水量平衡,你了解吗?

文摘   教育   2023-05-05 21:12   内蒙古  

今天酱酱为大家准备了关于水量平衡的知识大礼包,欲知详情,倾听酱酱为您分解!
首先,什么是水量平衡呢?


01  水 量 平 衡  


水量平衡是指在任意区域,任意时段内,收入的水量和支出的水量之间的差额等于该时段内蓄水的变化量,即在水循环过程中总体上保持收支平衡

收入和支出具体指什么呢?

▶️水量收入:大气降水、地表径流流入、地下径流流入、人工调水进入等。

▶️水量支出:蒸发、下渗、地表径流流出、地下径流流出等。



02 不同尺度下的水量平衡 

1.全球范围内的水量平衡(大尺度)

从长期来看,全球的水量是不会变的,因为水资源在不断循环中,这就解释了为什么水资源属于可再生资源。

那么全球范围内的水量平衡公式可以表示为

收入=支出

2.区域性的水量平衡(中尺度)

对于某一区域的水量而言,可能有时候降水多,有时候蒸发多,在一段时间内水量就会“不平衡”,那就需要将这一段时间内变化的量考虑进去才能使整个区域水量“平衡”。其公式可以表示为

收入-支出=蓄水变化量

例如:小明同学的生活费从50元变为80元(收入),而他每天只需要花30元买饭吃(支出),他存下的钱就由20元变为50元(蓄水变化量)

接下来我们分别看一下不同区域的水平衡状况

(1)内流区

内流区是指最终流入内陆湖泊或在内陆断流的河流(内流河)所在的区域。我国内流流域多分布在西北地区和青藏高原中北部干旱气候区。

对于内流区而言,降水为收入,蒸发为支出,公式可以表示为:

降水量-蒸发量=蓄水变化量

【注:下渗,地表径流,地下径流等都是发生在内流区内部的相互转化,无论是从一条河流流向另一条河流,还是从一条河流流向另一个湖泊,都是发生在该内流区里,不会流入其他区域,因此不考虑径流流出的水量。】

 

图源网络


(2)外流区

外流区是指地表径流经外流河汇注海洋的地区。中国的外流区占全国总面积的2/3,如黄河流域、长江流域等

对于外流区而言,降水为收入,蒸发和径流量为支出,公式可以表示为

降水量-蒸发量-径流量=蓄水变化量

【注:由于外流区会有地表水、地下水流入海洋,因此径流量也要算作支出的一部分】

(3)海洋

对于海洋而言,降水和径流为收入,蒸发为支出,公式可以表示为

降水量+径流量-蒸发量=蓄水变化量

【注:无数河流以及地下水都会以径流的形式流入海洋,因此海洋水的收入来源不仅有降水,还有径流】

在很长一段时间内,多年平均蓄水变化量往往是不变的,因此我们可以将其视为0,这样我们不同区域的公式又可以写成如下形式:

内流区:降水量=蒸发量

外流区:降水量=蒸发量+径流量

海洋:降水量+径流量=蒸发量

图源网络

1.局部地区看水量平衡(小尺度)

在更小尺度视角下,例如某一闭合流域的水平衡状况是什么样呢?首先我们要明确闭合流域的概念。

闭合流域即地面集水区和地下集水区相重合,反之非闭合流域就是地面集水区和地下集水区不重合。

流域1侧视图和俯视图|作者自制

在上图我们可以发现闭合流域的地面分水线和地下分水线重合,对于整个流域1而言只有本流域的地表径流和地下径流,简单理解就是其他流域内的水无法流入该流域,该流域内的水也不会流入其他流域,因此水量平衡公式表示为

降到流域内的降水=蒸发量+流域的径流量

流域2侧视图和俯视图|作者自制


非闭合流域的地面分水线和地下分水线是不重合的,对于整个流域2而言除本流域的径流外还有相邻流域流域的地下径流流入,该流域的降水也可能通过地下径流流入相邻流域。

看了这么多概念和公式或许还是有些迷茫,接下来我们通过分析相关例题来看如何运用这些原理去解答问题吧!


03 试题中的水量平衡 

l区域性水量平衡(中尺度)的应用

 

解答本题首先要明确考查尺度,选择对应的公式,根据长江流域可以确定是外流区,材料中“长江流域多年平均水汽输入、输出和径流量之间基本平衡”说明蓄水变化量为0,应选择以下公式:降水量=蒸发量+径流量

其次读图可知降水量为25.1%,蒸发量为11.8%

或许你会疑惑1.7%难道不属于降水量吗?原因是这部分的降水是由25.1%的降水形成地表径流后蒸发,一部分再形成的降水,这部分包含在地表径流内,属于小尺度区域内部的转化,而本题计算的是长江流域,属于中尺度区域,因此不作考虑。

所以长江流域入海径流量=25.1%-11.8%=13.3%

l局部地区水量平衡(小尺度)的应用

 

首先依然要确定尺度空间及公式,从材料中“西北某闭合流域”可以确定属于小尺度区域,根据剖面图未看出有河流且“盐湖面积多年稳定”说明流域径流量为0,因此应选择以下公式:降到流域内的降水=蒸发量+流域的径流量

题目中的主体是“该流域”,因此通过降水为210mm,可知该流域多年平均蒸发量也应是210mm。本题材料中的湖泊属于该流域,蒸发量大于该数值,除湖泊外其他区域蒸发量小于该数值。

l水平衡原理应用陷阱

水量平衡原理可以用于分析湖泊、水库的调节作用、沼泽、洪涝灾害的形成。对比以上题目,同样都是考察湿地的形成,但你是否能够观察出二者的不同之处?

第一题:从空间尺度上看“黄河源园区湿地”属于中尺度区域,结合水平衡原理分析,湿地的形成原因是“收入多,支出少”。

➡️收入多:冰川融水补给丰富

➡️支出少:海拔高、气温低、蒸发弱;地形平坦、不利于下渗。

相信这样的回答是我们平时学习中经常见到的分析思路,但如果下面这题你也是相同的答案,那就掉入了出题者的陷阱。

第二题:从空间尺度上看“黄河第一湾该河段的河间湿地”是整个流域中一小部分河段中形成的湿地,属于小尺度区域,因此在分析过程中就需要结合该河段情况分析,而不是宏观角度的水量平衡。

➡️上游地势起伏大,河流流速快,携带大量泥沙

➡️下游地势平坦,河流流速减慢,泥沙堆积,形成河间湿地。

因此在做题过程中我们要仔细阅读题目,明确考察的空间尺度范围,不要盲目套用原理。


04 针对训练  

练习一:

苏木吉林湖位于巴丹吉林沙漠腹地,湖区全年降水量约164mm,全年实际蒸发量约1261mm。近些年,该湖泊面积比较稳定。图示意苏木吉林湖区湖泊补给量和排泄量动态曲线。据此完成下面小题。

【解析】

➡️若不考虑下渗,苏木吉林湖收入为降水和地下水补给,支出为蒸发。

➡️材料显示近些年面积比较稳定,说明湖水收支平衡;

➡️湖区全年降水量为164毫米,全年实际蒸发量1261毫米,则所以苏木吉林湖每年地下水补给量等于1261-1641110毫米,C正确。故答案选C


练习二:

2022湖南卷)位于中亚的某内陆咸水湖,拥有较丰富的温地和动植物资源,该湖泊近60年水量变化显著。湖滨地下水与湖泊互为补给,但补给量较少。下图示意该湖泊1961-2020年各时期入湖地表径流量、降水量、蒸发量的变化。据此完成下面小题。

引起该湖泊近60年水量变化的主导因素是()

A.气温

B.降水量

C.蒸发量

D.地表径流量

【解析】

➡️读图可知,该湖泊的降水量和蒸发量变化不大,但该湖泊地表径流输入量变化明显

➡️材料信息表明,湖滨地下水与湖泊相互补给量较少

➡️根据湖水收支变化状况判断,引起该湖泊近60年水量变化的主导因素是地表径流量,不是气温、降水量、蒸发量,D符合题意。

作者:马老师
编辑:王小馔

往期链接:

【福利来啦】地理新题速递!

【干货满满】20种主要农作物的成长习性区位条件

地理尺度转换——黄河第一湾中的河间湿地来啦!

 欢迎留言

想要让酱酱给大家解答更多疑惑,可以在公众号后台留言哦!我们会立即为大家解决哒期待与你相遇哦



期待遇见你


地理解忧酱
地理解忧酱,让你爱上地理!
 最新文章