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 》)