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 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，许多先哲都曾试图回答这一问题。公元 5 世纪，《宋书·天文志》中便有人对此作了解释：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。这种对海水水量维持稳定的解释科学吗？蒸发的海水又去了哪里？本课将借助示意图与真实情境，系统认识水循环的过程、类型与地理意义，并探讨人类活动如何影响这颗蓝色星球上的水之脉动。 ▲ 情境线索：《宋书·天文志》对海水水量维持稳定的记述——百川发源，皆自山出……日为阳精，光耀炎炽……归注于海；江河日夜注入海洋，海水却不见增多，这一朴素观察正是理解水循环的钥匙。 ◎ 地理四维目标与本讲学习目标 人地协调观：认识到水资源是可再生但有限的资源，树立节约用水、保护水资源的意识；理解人类活动对水循环的影响具有双重性，既要合理利用，又要避免破坏。 综合思维：运用水循环示意图，说明蒸发（蒸腾）、水汽输送、降水、下渗、径流等环节之间的内在联系，综合分析水循环的空间过程。 区域认知：结合具体区域（如宁夏砂田、巴黎塞纳河流域），说明不同区域水循环的主要类型与环节差异，理解一方水土背后的水循环逻辑。 地理实践力：能够阅读砂田与裸田蒸发量、不同深度土壤含水量等图表，归纳人类改造下垫面影响水循环环节的作用；尝试用示意图绘制本地水循环简图。 01 KEY POINTS 教学重点与难点 ▍教学重点与难点 项目 内容说明 教学重点 ① 水循环的五大环节及其内在联系；② 三种水循环类型的判别（发生的空间范围、包含环节、水量特点）；③ 水循环对地理环境和人类活动的意义。 教学难点 ① 从空间范围与环节组合角度准确判定水循环类型；② 人类活动通过改变下垫面影响水循环环节（如下渗、地表径流、地下径流）的机制分析；③ 理解水体更新周期与水资源有限性之间的关系。 突破策略 以示意图为抓手读图识环节；以宁夏砂田、海绵城市、塞纳河等真实情境为案例，做对比分析与小组探究；用角色扮演——一滴水的环球旅行复述海陆间循环过程。 易错辨析 ① 海陆间循环是最重要的循环，但并非水量最大（水量最大的是海上内循环）；② 下渗并非所有循环都有（海上内循环无下渗）；③ 河水占比小却很重要——因更新周期短，是人类利用的主要淡水资源。 02 LEAD-IN 课堂导入 ▍课堂导入 ● 情境一：先哲之问——海水为何不增不减 展示材料《宋书·天文志》中对蒸发的海水去哪儿了的记载：太阳的热力使海水蒸发，蒸发的水汽上升到空中，在适当条件下凝结形成降水；降落到地面的水一部分沿地表流动形成径流、一部分渗入地下，最终又汇入海洋。引导学生思考： • 若河流不断注入海洋，海水为何没有增多？海洋的“收入”与“支出”各是什么？ • 蒸发的水汽究竟去了哪里？是凭空消失，还是以另一种形式回归？ • 这套收支平衡的机制，在今天的科学框架下应如何准确表述？ ◆ 情境二：一滴水的环球旅行（角色扮演） 请一位同学扮演一滴来自太平洋的海水，讲述自己的旅程：被太阳召唤升空 → 搭乘气流远行 → 在陆地上空化作雨雪 → 一部分被植被截留或植物蒸腾重回天空，一部分沿坡面汇入溪流、渗入地下 → 最终经江河重归大海。在趣味叙述中，学生自然带出蒸发、水汽输送、降水、下渗、地表径流、地下径流等环节，完成对水循环过程的第一次整体感知。 ▲ 设计意图：从经典文献与沉浸式情境双向切入，既体现地理学的思想史渊源，又契合高一学生的具象思维特点，落实情境—问题—探究的教学逻辑。 03 CONCEPT 水循环的概念与环节 ▍水循环的概念与环节 ● 核心概念：什么是水循环 水循环（Water Cycle） 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着。 • 涉及圈层：水圈、大气圈、岩石圈、生物圈——水循环是联系四大圈层的纽带。 • 动力来源：太阳辐射（提供能量，驱动蒸发与大气运动）+ 重力（驱动降水与径流、下渗）。 • 环节概括：蒸（腾）→ 送 → 降 → 流（地表 / 地下）→ 渗 → 蒸（腾），周而复始、循环往复。 ● 五大环节，逐一拆解 环节 含义与作用 主要影响因素 蒸发（Evaporation） 液态水变为水汽进入大气。海洋蒸发是大气中水汽的最主要来源，陆地水面、土壤与植物蒸腾共同补充。 太阳辐射、温度、风速、湿度、水面面积 水汽输送（Transport） 大气运动把水汽从源地（主要是海洋）输送到陆地上空，是海陆联系的桥梁。 大气环流（如夏季风、西风带）、风向与风速 降水（Precipitation） 水汽在适当条件下凝结并以雨、雪、雹等形式降落到地面，是空降补给。 气温、空气湿度、凝结核、地形抬升 下渗（Infiltration） 水分从地表渗入地下的过程，直接决定地表径流与地下径流的分配。 土壤质地、植被覆盖、坡度、降水强度 径流（Runoff） 降水在地表或地下形成的流动水体，分地表径流、壤中流与地下径流；是海洋收回陆地水的主要途径。 降水强度、地形坡度、植被、下渗条件 ▲ 图 3.2 水循环示意：展示蒸发、水汽输送、降水、下渗、地表径流、地下径流等关键环节 ▲ 图 3.2 水循环示意（含海陆间循环各环节） 04 TYPES 水循环的三种类型 ▍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。判定时把握四看法：一看联系的圈层，二看发生的领域，三看包含的环节，四看参与水量的多少。 ▲ 三种水循环类型（海陆间、陆地内、海上内）空间范围对比 ● 海陆间循环（大循环） 发生在海洋与陆地之间的水循环。海洋表面的水经蒸发变为水汽，被气流输送到大陆上空，部分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。这种循环又称大循环，是陆地水的主要来源，使陆地上的水不断得到补充、水资源得以再生。 • 参与环节：蒸发 → 水汽输送 → 降水 → 地表径流 → 下渗 → 地下径流（最全）。 • 典例：长江参与地表径流环节；我国夏季风参与水汽输送环节。 ▲ 海陆间循环过程示意 ● 陆地内循环 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。它对水资源的更新也有一定作用，在干旱半干旱区意义尤为突出。 • 参与环节：蒸发 / 植物蒸腾 → 降水（环节最少，水量最少）。 • 典例：塔里木河流域的蒸发与该流域内的降水；内流区的局地循环。 ● 海上内循环 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，又降到海面。该循环不存在下渗环节，参与的循环水量最大，对全球热量输送与气候调节具有重要意义。 • 参与环节：蒸发 → 降水（环节少，水量最大）。 • 典例：未登陆的台风在洋面上形成的降雨；海洋上空的局地对流降水。 ▲ 海上内循环（蒸发—降水，水量最大） ◆ 三种类型对比一览 类型 发生领域 主要环节 水量特点 典例 / 作用 海陆间循环 （大循环） 海洋 ↔ 陆地 蒸发、水汽输送、 降水、地表径流、 下渗、地下径流 参与水量较大， 最重要 长江（地表径流）、 夏季风（水汽输送）； 陆地水得以再生 陆地内循环 陆地 ↔ 陆地上空 蒸发 / 蒸腾、降水 参与水量最少 塔里木河流域； 干旱区水源补给 海上内循环 海洋 ↔ 海洋上空 蒸发、降水 参与水量最大 未登陆的台风； 全球热量输送 海域全在陆 → 陆地内循环（环节少、水量少）； 海域全在洋 → 海上内循环（环节少、水量最大、无下渗）； 海洋与陆地都有 → 海陆间循环（环节最全、最重要、可再生陆地水）。 05 ACTIVITY 活动：认识砂田影响的水循环环节 ▍活动：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。结合材料与图表，分析砂石覆盖层如何影响水循环环节。 ▲ 图 3.3 宁夏砂田景观（地表铺设砂石覆盖层） ◆ 探究一：砂石覆盖层对水的下渗有何影响？ 砂石层孔隙度大、透水性强，覆盖在土壤表面能显著增大下渗通道，使更多降水（或灌溉水）透过砂石层进入土壤与地下，减少沿地表的流失，相当于为土壤加装了一层天然过滤器。 ◆ 探究二：砂田与裸田的蒸发量有何差异？ ▲ 图 3.4 砂田和裸田的蒸发量对比（2006—2008 年） 读图可知：砂田的蒸发量明显低于裸田。原因在于砂石覆盖层阻隔了土壤与近地面空气的直接接触，削弱了土壤水分向大气的直接扩散，同时砂石层反射率较高、升温后不易把热量向下传导，从而有效抑制了蒸发。 ◆ 探究三：4 月末不同深度土壤含水量说明了什么？ ▲ 图 3.5 4 月末种植前砂田和裸田不同深度土壤含水量 读图可知：在 0—40 cm 各土层深度，砂田的土壤含水量均高于裸田，且表层差异尤为明显。 砂田对水循环的影响可概括为一增、一减、一保： • 增下渗：砂石层孔隙大，增大水的下渗，补给土壤水与地下水； • 减蒸发：覆盖层阻隔土壤与大气直接接触，减少土壤水分的蒸发； • 保水量：下渗增多、蒸发减少，共同使土壤含水量增加，提高抗旱能力，从而为作物高产、优质创造条件。 06 SIGNIFICANCE 水循环的地理意义 ▍水循环的地理意义 水循环是地球上最活跃的自然现象之一，深刻而广泛地影响着全球地理环境。其地理意义主要体现在以下五个方面。 ◆ 一、维持全球水量动态平衡，使水体不断更新 在水循环这个庞大系统中，水连续不断地运动、转化，使地球上各种水体均处于不断更新的状态。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——这正是《宋书·天文志》所追问的海水为何不增不减的科学答案。 ◆ 二、促进物质迁移与能量转换 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，缓解了不同纬度地区热量收支不平衡的矛盾；同时，地表径流源源不断地向海洋输送泥沙、有机物和无机盐类，成为海陆间联系的主要纽带。 ◆ 三、塑造地表形态 降水与地表径流通过侵蚀、搬运、堆积等外力作用，不断塑造着地表形态——河谷、冲积扇、三角洲、冲积平原等，都是水循环长期作用的杰作。 ◆ 四、影响全球气候与生态 水循环通过水分的蒸发与凝结释放潜热，调节着地表气温与湿度，维持全球气候与生态系统的相对稳定，是生命活动得以延续的重要保障。 ◆ 五、更新周期决定水资源的可再生性 各种形式的水在循环中以不同周期自然更新。更新周期越短，取用后越容易恢复，越适宜作为人类开发利用的对象；更新周期越长，越不宜作为长期稳定的供水水源。 ▲ 不同水体的更新周期示意 水体 更新周期 水体 更新周期 大气水 8—9 天 湖泊水 数年—数十年 河水（外流） 约 16 天 沼泽水 1—5 年 土壤水 约 1 年 深层地下水 约 1 400 年 生物水 数小时 高山冰川 数十年—1 600 年 海水（世界大洋） 约 2 500 年 极地冰川 / 多年冻土冰 约 10 000 年 ▲ 解读：河水和浅层地下水更新快，是人类开发利用的主要对象；深层地下水、冰川水更新缓慢，取用后难以恢复，因此不合理开发会引发生态问题。 正因为不同水体以不同周期更新，在一定空间与时间范围内，水资源是有限的。若人类用水过多，超过了水体更新的速度，或水资源遭受污染，都会导致水资源短缺——这也是节水优先理念的科学依据。 07 HUMAN IMPACT 人类活动对水循环环节的影响 ▍人类活动对水循环环节的影响 人类活动主要通过改变下垫面来影响水循环的环节，且往往具有双重性——合理的措施能趋利避害，不当的干预则会加剧水问题。 人类活动 影响的环节 作用与结果 植树种草 / 恢复植被 下渗↑、地表径流↓ 涵养水源，河流水位涨落趋缓，含沙量减少 破坏植被 / 滥砍滥伐 下渗↓、地表径流↑ 河流水位陡涨陡落，水土流失加剧 硬化城市路面 下渗↓、地表径流↑ 地下水位下降，城市内涝风险增大 铺设渗水砖 / 透水铺装 下渗↑、地表径流↓ 补充地下水，径流过程趋于平缓 修建水库 地表径流（时间分配） 调节径流季节差异，使河流水位平稳 跨流域调水 地表径流（空间分配） 把水从富水区调往缺水区 围湖造田 / 填湖造地 地表径流调节能力↓ 湖泊调蓄功能减弱，易旱易涝 过量抽取地下水 地下径流↓ 地下水位下降，形成漏斗区、地面沉降 ▲ 人类活动对水循环环节的影响（↑表示增强 / 增多，↓表示减弱 / 减少） ◆ 案例：海绵城市——让城市像海绵一样 海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的弹性：下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用。其核心措施遵循渗、滞、蓄、净、用、排六字方针。 ▲ 海绵城市措施示意：雨水花园、透水铺装等促进下渗、削减地表径流 • 典型设施：植草沟、雨水花园、下沉式绿地、透水铺装、蓄水池等。 • 主要作用：增加下渗、减少地表径流（缓解城市内涝）、增加地下径流、净化水质。 • 建设理念：优先利用绿色措施组织排放径流雨水，以慢排缓释、源头分散式控制为原则，先促渗减排，再调蓄净化与回收利用。 ▲ 海绵城市系统示意（透水铺装—雨水花园—调蓄净化） 08 SELF-STUDY 自学窗：塞纳河的水是从哪里来的 ▍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，但直到 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是年径流量的 6 倍。 ▲ 图 3.6 塞纳河景观（巴黎段） ◆ 从水循环视角解读塞纳河 塞纳河发源于法国东部的朗格勒高原，向西北流经巴黎盆地，在勒阿弗尔附近注入英吉利海峡。它的水量主要来源于大西洋海面蒸发的水汽：水汽随盛行西风被输送到塞纳河流域上空，在适当条件下凝结形成降水；降水一部分沿地表汇入塞纳河，一部分渗入地下补给地下水，地下水又通过地下径流不断向河道排泄——因此，塞纳河参与的是典型的海陆间循环。 佩罗的观测之所以具有里程碑意义，在于他用实测数据证明了降水足以补给径流，为现代水文学与水平衡研究奠定了基础。这也提示我们：理解一条河的水从何而来，最终要回到水循环的过程之中。 ▲ 塞纳河航拍：河流、城市与流域地貌 09 SUMMARY 本课小结与知识结构 ▍本课小结与知识结构 维度 核心结论 一条主线 水在四大圈层中通过蒸发（蒸腾）、水汽输送、降水、下渗、径流等环节连续运动。 三种类型 海陆间循环（最重要、环节最全、再生陆地水）；陆地内循环（水量最少）；海上内循环（水量最大、无下渗）。 四大意义 ① 维持全球水量动态平衡、更新水体；② 促进物质迁移与能量转换；③ 塑造地表形态；④ 影响全球气候与生态。 一个现实 水资源是可再生的，但更新有周期、空间分布不均，因而在一定时空范围内是有限的——须节约与保护。 一种素养 能用环节—类型—意义的逻辑，解释真实区域中的水资源现象，并理性评价人类活动的双重影响。 学科网（北京）股份有限公司 $