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1. 水平衡原理

水循环与水资源 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 一定区域内,某时段内水的收入量与支出量相等,即:降水量 = 蒸发量 + 径流量。

从哪来 基于降水的形成条件理解水的来源,结合世界降水分布规律和季风环流分析不同区域的水量收支差异。

为什么 根据质量守恒定律,水作为物质在地球表面循环中不会凭空产生或消失。对于任意封闭或半封闭区域(如流域、大陆),在长时间尺度上,进入该区域的水(主要是降水)必须等于离开该区域的水(蒸发和径流)。若收支不平衡,必然导致区域内水体储量(如湖泊水位、地下水储量)发生显著变化,但在长期平均状态下趋于平衡。

生活类比法
把区域比作一个“浴缸”。降水是水龙头放进来的水,蒸发是水面蒸发的水,径流是排水口流走的水。如果水龙头开大(降水多),要么水漫出来(径流大),要么水位上升(储量增加)。
适合:形象思维强、抽象逻辑较弱、喜欢生活化类比的学生。
收支账本法
把区域看作一个“银行账户”。降水是“存款”,蒸发和径流是“取款”。长期来看,存款总额必须等于取款总额,否则账户余额(水资源储量)会无限增加或减少,这在自然界长期尺度上是不可能的。
适合:数学基础好、喜欢逻辑推导和量化分析的学生。
全球尺度推导法
从全球整体看,没有外部径流输入输出,全球水平衡简化为“全球降水 = 全球蒸发”。再缩小到大陆尺度,大陆降水部分蒸发,部分形成径流流入海洋;海洋降水部分蒸发,部分接收径流。通过对比海陆差异,理解局部平衡如何构成全球平衡。
适合:宏观视野好、擅长系统思维、喜欢从整体到局部分析的学生。
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练一道
基础题
某流域多年平均降水量为 800mm,多年平均蒸发量为 300mm。求该流域的多年平均径流量。
变式
某内陆盆地多年平均降水量为 200mm,多年平均蒸发量为 1500mm。该盆地没有地表径流流出,但存在地下水补给。请问该盆地水资源的主要来源是什么?水平衡公式如何修正?
试试手自己判
检测题
某地区多年平均降水量为 1000mm,多年平均蒸发量为 600mm,多年平均地表径流量为 300mm。请问该地区是否存在地下水补给或消耗?如果有,方向如何?
看答案和判分标准
答案:根据水平衡:降水 = 蒸发 + 径流 + 地下水净补给(或消耗) 1000 = 600 + 300 + 地下水净补给 1000 = 900 + 地下水净补给 地下水净补给 = 100mm
判对标准:
学生能列出正确的平衡方程,计算出地下水净补给为 100mm,并明确指出是“补给”(即地下水向地表水或大气输送,或理解为地表水补给地下水,需根据具体定义,但此处数值为正,表示有额外水源或地下水流出)。更准确地说,若公式为 P = E + R + G(G为地下水流出),则 G=100mm,表示有 100mm 的水通过地下水形式流出该区域或补给地下水系统。若公式为 P + G_in = E + R + G_out,则需明确 G 的方向。通常简化为:P = E + R + ΔS(储量变化),长期 ΔS=0,则 P=E+R。若 P > E+R,则多余部分可能通过地下水流出或补给地下水。本题中 1000 > 600+300,说明有 100mm 的水通过地下水形式流出或补给地下水系统。
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