4第三章：土壤水、下渗与地下水

第三章地下水分类及其特征3．1 地下水分类地下水这一名词有广义与狭义之分：a. 广义地下水––––指赋存于地面以下岩土空隙中的水，包括包气带及饱水带岩石空隙中的水（subsurface water––––包括soil water和ground water）。

b. 狭义地下水––––指赋存于饱水带岩土空隙中的水（ground water）。

长期以来水文地质学着重研究饱水带中的重力水。

现在开始重视包气带水的研究。

因为人们认识到在“三水”（大气水、地表水、地下水）转化过程中包气带是必经之路。

由于埋藏条件，含水介质类型对地下水水量、水质的时空分布有决定意义，所以按埋藏条件和含水介质（空隙）类型对地下水进行划分：1．按埋藏条件：包气带水、潜水、承压水；2．按含水介质（空隙类型）：孔隙水、裂隙水、岩溶水；3．综合分类（见P27：表3–1地下水分类表）。

如：孔隙潜水，孔隙承压水。

大 气3．2 包气带与饱水带地下水面以上称为––––包气带，或非饱和带（unsaturated zone)。

地下水面以下称为––––饱水带，或饱和带（saturated zone ）。

地下水面输送水分，获得补给。

雨季，包气带中的水以下渗为主，雨后，通过蒸发与植物蒸腾向大气圈排泄。

包气带是饱水带与大气圈联系的必经之路。

饱水带通过包气带获得大气降水和地表水的补给，又通过包气带蒸发与蒸腾排泄到大气圈→参与水循环。

饱水带岩石空隙全部为液态水所充满。

水体是连续分布的，能够传递静水压力，在水头差的作用下，可发生连续运动。

饱水带中的重力水––––是开发利用或排除的主要对象。

书上内容：包气带水主要是土壤水和上层滞水。

(一)土壤水埋藏于包气带土壤层中的水，称土壤水。

主要包括气态水、吸着水、薄膜水和毛管水。

靠大气降水的渗人、水汽的凝结及潜水由下而上的毛细作用补给。

大气降水向下渗入，必须通过土壤层，这时渗入的水一部分保持在土壤层中，成为所谓的田间持水量(即土壤层中最大悬着毛管水含水量)，多余的部分呈重力水下渗补给潜水。

《工程水文学》教学大纲课程编号：L265009 课程类别：专业限选课学分数： 1 学时数：16适用专业：土木工程应修基础课程：《水力学》、《高等数学》一、本课程的地位和作用本课程是土木工程专业技术平台课程中的一门专业限选课程。

它是一门阐述和运用水文规律、开发和发挥工程效益的学科。

主要介绍在水循环从降水到径流过程中，关于地面径流的形成、观测，以及对土木工程建筑物的影响。

二、本课程的教学目标本课程的教学目的，是使土木工程专业学生，了解自然界中水的运行变化与河川径流的关系，具有分析计算河渠设计流量和确定过水建筑物孔径等的设计知识。

三、课程内容和基本要求第一章绪论1、教学基本要求掌握水文学的概念，了解工程水文学的研究方法及水文学的发展。

2、教学内容第一节水文学第二节工程水文学的研究方法第三节水文学的发展第二章水文循环与径流形成1、教学基本要求了解水文循环与水量平衡的概念及河流与流域、河流基本特征、径流的形成；泥沙运动与河床演变、造床流量与河相的关系。

2、教学内容第一节水文循环与水量平衡第二节河流与流域第三节降水第四节土壤水、下渗与地下水第五节蒸散发第六节径流第三章水文信息采集与处理1、教学基本要求了解测站与站网的概念，熟悉水位、流量及泥沙观测及水质检测，掌握水文数据处理。

2、教学内容第一节测站与站网第二节水位观测第三节流量测验第四节泥沙测验与计算第五节水质监测第六节水文调查与水文遥感第七节水文数据处理第四章流域产汇流计算1、教学基本要求掌握土的成因类型、土的工程地质性质、土的工程分类及特殊土的工程地质性质2、教学内容第一节降雨径流要素计算第二节流域产流分析第三节产流计算第四节流域汇流计算第五章水文预报1、教学基本要求了解水文预报在各个不通阶段的预报方法2、教学内容第一节概述第二节短期洪水预报第三节洪水实时预报方法第四节水文预报精度评定第五节中长期水文预报简介第六节施工水文预报第六章水文模型1、教学基本要求了解水文模型的概念，熟悉水文系统理论模型及水文概念性模型2、教学内容第一节概述第二节水文系统理论模型第三节水文概念性模型第七章水文统计1、教学基本要求了解水文统计的概念，熟悉随机变量及概率分布，掌握水文统计的方法。

第三章地球上的水第一节自然界的水循环【学习目标】1.了解水圈的构成和各水体相互转化的规律。

2.通过对水循环示意图的分析, 理解自然界水循环的过程和环节。

3、通过对实例的分析, 理解常见的人类活动对水循环的影响。

4、通过相关材料、图表或实例的分析, 归纳出水循环的地理意义。

第 1 页第二节大规模的海水运动【学习目标】1.运用气压带和风带图说明风海流的形成原因。

2.学会运用地图归纳世界洋流的分布规律, 理解洋流分布模式。

3.了解洋流对全球水热平衡的作用、寒暖流对沿岸气候的不同影响, 并能利用教材知识对相关案例进行分析说明。

4.从读图出发, 学习洋流对海洋生物的影响, 了解世界四大渔场的分布位置和成因。

5.了解洋流对海洋航行的影响, 以及对海洋环境的影响。

【知识点归纳】★1.世界海洋表层洋流的分布⑴、洋流形成因素:盛行风是海水运动的主要动力, 洋流前进时还受陆地形状的限制和地转偏向力的影响.★⑵、表层洋流分布规律: （参看课本P57图3.5, 掌握各大洋洋流分布及洋流名称★ 2.洋流对地理环境的影响(参看课本P58～60)⑴、对气候的影响(参看课本P59案例1)⑶、对海洋航行的影响:顺洋流航行可以节约燃料,加快速度；寒暖流相遇易形成海雾不利航行；洋流从北极地区携带冰山南下威胁航海.⑷对污染的的影响：加快净化速度, 扩大污染范围．★3.洋流流向和性质的判读方法步骤: ⑴根据等温线分布判断南北半球——若某海区水温北低南高, 说明是北半球的海区；反之是南半球。

⑵判断寒暖流依据：①等温线向高纬凸, 则为暖流；等温线向低纬凸, 则为寒流。

(即洋流流向与等温线的弯曲方向相同)②由低纬流向高纬的是暖流, 有高纬流向低纬的是寒流。

第三节水资源的合理利用【学习目标】1、了解水资源的概念以及衡量水资源的具体指标。

2、学会运用图表资料说明全球和我国水资源时空分布不均。

3、结合实例了解水资源对人类发展的意义。

【知识点归纳】1.水资源的分布（课本P61图3.10）★我国水资源分布:空间上南多北少,东多西少;时间上夏秋多,冬春少2.水资源与人类社会第 3 页。

第三章地球上的水单元同步测试卷一、选择题:本题共36小题。

在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

下图为大西洋表层海水年平均温度、盐度和密度随纬度变化示意图。

读图回答下面小题。

1．在大西洋表层海水年平均密度最低的地方，海水的（）A．温度约为28℃B．纬度约为5°S C．盐度约为35．6%D．密度约为1021．5kg/m32．℃在甲处达到最高值的主要原因是（）A．受北大西洋暖流影响B．降水少，蒸发旺盛C．受地表径流影响D．受藻类植物影响下图（a）（b）（c）为不同情境下水循环示意图。

据此,完成下面小题。

3．图（a）中水循环环节名称标注正确的是（）A．℃河流蒸发B．℃地表径流C．℃地下径流D．℃水汽输送4．与（a）图相比,图（b）中城市的硬化地面对水循环的直接影响是（）A．℃增加B．℃减少C．℃不变D．℃减少5．图（c）中人工湿地的生态效应有（）℃调节河流径流℃减少下渗℃增加局地蒸发量℃减少土壤含水量A．℃℃B．℃℃C．℃℃D．℃℃加拿大中部某废弃矿坑填充有10米厚的尾矿渣，并在表层回填河砂和表土修复矿山。

回填改造的矿区呈山丘、洼地（季节性积水）相间分布的形态。

该地夏季为雨季，雨季前期回填矿区中山丘的坡面几乎不产生径流，雨季中后期产生的径流也相当有限。

冬季降雪量较大，春季山丘的坡面产生较强的径流。

随着植被的演替恢复，地表径流和地下径流的比例发生改变。

据此完成下面小题6．雨季前期，尽管有一定的降水，但回填矿区山丘的坡面几乎不产生径流，这反映出（）℃表土干燥℃河砂层下渗量大℃降水量小℃降水分布集中A．℃℃℃B．℃℃℃C．℃℃℃D．℃℃℃7．随着回填矿区山丘坡面植被的恢复，洼地（）A．年平均水位上升B．土壤盐渍化减轻C．地下水补给减少D．实际蒸发量增大石羊河发源于祁连山脉东段冷龙岭北侧的大雪山。

祁连山高大的山峰分布着大量的冰雪。

像舌头一样伸向山下的是冰舌。

这是冰川的末端。

近几年来石羊河流域加速了林草植被的建设，下左图为“祁连山冰舌景观图”。

土中水的运动规律土中水的运动规律是指水在土壤中的流动和分布的规律。

土壤中的水分运动是一个复杂的过程，受到多个因素的影响，如土壤类型、土壤孔隙度、水力条件、根系活动以及气候等。

通过研究土中水的运动规律，可以更好地理解水分循环和地下水资源的形成与分布，对水文循环模型的建立和水资源管理具有重要意义。

1. 水分下渗规律土壤中的水分主要通过下渗进入深层土壤或地下水层。

下渗规律取决于土壤的孔隙度和渗透性，水分的下渗速率与土壤孔隙度呈正相关关系。

土壤孔隙度越高，水分下渗的速率越快。

此外，土壤质地也影响下渗规律，例如，砂土的渗透性较好，能够较快地将水分下渗到深层。

2. 土壤中水分的传导规律土壤中的毛细现象是水分在土壤中传导的重要机制之一。

毛细现象是由于土壤颗粒表面的毛细管作用引起的。

水分分子在土壤孔隙中通过毛细现象向上运动，这种运动规律被称为上升运动。

毛细现象的主要影响因素包括土壤颗粒间的间隔距离、土壤颗粒表面的湿度和土壤毛细管的直径。

3. 根系对土壤中水分的摄取规律植物根系是水分在土壤中运动的重要因素之一。

根系通过吸收土壤中的水分供给植物的生长和代谢所需。

根系的分布范围和活动水平会影响水分在土壤中的分布和运动规律。

在干旱季节，植物的根系会向深层土壤迁移，从而增加了土壤中水分的储存量。

4. 土壤中水分的蒸发规律土壤中的水分在受到外界环境的作用下会发生蒸发。

土壤中水分的蒸发过程可以通过温度、湿度和风速等因素来描述。

温度越高，湿度越低，风速越大，土壤中的水分蒸发越快。

此外，土壤表面的覆盖物（如植被）也会影响土壤中水分的蒸发规律，植被的存在可以减缓土壤中水分的蒸发速率。

5. 土壤中水分的径流规律当土壤中的水分超过其持水能力时，多余的水分会以径流的形式流出。

土壤中水分的径流规律受到降雨强度、土壤质地、土壤饱和度和土壤坡度等因素的影响。

降雨强度越大，土壤的饱和度越高，土壤中水分的径流量越大。

综上所述，土中水的运动规律受到多个因素的综合影响。

《水圈与水循环》地表径流与下渗《水圈与水循环：地表径流与下渗》在我们生活的地球，水以各种形式存在和运动着，形成了一个复杂而又奇妙的水圈。

而在水圈中，水循环是至关重要的过程，其中地表径流与下渗则是水循环中的两个关键环节。

首先，咱们来聊聊地表径流。

地表径流简单来说，就是水在地球表面流动的过程。

想象一下，下雨了，雨水落在山坡、田野、道路等地方，然后顺着地势的高低起伏，汇聚成小溪、小河，最终流入大江、大海，这整个过程就是地表径流。

地表径流的大小和速度受到多种因素的影响。

比如说，降雨量的多少就起着重要作用。

雨下得越大、越久，产生的地表径流通常就越多。

地形也是一个关键因素。

陡峭的山坡会让水流迅速聚集并加速流动，形成湍急的地表径流；而相对平坦的地区，水流速度则会慢一些。

土地的覆盖情况同样会对地表径流产生影响。

如果地面是裸露的泥土，雨水容易快速流走；但要是有茂密的植被，植物的根系可以留住水分，减缓水流的速度，从而减少地表径流。

地表径流对于我们的生活和环境有着重要的意义。

一方面，它为河流、湖泊等水体提供了水源，维持了生态系统的平衡。

许多动植物都依赖这些水域生存。

另一方面，地表径流也带来了一些问题。

比如，在暴雨时，强大的地表径流可能引发洪水，冲毁农田、房屋和道路，给人们的生命和财产带来威胁。

而且，如果地表径流带走了大量的土壤和泥沙，还会导致水土流失，破坏土地资源。

接下来，咱们再看看下渗。

下渗就是水从地表渗入地下的过程。

当雨水落到地面后，一部分会渗入土壤中，成为地下水的补充。

下渗的能力与土壤的性质密切相关。

疏松、多孔的土壤，比如砂土，下渗能力通常较强；而紧实、黏性大的土壤，像黏土，下渗能力就相对较弱。

此外，地下水位的高低也会影响下渗。

如果地下水位已经很高，下渗的空间有限，下渗量就会减少；反之，如果地下水位较低，就有更多的空间容纳下渗的水分。

下渗对于水循环和生态环境同样具有重要作用。

它能够补充地下水，保持地下水资源的稳定。

水文学原理》复习思考题D《水文学原理》思考题第一章绪论1. 水文学主要研究那些内容？水文学是研究地球上水的分布、循环、运动变化规律及其与地理环境、人类社会活动之间的相互关系的学科。

（研究地球上的各种水体的形成、循环和分布，探讨水体的化学和物理性质以及它们队环境的反应，包括它们与生物的关系。

）2. 人类面临的主要水问题有哪些？如何解决？水资源缺水问题：水多了，水少了，水脏了；3. 什么是水文现象？水文现象有哪些基本规律和特性？水文现象；降水，蒸发径流以及河流的结冰封冻等基本规律；1确定性规律；2随机性规律特性；1时程变化的周期性与随机性对立统一；2地区分布的相似性与特殊性对立统一4. 水文学有哪些主要分支学科?1、按应用范畴分：工程水文学、农业水文学、城市水文学、森林水文学2、按研究方法分：水文统计法、随机水文法、地理水文学、实验水文学、同位素水文学，实验水文学，动力水文学，数值水文学，水文测验学；3、按研究对象分：河流水文学、河口水文学、海洋水文学、河口水文学、地下水文学冰川水文学、湿地水文学，环境水文学，生态水文学5. 水文学经历了哪些发展阶段？1萌芽时期；2奠基时期；3时间时期；4现代化时期6. 简述水文学研究的特点水文现象的基本特点1、成因上的自然性和认为性2、时程上的周期性和偶然性3、地域上的相似性和差异性4、运动的同在性和独立性第二章水文循环1. 水有哪些自然属性？社会属性？2. 水循环有哪些环节?降水，蒸散发，下渗，地面径流与地下径流。

2. 研究水文循环有哪几种尺度？1全球水文循环，2流域或区域水文循环，3水—土壤—植物系统水文循环3. 水循环的主要表现形式（水文现象）有哪些？降水，蒸发，径流和下渗4. 全球和流域（区域）水量平衡及方程式。

.全球水量平衡方程：如研究区域为地球上的全部海洋，所取计算时段为年，则某一年的（1）水量平衡方程为：P 洋+R＝E 洋+△Ws 式中P 洋——海洋上某—年的降水量；R——大陆流入海洋的某年径流量；E 洋——海洋上某一年的蒸发量；△W ——海洋某一年的储水增量。

第四章地下水的补给、排泄和动态地下水的循环是指地下水的补给、径流与排泄过程。

地下水以大气降水、地表水、人工补给等各种形式获得补给，在含水层中流过一段路程，然后又以泉、蒸发等形式排出地表，如此周而复始的过程便叫做地下水的循环，其中资源量的增减正是补给与排泄不平衡所致。

第一节地下水的补给含水层或含水系统从外界获得水量的过程即为地下水的补给，其补给来源有：大气降水入渗、地表水入渗、凝聚水入渗、其他含水层或含水系统越流补给和人工补给等。

一、降水入渗补给大气降水包括雨、雪、雹，在许多状况下大气降水是地下水的主要补给方式。

当大气降水降落在地表后，一部分变为地表径流，一部分蒸发重新回到大气圈，剩下一部分渗入地下变为地下水。

一般状况下，入渗补给含水层的水量仅占降水量的20~50%,其余的水量通过各种途径耗失了。

L降水入渗补给地下水的机制大气降水抵达地表便向土壤孔隙渗入，假如土壤初始含水率很小，则入渗水首先形成薄膜水，到达最大薄膜水后，又连续充填毛细孔隙形成毛细水，只有当土壤含水率超过最大持水量时，才形成重力水下渗补给地下水。

一般的降水入渗过程可划分为两个阶段：前期属于受供水强度掌握阶段；后期为受入渗力量掌握阶段。

降雨后包气带水的下渗方式一般认为有两种，即活塞式(PiSton type)及捷径式(short-circuit type)o活塞式是指上部新的入渗水推动下部较老的水作面状下移，此类下渗主要发生于比较均质的砂层中。

捷径式指水流不作面状推动，而沿着某些通路优先下渗，例如在粘性土中下渗水往往沿着某些大孔道——根孔、虫孔及裂隙发生的移动。

⑴均质土的活塞式下渗：入渗水的湿锋面整体向下推动，如同活塞的运移。

分两个入渗阶段：①土壤吸水阶段:降水入渗水用于补充水分亏缺，由于表土干燥，毛细负压大，毛细率很大；②稳定入渗阶段:湿锋面下渗到肯定深度，重力水力梯度起主要作用，毛细水力梯度渐渐变小，入渗率趋于稳定值。

⑵粘性土的捷径式下渗：当降水强度较大，细小孔隙来不及汲取全部水量时，一部分雨水将沿着渗透性良好的大孔隙通道优先快速下渗，并沿通道水分向细小孔隙集中。

查补易混易错点04 水循环与水平衡水循环与水平衡是人教版必修第一册第三章和选择性必修第一册第四章的重点内容，主要包括水循环的主要环节以及各主要环节的影响因素分析，海气相互作用，同时与自然地理其他知识点关联密切。

能够要求学生能够运用水循环和海气相互作用的基本原理说明一些自然现象之间的关系和变化过程（综合思维），在一定程度上合理描述和解释特定区域的自然现象，并说明其对人类的影响（区域认知、人地协调观）。

是高考高频考点，2022年辽宁高考的第5-6题，2022年全国甲卷的第9-11题等都对水循环与水平衡进行了考查。

易错01 水循环1.海陆间水循环的环节：蒸发（含植物蒸腾）、水汽输送、降水、径流（含地表径流、下渗、地下径流）。

其中与人类修建水库和跨流域调水有关的环节是地表循环，植树造林会增加水的下渗量，减少地表径流。

2.影响水汽输送的因素①风力大小，风力大携带水汽就多①距海远近，距离海洋近携带水汽就多3.影响地表径流的因素①降水量，短时间降水量大地表径流量会增大①地表植被覆盖率，植被覆盖多地表径流变小①流经地区的地貌，流经喀斯特地貌和沙质土壤区，河流易下渗严重地表径流小①人类活动，沿河的生产和生活用水使得水量变小。

4.影响下渗的因素①植被覆盖率：植被覆盖率越高，下渗量越大；①降水强度：降水强度越大下渗量越小；①降水时长：降水强度相同的前提下，降水时长越长，下渗量越大；①坡度：坡度越大，下渗量越小；①地下水水位：地下水水位越高，下渗量越小。

5.影响河流含沙量大小因素：（1）植被覆盖率，森林覆盖率差则含沙量高，反之则低。

（2）土质，土质松则含沙量高，反正则低。

（3）降雨强度，降雨强度大则含沙量高，反之则低。

（4）地势，地势落差大则含沙量高，地势平缓则含沙量低。

（5）地形地貌，平原地区一般含沙量低，山地，丘陵区则相对高。

6.影响蒸发大小的因素（1）气温：气温越高，蒸发量越大；（2）风速：风速越大，蒸发量越大；（3）水域面积：水域面积越大，蒸发量越大；（4）土壤含水量：土壤含水量越大，蒸发量越大。

第三章地球上的水知识点总结第一节水循环1.水循环的概念自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈中，通过蒸发(蒸腾)、水汽输送、降水、下渗、径流等环节连续运动的过程。

2.分类：根据发生的空间范围，水循环可分为海陆间循环、陆地内循环和海上内循环。

类型海陆间循环陆地内循环海上内循环领域海洋与陆地之间陆地上空海洋上空环节海水蒸发变成水汽。

水汽上升到空中，被气流输送到大陆空中，部分在适当条件下凝结，形成降水。

一部分在地面流动。

形成地表径流；陆地上的水通过蒸发和植物蒸腾，形成水汽。

被气流带到陆地上空，冷却凝结形成降水海水蒸发形成水汽，进入大气后在海洋上空凝结形成降水，一部分渗入地下，形成地下径流。

两者经过江河汇集，最后又回到海洋。

又降到海面意义使陆地水得以补充，水资源得以再生，是最重要的水循环补充陆地水的数量很少，对内陆地区意义重大水循环的参与水量最大【知识拓展】（1）三种水循环跨越领域最大的是海陆间循环；从参与水量看最大的是海上内循环。

（2）百川入海属于地表径流；台风登陆属于水汽输送。

（3）长江是外流河，参与海陆间循环；塔里木河是内流河，参与陆地内循环。

3.水循环的地理意义①更新陆地淡水资源水循环把大气圈、水圈、岩石圈和生物圈有机联系起来，使地球上各种水体处于不断更新状态，从而维持全球水量的动态平衡。

②进行物质迁移与能量转换4.水循环是地球上物质迁移和能量转换的重要过程。

①物质迁移:降水和地表径流不断塑造着地表形态,地表径流源必修源不断地向海洋输送大量的泥沙、有机物和无机盐类,水循环成第为海陆间联系的主要纽带。

②能量转换:水循环对到达地表的太阳辐射能起到吸收、转化和传输的作用,缓解了不同纬度地区热量收支不平衡的矛盾。

③维持全球水量的动态平衡由于水循环的存在，在定时期内，全球的海洋水、陆地水和大气水不会增多，也不会减少，从而维持全球水量的动态平衡。

④影响全球的气候和生态水循环还影响着全球的气候和生态,对全球自然环境产生深刻而广泛的影响。