水量平衡是地球上的水时时刻刻都在循环运动

所谓水量平衡，是指任意选择的区域(或水体)，在任意时段内，其收入的水量与支出的水量之间差额必等于该时段区域(或水体)内蓄水的变化量，即水在循环过程中，从总体上说收支平衡。

水量平衡概念是建立在现今的宇宙背景下。地球上的总水量接近于一个常数，自然界的水循环持续不断，并具有相对稳定性这一客观的现实基础之上的。

从本质上说，水量平衡是质量守恒原理在水循环过程中的具体体现，也是地球上水循环能够持续不断进行下去的基本前提。一旦水量平衡失控，水循环中某一环节就要发生断裂，整个水循环亦将不复存在。反之，如果自然界根本不存在水循环现象，亦就无所谓平衡了。因而，两者密切不可分。水循环是地球上客观存在的自然现象，水量平衡是水循环内在的规律。

水平衡 地球上的水时时刻刻都在循环运动，从长期来看，全球水的总量没有什么变化。但是，对一个地区来说，有的时候降水量多，有的时候降水量少。某个地区在某一段时期内，水量收入和支出的差额，等于该地区的储水变化量。这就是水平衡原理。

根据水平衡原理，一条外流河流域内某一段时期的水平衡方程式为：

P-E-R=ΔS

式中P为流域降水量，E为流域蒸发量，R为流域径流量，ΔS为流域储水变量。从多年平均来说，流域储水变量ΔS的值趋于零。

流域多年水平衡方程式为：

P0=E0+R0

式中P0、E0、R0分别代表多年的平均降水量、蒸发量、径流量。

海洋的蒸发量大于降水量，多年平均降水量平衡方程式可写为：

P0=E0-R0

全球多年平均水平衡公式为：P0=E0

根据估算全球平均状况，每年海洋上约有505000立方千米的水蒸发到空中，而总降水量约为458000立方千米，总降水量比总蒸发量少47000立方千米，这同陆地注入海洋的总径流量相等。每年陆地上约有72000立方千米的水蒸发到空中降水量分布，而总降水量约为119000立方千米，总降水量比总蒸发量多47000立方千米，这也同陆地注入海洋的总径流量相等。

水量平衡方程式则是水循环的数学表达式，其方程式为：

多年平均降水量=多年平均径流量+多年平均蒸发量

而径流量包括地表径流和地下径流，所以：

多年平均径流量=多年平均地表径流量+多年平均地下径流量

地表水下渗到地下之后，一部分会储存在地下的土壤当中、一部分会被植物的根系吸收转化为生物水，再通过植被的蒸腾作用散发的大气当中转化为大气水，一部分也会直接从土壤当中蒸发掉转化为大气水，所以：

多年平均下渗量>多年平均地下径流量

下渗的水越多，地下径流量也就越多，但下渗的水没有完全转化为地下径流量，没有转化为地下径流量的那一部分，大部分通过植被蒸腾和土壤水蒸发循环到了大气当中，所以：

下渗量和地下径流量呈正相关关系

下渗量和蒸发量呈正相关关系

下渗量越多，地表的水就越少，所以：

下渗量和地表径流量呈反相关关系

或者，我们可以再用上面的几组关系来推断。下渗量越多，蒸发量就越多，根据多年平均降水量=多年平均径流量+多年平均蒸发量，可以推断在降水量保持稳定的前提下，蒸发量增加，必然径流量减少。虽然径流总量减少，但是下渗量又和地下径流量呈正相关，下渗量增加，地下径流量也是增加的，根据多年平均径流量=多年平均地表径流量+多年平均地下径流量，可以推断当径流总量减少、地下径流增加时，地表径流一定是减少的。依然得出：

下渗量和地表径流量呈反相关关系

水平衡原理在水文学中应用最广，可以计算水面蒸发与流域蒸发量，研究湖泊、水库调节作用，也是沙量平衡、盐量平衡、热量平衡的基础。

在实际情境中：

(1)水库容量不变且水位保持不变，说明入库水量与出库水量是平衡的。

(2)雨季之前，将水库中的水放掉一部分，待雨季时水库有空间容纳来水，保持水量平衡。

(3)内流区域(闭合流域)水量稳定，说明该流域的蒸发量与降水量是平衡的。

补充

水量平衡方程式 水量平衡方程式可由水量的收支情况来制定。系统中输入的水(I)与输出的水(O)之差就是该系统内的蓄水量(△S)，其通式为：I-O=±△S按系统的空间尺度，大可到全球，小至一个区域;也可从大气层到地下水的任何层次，均可根据通式写出不同的水量平衡方程式。

大气系统，其水量平衡方程式为：Ai-+E-P=±△A 式中Ai和 分别为大气层中除降水与蒸发以外的其他收入水量和支出水量;P和E分别为降水量和蒸发量;△A为大气系统中的蓄水量。

流域系统，其水量平衡方程式为：

P-R-E=±△S 式中流域蓄水量 (△S)为降水量(P)减去流量(R)和蒸发量(E)之差。

土壤系统，其水量平衡方程式为：P +Cm-R +Si--E=±△W

式中Cm为土壤中的凝结水,Si为由地下水和壤中流形式进入土壤层的水;为由土壤层向下渗入地下水和壤中流形式流出土壤层的水;△W为土壤层中的蓄水量。

地下水系统，其水量平衡方程式为：αP +Ui--Eu=±△U

式中 α为地下水的降水入渗补给系数;Eu为地下水上升经土壤到地面后的蒸发量;Ui为地下流入系统的水量;为地下流出系统的水量;△U为地下的蓄水量。

水循环的数量表示在给定任意尺度的时域空间中，水的运动(包括相变)有连续性，在数量上保持着收支平衡。平衡的基本原理是质量守恒定律。水量平衡是水文现象和水文过程分析研究的基础，也是水资源数量和质量计算及评价的依据。

水量平衡可与能量平衡结合起来进行研究，即水热平衡的研究。它是现代自然地理学物质与能量交换研究的主要内容之一。水量平衡各要素组合特征(它们的数量和对比关系)构成地理地带划分的物理背景，常用以划分地理区域。因受人类活动影响而出现一系列的环境问题，多数与人们改变了水量平衡有关。

分析人类活动对水循环影响的思路：

人类活动对水循环的影响既有有利的一面，又有不利的一面，分析时可从四个角度进行：

（1)从时间尺度看，主要是改变水资源的季节分配和年际变化，如修建水库和植树造林。

（2)从空间尺度看，主要是改变水资源空间分布，如跨流域调水。

（3)从生态环境角度分析，大面积排干沼泽会导致生态环境恶化；过量抽取地下水会导致地面下沉、海水倒灌；人类对植被的破坏使更多的降水以地表径流的形式迅速向河道汇集，河流径流变化幅度增大，易造成洪涝灾害。

（4)从水资源角度分析，如果开发利用的速度超过了水资源循环的周期，则会出现水资源枯竭。人类生产或生活中直接排放的未经处理的污水也会加剧对水资源的破坏。

水平衡原理的理解：

“收支平衡”，一个地区的储水量＝收入－支出。关键是把握好常见的收、支项目：

收入－大气降水；河、湖、冰川融水，地下水的输人；人工调水、灌溉等。

支出－蒸发、蒸腾；径流输出；下渗；人工取水等。

水平衡基本原理：收入=支出。水的收入可能来源有：降水、地表径流流入、地下径流流入。水的支出可能有：蒸发（或蒸腾）、地表径流流出、下渗、地下径流流出。

一个地区水量的变化=水的收入-水的支出。水的收入＞水的支出，水量增加；水的收入＜水的支出降水量分布，水量减少。

从不同空间尺度看水平衡

（1）海洋水平衡

收入（降水、地表径流、地下径流）=支出（蒸发）

（2）外流河流域水平衡

收入（降水）=支出（蒸发、蒸腾、地表径流、下渗、地下径流）

（3）封闭的内流区域水平衡

收入（降水）=支出（蒸发、蒸腾）。

（4）封闭流域的湖泊水平衡：收入（降水）=支出（蒸发、蒸腾、地表径流、地下径流）

温馨提示：一定要确定分析的对象是哪个区域。做组题时，常出现前后两题的对象不同，同学们没有注意到而出错。

从水平衡视角分析地理事物的变化

（1）全球变暖情境下，青藏高原湖泊水量的变化分析

青藏高原湖泊水量变化：收入=径流量+湖面降水量。支出=湖面蒸发量

在全球变暖的背景下，现阶段，青藏高原的冰川融化加剧，径流量增大，入湖水量增多，湖泊面积增大。随着待续增温，经过一定时期，冰川融化，冰川面积减少，入湖径流量反而减少，湖泊水量减少，湖泊将萎缩。

（2）城市化前后的水平衡

城市水平衡：降水量=地表径流+下渗+绿化带植被蒸腾

城市化后，地表硬化，下渗减少，地表径流增加，城市容易出现内涝。

（3）湿地的成因（来水多，去水少）及变化分析

通过来水和去水的变化，可以分析湿地的变化：来水增多，或去水减少，湿地面积增加。来水减少，或去水增多，湿地萎缩。通过分析是哪处途径（因素）导致来水（或去水）的变化，可得出湿地变化的原因。

（4）分析河流断流（一般是内流河枯水期断流，外流河也可能出现断流）

河流断流，则是来水量少，去水量多所致。

盐湖的形成条件分析：

（1)淡水补给量要少。谭老师地理工作室综合整理

①降水→气候干旱，降水量稀少，湖水补给量少；

②冰川融水→(冰川消退）冰川融水补给量减少；

③径流汇入→无径流汇人或少径流汇入，淡水补给量少；

④人类活动→工农业、人口用水量、水库截留等，导致人湖淡水减少。

（2)蒸发量要大。

①气候干旱，气候变暖等，导致发量增大。

②纬度低，气温高，蒸发量大。

③风力强劲，加剧蒸发。

（3)蒸发量大于淡水补给量。

（4)为内流湖，无径流排出盐分，盐分不断累积，最终形成盐湖。

（5)与海洋水连接，海水渗入。

备注：（可能有）早期为海洋，后经地壳抬升，形成以海水为主的湖水；（可能有）地势低于海平面。

高考地理水平衡专题设计

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

读世界某地区水平衡分布图（水平衡：年降水量减年蒸发量），完成1～2题：

1．图中可以判断：赤道穿过的东部数值低的主要原因是因为

A．海拔高，气温低，对流弱，降水少。

B．气温越高，水平衡数值就越小

C．降水越少，水平衡数值就越小

D．热带草原气候地区的水平衡数值都为正值

2．图中，f、c、d、e四处水域的洋流中，密度流特征明显的是

A．f B．c C．d D．e

【答案】

1．A

2．C

【解析】

1．根据水平衡为年降水量减年蒸发量，赤道东部地区为东非高原，地势高，降水少，所以数值小。所以本题选择A选项。

2．海水密度差异形成密度流。红海水平衡值小，降水量小于蒸发量，海水盐度大，密度大，印度洋盐度低，密度小，密度差异大，密度流特征明显。所以本题选择C选项。

流域水平衡包括大气水平衡、地表水平衡两个方面，分别对应着两个抽象的水库，即“大气水库”和“地表水库”。下图是某流域水平衡示意图，读图回答下列小题。

3．图中①②③④分别表示

A．跨流域调水、蒸发、降水、水汽净输入

B．水汽净输入、降水、蒸发、跨流域调水

C．跨流域调水、降水、蒸发、水汽净输入

D．水汽净输入、蒸发、降水、跨流域调水

4．关于流域水平衡说法正确的是

A．南水北调减少了我国地表水库水量 B．大气水库的水主要来源于植物蒸腾

C．地表水库仅包括河流水和湖泊水 D．植被的变化对流域水平衡有重要影响

【答案】

3．C

4．D

【解析】

试题分析：

3．根据图中各内容之间的逻辑关系，可判断1为径流的输入，2为降水，3为蒸发，4为水汽的输入。C与此判断最接近，C正确。

4．南水北调影响了我国地表水资源的空间分布，但对我国地表水库的总水量无影响，A错。大气水库的水即有地表水蒸发、植被蒸腾，也有其他区域水汽的输入，B错。地表水库应包括所有地表水资源，包括湖泊、河流、沼泽、湿地等，C错。植被的变化可明显影响区域地表水下渗及植物的蒸腾量，会对流域水平衡产生重要影响，D错。

考点：水循环

5．下图为“地球各纬度水平衡图”。读图，回答下题。

图中

A．赤道附近地区气温高蒸发量最大 B．副热带地区受高压控制降水量最少

C．南极地区和北极地区水资源缺乏 D．影响水平衡的根本因素是太阳辐射

【答案】D

【解析】读图并结合所学的知识，可以得出副热带地区气温高，蒸发量最大，极地地区受高压控制，降水量最少，北极地区水资源缺乏，但南极地区水资源较丰富，影响水平衡的根本因素是太阳辐射，所以D正确。