到饱和，饱水带中的水即为地下水到饱和，饱水带中的水即为地下水第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.2 2.2.2 地下水资源的形成与运动规律地下水资源的形成与运动规律 4 4、地下水循环、地下水循环 (1) (1) 含水层和含水系统通过补给，从外界获取水量，径流过程中水由补给含水层和含水系统通过补给，从外界获取水量，径流过程中水由补给水输送到排泄水，然后向
32、外界排出，这种补给、径流、排泄无限重复进行，水输送到排泄水，然后向外界排出，这种补给、径流、排泄无限重复进行，构成了地下水循环。构成了地下水循环。 补给补给: :含水层从外界获取水量的过程。补给来源含水层从外界获取水量的过程。补给来源: :大气降水、地表渗水、大气降水、地表渗水、凝结水凝结水( (大气、土壤中水汽的凝结大气、土壤中水汽的凝结) )、人工补给。、人工补给。 径流径流: :地下水在岩石空隙中流动过程称为径流地下水在岩石空隙中流动过程称为径流.(.(在重力作用下由高水位在重力作用下由高水位向低水位流动向低水位流动) ) 排泄排泄: :含水层失去水量的过程叫排泄。排泄的方式含水层失去水
33、量的过程叫排泄。排泄的方式: :泉、河流、蒸发、泉、河流、蒸发、人工排泄等。人工排泄等。 (2) (2) 人工补给人工补给( (水资源保护的一种很好的方法水资源保护的一种很好的方法) )第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.2 2.2.2 地下水资源的形成与运动规律地下水资源的形成与运动规律二、地下水运动的特点及基本规律二、地下水运动的特点及基本规律 1 1、地下水运动特征、地下水运动特征 地下水运动通道因岩石空隙的复杂而十分曲折复杂，主要表现为地下水运动通道因岩石空隙的复杂而十分曲折复杂，主要表现为: : (1) (1) 迟缓的流速迟缓的流速 河道或管网
34、中水的流速一般为河道或管网中水的流速一般为1m/s1m/s左右，或几左右，或几m/sm/s以上。地下水由于在以上。地下水由于在曲折的通道中进行，由于摩擦阻力较大因此水头损失较大、流速缓慢，一般曲折的通道中进行，由于摩擦阻力较大因此水头损失较大、流速缓慢，一般以以m/dm/d来表示其流速，均为每日几来表示其流速，均为每日几m m或或1m1m，故常给人以静止的感觉，一般称为，故常给人以静止的感觉，一般称为渗流。渗流。 (2) (2) 层流、紊流层流、紊流 地下水大多水质点有序、相互平行不混杂而呈层流运动，当遇到大石、地下水大多水质点有序、相互平行不混杂而呈层流运动，当遇到大石、大孔以及大洞时呈现无
35、序的紊流运动，如人工开采时取水构筑物处由于大孔以及大洞时呈现无序的紊流运动，如人工开采时取水构筑物处由于A A小小而而V V很大呈紊流区很大呈紊流区。第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.2 2.2.2 地下水资源的形成与运动规律地下水资源的形成与运动规律2 2、地下水运动的基本规律、地下水运动的基本规律: : (1) (1) 线性渗透定律线性渗透定律达西定律达西定律( (层流层流) )： VV渗透速度渗透速度(m/d)(m/d) K K渗透系数渗透系数 ， 反映各种岩石透水性能的参数反映各种岩石透水性能的参数 JJ水力坡度水力坡度( (单位渗透途径上的水
36、头损失单位渗透途径上的水头损失) ) 说明说明: :渗透速度与水力坡度的一次方成正比渗透速度与水力坡度的一次方成正比. . (2) (2) 非线性渗透定律非线性渗透定律哲才公式哲才公式( (谢才公式谢才公式):): 公式各项含义同达西定律。公式各项含义同达西定律。 说明说明: :紊流运动规律是水流的渗透速度与水力坡度的平方根成正比紊流运动规律是水流的渗透速度与水力坡度的平方根成正比JKVJKV第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.2 2.2.2 地下水资源的形成与运动规律地下水资源的形成与运动规律(3) (3) 混合流运动混合流运动斯姆莱公式斯姆莱公式 m
37、m系数，变化范围系数，变化范围(1(12)2) m=1 m=1达西定律达西定律 m=2m=2谢才公式谢才公式mJKV1第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.1 2.1 2.1.1 2.1.1 地球水的储存地球水的储存 一、一、 1 1、 水圈：水圈： 水圈指的是由地球表面所有的水构成的圈层，包括地表水、地下水及水圈指的是由地球表面所有的水构成的圈层，包括地表水、地下水及大气中的液态水、固态水和气态水。水圈的厚度只是地球表面很薄的一层大气中的液态水、固态水和气态水。水圈的厚度只是地球表面很薄的一层, , 水圈内全部水体占全球面积的水圈内全部水体占全球面积的70.8%70.8%，
38、海洋水为占全球总储量的，海洋水为占全球总储量的96.596.5。海。海水是水圈的主体，它在水圈中的水量最大。水是水圈的主体，它在水圈中的水量最大。 2 2、 水体组成水体组成 地球总水储量中，海水、湖泊咸水和地下水的咸水占地球总水储量中，海水、湖泊咸水和地下水的咸水占97.47%97.47%，剩下的，剩下的淡水约占全球水储量的淡水约占全球水储量的2.532.53。淡水中有。淡水中有69.56%69.56%为固体状态，大部分存在为固体状态，大部分存在于两极冰川与雪盖、高山冰川和永久冻土层中，难以利用；其次为地下水，于两极冰川与雪盖、高山冰川和永久冻土层中，难以利用；其次为地下水，占淡水总量的占淡
39、水总量的30.130.1，主要分布在地面至深度，主要分布在地面至深度2000m2000m的地壳中；其余为湖泊、的地壳中；其余为湖泊、沼泽、河流中的淡水。（见下图）沼泽、河流中的淡水。（见下图）第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.1 2.1 2.1.2 2.1.2 地球水的循环地球水的循环3 3、水循环的作用：、水循环的作用： （1 1）通过形态变化，起到输送热量和调节气候的作用；）通过形态变化，起到输送热量和调节气候的作用； （2 2）不断循环更新为淡水资源的不断再生提供条件；）不断循环更新为淡水资源的不断再生提供条件； （3 3）水不断的得到更替和净化。）水不断的得到更替
40、和净化。4 4、各种循环比较、各种循环比较海上内循环示意图海上内循环示意图蒸发蒸发降水降水第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.2 2.2.2 地下水资源的形成与运动规律地下水资源的形成与运动规律2) 2) 含水层的类型含水层的类型第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.2 2.2.2 地下水资源的形成与运动规律地下水资源的形成与运动规律（1 1）上层滞水）上层滞水 A A、包气带中局部隔水层之上具有自由水面的重力水。、包气带中局部隔水层之上具有自由水面的重力水。 B B、其含水层厚度不大，只形成暂时性积水。、其含水层厚
41、度不大，只形成暂时性积水。 C C、因为补给完全靠大气降水和地表水补给，因此水量受季节性影响非常、因为补给完全靠大气降水和地表水补给，因此水量受季节性影响非常明显，有时甚至完全被蒸发掉。明显，有时甚至完全被蒸发掉。 应用应用: :因此当隔水层范围小时，干旱季节干枯无水，只有隔水层范围大时因此当隔水层范围小时，干旱季节干枯无水，只有隔水层范围大时才可以做小型水源，但因接近地表，容易被污染。才可以做小型水源，但因接近地表，容易被污染。（2 2）潜水）潜水 饱水带中第一个具有自由表面的水带。饱水带中第一个具有自由表面的水带。 特征特征: A: A、具有自由表面、具有自由表面 B B、由高水位向低水位
42、流动、由高水位向低水位流动第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.1 2.1 2.1.1 2.1.1 地球水的储存地球水的储存 一、一、 1 1、 水圈：水圈： 水圈指的是由地球表面所有的水构成的圈层，包括地表水、地下水及水圈指的是由地球表面所有的水构成的圈层，包括地表水、地下水及大气中的液态水、固态水和气态水。水圈的厚度只是地球表面很薄的一层大气中的液态水、固态水和气态水。水圈的厚度只是地球表面很薄的一层, , 水圈内全部水体占全球面积的水圈内全部水体占全球面积的70.8%70.8%，海洋水为占全球总储量的，海洋水为占全球总储量的96.596.5。海。海水是水圈的主体，它在水
43、圈中的水量最大。水是水圈的主体，它在水圈中的水量最大。 2 2、 水体组成水体组成 地球总水储量中，海水、湖泊咸水和地下水的咸水占地球总水储量中，海水、湖泊咸水和地下水的咸水占97.47%97.47%，剩下的，剩下的淡水约占全球水储量的淡水约占全球水储量的2.532.53。淡水中有。淡水中有69.56%69.56%为固体状态，大部分存在为固体状态，大部分存在于两极冰川与雪盖、高山冰川和永久冻土层中，难以利用；其次为地下水，于两极冰川与雪盖、高山冰川和永久冻土层中，难以利用；其次为地下水，占淡水总量的占淡水总量的30.130.1，主要分布在地面至深度，主要分布在地面至深度2000m2000m的地
44、壳中；其余为湖泊、的地壳中；其余为湖泊、沼泽、河流中的淡水。（见下图）沼泽、河流中的淡水。（见下图）第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.1 2.1 2.1.2 2.1.2 地球水的循环地球水的循环（2 2）不可复原水）不可复原水 不可复原水量越大，对自然径流量影响越大，影响一系列环境与生态不可复原水量越大，对自然径流量影响越大，影响一系列环境与生态灾害。人为水循环对自然径流的干扰与改造直接影响水文的良性循环。人灾害。人为水循环对自然径流的干扰与改造直接影响水文的良性循环。人为循环示意图：为循环示意图：第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2
45、.1 2.2.1 地表水资源的类型与形成地表水资源的类型与形成 3) 3) 河流径流的补给来源：河流径流的补给来源： (1) (1) 雨水补给雨水补给 产生雨水补给的条件产生雨水补给的条件: :降雨强度大于土壤入渗强度时产生地表径流，此降雨强度大于土壤入渗强度时产生地表径流，此类河流受降水年际和年内分配影响明显。类河流受降水年际和年内分配影响明显。 (2) (2) 地下水补给地下水补给 地下水补给是经过地下水的调节作用后再对河川径流的补给，可以使地下水补给是经过地下水的调节作用后再对河川径流的补给，可以使河川径流的水情和季节分配发生了重要的变化。我国冬季降水稀少，这时河河川径流的水情和季节分配
46、发生了重要的变化。我国冬季降水稀少，这时河流几乎全靠地下水补给，占河流径流总量的流几乎全靠地下水补给，占河流径流总量的25-3025-30。 (3) (3) 冰川、融雪水补给冰川、融雪水补给 流域表面的积雪、冰川，至次年春季随着气候转暖而融化成水，补给流域表面的积雪、冰川，至次年春季随着气候转暖而融化成水，补给河流而形成春汛。此种补给类型在全国所占比重不大，水量有限，但主要发河流而形成春汛。此种补给类型在全国所占比重不大，水量有限，但主要发生在春季，这时正是农业生产上需水的季节，这对北方地区春季农业用水有生在春季，这时正是农业生产上需水的季节，这对北方地区春季农业用水有着重要的意义着重要的意义
47、 ( (只占河流径流总量的只占河流径流总量的1.9%1.9%）。）。第第2 2章章 水循环及水资源形成水循环及水资源形成2.2 2.2 2.2.1 2.2.1 地表水资源的类型与形成地表水资源的类型与形成干旱指数干旱指数: : 是衡量一个地区降水量的多与寡、进行水资源分析的一个重要参数。是衡量一个地区降水量的多与寡、进行水资源分析的一个重要参数。干旱指数干旱指数表示某一特定地区的湿润和干旱程度。表示某一特定地区的湿润和干旱程度。值大于值大于1.01.0，表明，表明蒸发量大于降水量，该地区的气候偏于干旱，蒸发量大于降水量，该地区的气候偏于干旱，值越大，干旱程度就越严重。值越大，干旱程度就越严重。干旱指数在地区上的变化范围很大干旱指数在地区上的变化范围很大，干旱指数的地区分布与年降水量、年径干旱指数的地区分布与年降水量、年径流深的分带性有密切的关系。流深的分带性有密切的关系。年降水量年水面蒸发量PEPE00
