水资源学概论
水是一切生命之源泉。人类许
多伟大文明正是因为有了水才得以
蓬勃发展；有的文明，正是由于水
资源匮乏走向灭亡或不得不迁徒。
从远古到如今，人类常常为了水而
发生争端乃至战争。特别是现在，
水资源已经成为人类生存与生存环
境的最重要的制约因素。
第一章 绪论
第一节 水问题与水资源的重要性
?世界银行行长伊斯梅尔：本世纪许多战争都是为了
争夺石油而进行的, 下个世纪多为水源而战争；
?约旦国王侯赛因：约旦的战争, 只有为约旦河而战；
?前联合国秘书长加力以及埃及总统：埃及再也不会
和以色列有战争了, 埃及的武装力量是为尼罗河而存
在；
?南亚次大陆 恒河, 不拉马普特拉河是印度于
孟加拉的命根子, 40%来自于境外 。 70年代支解巴基
斯坦, 印度对华态度无不与水资源有关 。
一、水政治与水战争
埃及 2%的领土不是沙
漠，降雨量为 0-200mm，人
口为 7000万，取河水量 680
亿立方米，尼罗河流经 8个
国家，排最后一位。目前
埃及缺水 30%，水的利用率
75%，上游的苏丹与埃塞俄
比亚是埃及最重要的敌国，
决不能让它们发展起来 —
— 这是埃及的国策，否则，
进行战争 。
尼罗河流域
中东地区
在中东，约旦河长
360公里，年平均流量
18亿立方米，以色列取
走 10余亿,1967年占领
1600平方公里的戈兰高
地（约旦河主要补给
区），以色列地下水开
采的 65%来自于被占领
土。
二、水生存与水经济
人类赖以生存的基本资源：土地与水源
生活用水：城市人均用水量中国为每天为 90升，中小城市 50-70，深圳
市为 400，农村人均用水 15-40；欧美 500升，最高为 600升。
工业用水：在中国，每万元工业产值需水 300-800立方米
生产用水，吨钢 18-25，汽车 40-50，吨纸 130-160，吨维生素 36万
火电发电 60万 kw的电厂用水 2945-3926立方米 /小时
农业用水,1kg玉米 600-800kg,1kg水稻 800-1200kg,1kg皮棉 5000kg
两个实列：红旗渠的故事；
黄河断流； 70年代 21天 6次 5-6月 130公里
80年代 36天 7次 5-6月 150公里
90年代 226天 2,3,4,5,6 月 700公里
1997年 330天黄河无滴水入海！
咸海的教训：为了发展农
业，灌溉几百万公顷土地
,60年代每年 50-70立方
公里水流不能入咸海,80
年代流入为零。咸海的水
量从 1075立方公里减少为
54立方公里，盐度由 10克
增加 10倍以上。从而导致
6万人的捕鱼业已经关闭；温度的调节作用下降，
无霜期从 200余天减少为
170天；外裸的海床 28000
平方公里，雨量减少一半
，该区域环境质量急剧下
降。
三、水污染与水环境
没有几条干净的河：向长江与
珠江排放的污水 150亿吨 /年，
1999年广州出现了 50年不遇的大
水荒。松辽流域 17808公里的河流，
仅有 160公里为一类水质，不到 1%
2984 二 16.8%
3967 三 22.3%
6624 四 37.2%
4074 五 22.9%
严重污染，失去利用价值。
全国 1/4的人口饮用的水质不良，
2/3的人口饮用次生污染水。
其他的水环境问题：
四、水与水资源的重要性
?水是生命的创造者；
?水是气候环境的调节器；
?水是地球表面的, 雕塑家, ；
?水是农业的命脉；
?水是工业血液；
?水是能源与交通的重要载体；
概括：水是人类生存的基础，环境的核心，可
持续发展的中心，水直接关系到国家的稳定。
第二节 水资源学的内涵与主要内容
一、水资源的基本含义
?自然属性 —— 自然界天然存在, 受自然界因素主要控制, 参
与自然界循环与平衡的重要因子 。 -------我们不能违背
其自然规律 。
?可利用性 —— 水的类型多, 水的用途广泛, 要求不一, 淡水
,微咸水, 中咸水, 咸水, 肥水；各种形态, 气, 固, 液；
赋存类型, 地下水, 地表水等 。 -----只有在当今经济技
术条件下可以利用的 。
?数量与质量兼顾性 —— 在数量上要足够, 在质量上满足需要
,在一定条件下是可以改变的 。
?时变性 —— 是否是水资源很大程度上取决于经济技术条件,
今天认为或不能作为的水随着经济技术的发展也可以成为水
资源 。
二、能够作为水资源的基本要求
?按需要能够稳定（数量上与质量上提供 )；
?这个水量有可靠的来源，通过自然界水文循环不断得到更
新与补充；
?这个水量及水质可以通过人工来控制。
综上所述，水资源可以理解为人类长期生存、生
活和生产活动中所需要的各种自然水，既包括数量和
质量的含义，又包括使用价值和经济价值。从狭义上
讲，水资源是指人类在一定的经济技术条件下能够直
接使用的淡水（以江河、湖泊为代表的地表水和以地
下水的淡水为主）；从广义上讲，是指在一定的经济
技术条件下能够直接或间接使用的各种水和水中的物
质，在社会生活和生产中具有使用价值和经济价值的
地球上的各种水体都可以称为水资源（包括天上的雨
雪、河湖中的水体、浅层和深层的地下水、土壤水、
冰川、海水等等）。
三、水资源学的定义
水资源学是对水资源进行勘察, 评价, 开发, 利用, 规
划, 管理与保护的知识体系；是指导水资源业务的理论基础；
其目的是探求水资源在自然资源体系中的位臵, 作用以及和
其他自然资源间的相互关系, 揭示水资源的形成, 演化与运
动机理以及在时空上的变化规律；研究在经济和社会发展中
水资源供求关系机器解决的科学途径；为水资源的勘察, 评
价, 开发, 利用, 规划, 管理与保护提供理论与技术支持；
研究在人类各项活动中, 特别是人类开发利用水资源过程中
引起的环境变化, 以及这种变化对水资源自然规律的影响；
探求在变化的环境中如何保持对水资源的可持续开发利用的
科学途径等 。
水文与水资源工程
工科
水利工程
水利水电工程 水文与河道动力学 海岸工程
第三节 水资源学的学科体系
为了使同学们便于今后的学习专业知识, 了解本专业
的业务范围以及与其他学科的关系, 在今后的工作与业务
研究中能从整体性与系统性的视觉从事本专业工作以及拓
宽专业面, 加强与其他学科的联系, 介绍水资源学科的学
科体系 。
按国家学科门类划分：
学科的特点,
?大类学科 —— 涉及的专业面十分广, 专业的方向繁杂, 各
自特点十分突出, 但又关联性强 。
?应用学科 —— 以解决具体工程问题为主, 其学科的深入发
展特别依赖其他基础学科及相关学科的发展
? 交叉学科 —— 由于水资源对自然与社会的广泛影响与作
用, 该学科的本身就是各种学科交叉的结果, 同时, 该学科
与其他学科的结合又生长出了许多新的学科与学科方向 。
? 实践性学科
学科的知识结构：
自然科学基础类知识, 专业基础类知识 —— 气象学, 地质学,
地理学, 测绘学, 生态学, 水文学, 水力学, 环境学, 经济
学, 法学, 管理学等, 工程类专业通用技术基础类知识, 专
业知识 。
水资源利用与保护 —— 李广贺 中国建筑出版社
世界水资源概论 —— 叶锦昭 科学出版社
水资源学概论 —— 陈家琦 中国水利水电出版社
策解中国水问题 —— 霍有光 陕西人民出版社
水资源持续利用与管理导论 —— 冯尚有 科学出版社
水，迫在眉睫的生存危机 —— 马克,德维力耶 上海译文出版社
中国水危机 —— 马军 中国环境科学出版社
中国水资源与可持续发展 —— 张岳 广西科学技术出版社
中国 21世纪水问题方略 —— 刘昌明 科学出版社
参考文献
第二章 水资源的形成与赋存
第一节 自然界的水循环
一、水循环
地球上的水是不会静止的,它是不断在运动变化和相互交
换的 。 在太阳热力和重力的作用下, 地壳浅表面的水不断循
环, 海洋和陆地表面的水蒸发成为水汽进入大气圈 ； 水汽随
气流漂移, 在适宜的条件下, 重新凝结成液态或固态降落
( 即雨, 雪等不同形式的降水 )； 降落在陆地的水分,一部分
汇集于江河湖泊形成地表水 ； 另一部分渗入土壤岩石中,成
为地下水 。 地表水有的重新蒸发成为水汽,返回大气圈 ； 有
的渗入地下成为地下水 ； 其余部分则流入海洋, 地下水有的
通过地面蒸发直接返回大气圈, 有的被植物吸收, 通过植物
叶面蒸腾而返回大气圈, 其余部分则形成地下径流 。 地下径
流或直接流入海洋, 或在径流过程中泄露地表转化为地表水,
然后再返回海洋 。 自然界中水的这种运动称为水循环 。
?小循环 —— 是指由海洋表面
蒸发的水汽,又以降水形式
落入海洋 ； 或者由大陆表
面 ( 包括陆地水体表面、土
面及植物叶面等 ) 蒸发的水
气,仍以降水形式落回陆地
表面 。 这种发生在局部范围
内的水循环过程称为小循环
?大循环 —— 则是由海洋表面
蒸发的水汽,随气流带到大
陆上空,形成降水落回地
面,再通过径流 ( 地表的
及地下的 )返回海洋的过程这
种发生在海陆之间的循环过
程称为大循环
水循环可分为小循环和大循环
二、自然界水循环的意义
?鉴于自然界水的循环规律,所以说水是一种可更新的资
源 ；
?人类和万物处于水循环 ( 主要是陆地水循环 )的环境中,
人类活动直接影响着水的循环过程 。
?由于水的循环作用, 水具有自身净化作用；
?由于水循环的特点决定, 水存在的形式多样性, 分布的广
泛性, 时空变化的随机性, 水资源的分配的巨大差异性 。
?水的循环在地球上起到输送热量和调节气候的作用, 对地
球环境的形成, 演化和人类生存都有重大的作用与影响 。
三、水体更替周期
永冻层下水 10000a 生物水 几小时
极地冰川和雪盖 9700a 大气水 8d
海洋 2500a 沼泽 5 a
高山冰川 1600a 土壤水 1d
层地下水 100-1400a 河川水 8d
湖泊 17a
在开发利用水资源过程中，应当充分考虑各种水体的循环
周期和活跃程度，合理开发以防止由于更替周期长或补给
不及时，造成水资源的枯竭。
四、人为水循环（侧支循环）
?人为水循环可以严重地改变天然水循环，处理不好，会
?产生一系列水问题与生态环境问题
第二节 地球上水的赋存与分布
一、全球水
资源的赋存
形式与所占
比重
地表水与地下水是
当前人们所依赖的
主要水资源
?降水是可利用水资源的最主要的补给来源（基本上是唯一的）；
?一个国家、一个地区水资源多少，可利用率大小主要取决于降
水的多少和降水的特征；一般通过降水的多少衡量一个国家和一
个地区水资源的多少；
亚洲,741mm 非洲,740mm 北美洲,756mm 南美洲,1597mm
欧洲,790mm 澳洲,456mm 中国,629mm 美国,760mm
?降水一般是转化成地表水或地下水才得以被利用，但是，人们
现在越来越重视直接利用降水。
?控制降水的主要因素：
影响大区域降水主要是地理位臵与气候条件；
影响小区域降水除了地理位臵与气候条件外，还取决地形、地貌、
植被、气象以及人为因素等等。
?降水分布除了地域变化外，还有年际、季节、形态、质量的变
化。
二、降水
?水面蒸发
水面蒸发量是反映当地蒸发能力的指标,它主要受气
压、气温、湿度、风、辐射等气象因素的综合影响 。
?干旱指数
干旱指数是用来反映干湿程度的指标,以年蒸发能力
和年降水量的比 γ 来表示。干旱指数 γ 大于 1.0,说
明年蒸发能力超过年降水量,表明该地区的气候偏于
干旱,γ 值越大,干旱程 度 就越严重 ； 干旱指数 γ 小
于 1.O,说明年蒸发能力小于年降水量,表明该地区气
候偏于湿润,γ 值越小,气候越湿润 。
三、蒸发
影响径流形成及其分布的主要因素有气候因素 ( 如降水
,蒸发, 气温等 ) 和下垫面条件 ( 如地形, 地质, 土壤,
植被, 湖泊, 沼泽, 冰川等 )。 人类活动对径流也有重要的
影响 。
天然年径流和降水一样,存在着年际变化大和季节分配
不均的问题 。 河川径流多年变化情况与补给来源的性质, 下
垫面条件, 集水面积大小诸因素有关 。
一般以降水补给为主的河流年径流值变化大，冰川补给
比重大的河 流和以 降水融雪混合补给的河流值变化较小，而
以地下水补给为主的河流值变化最小
径流的季节分配,主要取决于补给来源的性质及其变化规
律 。 我国除西北地区一些河流属冰川融水补给为主外,全国大
部分河流是以雨水补给为主 。 因此, 我国绝大部分河流的季
节分配主要取决于降水的季节分配 。
四、径流
莱
茵
河
水
系
?湖泊
湖泊水是水资源的重要组成部分,它能自然调节河川
径流、提供供水、灌溉、航运及养殖等用水 。
?冰川
我国冰川总面积约为 58523平方公里,主要分布在西北,
西南地区,其大体范围是,南起云南省的玉龙雪山,北抵新疆
的阿尔泰山, 西至帕米尔,东到阿尼玛卿山 ； 分属西藏, 新
疆, 青海, 甘肃, 云南, 四川等省 〈 区 ) 。
冰川的分布规模受地形, 气候等因素的影响,尤以海拔
高度影响较大, 我国冰川多分布在西部海拔 3500m 以上的
高寒山区 。 我国冰川按其形成的气候条件及冰川特性,分
为大陆型冰川和海洋型冰川两大类 。
我国以大陆型冰川为主 。
五、湖泊与冰川
?地下水的赋存特征
地壳中存在着各种形式的水, 包括结合 水, 重力水, 毛
细水, 气态水, 固态水及矿物中的水 。 我们所说的地下水岩
石空隙中的液态重力水 。
岩石空隙是地下水储存场所和运动通道 。 空隙的多少,
大小, 形状, 连通情况和分布规律, 对地下水的分布和运动
具有重要影响 。
根据岩石空隙是否充满液态水的状况可划分为包气带和
饱水带 ； 据岩石的水理性质不同可把岩层划分为含水层和隔
水层 。
另外,地貌和地质构造对地下水的贮存及运动起着明显
的控制作用 。
?地下水补给, 径流和排泄方式
地下水的补给来源有大气降水, 地表水, 大气中的水蒸
气, 包气带和岩石中的 水及人工补给等 。
六、地下水
?岩石中的各种空隙
?地下水类型示意图 ?地下水流动示意图
地下水类型
第三节 三水转化与水量平衡
一、三水转化
三水（大气降水、
地表水与地下水）
永远处于不断的
相互转化之中。
大气降水是地表
水与地下水的主
要来源。
地下水与地表水之间，双方
互为补给源与排泄对象，同
时也起到相互调节作用。
在一个流域内无论开发地
表水资源还是开发地下水
资源都会对双方产生影响。
二、水量平衡
水量平衡的定义
地球尚的水以气液固三种形态的存在方式处在不停地运动
过程中。在地质或天文相对稳定的时期，地球上的水的总
量是平衡的。地球上任何一区域在一定时间内，进入的水
量与输出水量之差等于该区域内蓄水量的变化量，这一关
系称为水量平衡。它是质量守恒定律在水循环中的特定表
现形式。
全球水量平衡
若以地球陆地作为研究范围，其水量平衡方程为：
EL=PL-R+△ SL
式中 EL—— 陆地蒸发量
PL—— 陆地降雨量
R—— 入海径流量
△ SL —— 均衡期与均衡域内蓄水量的变化量
全球多年平均年蒸发量等于多年平均年降雨量
流域水量平衡
水量平衡方程式
P+E1+Rb+Rd+S1=E2+Rb’+Rd’+S2
式中 P— 降雨量
E1,E2— 水蒸气凝结量和蒸发量
Rb,Rd— 地表与地下径流流入量
Rb’,Rd’— 地表与地下径流流出量
S1,S2— 初始与末时蓄水量
对于多年平均情况，蓄水
量的变量趋近于零，因而，
流域多年的降雨量等于蒸
发量与径流量之和。
水量平衡的意义
水量平衡时确定各种水量要素及其关系，评价水资
源量，制定水资源开发利用的方案与规划的基础。
水是一切生命之源泉。人类许
多伟大文明正是因为有了水才得以
蓬勃发展；有的文明，正是由于水
资源匮乏走向灭亡或不得不迁徒。
从远古到如今，人类常常为了水而
发生争端乃至战争。特别是现在，
水资源已经成为人类生存与生存环
境的最重要的制约因素。
第一章 绪论
第一节 水问题与水资源的重要性
?世界银行行长伊斯梅尔：本世纪许多战争都是为了
争夺石油而进行的, 下个世纪多为水源而战争；
?约旦国王侯赛因：约旦的战争, 只有为约旦河而战；
?前联合国秘书长加力以及埃及总统：埃及再也不会
和以色列有战争了, 埃及的武装力量是为尼罗河而存
在；
?南亚次大陆 恒河, 不拉马普特拉河是印度于
孟加拉的命根子, 40%来自于境外 。 70年代支解巴基
斯坦, 印度对华态度无不与水资源有关 。
一、水政治与水战争
埃及 2%的领土不是沙
漠，降雨量为 0-200mm，人
口为 7000万，取河水量 680
亿立方米，尼罗河流经 8个
国家，排最后一位。目前
埃及缺水 30%，水的利用率
75%，上游的苏丹与埃塞俄
比亚是埃及最重要的敌国，
决不能让它们发展起来 —
— 这是埃及的国策，否则，
进行战争 。
尼罗河流域
中东地区
在中东，约旦河长
360公里，年平均流量
18亿立方米，以色列取
走 10余亿,1967年占领
1600平方公里的戈兰高
地（约旦河主要补给
区），以色列地下水开
采的 65%来自于被占领
土。
二、水生存与水经济
人类赖以生存的基本资源：土地与水源
生活用水：城市人均用水量中国为每天为 90升，中小城市 50-70，深圳
市为 400，农村人均用水 15-40；欧美 500升，最高为 600升。
工业用水：在中国，每万元工业产值需水 300-800立方米
生产用水，吨钢 18-25，汽车 40-50，吨纸 130-160，吨维生素 36万
火电发电 60万 kw的电厂用水 2945-3926立方米 /小时
农业用水,1kg玉米 600-800kg,1kg水稻 800-1200kg,1kg皮棉 5000kg
两个实列：红旗渠的故事；
黄河断流； 70年代 21天 6次 5-6月 130公里
80年代 36天 7次 5-6月 150公里
90年代 226天 2,3,4,5,6 月 700公里
1997年 330天黄河无滴水入海！
咸海的教训：为了发展农
业，灌溉几百万公顷土地
,60年代每年 50-70立方
公里水流不能入咸海,80
年代流入为零。咸海的水
量从 1075立方公里减少为
54立方公里，盐度由 10克
增加 10倍以上。从而导致
6万人的捕鱼业已经关闭；温度的调节作用下降，
无霜期从 200余天减少为
170天；外裸的海床 28000
平方公里，雨量减少一半
，该区域环境质量急剧下
降。
三、水污染与水环境
没有几条干净的河：向长江与
珠江排放的污水 150亿吨 /年，
1999年广州出现了 50年不遇的大
水荒。松辽流域 17808公里的河流，
仅有 160公里为一类水质，不到 1%
2984 二 16.8%
3967 三 22.3%
6624 四 37.2%
4074 五 22.9%
严重污染，失去利用价值。
全国 1/4的人口饮用的水质不良，
2/3的人口饮用次生污染水。
其他的水环境问题：
四、水与水资源的重要性
?水是生命的创造者；
?水是气候环境的调节器；
?水是地球表面的, 雕塑家, ；
?水是农业的命脉；
?水是工业血液；
?水是能源与交通的重要载体；
概括：水是人类生存的基础，环境的核心，可
持续发展的中心，水直接关系到国家的稳定。
第二节 水资源学的内涵与主要内容
一、水资源的基本含义
?自然属性 —— 自然界天然存在, 受自然界因素主要控制, 参
与自然界循环与平衡的重要因子 。 -------我们不能违背
其自然规律 。
?可利用性 —— 水的类型多, 水的用途广泛, 要求不一, 淡水
,微咸水, 中咸水, 咸水, 肥水；各种形态, 气, 固, 液；
赋存类型, 地下水, 地表水等 。 -----只有在当今经济技
术条件下可以利用的 。
?数量与质量兼顾性 —— 在数量上要足够, 在质量上满足需要
,在一定条件下是可以改变的 。
?时变性 —— 是否是水资源很大程度上取决于经济技术条件,
今天认为或不能作为的水随着经济技术的发展也可以成为水
资源 。
二、能够作为水资源的基本要求
?按需要能够稳定（数量上与质量上提供 )；
?这个水量有可靠的来源，通过自然界水文循环不断得到更
新与补充；
?这个水量及水质可以通过人工来控制。
综上所述，水资源可以理解为人类长期生存、生
活和生产活动中所需要的各种自然水，既包括数量和
质量的含义，又包括使用价值和经济价值。从狭义上
讲，水资源是指人类在一定的经济技术条件下能够直
接使用的淡水（以江河、湖泊为代表的地表水和以地
下水的淡水为主）；从广义上讲，是指在一定的经济
技术条件下能够直接或间接使用的各种水和水中的物
质，在社会生活和生产中具有使用价值和经济价值的
地球上的各种水体都可以称为水资源（包括天上的雨
雪、河湖中的水体、浅层和深层的地下水、土壤水、
冰川、海水等等）。
三、水资源学的定义
水资源学是对水资源进行勘察, 评价, 开发, 利用, 规
划, 管理与保护的知识体系；是指导水资源业务的理论基础；
其目的是探求水资源在自然资源体系中的位臵, 作用以及和
其他自然资源间的相互关系, 揭示水资源的形成, 演化与运
动机理以及在时空上的变化规律；研究在经济和社会发展中
水资源供求关系机器解决的科学途径；为水资源的勘察, 评
价, 开发, 利用, 规划, 管理与保护提供理论与技术支持；
研究在人类各项活动中, 特别是人类开发利用水资源过程中
引起的环境变化, 以及这种变化对水资源自然规律的影响；
探求在变化的环境中如何保持对水资源的可持续开发利用的
科学途径等 。
水文与水资源工程
工科
水利工程
水利水电工程 水文与河道动力学 海岸工程
第三节 水资源学的学科体系
为了使同学们便于今后的学习专业知识, 了解本专业
的业务范围以及与其他学科的关系, 在今后的工作与业务
研究中能从整体性与系统性的视觉从事本专业工作以及拓
宽专业面, 加强与其他学科的联系, 介绍水资源学科的学
科体系 。
按国家学科门类划分：
学科的特点,
?大类学科 —— 涉及的专业面十分广, 专业的方向繁杂, 各
自特点十分突出, 但又关联性强 。
?应用学科 —— 以解决具体工程问题为主, 其学科的深入发
展特别依赖其他基础学科及相关学科的发展
? 交叉学科 —— 由于水资源对自然与社会的广泛影响与作
用, 该学科的本身就是各种学科交叉的结果, 同时, 该学科
与其他学科的结合又生长出了许多新的学科与学科方向 。
? 实践性学科
学科的知识结构：
自然科学基础类知识, 专业基础类知识 —— 气象学, 地质学,
地理学, 测绘学, 生态学, 水文学, 水力学, 环境学, 经济
学, 法学, 管理学等, 工程类专业通用技术基础类知识, 专
业知识 。
水资源利用与保护 —— 李广贺 中国建筑出版社
世界水资源概论 —— 叶锦昭 科学出版社
水资源学概论 —— 陈家琦 中国水利水电出版社
策解中国水问题 —— 霍有光 陕西人民出版社
水资源持续利用与管理导论 —— 冯尚有 科学出版社
水，迫在眉睫的生存危机 —— 马克,德维力耶 上海译文出版社
中国水危机 —— 马军 中国环境科学出版社
中国水资源与可持续发展 —— 张岳 广西科学技术出版社
中国 21世纪水问题方略 —— 刘昌明 科学出版社
参考文献
第二章 水资源的形成与赋存
第一节 自然界的水循环
一、水循环
地球上的水是不会静止的,它是不断在运动变化和相互交
换的 。 在太阳热力和重力的作用下, 地壳浅表面的水不断循
环, 海洋和陆地表面的水蒸发成为水汽进入大气圈 ； 水汽随
气流漂移, 在适宜的条件下, 重新凝结成液态或固态降落
( 即雨, 雪等不同形式的降水 )； 降落在陆地的水分,一部分
汇集于江河湖泊形成地表水 ； 另一部分渗入土壤岩石中,成
为地下水 。 地表水有的重新蒸发成为水汽,返回大气圈 ； 有
的渗入地下成为地下水 ； 其余部分则流入海洋, 地下水有的
通过地面蒸发直接返回大气圈, 有的被植物吸收, 通过植物
叶面蒸腾而返回大气圈, 其余部分则形成地下径流 。 地下径
流或直接流入海洋, 或在径流过程中泄露地表转化为地表水,
然后再返回海洋 。 自然界中水的这种运动称为水循环 。
?小循环 —— 是指由海洋表面
蒸发的水汽,又以降水形式
落入海洋 ； 或者由大陆表
面 ( 包括陆地水体表面、土
面及植物叶面等 ) 蒸发的水
气,仍以降水形式落回陆地
表面 。 这种发生在局部范围
内的水循环过程称为小循环
?大循环 —— 则是由海洋表面
蒸发的水汽,随气流带到大
陆上空,形成降水落回地
面,再通过径流 ( 地表的
及地下的 )返回海洋的过程这
种发生在海陆之间的循环过
程称为大循环
水循环可分为小循环和大循环
二、自然界水循环的意义
?鉴于自然界水的循环规律,所以说水是一种可更新的资
源 ；
?人类和万物处于水循环 ( 主要是陆地水循环 )的环境中,
人类活动直接影响着水的循环过程 。
?由于水的循环作用, 水具有自身净化作用；
?由于水循环的特点决定, 水存在的形式多样性, 分布的广
泛性, 时空变化的随机性, 水资源的分配的巨大差异性 。
?水的循环在地球上起到输送热量和调节气候的作用, 对地
球环境的形成, 演化和人类生存都有重大的作用与影响 。
三、水体更替周期
永冻层下水 10000a 生物水 几小时
极地冰川和雪盖 9700a 大气水 8d
海洋 2500a 沼泽 5 a
高山冰川 1600a 土壤水 1d
层地下水 100-1400a 河川水 8d
湖泊 17a
在开发利用水资源过程中，应当充分考虑各种水体的循环
周期和活跃程度，合理开发以防止由于更替周期长或补给
不及时，造成水资源的枯竭。
四、人为水循环（侧支循环）
?人为水循环可以严重地改变天然水循环，处理不好，会
?产生一系列水问题与生态环境问题
第二节 地球上水的赋存与分布
一、全球水
资源的赋存
形式与所占
比重
地表水与地下水是
当前人们所依赖的
主要水资源
?降水是可利用水资源的最主要的补给来源（基本上是唯一的）；
?一个国家、一个地区水资源多少，可利用率大小主要取决于降
水的多少和降水的特征；一般通过降水的多少衡量一个国家和一
个地区水资源的多少；
亚洲,741mm 非洲,740mm 北美洲,756mm 南美洲,1597mm
欧洲,790mm 澳洲,456mm 中国,629mm 美国,760mm
?降水一般是转化成地表水或地下水才得以被利用，但是，人们
现在越来越重视直接利用降水。
?控制降水的主要因素：
影响大区域降水主要是地理位臵与气候条件；
影响小区域降水除了地理位臵与气候条件外，还取决地形、地貌、
植被、气象以及人为因素等等。
?降水分布除了地域变化外，还有年际、季节、形态、质量的变
化。
二、降水
?水面蒸发
水面蒸发量是反映当地蒸发能力的指标,它主要受气
压、气温、湿度、风、辐射等气象因素的综合影响 。
?干旱指数
干旱指数是用来反映干湿程度的指标,以年蒸发能力
和年降水量的比 γ 来表示。干旱指数 γ 大于 1.0,说
明年蒸发能力超过年降水量,表明该地区的气候偏于
干旱,γ 值越大,干旱程 度 就越严重 ； 干旱指数 γ 小
于 1.O,说明年蒸发能力小于年降水量,表明该地区气
候偏于湿润,γ 值越小,气候越湿润 。
三、蒸发
影响径流形成及其分布的主要因素有气候因素 ( 如降水
,蒸发, 气温等 ) 和下垫面条件 ( 如地形, 地质, 土壤,
植被, 湖泊, 沼泽, 冰川等 )。 人类活动对径流也有重要的
影响 。
天然年径流和降水一样,存在着年际变化大和季节分配
不均的问题 。 河川径流多年变化情况与补给来源的性质, 下
垫面条件, 集水面积大小诸因素有关 。
一般以降水补给为主的河流年径流值变化大，冰川补给
比重大的河 流和以 降水融雪混合补给的河流值变化较小，而
以地下水补给为主的河流值变化最小
径流的季节分配,主要取决于补给来源的性质及其变化规
律 。 我国除西北地区一些河流属冰川融水补给为主外,全国大
部分河流是以雨水补给为主 。 因此, 我国绝大部分河流的季
节分配主要取决于降水的季节分配 。
四、径流
莱
茵
河
水
系
?湖泊
湖泊水是水资源的重要组成部分,它能自然调节河川
径流、提供供水、灌溉、航运及养殖等用水 。
?冰川
我国冰川总面积约为 58523平方公里,主要分布在西北,
西南地区,其大体范围是,南起云南省的玉龙雪山,北抵新疆
的阿尔泰山, 西至帕米尔,东到阿尼玛卿山 ； 分属西藏, 新
疆, 青海, 甘肃, 云南, 四川等省 〈 区 ) 。
冰川的分布规模受地形, 气候等因素的影响,尤以海拔
高度影响较大, 我国冰川多分布在西部海拔 3500m 以上的
高寒山区 。 我国冰川按其形成的气候条件及冰川特性,分
为大陆型冰川和海洋型冰川两大类 。
我国以大陆型冰川为主 。
五、湖泊与冰川
?地下水的赋存特征
地壳中存在着各种形式的水, 包括结合 水, 重力水, 毛
细水, 气态水, 固态水及矿物中的水 。 我们所说的地下水岩
石空隙中的液态重力水 。
岩石空隙是地下水储存场所和运动通道 。 空隙的多少,
大小, 形状, 连通情况和分布规律, 对地下水的分布和运动
具有重要影响 。
根据岩石空隙是否充满液态水的状况可划分为包气带和
饱水带 ； 据岩石的水理性质不同可把岩层划分为含水层和隔
水层 。
另外,地貌和地质构造对地下水的贮存及运动起着明显
的控制作用 。
?地下水补给, 径流和排泄方式
地下水的补给来源有大气降水, 地表水, 大气中的水蒸
气, 包气带和岩石中的 水及人工补给等 。
六、地下水
?岩石中的各种空隙
?地下水类型示意图 ?地下水流动示意图
地下水类型
第三节 三水转化与水量平衡
一、三水转化
三水（大气降水、
地表水与地下水）
永远处于不断的
相互转化之中。
大气降水是地表
水与地下水的主
要来源。
地下水与地表水之间，双方
互为补给源与排泄对象，同
时也起到相互调节作用。
在一个流域内无论开发地
表水资源还是开发地下水
资源都会对双方产生影响。
二、水量平衡
水量平衡的定义
地球尚的水以气液固三种形态的存在方式处在不停地运动
过程中。在地质或天文相对稳定的时期，地球上的水的总
量是平衡的。地球上任何一区域在一定时间内，进入的水
量与输出水量之差等于该区域内蓄水量的变化量，这一关
系称为水量平衡。它是质量守恒定律在水循环中的特定表
现形式。
全球水量平衡
若以地球陆地作为研究范围，其水量平衡方程为：
EL=PL-R+△ SL
式中 EL—— 陆地蒸发量
PL—— 陆地降雨量
R—— 入海径流量
△ SL —— 均衡期与均衡域内蓄水量的变化量
全球多年平均年蒸发量等于多年平均年降雨量
流域水量平衡
水量平衡方程式
P+E1+Rb+Rd+S1=E2+Rb’+Rd’+S2
式中 P— 降雨量
E1,E2— 水蒸气凝结量和蒸发量
Rb,Rd— 地表与地下径流流入量
Rb’,Rd’— 地表与地下径流流出量
S1,S2— 初始与末时蓄水量
对于多年平均情况，蓄水
量的变量趋近于零，因而，
流域多年的降雨量等于蒸
发量与径流量之和。
水量平衡的意义
水量平衡时确定各种水量要素及其关系，评价水资
源量，制定水资源开发利用的方案与规划的基础。
