内容正文:
利用“水量平衡原理”分析地理问题
第3章 水的运动
微
专
题
水循环环节与水量平衡 · 知识系统
水循环环节与水量平衡
凝结核
气温降低,水汽饱和
充足的水汽
降 水
地表径流
地下径流
下 渗
蒸 发
水汽输送
农林措施
水利措施
受地表径流和下渗影响
受喀斯特(岩溶)地貌影响
坡度
植被
降水强度
降水持续时间
硬化地面
三圈环流、季风环流
气温
光照
风速
湿度
水域面积
结冰
修建水库
跨域调水
封山育林
围湖造田
水量平衡
储水变化量=降水量-蒸发量-径流量
不利于下渗
不利于蒸发
利于蒸发
小
多
小
长
利于下渗
高
强
快
小
大
(2)分析从乌裕尔河成为内流河至扎龙湿地面积稳定,乌裕尔河流域降水量、蒸发量数量关系的变化。
(2018年全国卷I)阅读图文资料,完成下列要求。
乌裕尔河原为嫩江的支流。受嫩江西移、泥沙沉积等影响,乌裕尔河下游排水受阻,成为内流河。河水泛滥,最终形成面积相对稳定的扎龙湿地(右图)。扎龙湿地面积广大,积水较浅。
降水量基本不变化,蒸发量逐渐增大,
二者数量关系由降水量大于蒸发量最终变为降水量等于蒸发量。
①乌裕尔河初成为内流河时:
降水量>蒸发量
②扎龙湿地面积稳定:
降水量=蒸发量
(3)指出未来扎龙湿地水中含盐量的变化,并说明原因。
(2018年全国卷I)阅读图文资料,完成下列要求。
乌裕尔河原为嫩江的支流。受嫩江西移、泥沙沉积等影响,乌裕尔河下游排水受阻,成为内流河。河水泛滥,最终形成面积相对稳定的扎龙湿地(右图)。扎龙湿地面积广大,积水较浅。
变化:水中含盐量逐渐增加。
原因:河水不断为湿地带来盐分(矿物质);
随着湿地水分蒸发,盐分(矿物质)富集(最终饱和)。
水量平衡原理
1.概念:指任意选择的区域(水体),在任意时段内,其收入的水量与支出的水量之间差额等于该时段区域(水体)内蓄水的变化量,即水在循环过程中,总体上收支平衡。
一个区域长期来看是收支平衡的,即收入=支出。但某个区域在某一段时期内,收支可能不平衡;如果收入>支出,则该区域在该时期的水量增加;如果收入<支出,则水量减少。
2.水量平衡方程式: W入 = W出 ± △u
(W入为收入水量,W出为支出水量;△u为蓄水变量。)
收入 大气降水;河流水、湖泊水、冰川融水、地下水的输入;人工调水、灌溉等
支出 蒸发、植物蒸腾;径流输出;下渗;人工取水等
水量平衡公式
储水变化量=降水量-蒸发量-外流径流量
某地无储水变化,表示为:降水量=蒸发量+外流径流量
任何一个闭合流域:
降入流域的降水量=蒸发量+流出流域径流量
喀斯特地区要注意地下径流的流出
公式
外流区:降水量=蒸发量+外流径流量
内流区:降水量=蒸发量
变式1
变式2
水量
稳定
如果地面集水区和地下集水区相重合,称为闭合流域。如果不重合,称为非闭合流域
材料一 一个特定区域的大气降水主要由水汽输入与水汽输出决定。长江流域多年 平均水汽输入、输出和径流量之间基本平衡。长江流域受季风影响,降水变率较大。2022年长江流域出现了“主汛期反枯”、长期高温少雨的大面积干旱现象,中下游的许多支流和湖泊干涸。 材料二 下图为长江流域水循环简图及长江流域示意图。
(2)图中长江流域入海径流占比为 。说出长江沿江城市在工业高质量发展中合理利用水资源的策略。(3分)
13.3%
控制高耗水工业布局;
循环利用水资源。
下图为“全球水循环模式图”,假设水循环的总量为100单位。读图完成下面小题。
3.按照全球多年水量平衡规律,推算图中的M、N分别为( )
A.7 16 B.16 7 C.7 23 D.7 77
4.下面对图中字母代号的叙述,正确的是( )
A.L代表径流量,其量是7
B.N代表径流量,其量是23
C.M代表水汽输送,其量是77
D.L代表水汽输送,其量是39
C
A
全球水量平衡总的状况:从长期看,全球范围的总蒸发量等于总降水量。下图为全球水量平衡示意图。读图,完成下面小题。
1.从全球多年平均来看,每年从陆地注入海洋的总径流量为( )
A.11.9万立方千米 B.7.2万立方千米 C.4.7万立方千米 D.38.6万立方千米
2.从全球多年平均来看,每年海洋上约有多少水蒸发到空中( )
A.50.5万立方千米 B.57.7万立方千米 C.11.9万立方千米 D.38.6万立方千米
C
A
巴尔喀什湖是中亚干旱区的典型内陆湖,具有湖泊面积大、水深相对较浅的特点,拥有丰富的湿地和水生动植物资源,水源主要来自伊犁河。下图示意1961—2020年巴尔喀什湖水量平衡变化。据此完成下面小题。
5.甲、乙、丙分别代表( )
A.入湖径流量、蒸发量、降水量
B.降水量、蒸发量、入湖径流量
C.入湖径流量、降水量、蒸发量
D.降水量、入湖径流量、蒸发量
下表为我国主要流域水量平衡值(外流域水平衡原理:降水量=径流量+蒸发量),蒸发系数是一定汇水面积地面蒸发量与降水量的比值。据此完成下面小题。
6.a、b、c、d分别对应的流域是( )
A.珠江、松花江、雅鲁藏布江、黄河
B.雅鲁藏布江、珠江、松花江、黄河
C.珠江、雅鲁藏布江、松花江、黄河
D.雅鲁藏布江、珠江、黄河、松花江
C
C
全球
水平衡
陆地
海洋
多年平均降水量=多年平均蒸发量
长期
短期
外流区:多年平均降水量=多年平均蒸发量+多年平均径流量
内流区:多年平均降水量=多年平均蒸发量
收入量-支出量=储水变化量
多年平均蒸发量=多年平均降水量+多年平均径流量
知识构建
水量平衡原理可用于分析湖泊、水库的调节作用,也是沙量平衡、盐量平衡的基础。
③
①
②
④
⑤
说明:内外流区都遵循水量平衡这一原则,即收入等于支出;分析结合图中5个箭头分析水分的来和去,其中①为降水,②为径流,③为蒸发,④为排水(一般地势低洼或河流受阻,则排水不畅),⑤为下渗
水多 东北沼泽:③④⑤少 城市内涝:
①多④⑤少 洪涝:
①②多④少
水少 时令河断流:②少③④⑤多 华北缺水:①②少③多 盐碱化:
①少③⑤多
④不畅
案例 湿地形成:“来水多”“去水少”。
来水多:主要分析补给类型——气候湿润,降水较丰富;冰川积雪融水较多;河流泛滥,来水多;低洼地易积水;
去水少:气温低,蒸发弱;冻土发育,不易下渗;地势低平,排水不畅;
3. 水量平衡的应用
与湖泊相关的现象分析
①分析湖泊等水体水量变化的原因,需要明确不同类型的水量变化的内涵及其影响因素:
水体(湖泊、河流等)
水位下降或者面积/径流量变小
水量收入<支出
水位稳定或者面积/径流量不变
水量收入=支出
水位上升或者面积/径流量变大
水量收入>支出
收入
(补给量)
支出
雨水补给
冰雪融水补给
季节性积雪融水补给
地下水补给等
蒸发
径流流出
下渗等
4.阅读图文材料,完成下列要求。
哈拉湖位于祁连山腹地,周边水草丰美,是青海省第二大湖,为咸水湖。随着全球气候变暖,近些年来哈拉湖面积不断萎缩,湖泊周边荒漠化加剧。下图为哈拉湖流域示意图。
从水平衡角度,分析近些年来哈拉湖面积不断缩小的自然原因。
5.阅读图文资料,完成下列要求。
材料一:青海湖是我国最大的内陆高原湖泊,位于三个构造单元及多条深断裂的交会部位,周围高山环绕。形成初期是一个大淡水湖泊,与黄河水系相通,新构造运动使原来注入黄河的倒淌河被堵塞,后又出现了尕海、环海等子湖。青海湖北面是大通山,南面是青海南山,西边有橡皮山,东面有日月山,地形起伏较大。下图示意青海湖位置示意图。
据调查,近年来青海湖的面积在逐渐扩大,运用水平衡原理解释该现象形成的原因。
全球气候变暖,冰川融化量增加,但蒸发量增加更多,湖水补给量小于蒸发量,湖面萎缩。
全球气候变暖,(湖泊流域内)冰雪(高山冰川和山坡积雪)融水增多,流域降水显著增多,入湖径流量增加,湖水补给量大于湖水蒸发量,导致青海湖面积增大。
与湖泊相关的现象分析
②对河流水量调节功能
丰水期:河流流入湖泊——湖泊水量流入大于流出(蓄水为主)——降低河流下游水位;
枯水期:湖泊流入河流——湖泊水量流入小于流出(放水为主)——提高河流下游水位
1.阅读图文材料,回答下列问题。
材料一:鄱阳湖是中国第一大淡水湖,是世界著名的“白鹤王国”,水鸟的天堂。鄱阳湖现有已知鸟类310种,按居留型分:留鸟45种,冬候鸟155种,夏候鸟107种,迷鸟3种。正常年份,到了秋冬季节,鄱阳湖水位慢慢下降,滩涂渐渐裸露,水中的鱼虾螺蚌成为水鸟们的美餐。一些水草植物也会随着水位慢慢下降而分层次发芽、生长,为大雁等越冬候鸟提供美食。
材料二:2022年6月下旬以来,江西全省降雨量较常年同期偏少5成。截至8月19日4时,鄱阳湖星子水文站水位为9.99米,不到历史最高水位22.63米的一半,鄱阳湖已进入枯水期,成为1951年有记录以来最早进入低枯水期的年份,较2003-2021年平均出现时间提前78天,湖床大面积出露,在江西鄱阳湖进贤段水域滩涂上,呈现出栩栩如生的“大地之树”景观(右图,摄于8月22日)。
运用水循环和水平衡原理,说明鄱阳湖提前进入枯水期的原因。
①湖区降水少;
②(雨季)流域降水比往年异常偏少,河流径流量少,地下径流少,径流对湖泊补给少;
③(副高控制时间长)晴天多,气温高,水面蒸发量大;
④应对干旱,农业灌溉用水增多。
与湖泊相关的现象分析
③含盐量变化(咸淡水湖的形成)
淡水湖:湖水有流入、有流出——湖水盐度稳定;
咸水湖:湖水只有流入,没有流出(靠蒸发支出)——湖水盐度不断增加
3.阅读图文材料,完成下列要求。
羊卓雍措位于喜马拉雅山北麓,历史上曾注入雅鲁藏布江,数千万年前因冰川泥石流堵塞河道而成为藏南最大的封闭型湖泊。湖周群山环抱,流域面积为6100km2,受季风的影响,多年平均降水量为380毫米,湖泊储水量达160亿m3,湖水盐度为1.78‰,是青藏高原上盐度较低的湖泊之一。湖面平均海拔4441米,利用其与雅鲁藏布江约840米的天然落差修建了羊卓雍措抽水蓄能电站,该电站的建设克服种种困难,经过长达8年的时间才最终投入运营。下图示意羊卓雍措流域及抽水蓄能电站的地理位置。
运用水平衡原理,说明羊卓雍措盐度较低的原因。
该湖流域受季风的影响,降水较多;
群山环抱,永久性冰川和季节性积雪融水较多;
流域面积广,支流多;
冻土广布,下渗较少;
里海是世界上面积最大的咸水湖,伏尔加河和乌拉尔河是里海的主要补给水源。卡拉博加兹湾位于里海的东部,现在与里海的主体被沙洲分隔开,仅有一狭窄水道相通。湾内水体受里海的影响季节变化大,但盐度常年维持在35%以上。下图为卡拉博加兹湾位置示意图。
从水平衡角度分析卡拉博加兹湾湾内水体盐度较高的原因。
里海为咸水湖,是卡拉博加兹湾主要的补给来源;
该地区气候干旱,降水稀少;
沿岸无河流注入,水体得不到稀释;
夏半年气温高,全年风力强劲,蒸发旺盛;
海湾较封闭,水体交换缓慢;
海拔高气温低,蒸发弱;
湖泊储水量大,盐化速度较慢。
考
向
单一的内流区或外流区
内外流河(湖)转化
水量稳定
降水量不变(气候稳定)
蒸发量增大(水域面积变大)
外→内
内→外
外流河
内流河
降水量变小,蒸发量变大,降水量<蒸发量
降水量变大,蒸发量变小,降水量>蒸发量
降水量=蒸发量+外流径流量
降水量=蒸发量
内流区:最终流入内陆湖泊或在内陆断流的河流叫内流河。而内流河所在的区域为内流区。
外流区:地表径流经外流河汇注海洋的地区,即外流河流域的区域。
(1)从维多利亚湖凹陷形成到水量稳定,说明维多利亚湖流域降水量与蒸发量、外流径流量之间的关系。(4分)
凹陷形成时降水量大于蒸发量与外流径流量之和,
维多利亚湖地处东非高原,湖面海拔1134米,是因地壳运动、凹陷形成的较浅积水盆地,该湖唯一的出口是从北岸流出的维多利亚尼罗河。水葫芦喜热,不耐低温,多浮生于浅水水域,根系能直接从水中吸收有机养分,繁殖速度极快。20世纪80年代,维多利亚湖周边国家为美化该湖环境引种了水葫芦,导致水葫芦的泛滥,并带来一系列问题。图7示意维多利亚湖水系。
1.单一的内流区或外流区,降水量、蒸发量、径流量的变化
到水量稳定时变为降水量等于蒸发量与外流径流量之和。
【解析】该题研究时段为维多利亚湖凹陷形成至水量稳定,该时段内该流域始终为外流区。大背景是外流区水量平衡问题。分为两个阶段:第一个阶段是该湖形成至水量稳定前,随着水面的扩大,蒸发量在逐渐加大,外流径流量从无到有到逐渐增大;第二个阶段:水量稳定时,降水量等于蒸发量与外流径流量之和。
(1)从气候变化的角度,说明大盐湖由淡水湖演化成内陆湖的过程。
末次冰期时,气温较低,周围高山冰川广布,夏季有大量冰川融水注入湖盆。冰后期随着全球气温升高,冰川消退,夏季湖水补给减少,加之蒸发加剧,湖水水位下降,外流通道被切断,大盐湖演化成内陆湖。
美国西部的大盆地内多沙漠和盐湖。大盐湖是美国最大的内陆咸水湖。末次冰期时,它曾经是一个比现在大20倍的淡水湖。冰后期变成内陆湖,最后留下的形成了现在的大盐湖、犹他湖、塞维尔湖和拉什湖。下图示意大盐湖所在区域的自然环境。
2.内外流河(湖)转化,降水量、蒸发量、径流量的变化
(2)如果未来气候持续变暖,推测大盆地内盐湖的变化。
气候持续变暖,蒸发加剧,湖泊蒸发量远大于补给量,水位下降、湖面萎缩,有些盐湖演化成盐沼,甚至完全干涸。
3.内流区或外流区的水量平衡,降水量、蒸发量、径流量
党河——中国内陆河疏勒河的支流,主要依靠冰川冰雪融水、泉水和大气降水补给,是肃北、敦煌人民的母亲河,肃北、敦煌的生活生产用水都离不开党河。著名的月牙泉也与党河有不可分割的联系,发现月牙泉位于敦煌市南郊约5公里,碧波荡漾、鱼翔浅底、水草丰茂,与鸣沙山相映成趣。下图为党河流域示意图。
(3)月牙泉当地实际年蒸发量远大于年降水量,但20世纪60年代以前,月牙泉的水量相对稳定,水位变化不大,试通过水量平衡原理解释其原因。
周边由地下水渗流进入月牙泉,为其提供补给;
流域内的降水通过径流汇入月牙泉,补充泉水;
最终使得月牙泉水量收支大致趋于平衡,故其水量较稳定,水位变化不大。
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