玩转地理浅谈“水量平衡原理”及其应用
高中地理水平衡原理
高中地理水平衡原理水平衡原理是地理学中的一个基本概念，用来解释地球上水资源分布和水流运动的规律。
水平衡原理认为，自然系统中的水总量是一个稳定的范围内变动的，水在地球上的分布和流动是通过一系列的平衡过程进行的。
1.水的分布水平衡原理首先解释了水在地球上的分布。
根据水平衡原理，地球上的水分布受到气候、地形、地质和人类活动等多种因素的影响。
气候因素主要包括降水量和蒸发蒸腾量。
在地球不同地区，由于气候不同，降水量和蒸发蒸腾量会有所不同，从而导致该地区的水资源分布不均衡。
2.水的循环水平衡原理还解释了水的循环。
水在地球上循环是通过蒸发、降水和径流等过程进行的。
蒸发是指水从地表和植物表面蒸发成气体形式，形成水蒸气。
降水是指水蒸气在一定条件下冷却结成液态水，降落到地表上。
径流是指降水后未被蒸发和渗入地下的水流进河流、湖泊和海洋等水体中。
这些过程相互作用，形成了水的连续循环。
3.水资源管理水平衡原理对于水资源的管理具有重要意义。
由于地球上水资源的分布不均衡，一些地区会面临水资源短缺的问题，而另一些地区水资源丰富。
因此，合理地利用和管理水资源变得尤为重要。
通过科学合理地规划和利用水资源，可以实现水资源的可持续利用，满足人类生产和生活的需求。
4.水的质量水平衡原理还涉及水的质量。
水平衡原理认为，水的质量受到许多因素的影响，包括地质条件、人类活动和自然过程等。
地质条件会影响水中溶解物质的含量，而人类活动会通过废水排放和化学物质的使用等方式对水质产生影响。
另外，自然过程如河水淘汰、沉积物沉降和水中生物活动也会对水质产生影响。
综上所述，高中地理水平衡原理是一个基本的地理概念，用来解释地球上水资源的分布和流动规律。
水平衡原理认为，水在地球上的分布和循环是通过一系列的平衡过程进行的。
通过理解和应用水平衡原理，我们可以更好地管理和利用水资源，保持水的可持续利用，满足人类的需求。
微专题水量平衡
微专题水量平衡一、基本原理水量平衡本质上是质量守恒定律的表现。
主要有大气水量平衡、流域水量平衡、地下水水量平衡，中学地理中主要研究流域水量平衡。
原理：总收入=总支出流域水量平衡方程式：外流区：降水量=蒸发量+外流径流量内流区：降水量=蒸发量二、典例分析考向一：单一的内流区或外流区，降水量、蒸发量、径流量的变化【2018年全国1卷】37. 阅读图文资料，完成下列要求乌裕尔河原为嫩江的直流。
受嫩江西移，泥沙沉积等影响,乌裕尔河下游排水受阻，成为内流河。
河水泛滥，最终形成面积相对稳定的扎龙湿地(图10）.扎龙湿地面积广大，积水较浅。
（2）分析从乌裕尔河成为内流河至扎龙湿地面积稳定,乌裕尔河流域降水量、蒸发量数量关系的变化。
（6分）【解析】研究时段为乌裕尔河成为内流河至湿地面积稳定，这一时段内乌裕尔河流域均为内流区，这一大背景没有变,故降水量是变化不大的。
随着乌裕尔河的河水流入扎龙湿地，湿地面积逐渐扩大，蒸发量逐渐加大,但依然小于降水量，当湿地面积稳定的时候,蒸发量最终和降水量相等。
答案:降水量基本不变化，蒸发量逐渐增大。
二者的数量关系由降水量大于蒸发量变为降水量等于蒸发量。
16.阅读材料，完成下列要求。
（14分)维多利亚湖地处东非高原，湖面海拔1134米，是因地壳运动、凹陷形成的较浅积水盆地,该湖唯一的出口是从北岸流出的维多利亚尼罗河。
水葫芦喜热，不耐低温，多浮生于浅水水域，根系能直接从水中吸收有机养分，繁殖速度极快。
20世纪80年代，维多利亚湖周边国家为美化该湖环境引种了水葫芦,导致水葫芦的泛滥，并带来一系列问题。
图7示意维多利亚湖水系.（1）从维多利亚湖凹陷形成到水量稳定,说明维多利亚湖流域降水量与蒸发量、外流径流量之间的关系.（4分）【解析】该题研究时段为维多利亚湖凹陷形成至水量稳定，该时段内该流域始终为外流区。
大背景是外流区水量平衡问题.分为两个阶段：第一个阶段是该湖形成至水量稳定前，随着水面的扩大，蒸发量在逐渐加大，外流径流量从无到有到逐渐增大；第二个阶段：水量稳定时,降水量等于蒸发量与外流径流量之和。
水量平衡原理
水量平衡原理
水量平衡原理是水文学的一种基本的思路，它告诉我们：“在一定的空间和时间范围内，水的总量没有增减，只是从一个地方流到另一个地方去”。
它是一种客观实际的法则，表明了水循环运动的可持续性，也是大气动力地理学中不可分割的基本组成部分。
水量平衡原理的总体内容可概括为：在一定空间和时间范围内，从水的流入量到流出
量的总和始终保持不变，即所有的泉水、汇河、河流、湖泊、海洋、地下水等有形的水体
总量，和无形的大气水蒸发、叶片蒸发等的水的总量，都始终保持不变。
从物理学角度来讲，水量平衡原理最根本的概念是熵，即在使水发生情况下，必须满
足能量保持守恒和动力学平衡的定律，而水的分布特征反映出经典动力学的二级熵增长定
律（维客斯特洛夫定律），即：在能量守恒条件下，系统的熵增加是稳定趋势。
水量平衡原理也可以从地球上大气层、水文循环系统等角度去论述。
简而言之，大气
层是大气的循环运动的载体，水的循环运动遵循水量平衡原理，既存在蒸发过程，又存在
凝结过程。
在蒸发过程中，水从陆地上的湖泊、河流、海洋等地蒸发到大气中；在凝结过
程中，水从大气中凝结下来形成降水，然后流入到陆地上的湖泊、河流、海洋等排水系统
中去。
从这一原理出发，可以概括地认为：在一定的地理空间和时间范围内，水量的消耗与
水量的产生总是相等的，即流入量总是等于流出量，水量并未增加或减少，流入的水仅仅
到达了另外一个地方而已，而这一原理可以看到，水的循环运动是循环的、可持续的。
水量平衡原理
水量平衡原理水量平衡原理是指在地球上水的循环过程中，水的输入、输出和储存达到动态平衡的状态。
水量平衡原理是地球水循环的基础，对于地球上水资源的合理利用和保护具有重要意义。
首先，水的输入主要包括降水和地下水补给。
降水是指大气中的水蒸气凝结成液态水或固态水形式，降落到地面的过程。
地下水补给是指降水渗入地下，补给地下水库的过程。
这些输入形成了地表水和地下水的储存。
其次，水的输出主要包括蒸发和径流。
蒸发是指地表水或土壤中的水被太阳能蒸发成水蒸气的过程。
径流是指降水超过土壤持水量时形成的地表水流动的过程。
这些输出导致了水的减少和重新进入大气层的循环。
此外，水的储存主要包括地表水和地下水。
地表水主要储存在湖泊、河流、水库等地表水体中，而地下水则主要储存在地下水库中。
这些储存形式保证了水资源的可持续利用。
在水量平衡原理的基础上，地球上水循环的过程可以描述为，降水补给了地表水和地下水，地表水和地下水通过蒸发和径流输出到大气层和海洋中，形成了动态平衡的水循环过程。
水量平衡原理对于地球上水资源的合理利用和保护具有重要意义。
通过对水量平衡原理的研究，可以更好地了解地球上水资源的分布和变化规律，指导水资源的合理开发和利用。
同时，也可以通过监测水量平衡的变化，及时发现水资源的异常变化，采取有效措施进行保护和修复。
总之，水量平衡原理是地球上水循环的基础，对于地球上水资源的合理利用和保护具有重要意义。
只有充分理解和应用水量平衡原理，才能更好地保护和利用地球上宝贵的水资源。
希望通过本文的介绍，能够增加对水量平衡原理的了解，促进对水资源的科学管理和保护。
2.2.1地球上的水及水量平衡
6
在水资源工程正式投入运行后，水量平衡方法又往往是合理处理各部门不同用 水需要，进行合理调度，科学管理，充分发挥工程效益的重要手段。
1 系统之间的相互联系、相互制约的关系；揭示水循环过程对人类社会的深刻影
响，以及人类活动对水循环过程的消极影响和积极控制的效果。
水量平衡又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
径流等各个环节相互之间的内在联系，揭示自然界水文过程基本规律的主要方
2
法；是人们认识和掌握河流、湖泊、海洋、地下水等各种水体的基本特征、空 间分布、时间变化，以及今后发展趋势的重要手段。通过水量平衡分析，还能
地下水（1.71 %） （0.23×108 km3）
数量最多
数量第二
生物水（0.0001 %） （0.112×104 km3）
数量最少
海洋水（96.54 %） （13.38 ×108 km3 ）
陆地水（1.75 %） （0.24 ×108 km3 ）
淡水（0.0075 %） （10.46 ×104 km3 ）
目录
contents
0
地球上水的分布
1
0 2
地球上水的更新
0 3
水量平衡的原理
0 4Hale Waihona Puke 全球水量的平衡0 5
流域水量平衡
0 6
研究水量平衡的意义
地球上水的分布
地球上水的分布
大气水（0.001 %） （1.29×104 km3）
最活跃
总水量
（13.86×108 km3）
地表水（98.28 %） （13.62×108 km3）
全球水量的平衡
全球水量平衡方程
式中：P 为时段Δt 全球降水量 P=Po+Pl E 为时段Δt内全球蒸发量 E=Eo+El ΔWgl 为时段Δt 内全球的蓄水变化量
水平衡原理及应用
水平衡原理及应用水平衡原理是指液体处于重力作用下，会沿着水平方向均匀分布的原理。
根据水平衡原理，液体在容器内会形成一个水平的表面，使得液体的压强在各个位置相等。
下面将详细介绍水平衡原理及其应用。
水平衡原理可以从分子水平解释。
液体分子之间存在吸引力，使得液体分子能够紧密地排列在一起，从而形成水平表面。
根据能量最小化的原理，液体分子会尽量减少互相之间的能量，使得整个系统达到稳定状态。
因此，在重力作用下，液体分子会沿着水平方向均匀分布，从而形成水平表面。
水平衡原理在物理学和工程领域有着广泛的应用。
首先，水平衡原理在液体的静力学中起到重要作用。
根据水平衡原理，液体在静止状态时，液体的压强在各个位置是相等的。
这意味着，在受到外部力的作用下，液体将呈现出平衡状态。
例如，在水平容器中，液体表面会保持水平，并且液体的压强在容器的不同位置相等。
这一原理可以用于解释液体静压力的传递、液体静力平衡条件的确定等问题。
其次，水平衡原理在液体的动力学中也具有重要作用。
液体流动过程中，根据水平衡原理，液体在各个位置的流速和压强是相等的。
这可以用来解释液体的流动速度分布、管道内压力损失等问题。
例如，在水平管道中，液体会沿着水平方向均匀分布，流速和压强在不同位置相等，从而保持了水平衡。
此外，水平衡原理在建筑和土木工程中也有广泛应用。
例如，在设计水池、水箱、管道等设施时，需要考虑水平衡原理，以保证设施的结构和功能的正常运行。
另外，研究水平衡原理还可以解释液体的表面张力现象，例如水珠的形成和液体表面的平滑性。
此外，水平衡原理还与压力计、液位计等仪器和设备的设计和使用密切相关。
例如，在压力计中，通过测量液体的压强来获得与压力相关的信息。
在液位计中，通过测量液体的高度来获得与液体位移相关的信息。
这些仪器和设备的设计和使用都依赖于水平衡原理。
综上所述，水平衡原理是液体在重力作用下沿水平方向均匀分布的原理。
它在物理学和工程领域有着重要的应用。
水量平衡原理
水量平衡原理地球上任何圈层或任何地段都是一个开放系统，既有水分的输入，又有水分的输出。
根据质量守恒定律：对于地球上的任何一个地区在任意时段内，收入的水量与支出的水量之差额必然等于该地区在该时段内的蓄水变化量，这就叫水量平衡原理。
系统中输入的水(I)与输出的水(O)之差就是该系统内的蓄水量(△S)，其通式为：I-O=±△S在多水期ΔS为正值，表示蓄水量增加；在少水期△S为负值，表示蓄水量减少；在多年情况下△S为零，表示多年中蓄水量平均起来是保持不变的。
水量平衡是水循环的内在规律，是水循环的定量表达。
按系统的空间尺度，大可到全球，小至一个区域；也可从大气层到地下水的任何层次，均可根据通式写出不同的水量平衡方程式。
通用的水量平衡方程收入水量I=P+E1+R表十R地下（P为区域在给定时段内的降水量；E1为水汽凝结量；R表、R地下分别为在给定时段内地表、地下流入区域内的径流量）支出水量O=E2+R表’+R地下’+q（E2为地表总蒸散发量，R表’、R地下’分别为地表、地下径流流出量，q为研究时段内工农业和生活净用水量)最后得出通用的水量平衡方程为P=(R表一R表’)十(R地下一R地下’)+E+△S+q （E=E2-E1为时段的净蒸发量，△S为时段蓄水变量）在此式的基础上，根据研究对象的不同，可建立各种特定区域或特定水体的水量平衡方程。
（1）全球水量平衡方程：P海+P陆=E海+E陆P全球=E全球（2）海洋水量平衡方程：P海+R=E海大洋年降水量加入海径流量等于大洋年蒸发量（3）陆地水量平衡方程：P陆=E陆+R，即全球陆地降水量大于蒸发量，以径流形式补充海洋(4) 流域多年水平衡方程式为：①闭合流域：P=E+R降入流域的降水量=蒸发量+流出流域河水量在内流河区域，由于内流河最终消失于沙漠区的蒸发和下渗，而无径流注入海洋，则有径流流出量R=0，则在内流域有P=E，即多年平均降水量等于多年平均蒸发量。
②非闭合流域：根据水平衡原理，一条外流河流域内某一段时期的水平衡方程式为：P-E-R=ΔS式中P为流域降水量，E为流域蒸发量，R为流域径流量，ΔS为流域储水变量。
水量平衡
水量平衡的基本方程为：
I O S2 S1 S
式中，I为区域在给定时段内收入（输入）水量； O 为区域在给定时段内支出（输出）水量； S1/S2为区域在给定时段内的始末蓄水量; Δ S为 区域在给定时段内的蓄水变量。
I＝P＋E1＋R 表＋R 地下
式中：P—区域在给定时段内的降水量； E1 —水汽凝结量；R表、R地下 —分别为在给定时
段内地表、地下流入区域内的径流量
区域在给定时段内支出水量O为：
O＝E
2＋R
/ 表
R
/ 地下
q
E2——区域在给定时段内地表总蒸散发量； R表/、R地下/——分别为地表、地下径流流出量；
P0 E0 R0
式中，P0 、E0 、 R0 分别为流域多年平均降水量、
蒸发量和径流量。
若上式两边同除以降水量 P0，得
E0 R0 1 P0 P0
令，
R0 P0
，
E0 P0
则：
α +β=1
式中，α为多年平均径流系数，表示降水量中转 化为径流量的比例；β为多年平均蒸发系数，表 示降水量中消耗于蒸发而转化为水汽的比例。
在多水期Δ S为 正值，表示蓄水量增加；在少水 期Δ S为负值，表示蓄水量减少；在多年情况下 Δ S 为零，表示多年中蓄水量平均起来是保持不 变的。
水量平衡方程式是水分循环的数学表达式，根据 不同的区域可建立不同的水量平衡方程。
二、水量平衡方程式 （一）通用水量平衡方程
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玩转地理浅谈“水量平衡原理”及其应用
本文曾在2018年推出，
现修订补充重推。
在高中地理中对于水循环只涉及到了其发生的具体区域、环节等，而对于水循环中的水量平衡一部分没有进行涉及，只有以前的32K老地理教材中有一定的提到。
但纵观进几年的高考题，17年和18年的高考题中都有所涉及，水量平衡的部分内容让部分老师和同学感到困惑，今天小蹊和大家共同和交流一下水量平衡的原理及其在高考题中的应用。
先来看一下水循环示意图：
再来了解一下水量平衡原理：
从长期来看，全球水的总量没有什么变化。
但是，对一个地区来说，有的时候降水量多，有的时候降水量少。
某个地区在某一段时期内，水量收入和支出的差额，等于该地区的储水变化量。
这就是水平衡原理。
水量平衡是水循环的数量表示，指地球任一区域在一定时段内，收入的水量与支出的水量之差等于该区域内的蓄水变量。
简单表示为：储水变化量＝降水量－蒸发量－径流量。
如果某地无储水变化，那么也可以表示为：降水量＝蒸发量+径流量。
任何一个闭合流域：降入流域的降水量=蒸发量+流出流域河水量。
在32K老版本高中地理教材中是这样描述水平衡及公式的：
某个地区在某一段时期内，水量收入和支出的差额，等于该地区的储水变化量。
这就是水平衡原理。
根据水平衡原理，一条外流河流域内某一段时期的水平衡方程式为：
P-E-R=ΔS
式中P为流域降水量，E为流域蒸发量，R为流域径流量，ΔS为流域储水变量。
从多年平均来说，流域储水变量ΔS的值趋于零。
流域多年水平衡方程式为：
P0=E0+R0
式中P0、E0、R0分别代表多年的平均降水量、蒸发量、径流量。
海洋的蒸发量大于降水量，多年平均降水量平衡方程式可写为：
P0=E0-R0
全球多年平均水平衡公式为：P0=E0
再来看一下最近两年高考题中水平衡原理的应用：
01
（2017全国I卷）图2示意我国西北某闭合流域的剖面。
该流域气候较干，年均降水量仅为210毫米，但湖面年蒸发量可达2 000毫米，湖水浅，盐度饱和，水下已形成较厚盐层，据此完成6-8题。
6.盐湖面积多年稳定，表明该流域的多年平均实际蒸发量
A.远大于2 000毫米
B.约为2 000毫米
C.约为210毫米
D.远小于210毫米
根据题干文字信息材料：“我国西北某闭合流域…该流域气候较干，年均降水量仅为210毫米…湖水浅，盐度饱和，”可知当地为干旱地区，该闭合流域为内流流域，即然闭合，就不用再去考虑外地流入，本地流出之类的水收支问题了。
再来看一下设问中的条件信息：“盐湖面积多年稳定”，表明此内流流域多年水循环过程中水量平衡（当地储水变化量为零），即：多年平均降水量＝多年平均实际蒸发量，因此选项C正确。
02
（2018全国I卷）乌裕尔河原为嫩江的支流。
受嫩江西移、泥沙沉积等影响，乌裕尔河下游排水受阻，成为内流河。
河水泛滥，最终形成面积相对稳定的扎龙湿地(图10)。
扎龙湿地面积广大，积水较浅。
(2)分析从乌裕尔河成为内流河至扎龙湿地面积稳定，乌裕尔河流域降水量、蒸发量数量关系的变化。
(6分)
资料信息中提到没有成为稳定的扎龙湿地前，乌裕尔河排水受阻成为内流河时易河水泛滥。
可推测出当时降水量较大、蒸发量较小，因为降水量较大，河水水量多，蒸发量小，河水损失少，易洪水泛滥；或者降水量较小，但蒸发量更小，易致泛滥。
在没有阻塞之前
在材料中没有提到从内流河到湿地面积稳定的时间尺度，但根据地质变化（该地为平原区），可推测出时间尺度大。
根据已知材料信息，扎龙湿地积水较浅，而扎龙湿地又是乌裕尔河最终的归宿地，所以至扎龙湿地面积稳定之前时，上游来水量应该偏少，两种可能：第一，蒸发量不变，那么降水有所减少，（但近百年来受全球气候变化的影响，蒸发量应该变大，此种假设可以直接排除），所以可能是因为降水量不变（或降水量变小），蒸发量加大，否则的话湿地不可能
积水较浅，随着乌裕尔河注入水量越来越多，应该水位逐渐上涨才是。
但蒸发量应等于流域内降水量才最终保持湿地稳定不变。
当湿地面积稳定的时候，应该是流域内蒸发量=降水量，因为只有这样才能保持稳定。
组织语言：
以成为内流河时的流域内降水量与蒸发量为标准的话，成为内流河时降水量较大、蒸发量较小（或降水量小，蒸发量也小）；
成为湿地的过程中，降水量变小，蒸发量大（或降水量不变的情况下，蒸发量变大）；
当湿地稳定时，流域内降水量等于蒸发量。
官方参考答案
降水量基本不变化，蒸发量逐渐增大，二者数量关系由降水量大于蒸发量最终变为降水量等于蒸发量。
【题外话】蒸发与降水量、流量的关系
只要空气的相对湿度没有达到饱和状态，暴露在空气中的液体或者固体的水分就会往空气中跑，这就是蒸发过程。
在空气比较干，风比较大，阳光比较足，温度比较高的时候蒸发过程就进行得比较快，否则蒸发就比较慢。
蒸发是地面的水分升到空气中而降雨降雪是空气的水分降落到地面上。
它们既是两个相反的气象过程又是相互依存的两个过程。
蒸发不仅与降水相互依存，它们还与地面的河流有关。
在极度干旱的地区，降水量很小。
它的实际蒸发量与降水量是相等的。
那里的地
面上没有河流，连干枯的小河沟也没有。
我国
的沙漠地区就是这样的。
在河流的源头或上游
地区，那里的降水量比实际的蒸发量要大。
这
些多余的水分形成了河流，并且沿着河谷慢慢
地流进了海洋或者湖泊。
农田、森林、草地、花盆里的水分除了通
过土壤蒸发以外还有很多水分是通过植物体，
主要是植物的叶子，而蒸发的到空气中的，这
种通过植物而蒸发的过程称为蒸腾。
为什么植物也要蒸发水分？实际上，植物
的光合作用和蒸发（蒸腾）过程是同时进行的
化学和物理过程。
一般说来，植物蒸发的水分
越多它生长也越快，或者说蒸发越多农作物积
累（形成）的干物质也越多。
如果没有植物的
蒸发（蒸腾），植物本身不能生长。
在任何一个自然流域，它的蒸发、降水与
河水流量都是基本平衡的。
水量平衡原理其实并不复杂，它只是水循环中水的一种量化体现，我们在了解时只要记住：某个区域在一定时期内水量收入与支出的差额其实就是该区域储水量的变化即可，然后再具体问题具体化分析，不管题组情境的“表象”怎么变化经，掌握住水量平衡规律的“本质”即可解决这种问题了。