第二节 水文过程

水是地球表层最活跃的因素。地球上的各种水体,主要是海洋,从太阳获得能量,产生大量蒸发,蒸发的水汽被气流送到上空,在适当的条件下, 凝结成液体或固体,形成降水,降落到地面,经过地面的产流、汇流、下渗等过程,形成地表或地下径流,返回海洋,这就是水分大循环。如果海洋上蒸发的水汽部分地形成海洋降水,就是海洋水分(小)循环。如水体或蒸发源地(如湿润的土壤)蒸发产生的水分形成陆地的降水,汇入湖泊、河流, 就构成陆地水分(小)循环。

图 2.2.1 全球水循环(取自《世界资源 1987—1988》) 图 2.2.2 水文系统(据 White,有修改)

图 2.2.l 是水循环示意图,水分循环将地球表层的若干单元联结起构成系统,水文过程就是这个系统内水分的力学、热力学等过程。图 2.2.2 是水文系统示意图,它象气候系统一样,是地球表层系统的又一种(类)子系统, 在这个系统示意图中未表示出陆地小循环。水文过程就是水文系统或水圈内部水分状态转化、运动过程。蒸发、降水、径流与渗透往往被用于狭义的水文过程。

表 2.2.1 全球水循环的储存和流动

最佳估测值

已公布的估测值范围

驻留时间

海洋

13.5 亿

13.2 — 13.2 亿

2500 年

大气层

13000

10500 — 15500

8 天

陆地

河流

1700

1020 — 2120

16 天

湖泊

100000

30000 — 177000

17 天

内陆海

105000

85400 — 125000

土壤水

70000

16500 — 150000

1 年

地下水

820 万

7 — 33000 万

1400 年

冰川和冰盖

27500 万

1650 — 4802 万

生物群

1100

600 — 50000

小时

流动(每年立方公里)

陆地的蒸发作用

71000

63000 — 73000

陆地上的降水作用

111000

99000 — 119000

海洋的蒸发作用

425000

383000 — 505000

海洋上的降水作用

385000

320000 — 458000

自陆地向海洋的径流

39700

33500 — 47000

河流

27000

27000 — 45000

地下水直接径流

12000

0 — 12000

冰川径流(水和冰)

2500

1700 — 4500

自海洋向陆地大气的

净水分传输

39700

(据 D.H.Speidel 等; MAS/NRC ; R.K.Klige ; E.K.Berner 等; M.I.Budyko 汇编,取自《世界资源· 1987 — 1988 》)