3.1 水循环 讲义 2026-2027学年高一上学期 地理 人教版 必修一

第一节　水循环 讲义 ▍ 课标要求：运用示意图，说明水循环的过程及其地理意义。 ● 学习目标 1 能说出水循环的概念，指认蒸发（蒸腾）、水汽输送、降水、下渗、径流（地表径流、地下径流）等主要环节，并说明各环节发生的空间位置。 2 能绘制水循环示意图，区分海陆间循环、陆地内循环和海上内循环，说明三种循环的发生领域、主要环节与特点。 3 能结合实例说明水循环的地理意义，并分析人类活动对水循环各环节的影响，形成合理利用水资源的观念。 ● 重点与难点 重点：水循环的主要环节；三种水循环类型的区分；水循环的地理意义。 难点：外流区与内流区的水循环叠加；人类活动对下渗、径流等局地环节的改变；运用水循环原理解释具体区域的水文现象。 ● 一、情境导入：海水为什么不会变少，河水为什么会流动 江河奔流不息，最终注入大海，为什么大海的水没有增多？几千年来许多先哲都试图回答这一问题。公元5世纪，《宋书·天文志》中有人给出过解释：太阳加热海水，使海水蒸发；河流注入大海，补充蒸发的消耗，使海水不会增多，也不会减少。这种解释在方向上是正确的——蒸发掉的水并没有消失，而是通过水循环回到了海洋；但它把海水的补充完全归结为河流，忽视了大气水汽输送这一关键环节，因此还不是现代意义上的水循环认识。 另一处常见引文是李白的“君不见黄河之水天上来，奔流到海不复回”。从水循环角度看，“天上来”指的是海洋蒸发的水汽经气流输送到陆地上空，凝结形成降水；“奔流到海”指的是降水到达地面后形成地表径流和地下径流，最终汇入海洋。诗句生动描述了海陆间循环的完整链条。 ● 二、水循环的概念与动力 ◆ 2.1 什么是水循环 水循环是指自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈中，通过蒸发（蒸腾）、水汽输送、降水、下渗、径流等环节连续运动的过程。自然界的水循环时刻都在进行。 理解这一概念要注意三个要点。其一，水循环是跨越圈层的过程，它把大气水、海洋水、陆地水联系起来，使水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈之间不断转换。其二，水循环是连续的过程，各环节首尾相接，构成一个闭合的系统。其三，水的三态转换贯穿其中：蒸发是液态（或固态）水变为气态水，凝结是气态水变为液态（或固态）水，水在这一过程中实现相态转换。 ◆ 2.2 水循环的能量来源 水循环的根本动力来自太阳辐射能和重力能。 太阳辐射能使水获得能量而蒸发，同时为大气运动提供能量，推动水汽在大气中长距离输送。重力则决定了降水的下落方向、径流在地表由高向低流动，以及水分在重力作用下向土壤和岩层深处下渗。没有太阳辐射，水无法进入大气；没有重力，水汽无法回到地表并汇入海洋。二者缺一不可。 ◆ 2.3 水循环的主要环节 水循环由一系列环节构成，按发生的先后和空间位置可分为以下几类： 其中，下渗是连接地表径流与地下径流的关键环节。降水到达地面后，一部分汇入河道形成地表径流，一部分渗入地下形成地下径流；下渗量的大小直接影响地表径流与地下径流的分配比例。径流最终都汇入海洋，完成一次循环。 图3.2　水循环示意（含海陆间循环、陆地内循环与海上内循环，并标注各环节意义） ◆ 2.4 水循环的“水量平衡”思想 水循环不创造水，也不消灭水。在较长时期内，全球的海洋水、陆地水和大气水的总量不会增多，也不会减少，即总体处于动态平衡之中。我们所说的“水资源”通常指陆地上的淡水资源，它之所以能够反复利用，是因为水循环在持续地为陆地补充淡水。 需要强调的是，水量平衡是长期、全球尺度的统计结果。在某一年、某一地区，降水量可以明显大于蒸发量（如湿润地区、丰水年），也可以明显小于蒸发量（如干旱地区、枯水年）；局地水量的增减正是通过水循环各环节的收支差额实现的。 ● 三、水循环的三种类型 根据发生的空间范围，水循环可分为海陆间循环、陆地内循环和海上内循环三类。判断属于哪一种，可以按“看圈层、看领域、看环节、看水量”四步进行。 ◆ 3.1 海陆间循环（大循环） 发生领域：海洋与陆地之间，包括外流区。 过程：海洋表面的水经过蒸发变成水汽，水汽上升到空中，被气流输送到大陆上空；部分水汽在适当条件下凝结，形成降水。降落到地面的水，一部分沿地面流动形成地表径流，一部分渗入地下形成地下径流；两者经江河汇集，最后又回到海洋。这种海陆间的循环又称为大循环。 意义：通过这种循环运动，陆地上的水不断得到补充，水资源得以再生。这是最重要的水循环类型，对人类意义最大——我们日常使用的河流水、淡水湖泊水，主要来自海陆间循环的补给。 ◆ 3.2 陆地内循环 发生领域：陆地与陆地上空之间，与海洋上空无关。 过程：陆地上的水，一部分或全部通过地面、水面蒸发和植物蒸腾形成水汽，被气流带到陆地上空，冷却凝结形成降水，仍降落在陆地上。 特点：循环的水量较少，对水资源的更新也有一定作用。在干旱的内陆地区，本地蒸发（蒸腾）形成的水汽在本地凝结降水，是当地水分补给的重要途径，因而对干旱区尤为重要。 ◆ 3.3 海上内循环 发生领域：海洋与海洋上空之间。 过程：海面上的水蒸发形成水汽，进入大气后在海洋上空凝结，形成降水，又降落到海面。由于海水不能直接下渗，这一类型不包含下渗和地下径流环节。 特点：循环的水量最大，是全球水循环中规模最大的类型，但对陆地水资源的补充没有直接意义。未登陆的台风在洋面上形成的降水，是海上内循环的典型例子。 ◆ 3.4 易错辨析 外流区的河流既参与海陆间循环，又参与陆地内循环。 　　理由：外流区降水的一部分汇入海洋，参与海陆间循环；同时，区内陆地蒸发和植物蒸腾形成的水汽在本地凝结降水，也构成陆地内循环。因此外流区是两种循环叠加的区域，但以海陆间循环为主。 内流区的河流只参与陆地内循环，不参与海陆间循环。 　　理由：内流区的水最终没有流入海洋，因而没有“海洋→陆地→海洋”的完整链条，只存在“陆地→陆地”的循环。 海洋同时参与海上内循环与海陆间循环。 　　理由：海面蒸发的水汽，一部分在海洋上空凝结降水（海上内循环），一部分被输送到陆地上空形成降水（海陆间循环），海洋是两类循环的起点。 三种循环都包含蒸发和降水环节，但下渗只出现在海陆间循环。 　　理由：海上内循环不涉及陆地，没有下渗和地下径流；陆地内循环在陆地部分可发生下渗，因而教材图示中常把下渗、径流等作为海陆间循环的代表环节，但严格来说下渗并非海陆间循环所独有。 ● 四、水循环的地理意义 水循环把大气圈、水圈、岩石圈和生物圈有机联系起来，是自然环境中最重要的物质迁移和能量转换过程之一。 ◆ 4.1 维持全球水量平衡，促进水体更新 水循环使地球上的各种水体处于不断更新状态，从而维持全球水量的动态平衡。在一定时期内，全球的海洋水、陆地水和大气水不会增多，也不会减少。 不同水体以不同的周期自然更新。更新周期越短，水体受污染后恢复越快，可更新性越强；更新周期越长，一旦污染或过量开采，恢复极为缓慢。在一定的空间和时间范围内，水资源是有限的。如果人类用水过多，超过了水体更新的速度，或者水资源遭受污染，就会导致水资源短缺。水资源短缺可分为两类——水源型缺水（降水少、天然水资源不足）和水质型缺水（水量并不少，但水体受到污染而无法利用）。 ◆ 4.2 缓解不同纬度热量收支不平衡 水循环对到达地表的太阳辐射能起着吸收、转化和传输的作用。低纬度地区获得的太阳辐射多，通过蒸发把大量热能转化为水汽的潜热；水汽被输送到高纬度地区后凝结释放潜热，使热量从低纬向高纬输送，从而缓解了不同纬度地区热量收支不平衡的矛盾。这也是全球热量平衡得以维持的重要途径。 ◆ 4.3 塑造地表形态，成为海陆间联系的主要纽带 降水和地表径流不断塑造着地表形态。流水通过侵蚀、搬运和堆积作用，形成河谷、冲积平原、三角洲等地貌；河流在流动过程中还源源不断地向海洋输送大量的泥沙、有机物和无机盐类，因此水循环是海陆间联系的主要纽带。 ◆ 4.4 影响全球气候与生态 水循环还影响着全球的气候和生态，对全球自然环境产生深刻而广泛的影响。水分的输送决定了一个地区的干湿状况，进而影响植被类型、土壤发育和生物分布；全球尺度的水汽输送与降水分布，则是气候形成的重要基础。 ● 五、人类活动对水循环的影响 人类对水循环的影响，本质上是对某些环节的改变。目前人类影响最显著的环节是地表径流，对水汽输送的影响最小；对蒸发、下渗、地下径流等局地环节，也可以通过改变下垫面来施加影响。 ◆ 5.1 改变地表径流：修水库、跨流域调水、引水灌溉 修建水库能调节地表径流的时间分布：在洪水期蓄水，减少下游径流量，起到防洪作用；在枯水期放水，增加下游径流量，起到抗旱、发电和航运的作用。水库建成后，库区水面扩大，蒸发量增大，下渗也有所增加。 跨流域调水把水从水源区调到缺水区，改变了地表径流的空间分布：调出区河段流量减少，调入区水量增加。南水北调就是典型例子。 引河湖水灌溉、取水用水则直接减少了河流流量，上游过度引水可能导致下游水量减少甚至出现断流。 ◆ 5.2 改变地下径流：过量开采地下水 抽取地下水灌溉、城市和工业用水，使地下径流减少、地下水位下降，严重时形成地下水漏斗区，并可能引起地面沉降、泉水断流。城市地铁等地下工程建设也可能破坏渗流区的地质结构，改变地下水的渗透方向。 与之相反，雨季对地下水进行人工回灌，可以增加地下径流，抬高地下水位，起到涵养水源的作用。 ◆ 5.3 改变下渗：硬化路面与渗水砖 城市化过程中，不透水路面增多，使下渗量减少、地表径流增加，河流水位陡涨陡落，城市内涝风险上升，同时地下径流减少、地面蒸发减弱。 铺设渗水砖、建设下凹式绿地、增加城市植被覆盖，则能增加下渗、削减地表径流，减轻城市内涝。这一思路正是“海绵城市”的核心：让城市在降雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时再把蓄存的水释放利用。 ◆ 5.4 改变蒸发与局部降水：植树造林、人工增雨 植树造林、保护湿地可以增大蒸发（蒸腾）量，使空气中水汽增多，在一定条件下增加局部地区降水，并起到涵养水源、保持水土的作用。反之，滥伐森林、破坏地表植被会使蒸腾减少、降水减少，同时下渗减弱、地表径流汇聚加快，洪涝风险上升。 人工降雨通过向云中播撒催化剂，增大局地降水量，缓解旱情，属于对降水环节的直接干预。 ● 六、活动探究：认识砂田影响的水循环环节 宁夏中部气候干旱，人们在耕作土壤表面铺设厚10—15厘米的砂石覆盖层，发展农作物种植，这就是砂田。砂田作物的产量较高、品质较好。结合砂田景观、砂田与裸田的蒸发量对比图、不同深度土壤含水量对比图，可以分析砂石覆盖层改变了哪些水循环环节。 图3.3　宁夏砂田景观 ◆ 6.1 砂石覆盖层对下渗的影响 砂石大小不一、形态各异，覆盖层结构疏松、孔隙较大，渗透性好，降水下渗快。同时，砂石层增加了地表粗糙度，能够阻滞和分散地表径流，使水流速度减慢、在地表停留的时间延长，从而进一步增加水分的下渗量。因此，砂石覆盖层对下渗起促进作用。 ◆ 6.2 砂田与裸田蒸发量的差异 从砂田和裸田的蒸发量对比可以看出，砂田平均蒸发量小于裸田。 原因主要有两点：其一，砂石覆盖层阻隔了阳光直接照射土壤，减少了土壤吸收的热能，土壤温度较低；其二，砂石层覆盖在土壤表面，削弱了表层土壤水分向大气的汽化逸出。两者共同作用下，砂石覆盖下的土壤蒸发量较裸地大幅减少，蓄水、保水作用明显。 ◆ 6.3 不同深度土壤含水量的差异 图3.5　4月末种植前砂田和裸田不同深度土壤含水量 可以得出两点结论。第一，同一深度上，砂田的土壤含水量总是高于裸田，说明砂石覆盖层具有蓄水保墒的作用。第二，含水量差异以0—10厘米最为明显，随着深度增大，砂田与裸田的含水量差距逐渐变小，说明砂石层对浅层土壤水分的影响最直接。 ◆ 6.4 砂田影响的水循环环节及其作用 综合上述问题，砂田影响的水循环环节主要有下渗、蒸发、地表径流和地下径流。其作用可以归纳为： 增加下渗——砂石层孔隙大、渗透性好，并阻滞地表径流，使水分更快进入土壤； 抑制蒸发——砂石层阻隔阳光、降低地温，减少土壤水分的无效蒸发； 削减地表径流——增加地表粗糙度，拦蓄部分地表径流，减少水分流失； 增加地下径流——下渗增多，更多水分进入地下，补充土壤水和地下水。 最终结果是土壤湿度提高、蓄水保墒能力增强，这正是砂田作物产量较高、品质较好的原因。砂田是干旱地区一种有效的保护性耕作方法，也体现了人类利用自然、改造自然的智慧，渗透着人地协调发展的思想。 ● 七、自学窗：塞纳河的水是从哪里来的 河流源源不断地注入湖泊或大海，但是17世纪之前，人们一直没有找到对河水来源的合理解释。许多人认为降水量太少，不能成为河水的主要来源。 法国水文学家佩罗通过3年的实地观测，计算出塞纳河流域的降水量，并估算出河流径流量。他发现，塞纳河流域的年降水量约为年径流量的6倍。1674年，佩罗在《泉水之源》一书中公布了这一成果，这是人们首次通过定量的方法证明降水是河水的主要来源。后来，佩罗的结论得到科学精密观测的证实。 图3.6　塞纳河景观 这一案例的意义在于：河水的根本来源是大气降水。年降水量约为年径流量的6倍，意味着约六分之五的降水通过蒸发、植物蒸腾和下渗等方式返回大气或留在陆地上，只有约六分之一形成地表径流汇入河流。这也说明，水循环各环节之间的水量分配比例，是可以通过观测数据定量计算的。 ● 八、知识归纳与答题模板 ◆ 8.1 核心框架 概念：水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈中，通过蒸发（蒸腾）、水汽输送、降水、下渗、径流连续运动。 动力：太阳辐射能（提供能量，驱动蒸发与大气运动）＋重力能（决定降水、径流与下渗方向）。 类型：海陆间循环（海洋↔陆地，最重要，使陆地水再生）；陆地内循环（陆地↔陆地，水量小）；海上内循环（海洋↔海洋，水量最大）。 意义：维持全球水量动态平衡；促进水体更新；吸收、转化、传输太阳辐射能，缓解不同纬度热量收支不平衡；塑造地表形态，是海陆间联系的主要纽带；影响全球气候与生态。 ◆ 8.2 人类活动影响的答题思路 分析某一人类活动对水循环的影响，按“找准环节—判断增减—说明结果”三步作答。 第一步，找准环节：判断该活动改变的是蒸发（蒸腾）、下渗、地表径流、地下径流还是局地降水。 第二步，判断增减：说明该环节是被增强还是被削弱。 第三步，说明结果：把环节变化与水资源、洪涝、生态等结果联系起来。 常用表述示例：植树造林→下渗增多、地表径流减少、地下径流增多、蒸腾增大；城市路面硬化→下渗减少、地表径流增多、地下径流减少、蒸发减弱；修建水库→调节地表径流的时间分配，增大蒸发与下渗。 ◆ 8.3 高频易错点 ① 误认为“水循环使全球水量增加”。正确表述：水循环维持全球水量动态平衡，不增加也不减少。 ② 误认为“内流区只参与陆地内循环，外流区只参与海陆间循环”。正确表述：外流区两种循环都存在，以海陆间循环为主。 ③ 误认为“海上内循环也有下渗”。正确表述：海上内循环只包括蒸发和降水两个环节，没有下渗和径流。 ④ 误认为“水循环的动力只有太阳辐射”。正确表述：动力包括太阳辐射能和重力能两方面。 ⑤ 混淆“水体更新周期”与“水资源总量”。更新周期短只说明可更新性强，并不意味着该水体的储量大。 学科网（北京）股份有限公司 $