1、1.1 水文現象及水文循環水文現象及水文循環 地球上的地球上的水水主要受主要受太陽輻射太陽輻射和和地心引力地心引力 的兩種作用而不停地運動，其運動的表現的兩種作用而不停地運動，其運動的表現 形式有四大類型形式有四大類型 ：降水、蒸發、滲流、徑流降水、蒸發、滲流、徑流 1、降水：降水： 大氣中的水汽凝結后以液態或固態水的形式降落到大氣中的水汽凝結后以液態或固態水的形式降落到 地面的現象地面的現象,如雨、雪、霧、霰、雹等。如雨、雪、霧、霰、雹等。 2、蒸發：蒸發： 水分子從水面、冰雪面及其他含水物質表面以水汽水分子從水面、冰雪面及其他含水物質表面以水汽 形式逸出的現象。形式逸出的現象。五種途徑：五

2、種途徑：截留蒸發、地面蒸發、葉面蒸發、水面蒸發、海洋蒸發。截留蒸發、地面蒸發、葉面蒸發、水面蒸發、海洋蒸發。 3、滲流：滲流： 水從地表滲到地內，以及在地內流動的現象。水從地表滲到地內，以及在地內流動的現象。 可分兩步：可分兩步： 下滲：是指地表水經過土壤表面進入土壤的過程。下滲：是指地表水經過土壤表面進入土壤的過程。 滲透：是水從地表滲到地內，以及在地內流動的現象。滲透：是水從地表滲到地內，以及在地內流動的現象。 4、徑流：徑流： 陸地上的降水匯流到河流、湖庫、沼澤、海洋、陸地上的降水匯流到河流、湖庫、沼澤、海洋、 含水層或沙漠的水流。含水層或沙漠的水流。 分為兩類：分為兩類： 地面徑流：水

3、在地面上流動的現象，包括坡地漫流和地面徑流：水在地面上流動的現象，包括坡地漫流和 河槽流動兩個過程。河槽流動兩個過程。 地下徑流：水在地下含水層內流動的現象。地下徑流：水在地下含水層內流動的現象。 河川徑流與人類經濟活動最密切，是河川徑流與人類經濟活動最密切，是 水文學研究的主要對象。水文學研究的主要對象。 地球上地球上的的水水在太陽能的作用下蒸發在太陽能的作用下蒸發 空中空中的水汽的水汽 有合適條件凝結降水有合適條件凝結降水 下落成下落成地面地面水，分三部分：水，分三部分： 一部分沿地面流成地面徑流一部分沿地面流成地面徑流 一部分滲入地下成為地下徑流一部分滲入地下成為地下徑流 大部分流歸大海

4、大部分流歸大海 地球上的水地球上的水又重復以上循環，運轉流動，往返不停又重復以上循環，運轉流動，往返不停見自然界的水文循環圖：見自然界的水文循環圖： 根據水文循環過程的整體性和局部性，可根據水文循環過程的整體性和局部性，可 把水文循環分為把水文循環分為大循環大循環和和小循環小循環： 大循環：大循環： 由由海洋海洋蒸發的水汽，被氣流輸送到大陸形成降水蒸發的水汽，被氣流輸送到大陸形成降水 降到降到大陸大陸，其中一部分以徑流的形式流歸，其中一部分以徑流的形式流歸海洋海洋，另一，另一部分通過蒸發重新返回部分通過蒸發重新返回大氣大氣。 這種這種海陸空間海陸空間的水分交換過程稱大循環或外循環。的水分交換過

5、程稱大循環或外循環。 小循環：小循環： 在大循環運動中，水一方面在地面和上空在大循環運動中，水一方面在地面和上空 通過降水和蒸發進行縱向交換，另一方面通過通過降水和蒸發進行縱向交換，另一方面通過 河流在海洋和陸地進行橫向交換。河流在海洋和陸地進行橫向交換。 海洋海洋上蒸發的水汽在海洋上空凝結后以降水的上蒸發的水汽在海洋上空凝結后以降水的 形式又落在形式又落在海洋海洋里；里； 陸地陸地上的水在沒有流歸海洋之前，通過蒸發凝結上的水在沒有流歸海洋之前，通過蒸發凝結又落到又落到陸地陸地上，上， 這種這種局部局部的水文循環稱小循環或內循環。的水文循環稱小循環或內循環。 水文循環水文循環是地球上最重要、最

6、活躍的是地球上最重要、最活躍的 物質循環之一。在水文循環過程中，水物質循環之一。在水文循環過程中，水 的物理狀態、水質、水量等都發生不斷地的物理狀態、水質、水量等都發生不斷地 變化，并通過蒸發、水汽輸送、降水和徑流變化，并通過蒸發、水汽輸送、降水和徑流 四種形式進行著交換。四種形式進行著交換。 水在自然界中的循環運動，為人類帶來取水在自然界中的循環運動，為人類帶來取之不盡用之不竭的水資源，對人類的生活和之不盡用之不竭的水資源，對人類的生活和生產活動有著重大的影響。生產活動有著重大的影響。 研究水文循環的研究水文循環的目的目的，在于認識它的，在于認識它的 基本客觀規律，了解其各影響因素間的基本客

7、觀規律，了解其各影響因素間的 內在聯系，這對合理開發和內在聯系，這對合理開發和利用水資源利用水資源， 抗御洪旱災害，改造自然，利用自然都有十分抗御洪旱災害，改造自然，利用自然都有十分重要的意義。重要的意義。 水文學水文學： 水文學是研究存在于地球水文學是研究存在于地球大氣層大氣層中和中和地球地球 表面表面以及以及地殼地殼內內水水的各種現象的發生和發展及的各種現象的發生和發展及 其內在聯系的學科。其內在聯系的學科。 氣象學（大氣科學）氣象學（大氣科學）： 氣象學是研究地球氣象學是研究地球大氣大氣中中各種現象各種現象（包括物理（包括物理 和化學現象以及人類活動對它的影響）的演變規律，和化學現象以及

8、人類活動對它的影響）的演變規律，以及如何利用這些規律為人類服務的一門學科。以及如何利用這些規律為人類服務的一門學科。 水文氣象學水文氣象學20世紀世紀30年代，美國天氣局成立水文氣象處，年代，美國天氣局成立水文氣象處， 從氣象資料推算可能最大降水和可能最大洪水，以滿足防洪從氣象資料推算可能最大降水和可能最大洪水，以滿足防洪 建筑設計的需要，這是水文和氣象相結合的開始。建筑設計的需要，這是水文和氣象相結合的開始。 在水文循環中，在水文循環中，下滲、地下水下滲、地下水及及地面徑流地面徑流等，等， 純屬水文學的研究范疇；純屬水文學的研究范疇； 降水降水、蒸發蒸發，則為水文學和氣象學共同關注的問題。，

9、則為水文學和氣象學共同關注的問題。 水文氣象學水文氣象學： 水文氣象學通過水文學和氣象學的知識融合，水文氣象學通過水文學和氣象學的知識融合， 通過對降水的監測和預報、可能最大降水、流域通過對降水的監測和預報、可能最大降水、流域 總蒸發等項目的研究，為防洪建筑、給水排水工程總蒸發等項目的研究，為防洪建筑、給水排水工程 的規劃、施工及管理提供資料；認識水文循環的基本的規劃、施工及管理提供資料；認識水文循環的基本 客觀規律，了解各影響因素間的內在聯系，合理開發客觀規律，了解各影響因素間的內在聯系，合理開發 和利用水資源，抗御洪旱災害，改造自然，利用自然，和利用水資源，抗御洪旱災害，改造自然，利用自然， 為國民經濟建設服務。為國民經濟建設服務。 根據大氣專業的特點，本課程重點根據大氣專業的特點，本課程重點 關注關注水資源水資源問題以及問題以及水文循環中的大氣水文循環中的大氣 蒸發蒸發和和降水降水問題。問題