第一节 水循环

第一节 水循环

一、“水的行星”

在太阳系八大行星中,地球被称为“水的行星”。从太空巡望地球,宇航员看到的水面远大于陆地。地球约有71%的表面覆盖着水。 地球上的水呈固态、液态、气态,分布于海洋、陆地和大气之中,形成各种水体,共同组成水圈。地球上的各种水体,海洋水是主要的,它约占全球水储量的97%。分布于陆地上的各种水体,包括河水、湖泊水、沼泽水、地下水、冰川等,水量还不足全球水储量的3%。冰川是地球淡水的主体,主要分布在两极地区和中低纬度高山地区,水量占全球淡水储量的2/3以上。目前人类利用较多的淡水资源,主要是河水、淡水湖泊水以及浅层地下水,水量约占全球淡水储量的0.3%。大气层中也有少量的水,基本上是以水汽的形态存在。 下载PDF

第一节 水循环

课前探究

如图4-1所示,若将①地球上的水,②沼泽、河流、湖泊和地下水中的液态淡水,③河流和湖泊中的淡水三者分别汇集起来,只不过形成三个小水珠。这三个水珠相对地球来说并不太大,直径分别约为1384千米、273千米、56千米。 1.图中的三个水珠并不太大,但地球却被称为“水的行星”,你知道其中的原因吗? 2.地球上淡水资源的储量并不多,而人类每天都在大量取用它,这会不会造成水资源的枯竭呢?为什么? 下载PDF

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自学窗:塞纳河的水是从哪里来的

河流源源不断地注入湖泊或大海,但是17世纪之前,人们一直没有找到对河水来源的合理解释。许多人都认为降水量太少,不能成为河水的主要来源。法国水文学家佩罗通过3年的实地观测,计算出塞纳河(图3.6)流域的降水量,并估算出河流径流量。他发现,塞纳河流域的年降水量是年径流量的6倍。1674年,佩罗在《泉水之源》一书中公布了这一成果,这是人们首次通过定量的方法证明降水是河水的主要来源。后来,佩罗的结论得到科学精密观测的证实。 下载PDF

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水循环的地理意义

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。在一定时期内,全球的海洋水、陆地水和大气水不会增多,也不会减少。 不同水体以不同的周期自然更新(表3.1),因此,在一定的空间与时间范围内,水资源是有限的。如果人类用水过多,超过了水体更新的速度,或者水资源遭受污染, 就会导致水资源的短缺。 水循环是地球上物质迁移和能量转换的重要过程。降水和地表径流不断塑造着地表形态,地表径流源源不断地向海洋输送大量的泥沙、有机物和无机盐类,水循环成为海陆间联系的主要纽带。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。 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。 下载PDF

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活动:认识砂田影响的水循环环节

宁夏中部气候干旱,人们在耕作土壤表面铺设厚10—15厘米的砂石覆盖层,发展农作物种植,这就是砂田(图3.3)。砂田作物的产量较高,品质较好。 1. 分析砂石覆盖层对水的下渗的影响。 2. 读图3.4,比较砂田和裸田蒸发量的差异,说明砂石覆盖层对蒸发的影响。 3. 读图3.5,比较4月末砂田和裸田土壤含水量,归纳砂田影响的水循环环节及其作用。 下载PDF

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水循环的过程及类型

水循环是指自然界的水在水圈、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。自然界的水循环时刻都在进行着。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。 (一)海陆间循环:海陆间循环是指发生在海洋与陆地之间的水循环。海洋表面的水经过蒸发变成水汽。水汽上升到空中,被气流输送到大陆上空,部分在适当条件下凝结,形成降水。降落到地面的水,一部分在地面流动,形成地表径流;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。这种海陆间的循环又称为大循环。通过这种循环运动,陆地上的水就不断得到补充,水资源得以再生。 (二)陆地内循环:陆地内循环就是陆地上的水,一部分或全部通过地面、水面蒸发和植物蒸腾,形成水汽,被气流带到陆地上空,冷却凝结形成降水,仍降落在陆地上。陆地内循环运动对水资源的更新也有一定作用。 (三)海上内循环:海上内循环就是海面上的水蒸发形成水汽,进入大气后在海洋上空凝结,形成降水,又降到海面。 综上所述,水循环的过程可以概括为:地球上的各种水体,在太阳辐射作用下大量蒸发,形成水汽。水汽上升到空中,在一定条件下形成降水。降落到地面的水,或被蒸发(蒸腾),或沿地面流动形成地表径流,或渗入地下形成地下径流。两者汇集成河,最后又返回海洋(图3.2)。 下载PDF

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课前引入

江河奔流不息,最终注入大海,为什么大海的水没有增多?几千年来很多先哲都试图回答这一问题。公元5世纪,《宋书·天文志》中有人对此问题作了解释(图3.1):太阳加热海水,使海水蒸发;河流注入大海,补充蒸发的消耗,使海水不会增多也不会减少。这种对海水水量维持稳定的解释科学吗?蒸发的海水去哪儿了呢? 下载PDF

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作业题

1.在农业生产中使用农用薄膜可有效防止土壤水分流失。大规模使用农用薄膜改变了水循环的哪个环节?大规模使用农用薄膜对干旱区农业生产有何影响? 2根据材料,完成下列各题。 在某海滨城市,一些居民议论”喝了淡化海水,会不会对身体不好?”事实上,海水淡化的过程就是把海水中的淡水和盐类分开,是对大自然水循环的模拟。因此,经过科学淡化的海水,不仅安全可靠,口感也不错。淡化海水各项水质指标均达到,甚至优于我国《生活饮用水卫生标准》。同时,由于钙、镁离子含量少,水的硬度较低,淡化海水相对更加纯净。淡化海水不淹地、不移民、不争水、不受气候变化影响,截至2022年底,我国海水淡化总规模已达到每天235万吨以上。 (1)请你运用水循环的知识解答居民对淡化海水的疑问。 (2)截至2022年底,我国每年海水淡化总规模已达到多少吨?这对于解决沿海地区缺水问题有什么意义? 3.联系本节案例研究中关于海绵城市的介绍,结合实际生活,谈谈”海绵”蓄水后还可以发挥哪些作用。 课题2:检查进度:搜查身边人类活动影响水循环某一环节的案例,在班上交流。 下载PDF

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案例研究:北京推动海绵城市建设

海绵城市是城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的”弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水和净水,需要时将蓄存的水”释放”并加以利用。”海绵”既包括河湖水系、湿地、蓄滞洪区,也包括城市配套设施,如绿地、花园、集雨池、可浸透路面等。为了保持”海绵”吸放雨水的”弹性”,今后将停止填湖造地、截弯取直、河道硬化等。在过去,人们常把自然河道修整得外形规矩,并以水泥护砌岸坡。这是因为河道越直,雨洪就越易倾泻,管护的难度小、成本低,但会造成大量河水白白流走,河流自净能力降低。今后,管理河湖坑塘时,应更重视水体的曲折岸线,恢复水体的天然状态。 目前,北京正在推动海绵城市建设,治水新理念已在局部河段得以实施。在已完成治理的通惠河段,混凝土河槽不见了,岸坡覆上了厚实的青草,栽种了芦苇、蒲草等水生植物。 北京已建成的小区、道路、绿地、广场等,也将陆续开展海绵化改造。大型公共建筑要率先落实海绵城市建设要求,尤其是规划用地面积2000平方米以上的新建建筑,都要配套建设雨水收集利用设施。截至2023年8月,北京市建成区31%以上的面积完成海绵城市建设,七成雨水可就地消纳。 随着海绵城市理念的推广,北京市在中心城区规划建设73处蓄滞洪区,总蓄水量超1000万立方米。北京如再遇暴雨,这些雨水将被收集到蓄滞洪区,待暴雨过后再排往下游河道,或加以利用。 北京城区东北部的温榆河湿地公园,于2018年开工建设。温榆河公园湿地总面积44平方千米,能够存蓄1200万立方米的两洪,相当于一个中型水库。建成后,温榆河湿地公园将成为该市最大的蓄滞洪区。它既是改善生态的环境”绿肺”,又能把下游通州新城的防洪标准从50年一遇提高到100年一遇。 在山区,蓄滞雨洪主要靠大大小小的水库。根据规划,北京市将再建钻子岭、西峰山、陈家庄、二道河和张坊5庄水库,与现有的邱庄水库一起,可将山区83%的雨水收入囊中。 思考:1.海绵城市的建设影响了水循环的哪些环节? 2.请坪价海绵城市建设对北京地理环境的影响,分析建设海绵城市在解决北京市缺水问题中的作用。 下载PDF

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水循环的地理意义

水循环作为地球上基本和活跃的自然现象,深刻而广泛地影响着全球地理环境。 不断更新陆地水资源,维持全球水量动态平衡:在水循环这个庞大系统中,水在连续不断地进行运动和转化,使地球上各种水体均处于不断更新的状态,维持着全球水量的动态平衡。进行能量交换和物质迁移:水循环参与太阳辐射能的重新分配过程,对到达地表的太阳辐射能起着吸收、转化和传递的作用,这一过程缓解了高低纬度间的热量不平衡。水循环是海陆间联系的主要纽带,地表径流源源不断地向海洋输送大量的泥沙、有机质和各种营养盐类。 塑造地表形态:水循环过程中的流水以其持续不断的冲刷、侵蚀、搬运、堆积和溶蚀,不断塑造着全球地貌形态。从两极地区的冰川地貌,到滨海地区的海岸地貌,再到河流流经地区的流水地貌,以及变化万千的喀斯特地貌,无一不是水循环作用的结果。 水是人类赖以生存和发展的宝贵资源,水资源具有可再生和可持续利用的特点,这一特点正是水循环所赋予的。人类在对水资源的开发利用过程中不断地对水循环产生影响。例如,人类通过人工增雨、修建水库、跨流域调水等方式对水循环的部分环节施加影响。 思考:人类能对水循环施加影响吗?如果能,有哪些途径?人类对水循环施加影响的有利和不利方式各有哪些? 下载PDF

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