地球表面各種形式的水體是不斷地相互轉化的,水以氣態,液態和固態的形式在陸地、海洋和大氣間不斷循環的過程就是水循環。[1] 地球表面的水通過形態轉化和在地表及其鄰近空間(對流層和地下淺層)遷移。
水循環的成因
形成水循環的外因是太陽輻射和重力作用,其為水循環提供了水的物理狀態變化和運動能量:形成水循環的內因是水在通常環境條件下氣態、液態、固態三種形態容易相互轉化的特性。
降水、蒸發和徑流是水循環過程的三個最重要環節,這三個環節構成的水循環決定著全球的水量平衡,也決定著壹個地區的水資源總量。[1]
水循環的分類
水循環還可以分為海陸間循環、陸上內循環和海上內循環三種形式[1]
環節
水循環是多環節的自然過程,全球性的水循環涉及蒸發、大氣水分輸送、地表水和地下水循環以及多種形式的水量貯蓄降水、蒸發和徑流是水循環過程的三個最主要環節,這三者構成的水循環途徑決定著全球的水量平衡,也決定著壹個地區的水資源總量。
蒸發是水循環中最重要的環節之壹。由蒸發產生的水汽進入大氣並隨大氣活動而運動。大氣中的水汽主要來自海洋,壹部分還來自大陸表面的蒸散發。大氣層中水汽的循環是蒸發-凝結—降水—蒸發的周而復始的過程。海洋上空的水汽可被輸送到陸地上空凝結降水,稱為外來水汽降水;大陸上空的水汽直接凝結降水,稱內部水汽降水。壹地總降水量與外來水汽降水量的比值稱該地的水分循環系數。全球的大氣水分交換的周期為10天。在水循環中水汽輸送是最活躍的環節之壹。
徑流是壹個地區(流域)的降水量與蒸發量的差值。多年平均的大洋水量平衡方程為:蒸發量=降水量-徑流量;多年平均的陸地水量平衡方程是:降水量=徑流量+蒸發量。但是,無論是海洋還是陸地,降水量和蒸發量的地理分布都是不均勻的,這種差異最明顯的就是不同緯度的差異。
中國的大氣水分循環路徑有太平洋、印度洋、南海、鄂霍茨克海及內陸等 5個水分循環系統。它們是中國東南、西南、華南、東北及西北內陸的水汽來源。西北內陸地區還有盛行西風和氣旋東移而來的少量大西洋水汽。
陸地上(或壹個流域內)發生的水循環是降水-地表和地下徑流-蒸發的復雜過程。陸地上的大氣降水、地表徑流及地下徑流之間的交換又稱三水轉化。流域徑流是陸地水循環中最重要的現象之壹。
地下水的運動主要與分子力、熱力、重力及空隙性質有關,其運動是多維的。通過土壤和植被的蒸發、蒸騰向上運動成為大氣水分;通過入滲向下運動可補給地下水;通過水平方向運動又可成為河湖水的壹部分。地下水儲量雖然很大,但卻是經過長年累月甚至上千年蓄集而成的,水量交換周期很長,循環極其緩慢。地下水和地表水的相互轉換是研究水量關系的主要內容之壹,也是現代水資源計算的重要問題。