水与人类生存课件整理

水与人类生存一、水的起源与水的物理性质3月22日为世界水日，3月22~3月28日中国水周2012年“世界水日”的主题是“水与粮食安全”(Water and Food Security)2013年“世界水日”的宣传主题是“水合作”(Water Cooperation)2014年“世界水日”的宣传主题是“水与能源（Water and Energy）”2014年3月22日是第二十二届“世界水日”，3月22—28 日是第二十七届“中国水周”。

我国纪念2013年“世界水日”和“中国水周”活动的宣传主题为“节约保护水资源，大力建设生态文明”。

我国纪念2014年“世界水日”和“中国水周”活动的宣传主题为“加强河湖管理，建设水生态文明”。

第一节水的起源和形成过程全部假说可大致分为两类:一类是自生的，一类是外来的。

主张地球上的水是自生的人认为:水是在玄武岩先熔化后冷却形成原始地壳的时候产生的。

主张地球上的水是外来的人认为:地球形成的时候，就从宇宙俘获了大量的水，以后逐渐释放并留存下来。

第二节水的结构天然存在的水绝大部分都是1H216O。

第三节水的物理性质大多数物质由液态凝固而变成固态时，其密度会随之增高。

但水却相反，其结冰（冻结）时，反而密度减小。

无杂质的纯水，在0℃时密度为0.99987kg／L，在4 ℃时密度最大，为1kg ／L。

在正常大气压下，水结冰时，体积会突然增大11%左右水的比热在所有液体和固体物质中是最大的为4.186J/(g. ℃) ，而冰和水汽的比热约减为液态水的一半。

所以水被大量地用作工业冷却介质或加热介质。

二、水循环与水量平衡一、地球上水的储量现代的科学，已经可以测算出地球上的总水量约为13．9亿km3。

这些水量可以使半径约为6400km的偌大地球表面的积水深度达2600多m。

其中海洋水占96.53%,陆地咸水占0.94%，淡水（冰川，地下淡水，其他淡水）占2.53%。

与人类生活最密切相关的淡水资源(湖泊、河流和浅层地下淡水)，只占地球上淡水总储量的极少部分——0.34％。

地下水体，贮存了地球上将近1／3的淡水。

此外，在自然界中的生物体内和包围地球的大气之中，也含有少量的淡水。

二、自然界中的水循环地球表面的广大水体在太阳的辐射作用下，大量的水分被蒸发上升至空中，随气流运动向各地输送。

水汽在上升和输送过程中在一定条件下凝结而以降水的形式降落到陆面或洋面上，降在陆面上的雨水形成地表、地下径流，通过江河汇入海洋，再由海洋面上蒸发。

水分这种往复循环过程称为自然界的水文循环。

（水循环）水文循环有全球水文循环、流域或区域水文循环和水-土-植物系统水文循环等三种不同尺度。

水循环运动是在自然界四大圈层——呈气态的大气圈、呈固态的岩石圈、三态(气态、液态、固态)并存的水圈和生机勃勃的生物圈层的各个环节之中，连续地、永不休止地进行着。

发生的领域海洋《----双向----》陆地。

这样形成了海洋与陆地蒸发、降水、（地表、地下）径流的水循环（大循环）。

陆地上的水，通过陆面、水面蒸发和植物蒸腾，形成水汽，被气流带到上空，冷却凝结，形成降水，仍然降落回陆面，形成内陆水循环。

海洋面上的水蒸发，变成水汽，被气流带到上空，在海洋上空凝结，形成降水，仍然降落回海洋，形成海上内循环。

这两种循环又称为小循环。

水循环产生的内外因：产生循环的外因：太阳辐射和地心引力产生循环的内因：水常温下的三态转化,并不发生化学变化。

水循环的主要环节：蒸发、（固态、液态）降水（凝结、降落）、水汽输送、径流、下渗在海洋与陆地之间的水文大循环过程中，海洋蒸发量总是大于降水量，而陆地蒸发量总是小于降水量，从而才产生了海、陆之间的水分交换。

水循环的意义：水循环在自然界的四大圈层内的运行过程中，起到了联系四大圈层的纽带作用，并在它们之间进行着能量转换：同时因水在运动中携带溶解物质和不溶的泥沙等，从而使物质迁移。

尤为重要的是，由于水循环运动，使大气降水、地表水、地下水等之间不停地相互转化，因而使水资源形成不断更新的统一系统，并且始终保证了地球上淡水与咸水之间在数量方面相对稳定的。

大气中的水，平均每年可以与降水转化更换约44次。

一年365天，除以44次，可知大气中的水大约8天就可以更换一次。

海洋水要更换一次，最少约需2600年地球上更换时间最长的水体是极地冰川和常年雪盖，约需10000年才能更换一次。

降水量通常是用在不透水的平面上所形成的水层来计量的，单位为毫米。

常用雨量器、自计雨量计，近年来也用遥测法来进行测量。

中国日降水量时制采用北京标准时，并以8时为日分界。

我国降水最多的是台湾的中部山区，年平均雨量可达4000mm ，最少的是新疆塔克拉玛干大沙漠，年平均不足10mm 。

径流的表示方法和度量单位：（1）、流量 Q ：单位时间内通过某一断面的水量。

s m /3（2）径流量W ：某时段（一年、一月、一日或一次洪水历时）内通过河流某一断面的总水量。

⎰==21)(t t T Q dt t Q W（3）径流深 R ：径流总量平铺在整个流域面积上所得的水深。

mm. )(101033mm F TQ F WR ==（4）径流模数M= 2323./10*)./(km s L F Q km s m FQ = （5）径流系数PR =α 一个假设，是把地球作为一个封闭的大系统来看待，也就是假设地球上的总水量无增无减，是恒定的。

一个客观事实，是基于地球上天然水的统一性，地球上水的大小循环使地球上所有的水都纳入到一个连续的、永无休止的循环之中。

地球上水量增加的方面: 1.氢原子分解为高能带电的基本粒子——质子，抛向宇宙空间，有些能够到达地球，并且在地球大气圈的上层俘获负电荷而变成氢原子，这些氢原子可能与氧结合生成水分子。

2.火山喷发时每年从地球深部带出约1km 3的呈蒸气和热液状态的原生水。

3.星际物质(陨石陨冰陨铁)都含有一定量的水，一年大约使地球增加0.5km 3的水。

地球还有失去水量的方面：1.在地球大气圈上层，由于太阳光紫外线的作用，水蒸气分子在太阳光离解作用下，分解为氢原子和氧原子，因为此处远离地球表面，空气极为稀薄，地球引力又相对减小，各种微粒运动速度极大，当氢原子的运动速度超过宇宙速度，便飞离地球大气圈进入宇宙空间，这就使地球失去水。

全球多年平均降水量与多年平均蒸发量相等E P E E P P C C =+=+，或00（在闭合流域内）1=+PE P R 时段的长短对水量平衡计算没有影响，对吗？不对。

时段越长，水量平衡方程中的蓄水变量相对其他各项将愈小，当时段很长时，甚至可以忽略不计，如多年平均水量平衡那样问答题：1、 为什么我国的年降水量从东南沿海向西北内陆递减？因为降水是水文循环过程中输送的水汽在适当的条件下形成的，而这些水汽主要来自海洋的蒸发，在向内陆的输送中，距离海洋愈近，水汽愈丰沛，形成降水的条件愈有利，所以降水丰沛；水汽输送途中，随着不断的降水，气流中的水汽不断减少，形成降水的条件愈来愈不利，使西北内陆的降水量也就逐渐减少。

2、 使水资源具有可再生性的原因是什么？ 水循环8979.41KM^3 R/P=0.139 E/P=0.8614、全球河流的储水量为2120km 3，而每年入海的径流总量为47000km 3，则一年中河川水量需更新再生多少次？更新期为多少年？约22.17次 0.045年三、 漫谈几种水体海洋（主要部分叫洋，附属部分叫海）水的聚集地方简称为水体。

根据水积聚处所以不同划分为几种水体。

海洋是最大的水体是毋容置疑的，地球上绝大部分的水都集中在海洋之中。

在地球表面5.1亿 km 2的总面积中，海洋的面积就占去3.6亿km 2，约为地球总表面积的71％。

地球上的总水量约为13.9亿km 3，海洋水就占13.4亿km 3，约为地球总水量的96．5％。

我国的海域：我国东部和南部濒临世界上最大的洋——太平洋。

自北向南将临近我国大陆和岛屿的海洋部分划分为渤海、黄海、东海和南海。

我国最大的台湾岛和第二大岛海南岛就分别在东海和南海海域。

这两个大岛与其周围的岛屿分别组成我国的台湾省和海南省。

海洋与陆地互相伸展，又形成诸多的海湾、内海和半岛。

如墨西哥湾、孟加拉湾和波罗的海等，都是世界上著名的海湾或内海。

内海是指深入陆地内部，非直通外海或仅有狭窄的水道与洋或边缘相通的海域。

地中海不是海湾，也不叫内海，因为它是位于两个大陆(欧、非大陆)之间的海，所以称径流量占降水量的成数P ，叫做径流系数。

蒸发量占降水量的成数 E ，叫做蒸发系数。

它是陆间海。

它的面积有250.5万km2，是世界上最大的陆间海。

伸入海中(或湖中)的陆地，三面临水，一面与陆地相连，称之为半岛。

世界上最大的半岛在亚洲西南部的阿拉伯半岛，其面积有300万km2。

北美洲的格陵兰岛是世界上最大的岛。

大陆架是大陆向海洋的自然延伸，通常被认为是陆地的一部分。

又叫“陆棚”或“大陆浅滩”。

它是指环绕大陆的浅海地带。

海洋资源，地球空调器江河湖泊江河湖泊水是地球陆地上分布广、更换周期短、与人类关系最密切、最便于开发利用的水体。

一个国家江河湖泊水量的多少，常常可以直接标识其水资源的丰富或贫乏程度。

江河：黄河是中华民族的摇篮，有了黄河，才有炎黄子孙的繁衍，才有中华民族的悠久文明；有了幼发拉底河和底格里斯河才有文明古国巴比伦；恒河孕育了印度的古代文明；尼罗河使埃及的古代文明大放异彩。

世界主要河流：如果以长度来衡量江河的大小，世界上长度超过1000km的江河就有60多条。

面积最大的亚洲，长度超过1000km的江河有20条，面积最小的大洋洲只有5条，非洲有16条，北、南美洲各有12条，欧洲有10条。

南美洲的亚马逊河除长度略逊于非洲的尼罗河而屈居世界第二外，在流域面积和河口年平均流量方面均独占鳌头。

中国主要江河：外流河：长江、黄河和松花江、珠江、辽河、海河及淮河，构成中国外流区的七大水系。

内流河（内陆河）：我国内流河主要分布在西北地区的新疆、青海和内蒙古。

我国最大的内流河——新疆塔里木河。

世界上最大的内流河要数伏尔加河，其长度约3690 km，流域面积达138万km2。

它既是世界上最大的内流河，也是欧洲第一大河，被俄罗斯人誉为“母亲伏尔加”。

流域内人口稠密，城市多，工农业相当发达。

伏尔加河注入里海(里海不是海，是世界上最大的咸水湖)。

运河：我国的京杭运河始凿于春秋末期，距今已有2000多年，后由隋、元等朝扩建而成。

京杭运河北起北京市的通州、南抵浙江省的杭州，沟通了海河、黄河、淮河、长江和钱塘江五大水系，全长约1801 km。

它是世界上开凿最早、流程最长的运河。

湖泊：世界上最大的湖泊是里海，它是一个咸水湖。

面积有37万多km2，将近有我国五个渤海那样大。

淡水湖面积最大的是美国与加拿大的界湖苏必利尔湖，它比我国最大的两个岛——台湾和海南岛的总面积还大得多。