1、第六章 水圈與水平衡,教學(xué)重點(diǎn)：,水圈的水平與垂直結(jié)構(gòu)特征，水圈的演化過程與階段，水份循環(huán)過程、機(jī)理、類型及其意義，洋流的運(yùn)動(dòng)與分布規(guī)律及其對地表環(huán)境的影響，全球、區(qū)域和流域水量平衡，造成水資源緊張的原因，水的相態(tài)轉(zhuǎn)換與海平面升降之間的關(guān)系。,教學(xué)難點(diǎn)：,水份循環(huán)的過程、機(jī)理、類型及其意義，洋流的運(yùn)動(dòng)與分布規(guī)律及其對地表環(huán)境的影響，全球、區(qū)域和流域水量平衡。,第六章 水圈與水平衡,教學(xué)活動(dòng)：,模擬實(shí)驗(yàn)：水的運(yùn)動(dòng)（對流、環(huán)流、水的相態(tài)轉(zhuǎn) 化）。,觀 測：湖泊、水庫和河流的水位、水溫、Ph值、水生生物的日變化和季節(jié)變化。,查閱分析：查閱降水量、蒸發(fā)量分布圖，粗略分析水量平衡的時(shí)空變化規(guī)律。,檢索分

2、析：在圖書館文獻(xiàn)信息系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)上， 檢索“水圈”、 “水量平衡”、“水分循環(huán)”、“水災(zāi)”、“水荒”、“水”+“人類”、“水” + “可持續(xù)發(fā)展”，分題名檢索和關(guān)鍵詞檢索，看有哪些圖書、論文和網(wǎng)站與之有關(guān)，并了解該領(lǐng)域的新進(jìn)展。,參閱文獻(xiàn)：,1姚炎祥.生命的源泉水.南京：江蘇科技出版社，1996 2趙希濤,楊達(dá)源.全球海面變化.北京：科學(xué)出版社,1992 3劉昌明，何希吾.中國21世紀(jì)水問題方略.北京：科學(xué)出版社，1998 4沈晉，沈冰等.環(huán)境水文學(xué).合肥：安徽科技出版社，1992 5馮士 ,李鳳歧，李少箐.海洋科學(xué)導(dǎo)論.北京：高等教育出版社，1999 6喬萬利.多彩的海水運(yùn)動(dòng).濟(jì)南：山東科技

3、出版社，1999 7 Murck B W，Skinner B J，Porter S C . Environmental geology. New York：John Wiley & Sons, Inc.，1996,第六章 水圈與水平衡,一、水圈的組成,1. 海洋水 海洋是水圈的主體，是地球上水的最大源地。全球海洋總面積為3.61108 km2，海水總體積約為1.37109 km3。,2. 陸地水 河流；湖泊；沼澤；地下水；冰川。,內(nèi)容提要：,第六章 水圈與水平衡,二、 水圈的結(jié)構(gòu),1. 水圈的水平結(jié)構(gòu)特征 連 續(xù) 性：地球表面任何一個(gè)地方都有水的分布，水在地球表層的分布是連續(xù)的。 不均勻性：水

4、在地表的分布是不均勻的。不均勻性一是表現(xiàn)在水圈的厚度各處不一，二是表現(xiàn)在水圈中各處分布的水量不同。,2. 水圈的垂直結(jié)構(gòu)特征 近地面集中分布：水主要集中分布在地面附近，隨著離地面距離的增大水越來越少。 垂直分層： 水圈在垂直方向上具有一定的分層現(xiàn)象。 相態(tài)分異： 指水的相態(tài)在垂直方向上的有規(guī)律的變化現(xiàn)象。,3. 跨流域調(diào)水解決水的空間分布不均問題,第六章 水圈與水平衡,三、 水圈的演化,1. 水從無到有 自生說；外生說。,2. 水從少到多、從酸性到堿性 水通過巖漿活動(dòng)和火山噴發(fā)由地球內(nèi)部逸出，從而使地球水圈的水越來越多。原始酸性的大洋水與當(dāng)時(shí)偏于基性的火成巖發(fā)生作用，會(huì)產(chǎn)生中性或偏堿性的溶液，

5、原始的酸性大洋便逐步改變其性質(zhì)，主要的碳酸根和重碳酸根離子成分逐步被氯原子所取代。,3. 從汽到水、冰,第六章 水圈與水平衡,四、水 的 運(yùn) 動(dòng),1. 水循環(huán),概念：地球上各種形態(tài)的水，在太陽輻射、重力等作用下，通過蒸發(fā)、水汽輸送、凝結(jié)降水、下滲以及徑流等環(huán)節(jié)，不斷地發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)換和周而復(fù)始運(yùn)動(dòng)的過程，稱為水循環(huán)。地球上各類水體，通過水循環(huán)形成了一個(gè)連續(xù)而統(tǒng)一的整體。水循環(huán)按不同途徑與規(guī)模，分為大循環(huán)和小循環(huán)。,機(jī)理：水循環(huán)服從于質(zhì)量守恒規(guī)律；水循環(huán)的基本動(dòng)力是太陽輻射和重力作用；水循環(huán)廣及整個(gè)水圈，并深入大氣圈、巖石圈及生物圈，同時(shí)通過無數(shù)條路線實(shí)現(xiàn)循環(huán)和相變；從全球看，水循環(huán)是個(gè)閉合系統(tǒng)，但

6、從局部地區(qū)看水循環(huán)卻是開放系統(tǒng)。,水循環(huán)對地球上的生物和其他圈層的相互作用等方面具有重要的意義。,第六章 水圈與水平衡,2. 河水的運(yùn)動(dòng),層流：水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡線（流線）平行，在水流中運(yùn)動(dòng)方向一致，流速均勻。,紊流：水流中每個(gè)水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度與方向均隨時(shí)在變化，而且其變化是圍繞一個(gè)平均值上下跳動(dòng)的。,環(huán)流：河水內(nèi)部還具有局部水流環(huán)繞著一定的旋轉(zhuǎn)軸做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。,3. 冰川的運(yùn)動(dòng),重力流：在斜坡上因冰川自重而產(chǎn)生的沿坡向的分力大于冰川槽對冰川的阻力時(shí)，所引起的運(yùn)動(dòng)。,擠壓流：由于冰川堆積的厚薄不同使內(nèi)部所受的壓力分布不均，引起的冰川運(yùn)動(dòng)。,第六章 水圈與水平衡,4. 海水的運(yùn)動(dòng),波浪：每個(gè)水質(zhì)點(diǎn)作周

7、期性運(yùn)動(dòng)，所有水質(zhì)點(diǎn)相繼振動(dòng)，引起水面呈周期性的起伏。 潮汐：由于月球和太陽的引力引起的地球海水面的周期性升降運(yùn)動(dòng)。 潮流：海水受月球和太陽引力而發(fā)生周期性的流動(dòng)。 洋流：指海洋中具有相對穩(wěn)定的流速和流向的海水，從一個(gè)海區(qū)水平地或垂直地向另一個(gè)海區(qū)大規(guī)模的非周期性運(yùn)動(dòng)。分為風(fēng)海流；密度流；補(bǔ)償流。 厄爾尼諾現(xiàn)象：在赤道太平洋東部的厄瓜多爾和秘魯沿岸，每過幾年，東向信風(fēng)減弱，導(dǎo)致沿岸上升流也隨之減弱或消失，暖水倒流，水溫上升，大氣對流逐漸變得活躍，海洋里由于上升流的減弱，表層海水的營養(yǎng)物質(zhì)含量減少，并且由于溫度的升高，魚類大量死亡，使秘魯漁場大幅度減產(chǎn)。,第六章 水圈與水平衡,5. 海面升降與三

8、相轉(zhuǎn)化,波浪、潮汐等海水的運(yùn)動(dòng)形式，固然能使海面發(fā)生周期性的變化，甚至像海嘯能使海面在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生劇烈變化，但這種變化畢竟是短暫的，過后又會(huì)很快恢復(fù)原狀。從長期看，海面升降則與水的三相轉(zhuǎn)換有著密切的關(guān)系。在地球水圈的水循環(huán)中，冰川積累與消融起著重要的作用。冰蓋消融量的增減，將直接影響海平面的升降。一般說，地球上氣候較冷的時(shí)候，冰川的規(guī)模就大，大量的水體從海洋轉(zhuǎn)移到冰川上儲(chǔ)存起來，導(dǎo)致海面降低。氣候轉(zhuǎn)暖時(shí)，冰川退縮，大量的冰川融水，又通過河流注入大海，導(dǎo)致海平面上升。因此，海面升降成了反映氣候變化的指示劑。,海面的升降會(huì)導(dǎo)致海岸濕地與低地的淹沒、海岸帶遭侵蝕、洪泛與風(fēng)暴潮災(zāi)害、鹽水入侵等，給人類

9、的生產(chǎn)和生活帶來影響，特別是對沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口稠密的地區(qū)威脅更大。海面的下降，又會(huì)使沿海的一些港口、航道廢棄，使陸地上的降水減少，大陸度增高。因此，科學(xué)家正在加強(qiáng)這方面的研究。,第六章 水圈與水平衡,五、水 量 平 衡,1. 水量平衡 地球上任何一個(gè)區(qū)域在任何一時(shí)段內(nèi)，水的收入與支出的差額等于該地區(qū)的儲(chǔ)水變化量。盡管對于全球海洋陸地的蒸發(fā)量、降水量與徑流量的估算值還不完全相同，但有一點(diǎn)是共同的，就是全球的水量是平衡的。,全球水量平衡方程： P全球=E全球,2. 水量平衡方程 通用水量平衡方程: I-Q=S,第六章 水圈與水平衡,六、 水 圈 與 人 類,1. 水-人體的重要組成 2. 生命來源于水 原始海洋中溶解的氧、二氧化碳等物質(zhì)，是細(xì)胞進(jìn)行新陳代謝時(shí)最好的“營養(yǎng)品”；厚厚的水體又像一個(gè)“保護(hù)罩”使嬌弱的原始生命不致被太陽紫外線殺傷。 3. 生命運(yùn)動(dòng)離不開水 水是生物體的基本成分。在肌體內(nèi)起著輸送物質(zhì)的作用；維持著肌體養(yǎng)分平衡，起著吸收養(yǎng)分，排出廢物的作用；起著調(diào)節(jié)溫度的作用；具有支持營養(yǎng)的作用。,一方面，水是人類必不可少