生命之水在哪里-水是怎样循环的
首页 上一章 目录 下一章 书架
    水是人类生产和生活不可缺少的自然资源,也是世间万物赖以生存、发展的生命之源。生物体中含水量占70%~90%,岩石、土壤也富含水分。如果没有水,物种就要灭绝,人类无以生存,地球将成为一片死寂之地。

    水循环的定义

    水循环分为大循环和小循环。地球上的水在太阳热能的作用下,不断蒸发成为水汽,上升到高空,随大气运动而散布到各处。这种水汽遇适当条件与环境,则凝结而成为降水,下落到地面。到达地面的雨水,除部分为植物截留并蒸发外,一部分沿地面流动成为地面径流,一部分渗入地下,沿含水层流动而成为地下径流,最后,它们之中的大部分都流归大海。然后,又重新蒸发,继续凝结形成降水,运转流动,往复不停。这种过程即自然界的水循环,也叫大循环。仅在局部地区(陆地或海洋)进行的水循环称为水的小循环。环境中水的循环是大、小循环交织在一起的,并在全球范围内和在地球上各个地区内不停地进行着。

    形成水循环的内因是水在通常环境条件下具有易于在气态、液态、固态三种形态之间转化的特性,外因是太阳辐射和重力作用,为水循环提供了水的物理状态变化和运动的能量。地球上的水分布广泛,储量巨大,是水循环的物质基础。由于地球上太阳辐射的强度不均匀,不同地区的水循环的情况也就不相同,如在赤道地区太阳辐射强度大,降水量一般比中纬度地区多,尤其比高纬度地区多。

    影响水循环的因素很多。自然因素主要有气象条件(大气环流、风向、风速、温度、湿度等)和地理条件(地形、地质、土壤、植被等)。人为因素对水循环也有直接或间接的影响。人类活动不断改变着自然环境,越来越强烈地影响水循环的过程。人类修建水库,开凿运河、渠道、河网以及大量开发利用地下水等,改变了水的原来径流路线,引起水的分布和水的运动状况的变化,农业的发展、森林的破坏引起蒸发、径流、下渗等过程的变化,城市和工矿区的大气污染和热岛效应也可改变本地区的水循环状况。

    环境中许多物质的交换和运动依靠水循环来实现。水循环的主要作用表现在三个方面:水是所有营养物质的介质,营养物质的循环和水循环不可分割地联系在一起;水是很好的溶剂,在生态系统中起着能量传递和利用的作用;水是地质变化的动因之一,一个地方矿质元素的流失,而另一个地方矿质元素的沉积往往要通过水循环来完成。

    降水、蒸发和径流是水循环过程的三个最主要环节,这三者构成的水循环途径决定着全球的水量平衡,也决定着一个地区的水资源总量。水量平衡是说在一个足够长的时期里,全球范围的总蒸发量等于总降水量。

    径流是一个地区(流域)的降水量与蒸发量的差值。多年平均的海洋水量平衡方程为:蒸发量=降水量+径流量;多年平均的陆地水量平衡方程是:降水量=径流量+蒸发量。但是,无论是海洋还是陆地,降水量和蒸发量的也理分布都是不均匀的,这种差异最明显的就是不同纬度的差异。

    水循环的量

    全球水补给依赖于海洋表面的蒸发。每年海洋要蒸发掉50.5×104km3的海水,即约1.4m厚的水层。此外,陆地表面还要蒸发7.2×104km3。

    所有降水中有80%降落到海洋,即45.8×104km3/a,其余11.9×104km3/a的降水降落于陆地。每年陆地表面的降水量超过蒸发量,地表降水量和蒸发量之差就形成了全球地表径流和地下水的补给量--大约4.7×10/4km3/a。

    地球每年的水循环中,海洋以及陆地的蒸发可以看成是水循环的起点,通过蒸发、输送、降水、渗流等复杂的过程,完成水的水文循环运动。

    蒸发量的多少在一定程度上影响着当地的降雨和气候。不同地区的蒸发量一般并不相同,有些甚至相差很大。例如,非洲纳米比亚的温德霍克地处高原,沿海为沙漠,西面为大西洋,气候较热,蒸发量大,全年蒸发量为3467mm。而欧洲的莫斯科全年蒸发量为300mm,前者比后者多蒸发近11倍。

    她孕育了生命与文明

    水,对于人类的重要性是不言而喻的。地球由于有大量的液态水,才在亿万年的沧桑巨变之中孕育了生命,并且进而有了万物之灵的人类。生命体在数十亿年进化和发展中,总是以水作为物质及能量的载体。

    广义的水资源是包括地球上所有的水,也就是包括海洋水等咸水在内的所有水体。人们通常所说的水资源是指淡水,尤其是指便于开发利用的淡水资源,因为像海水不经过处理以降低盐度的咸水,不仅不适合于饮用,甚至不适合于所有工业需要。

    水是生命之母,没有水就没有生命。水灾人类文明发展史中,始终起着至关重要的作用。世界文明古国埃及、古巴比伦、印度和中国,无不是在大江大河流域中发展起来的。地球上难以计数的江河,就似无数天然输水管道,并且在江河流域往往会形成众多的湖泊、大片的湿地和丰富的地下水,为人类提供便于开发利用的水资源。但是,由于降水在时空上分布的不均衡,旱涝之情频繁,江河干枯或泛滥常常给人们带来严重的灾难。人类的历史,烙印着人类与自然灾害艰苦卓绝斗争的历程。中国历史上传说的大禹治水的故事,就是中国人战胜河水泛滥的壮丽诗篇;李冰父子两千多年前就领导人们开凿修建了都江堰这一伟大的水利工程,充分表现了中国人民兴修水利的聪明才智和辉煌业绩。然而,由于水的广泛存在,人们总是将其视为最普通的物质,而忽视了它的宝贵,甚至在人类的认识历史上,久久未把水当作一种资源,特别是在那些降水充沛的地区。蒸发-降水,再蒸发-再降水,这周而复始、永不停息的水文循环,使人们认为淡水是取之不尽,用之不竭的。的确,在地球的历史长河中,现在完全可以认为,地球上的总水量是不变的,地球上的水文循环又保证了地球上淡水量的相对稳定,并使淡水成为可再生的资源。然而,实践证明,即使可再生的资源,不加以保护,任其破坏,也会成为不可再生的资源。只有数量而没有质量,数量也就失去意义。如果我们把人类历史简单地以工业革命为界,把大工业出现以前视为“过去”。在“过去”这段漫长的岁月中,人类抵御包括各种病疫等自然灾害的能力还很弱,换言之,人类生存的能力还不够强大,地球上人口增长的速度很缓慢,称得上人口稀少,也没有大规模的工业生产可言,人类总的生活用水量不大,工业用水量更是微不足道;另一方面,除了大规模的战争之外,人类所涉足的范围很有限,所产生的污水对水体总的说来是在有限的局部,基本上没有超过水体的自净能力。然而,由于人类没有理性地善待自然,缺乏环境保护意识,更没有可持续发展的理念,人为地破坏森林、草地等损坏自然生态的行为,导致水土严重流失,从而使人类赖以生存的水资源-江河湖泊等,含泥沙量剧增,河湖淤塞,水质浑浊,水灾加剧……我国的母亲河--黄河,已成为世界上含泥沙量最严重的河流。历史上黄河多次泛滥成灾,夺去无法计数的生灵。底格里斯河和幼发拉底河所形成的美索不达米亚平原,土壤肥沃,灌溉方便,早在4000多年前就孕育了古巴比伦的灿烂文明。但是,由于人为地破坏土壤,水土流失,生态环境恶化,迫使居住在那里的人们不得不背井离乡,使农村和城镇变成废墟,最终导致巴比伦文明的衰落。印度河流域,曾经有茂密的森林、碧绿的草地,农业灌溉十分有利,因而出现了人类早期文明。可是,当印度河发源地的森林被砍伐后,水土流失越来越严重,河床越来越高,河水泛滥越来越猖獗,河流频繁改道,终于给那里的人们带来毁灭性的灾难……

    世界上大工业出现的近几百年,工农业用水量剧增;随着人口的增加和人们生活条件的不断改善,生活水平的不断提高,生活用水量也成倍增加。然而,地球上总的淡水量并没有增加,何况便于人类开发利用的淡水资源,只是地球上淡水总量的极少部分。这就不仅使地球上那些本来就干旱缺水地区的水资源危机更加严重,就是那些本来不缺水的地区也产生了“水荒”。尽管人类凭借当今先进的科学技术和经济实力,不得不以巨大的代价,修筑跨流域远程调水工程,这在一定范围和一定程度上,虽然可以缓解水资源在时空分布上的不均衡,但又往往是车薪杯水,只能解燃眉之急。

    水体被污染,导致符合生活饮用水要求的淡水资源越来越少,这已成为当今世界关注的最重大的问题之一。据估计,世界约有1/3的人们饮用的是不符合水质要求的水,“水--20亿人生命之所系。”

    许多地方病,如“克山病”、“粗脖子病”、“黄板牙病”等,究其原因都是水引起的。

    许多污染最终都导致水的污染。大气中的污染物会随降水落到地面而污染水体;堆放的垃圾所产生的高浓度、高污染的液体,未经过有效的处理措施也会污染水体;大量使用化肥和农药对水资源造成更大范围的污染……然而,治理被污染的江河湖泊,其难度和代价都是很大的,即使在科技高度发达的今天,治理被污染的地下水也还是世界难题。

    我国几大水系和许多湖泊都受到不同程度的污染;地下水的过量开采已经成为普遍的事情,导致地下水位下降的漏斗范围越来越大,沿海地区的海水入侵,使地下水水质恶化。总之,符合水质要求的淡水资源越来越少,这势必加重我国水资源的危机。

    世界上的一些国际河和界湖,因污染而发生的国家或地区之间的纠纷不断,甚至国与国之间为争夺水资源已成为战争的根源之一。开源节流、防治水污染,是解决水资源危机的根本举措。人们必须真正地认识到,水是最宝贵的资源,而且是无可替代的资源。人类必须善待自然,保护自然生态,呵护森林和草地,防治水土流失,涵养水源;加强水的循环、重复利用,彻底改变工农业生产中对水的粗放型使用方式,最大限度地减少对水资源的污染。科学合理地开源节流,建立一个节水型社会,使人类社会可持续地发展,人类迎来的将是更加美好的将来。

    探秘地下水

    地下水,是贮存于包气带以下地层空隙,包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。地下水是水资源的重要组成部分,由于水量稳定,水质好,是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。但在一定条件下,地下水的变化也会引起沼泽化、盐渍化、滑坡、地面沉降等不利自然现象。

    地下水是存在于地表以下岩(土)层空隙中的各种不同形式水的统称。地下水主要来源于大气降水和地表水的入渗补给;同时以地下渗流方式补给河流、湖泊和沼泽,或直接注入海洋;上层土壤中的水分则以蒸发或被植物根系吸收后再散发入空中,回归大气,从而积极地参与了地球上的水循环过程,以及地球上发生的溶蚀、滑坡、土壤盐碱化等过程,所以地下水系统是自然界水循环大系统的重要亚系统。

    地下水作为地球上重要的水体,与人类社会有着密切的关系。地下水的贮存有如在地下形成一个巨大的水库,以其稳定的供水条件、良好的水质,而成为农业灌溉、工矿企业以及城市生活用水的重要水源,成为人类社会必不可少的重要水资源,尤其是在地表缺水的干旱、半干旱地区,地下水常常成为当地的主要供水水源。据不完全统计,70年代以色列国75%以上的用水依靠地下水供给,德国的许多城市供水,亦主要依靠地下水;法国的地下水开采量,要占到全国总用水量1/3左右;像美国,日本等地表水资源比较丰富的国家,地下水亦要占到全国总用水量的20%左右。中国地下水的开采利用量约占全国总用水量的10-15%,其中北方各省区由于地表水资源不足,地下水开采利用量大。根据统计,1979年黄河流域平原区的浅层地下水利用率达48.6%,海、滦河流域更高达87.4%;1988年全国270多万眼机井的实际抽水量为529.2×108立方米,机井的开采能力则超过800×108立方米。

    问题的另一面,由于过量的开采和不合理的利用地下水,常常造成地下水位严重下降,形成大面积的地下水下降漏斗,在地下水用量集中的城市地区,还会引起地面发生沉降。此外工业废水与生活污水的大量入渗,常常严重地污染地下水源,危及地下水资源。因而系统地研究地下水的形成和类型、地下水的运动以及与地表水、大气水之间的相互转换补给关系,具有重要意义。

    地下水流系统的基本特征

    在一定的水文地质条件下,汇集于某一排泄区的全部水流,自成一个相对独立的地下水流系统,又称地下水流动系。处于同一水流系统的地下水,往往具有相同的补给来源,相互之间存在密切的水力联系,形成相对统一的整体;而属于不同地下水流系统的地下水,则指向不同的排泄区,相互之间没有或只有极微弱的水力联系。此外,与地表水系相比较,地下水流系统具有如下的特征:

    1.空间上的立体性地表上的江河水系基本上呈平面状态展布;而地下水流系统往往自地表面起可直指地下几百上千米深处,形成空间立体分布,并自上到下呈现多层次的结构,这是地下水流系统与地表水系的明显区别之一。

    2.流线组合的复杂性和不稳定性地表上的江河水系,一般均由一条主流和若干等级的支流组合而成有规律的河网系统。而地下水流系统则是由众多的流线组合而成的复杂的动态系统,在系统内部不仅难以区别主流和支流,而且具有多变性和不稳定性。这种不稳定性,可以表现为受气候和补给条件的影响呈现周期性变化;亦可因为开采和人为排泄,促使地下水流系统发生剧烈变化,甚至在不同水流系统之间造成地下水劫夺现象。

    3.流动方向上的下降与上升的并存性在重力作用下,地表江河水流总是自高处流向低处;然而地下水流方向在补给区表现为下降,但在排泄区则往往表现为上升,有的甚至形成喷泉。

    除上述特点外,地下水流系统涉及的区域范围一般比较小,不可能象地表江河那样组合成面积广达几十万乃至上百万平方公里的大流域系统。根据托思的研究,在一块面积不大的地区,由于受局部复合地形的控制,可形成多级地下水流系统,不同等级的水流系统,它们的补给区和排泄区在地面上交替分布。

    地下水域

    地下水域就是地下水流系统的集水区域。它与地表水的流域亦存在明显区别,地表水的流动主要受地形控制,其流域范围以地形分水岭为界,主要表现为平面形态;而地下水域则要受岩性地质构造控制,并以地下的隔水边界及水流系统之间的分水界面为界,往往涉及很大深度,表现为立体的集水空间。如以人类历史时期来衡量,地表水流域范围很少变动或变动极其缓慢,而地下水域范围的变化则要快速得多,尤其是在大量开采地下水或人工大规模排水的条件下,往往引起地下水流系统发生劫夺,促使地下水域范围产生剧变。

    暖和的温泉是哪里来的

    温泉是自然产生的,所以使用柴火烧或是热水器加热的水并不能算温泉,充其量只能说是热水。另外,依化学组成分类,温泉中主要的成份包含氯离子、碳酸根离子、硫酸根离子,依这三种阴离子所占的比例可分为氯化物泉、碳酸氢盐泉、硫酸盐泉。除了这三种阴离子之外,也有以其他成分为主的温泉,例如重曹泉(重碳酸钠为主)、重碳酸土类泉、食盐泉(以氯化钠离子为主)、氯化土盐泉、芒硝泉(硫酸钠离子为主)、石膏泉(以硫酸钙为主)、正苦味泉(以硫酸镁为主)、含铁泉(白磺泉)、含铜、铁泉(又称青铜泉)其中食盐泉也称盐泉,可依含氯化物食盐的多寡,区分为弱食盐泉和强食盐泉。依地质分类以产生温泉的地质特性,可将温泉分类为火成岩区温泉、变质岩区温泉、沉积岩区温泉。依物理性质根据温泉的温度、活动、型态等物理性质,依温度依温泉流出地表时与当地地表温度差,可分为低温温泉、中温温泉、高温温泉、沸腾温泉四种。

    水温超过20℃的泉。水温超过当地年平均气温的泉也称温泉。温泉的水多是由降水或地表水渗入地下深处,吸收四周岩石的热量后又上升流出地表的。一般是矿泉。泉水温度等于或略超过当地的水沸点的称沸泉;能周期性地、有节奏地喷水的温泉称间歇泉。中国已知的温泉点约2400多处。台湾、广东、福建、浙江、江西、云南、西藏等地温泉较多,其中最多的是云南,有温泉400多处。腾冲的温泉最著名,数量多,水温高,富含硫质。世界上著名的间歇泉主要分布在冰岛、美国黄石公园和新西兰北岛的陶波。

    温泉文化的起源:

    温泉文化究竟起源于何处,这个答案也许已年代久远得不可考了。一开始,人类发现温泉,更发现动物在泉水中恢复疲惫。据说日本人一开始并不知道温泉具有治疗疾病的功能,后来是因为看到一只受伤的小动物在泡过温泉之后奇迹般地迅速复原,这才使他们开始认真地研究起温泉的功能。现代人渐渐把泡温泉作为休闲养生、解压甚至治疗的方法,这种趋势迅速在全球漫延。秦始皇建“骊山汤”是为了治疗疮伤,徐福为了山海寻找长生不老药,辗转漂流到了日本歌山县,至今当地仍保留了“徐福”之汤温泉浴场。到了唐朝,唐太宗特建“温泉宫”,诗人也留下了不少创作,描写脂粉美女从温泉出浴的情形,足见我国悠久的温泉历史文化。日本人爱好温泉的程度实在是不必多说,三步一小汤,五步一大汤,泡汤对日本人而言已经成为日常生活中非常重要的一部分,也发展出一套不同于其他各国的泡汤文化及温泉疗效整理,我们称之为“汤治文化”。同样拥有悠久历史的欧洲大陆的古罗马人,他们引泉水加热再流到建好的浴场中让人们使用,其中英国巴斯及土耳其等地有名的温泉浴场,一直到现在都还在使用。

    温泉的形成,一般而言可分为两种:一种是地壳内部的岩浆作用所形成,或为火山喷发所伴随产生,火山活动过的死活山地形区,因地壳板块运动隆起的地表,其地底下还有未冷却的岩浆,均会不断地释放出大量的热能由于此类热源之热量集中,因此只要附近有孔隙的含水岩层,不仅会受热成为高温的热水,而且大部份会沸腾为蒸气。多为硫酸盐泉。二则是受地表水渗透循环作用所形成。也就是说当雨水降到地表向下渗透,深入到地壳深处的含水层形成地下水,(砂岩、砾岩、火山岩、这些良好的含水层)。地下水受下方的地热加热成为热水,深部热水多数含有气体,这些气体以二氧化碳为主,当热水温度升高,上面若有致密、不透水的岩层阻挡去路,会使压力愈来愈高,以致热水、蒸气处于高压状态,一有裂缝即窜涌而上。热水上升后愈接近地表压力则逐渐减少,由于压力渐减而使所含气体逐渐膨胀,减轻热水的密度,这些膨胀的蒸气更有利于热水上升。上升的热水再与下沉较迟受热的冷水因密度不同所产生的压力(静水压力差)反复循环产生对流,在开放性裂隙阻力较小的情况下,循裂隙上升涌出地表,热水即可源源不绝涌升,终至流出地面,形成温泉。在高山深谷地形配合下,谷底地面水可能较高山中地下水位低,因此深谷谷底可能为静水压力差最大之处,而热水上涌也应以自谷底涌出的可能性最大,温泉大多发生在山谷中河床上。

    温泉形成所必备的条件

    一般说来,温泉的形成需具下列三条件:

    (一)地下必须有热水存在;

    (二)必须有静水压力差导致热水上涌;

    (三)岩石中必须有深长裂隙供热水通达地面。

    台湾处于环太平洋地震带上,位于欧亚和太平洋两大板块之间,即是火山活动相当发达的地形之一,因此造就了台湾的三大火山系统:大屯火山系(基隆火山、龟山岛)、东部海岸山脉以及澎湖群岛区但大多数火山皆为死火山,由于地底深处尚有未冷却的火山岩桨继续流窜,地热也致使台湾的温泉分布及活动相当的活跃,因此火山区域内往往可以发现温泉与喷气孔。火山型温泉的硫化物需遇热才会大量溶解于水中,形成「硫酸泉(石膏泉,俗称为硫磺泉)」与「盐酸泉」。另外一种主要系统,则是为贯穿全岛的中央山脉两侧,此区的温泉数量几占全台八成以上,属于变质岩和沉积岩,由于含有丰富的碳酸氢离子,与岩石中的纳、镁、钙、钾矿物质作用而成的「碳酸泉」,因此多为中性或碱性。

    泉口温度显著地高于当地平均气温而又低于(等于)45℃的地下水天然露头叫温泉。温泉的最高水温可达70℃以上。

    是水温热到可以洗澡、煮水饺、川烫青江菜、涮羊肉的泉水就称之为温泉。当然,因为温泉是自然产生的,所以使用柴火烧或是热水器加热的水并不能算温泉,充其量只能说是热水。

    你应该了解的:地球上水资源的分布情况

    陆地上的淡水资源储量只占地球上水体总量的2.53%,其中固体冰川约占淡水总储量的68.69%。主要分布在两极地区,人类在目前的技术水平下,还难以利用。液体形式的淡水水体,绝大部分是深层地下水,开采利用的也很小。目前人类比较容易利用的淡水资源,主要是河流水、淡水湖泊水以及浅层地下水,储量约占全球淡水总储量的0.3%,只占全球总储水量的十万分之七。全世界真正有效利用的淡水资源每年约有9000立方千米。

    世界各大洲的水资源分布

    世界上水资源最丰富的大洲是南美洲,其中尤以赤道地区水资源最为丰富。相反,热带和亚热带地区差不多只有陆地水资源总量的1%。水资源较为缺乏的地区是中亚南部、阿富汗、阿拉伯和撒哈拉。西伯利亚和加拿大北部地区因人口稀少,人均水资源量相当高。澳大利亚的水资源并不丰富,总量不多。就各大洲的水资源相比较而言,欧洲稳定的淡水量占其全部水量的43%,非洲占45%,北美洲占40%,南美洲占38%,澳大利亚和大洋洲占25%。从各大洲水资源的分布来看,年径流量亚洲最多,其次为南美洲、北美洲、非洲、欧洲、大洋洲。从人均径流量的角度看,全世界河流径流总量按人平均,每人约合10000立方米。在各大洲中,大洋洲人均径流量最多,其次为南美洲、北美洲、非洲、欧洲、亚洲。

    我国水资源及其分布

    我国河流较多,流域面积在1000km2以上的大河流共计1598条,总长达42万公里,流域面积大约667万km2,地表径流27800×108m3,地下径流6000×108m3。全国水能蕴藏量6.8×108kW,占世界总量13.5%,可开发水能蕴藏量3.78×108kW,占世界总量16.8%。

    我国水资源分布特点:年内分布集中,年间变化大;黄河、淮河、海河、辽河四流域水资源量小,长江、珠江、松花江流域水量大;西北内陆干旱区水量缺少,西南地区水量丰富。

    水资源总数多,人均占有量少,中国水资源总量居世界第四位。人均占有量仅为世界平均值的1/4,约为日本的1/2,美国1/4,俄罗斯的1/12。

    水资源区域分布不相配,全国水资源80%分布在长江流域及其以南地区,人均水资源量3490m3,亩均水资源量4300m3,属于人多、地少,经济发达,水资源相对丰富的地区。长江流域以北广大地区的水资源量仅占全国14.7%,人均水资源量770m3,亩均约471m3,属于人多、地多,经济相对发达,水资源短缺的地区,其中黄淮海流域水资源短缺尤其突出。中国内陆地区水资源量只占全国的4.8%,生态环境不太强,开发利用水资源受到生态环境水的制约。1.我国人均每年水资源占有量为2730立方米,加拿大为12000立方米,美国为10000立方米.2.我国每年有360亿立方米污水排进江里,其中80%是未加处理.3.全国有1.7亿人饮用受到污染的水.

    地球上水的储量巨大,但可供人类利用的淡水资源在数量上极为有限,仅全球水总储量的不到1%。即使如此有限的淡水资源,其分布地极不均匀。

聚合中文网 阅读好时光 www.juhezwn.com

小提示:漏章、缺章、错字过多试试导航栏右上角的源
首页 上一章 目录 下一章 书架