第一章地球上的水及其循环

第一章水文循环第一节地球上的水（简单概念）地球是一个富水的行星。

地球上的水从大气到地球表面至地核各个层圈都赋存有水。

即：地球浅部层圈水，如大气圈、地球表面、岩石圈和生物圈中；地球深部的地幔和地核中。

（1）地球浅部层圈水分布有大气水、地表水、地下水以及生物体中的水，这些水均以自由态H2O 分子形式存在，以液态为主，也呈气态与固态存在。

我们从表1-1中，可以建立地球浅部层圈水的分布状况与数量概念。

（2）地球浅部层圈水的淡水从表1-1中可知，浅部层圈中水的总体积约为13.86×108。

若将这些水均匀平铺在地球体表面，水深约为2718m。

但是，其中海水等咸水约占97.47%，淡水只占2.53%。

各淡水体的比例：约68.8%为冰川与积雪，0.3%为河湖，30%为地下水，其他淡水占0.9%。

（3）地球深层圈水（一般性了解）地球深层圈水分布于地壳下部直到下地幔这一范围内。

在地壳下部深约15~35km处，地温达400℃以上，压力也很大，这里的水不可能以普通液态水或气态水形式存在，而成为被压密的气水溶液。

表1-1 地球浅部层圈水的分布关于地幔的含水量，有关学者通过不同方式得到的结论基本一致。

认为未经去气作用的地幔物质约含5％—7％的水。

假定地幔总重量为4×1027g，其中熔融物质占25％，则地幔软流层中所含的水分总量约相当于现代海洋水总量的35~50倍。

据推测，在极高的温压下，这里的水电离为及，甚至近一步电离为及。

当软流层的岩浆沿通道上升，温压降低时，氢、氧离子将结合为自由态的水（）而析出〔区永和等，1988〕。

第二节水循环水循环概念：上述讨论的地球上各部位（层圈的）的水是相互联系、相互转化的，这一过程称为水循环。

地球上各层圈的水也是称水系统。

自然界的水循环分为图1-1 自然界的水循环〔据阿勃拉莫夫〕Ⅰ—海洋水；Ⅱ—沉积盖层；Ⅲ—地壳的晶质岩；Ⅳ—岩浆源；Ⅴ—地幔岩；Ⅵ—大陆冰盖；1—来自地幔源的初生水；2—返回地幔的水；3—岩石重结晶脱出水（再生水）；4—沉积成岩时排出的水；5—和沉积物一起形成的埋藏水；6—与热重力和化学对流有关的地内循环；7—蒸发和降水（小循环）；8—蒸发和降水（大循环）；9—地下径流；10—地表径流地质循环的概念：地球深部层圈水与表层圈水之间的转化过程称为地质循环。

第一章地球上的水及其循环一、名词解释：1．水文地质学：2．地下水：3．矿水：4．自然界的水循环：5．水文循环：6．地质循环：7．大循环：8．小循环：9．绝对湿度：10．相对湿度：11．饱和差：12．露点：13．蒸发：14．降水：14．径流：15．水系：二、填空1．水文地质学是研究的科学。

它研究、、、及人类活动相互作用下地下水和的时空变化规律。

2．地下水的功能主要包括：、、、、或。

3．自然界的水循环分为循环和循环。

4．水文循环分为循环和循环。

5．水循环是在和作用下，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。

6．水循环是在太阳辐射和重力作用下，以、和等方式周而复始进行的。

7．主要气象要素有、、、、。

8．在水文学中常用、、、和等特征值说明地表径流。

三、判断题1．地下水是水资源的一部分。

（）2．海洋或大陆内部的水分交换称为大循环。

（）3．地下水中富集某些盐类与元素时，便成为有工业价值的工业矿水。

（）4．水文循环是发生于大气水和地表水之间的水循环。

（）5．水通过不断循环转化而水质得以净化。

（）6．水通过不断循环水量得以更新再生。

（）7．水文循环和地质循环均是H2O分子态水的转换。

（）8．降水、蒸发与大气的物理状态密切相关。

（）9．蒸发是指在100℃时水由液态变为气态进入大气的过程。

（）10．蒸发速度或强度与饱和差成正比。

（）四、简答题1．水文地质学的发展大体可划分为哪三个时期？2．水文地质学已形成了若干分支学科，属于基础性的学科分支有哪些？3．水文循环与地质循环的区别？4．简述水文循环的驱动力及其基本循环过程？5．大循环与小循环的区别？6．水循环的作用？五、论述题自然界水循环的意义？第二章岩石中的空隙与水分一、名词解释1．岩石空隙：2．孔隙：3．孔隙度：4．裂隙：5．裂隙率：6．岩溶率：7．溶穴：8．结合水：9．重力水：10．毛细水：11．支持毛细水：12．悬挂毛细水：13．容水度：14．重量含水量：15．体积含水量：16．饱和含水量：17．饱和差：18．饱和度：19．孔角毛细水：20．给水度：21．持水度：22．残留含水量：23．岩石的透水性：24．有效应力：二、填空1．岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。

第一章地球上的水及其循环组成地球水圈的水（包括地表水与地下水）是在原始地壳形成以后，在整个地质时期内从地球内部不断逸出而起源的。

地球物质的成分和分布是不均匀的，具有层圈构造。

地球固体表面以上的各层圈为外部构造（大气圈、水圈和生物圈）水圈主要是呈液态及部分呈固态出现的。

自然界的水循环按其循环途径长短、循环速度的快慢以及涉及层圈的范围，可分为水文循环和地质循环两类。

水文循环的定义——地球浅层圈的水，即大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。

特点——水文循环的速度较快，途径较短，转换交替比较迅速。

水文循环的组成：蒸发、水汽输送、降水和径流水文循环的运动规律——海洋的蒸发量大于降水量；陆地的降水量大于蒸发量；大陆输入水汽量与输出水量基本平衡水文循环发生的动力条件——在太阳辐射和重力共同作用下，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。

作用：通过循环——水的质量得以净化、水的数量得以再生。

水资源不断更新与再生，可以保证在其再生速度水平上的永续利用──也是可持续发展保证。

地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程影响水文循环的因素：1、气象因素：气温、气压、温度、蒸发、降水2、径流：指降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。

分类：径流可分为地表径流和地下径流（3）人类活动等第二章：岩石中的空隙和水●岩石——水文地质学中指坚硬的岩石及松散的土层●空隙——岩、土中各种类型的空洞的总称孔隙的定义：松散岩石（洪积物、冲积物、黄土等）中颗粒之间的空隙。

2.表示方法：孔隙度n Vn：空隙体积，V：岩石体积孔隙度：是描述松散岩石中孔隙多少的指标定义：某一体积岩石（包括颗粒骨架与空隙在内）中孔隙体积所占的比例。

裂隙定义：由于内外地质营力的作用，而使岩石发生破坏的现象的总称1）什么叫孔隙度？孔隙度大与孔隙大有区别吗？结合水：定义：由于静电引力而吸附在固体颗粒表面的水。

毛细力的方向：作用方向始终指向弯曲液面的凹侧凹凸弯液面是指相对于液相一侧而言的凹形弯液面—负的毛细压强---如同真空吸力凸形弯液面—正的毛细压强毛细力大小与弯液面的曲率成正比含水量松散岩石实际保：留水分的状况（是某岩样某时的含水状态）又称岩石的天然含水量给水度定义：当地下水位下降一个单位高度时，单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释放出来的水体积，称为给水度。

第一章地球上的水及其循环一、名词解释：1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。

它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。

2．地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。

3．矿水：含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有一定医疗与保健作用的地下水。

4．自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。

5．水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。

6．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。

7．大循环：海洋与大陆之间的水分交换。

8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。

9．绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。

10．相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。

11．饱和差：某一温度下，饱和水汽含量与绝对湿度之差。

12．露点：空气中水汽达到饱和时的气温。

13．蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。

14．降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。

14．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。

15．水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。

16．水系的流域：一个水系的全部集水区域。

17．分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。

18．流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。

19．径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量。

20．径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。

21．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。

22．径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值。

二、填空1．水文地质学是研究地下水的科学。

它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。

2．地下水的功能主要包括：资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。