第 一 節 水循環與水平衡
地球上的水循環不已,成為一種可不斷更新的資源。水循環過程中,不同地區的水量收入與支出呈現區域差異,使各地可使用的水資源量亦呈現區域不均的現象。
水循環
海洋和陸地的水分蒸發,以及植物的水分蒸散後,水氣隨著氣流上升,冷卻凝結成水滴,再以降水的形式落至海洋和陸地。降落到陸地的雨、雪,除小部分被植物截留、蒸發外,大部分在地表流動,或匯聚成河流、湖泊,形成地表逕流;部分滲入地下,成為地下逕流;地表和地下逕流最終流入海洋。
水分經由蒸發散、凝結、降水和逕流的過程,不斷在氣圈、岩石圈、生物圈和水圈流動的現
象,稱為水循環水平衡
在水循環過程中,地表某一區域在一定時間內,水量收入與支出的平衡狀態,稱為水平衡。
以全球而言,其為一封閉系統,沒有任何外來的水源,所以全球海洋、陸地間的水量收入等於支出,保持平衡。在一年內,海洋收入的降水量和逕流的總和,與支出的蒸發散量相同,約為50.5萬立方公里;陸地支出的蒸發散量與逕流量的總和,與收入的降水量相同,約為11.9萬立方公里;全球海陸降水量總收入,亦與蒸發散量的總支出保持平衡,各約為57.7萬立方公里。
然而,各地區因環境不同,水平衡呈現區域差異。有些地區收入多於支出,有些地區則收入少於支出,使各緯度帶的水平衡狀態明顯不同。例如,赤道附近的熱帶雨林氣候區及40˚N以上的溫帶海洋性氣候區,降水量多於蒸發散量,為剩水地區;回歸線附近的乾燥氣候區,降水稀少,蒸發散旺盛,為缺水地區
水資源
水資源地球上的總水量約有13.8億立方公里,其中以海水量最多,約占97.2%,但海水鹽度高,多不能為人類直接利用。
在水循環中,降水量被稱為可再生水資源,但就人類使用的觀點而言,水資源通常指一地降水量減去蒸發散量後的逕流量,也就是河、湖等地表逕流量與地下逕流量的總和。
水資源需考量地表逕流量、地下逕流量等儲存量的循環更新時間(滯留時間)。若儲存量相同而更新時間短者,可供應的水資源就較多;反之則較少。據估計,全球河水的平均更新時間約16天,地下水約1,400年;全球河川的年逕流量約2.12×103立方公里,地下水約1.053×107立方公里。因地表的河水較易取得,故人類每年從河水獲得較多的水資源。
地表水
地表水指暫存於陸地表面的水,包含冰河、河流、湖泊等。其中與人類生活關係最密切的河流和湖泊,更是不到全球總水量的0.02%。
河流水資源特性深受降水量、地形、地質等因素影響。
濕潤地區降水豐沛,河流可為沿岸居民帶來充裕的水資源,如歐洲的萊因河。
地形陡峻地區谷深水急,需利用水利設施以便汲取較深河床的水資源,如中國大陸甘肅地區利用大水車汲取黃河水源。
地形陡峭、岩層鬆軟的地區,地表易受河流侵蝕,河水含沙量大,水庫淤積嚴重,蓄水功能降低,如南投縣 萬大水庫目前的蓄水量,只剩民國48年完工時的三分之二
湖泊不僅提供豐富的水資源,亦具航運、發電、觀光,以及調整河流洪、枯流量等功能。但湖泊受自然與人文共同影響,各有其生命週期。如兩湖盆地有些湖泊已經消失,近百年來洞庭湖的面積也大幅縮小。地表中的河、湖提供人類生活的水量,但其水量的變化深受降水、集水區植被覆蓋情形,或土地利用的變化等而改變。
地下水
蓄存於地下土壤岩石中孔隙和裂縫的水,通稱為地下水(groundwater)。它們不但是分解岩石、化育土壤、崩移地表的重要力量,也給生物和人類提供了寶貴的水源。不過,由於長期以來人們對地下水開發利用過度,不僅使局部地區的地下水趨於枯竭,也普遍發生地下水污染和地層下陷等環境問題
水文歷線
地下水
蓄存於地下土壤岩石中孔隙和裂縫的水,通稱為地下水(groundwater)。它們不但是分解岩石、化育土壤、崩移地表的重要力量,也給生物和人類提供了寶貴的水源。不過,由於長期以來人們對地下水開發利用過度,不僅使局部地區的地下水趨於枯竭,也普遍發生地下水污染和地層下陷等環境問題
地下水通常指地下水面以下,在飽和帶中的水。降水後部分水流受重力作用,向下滲透到某一深度時,若遇到不透水層,則滯留於該層上方的孔隙中,形成飽和狀態,稱為飽和帶地下水。
飽和帶的上方界面,稱為地下水面。地下水面與地面間的地層,其孔隙未完全被水分子所充塞,稱為不飽和帶
當地下水面與地面相交時,地下水即以泉水形式自然流出,如屏東平原的湧泉帶。
取用地下水的人為方式,通常是鑿井到飽和帶地下水層,從普通水井取水。
有些水井若鑿至兩不透水層之間的受壓地下水層,且含水層傾斜、井口高度低於受壓水面,則地下水會從井口自然湧出,稱為自流井
每年降水或地表水下滲,成為地下水來源的水量稱為補注量。一地地下水抽取量如果低於補注量,將不致造成環境衝擊,此抽取量即為安全出水量。
民國八○年代,臺灣每年地下水天然補注量估計約為40億立方公尺,但抽取量約60億立方公尺,遠超過補注量,造成地下水位下降,原有水井逐漸乾枯
水文歷線
在人口密集的都市地區,都市用地一方面向河岸擴張,與水爭地,一方面地表不透水面積增加,導致暴雨發生時,洪水延滯時間縮短,洪峰流量增加,水文歷線呈現較大起伏的特徵,更易使洪水宣洩不及而發生災害。
有水文歷線的輔助,讓我更了解這個區域的河水流量變化,並且對洪患的發生更加清楚。pu10322
回覆刪除這篇文章讓我了解到地下水是如何來的
回覆刪除普10319楊詠晴
看完之後我才知道湖泊會消失可能是因為湖緣侵蝕,原本我只知道淤積和蒸發會導致湖泊消失,沒想到還包含湖緣侵蝕pu10318
回覆刪除看完之後,我又更了解水文這一課了
回覆刪除普10303
看完這篇,我更加了解水文了
回覆刪除pu10321
水的量看起來很多,實際上對人類來說是非常少而珍貴的資源 普103 31
回覆刪除未來大家會因為搶水而開戰pu10343
回覆刪除水資源真的很重要阿
回覆刪除有什麼辦法 能解決不缺水呢?
PU103 17
要開始省水了,以免未來沒水喝
回覆刪除水是不可或缺的 PU10129
回覆刪除水在我們的生活中是很重要的
回覆刪除看完這篇更了解水文歷線的判讀方式
Pu10103
我們能用的水已經很少了,身為台灣人又是少之又少,真要好好珍惜水資源。 普10109
回覆刪除希望珍惜水資源不要只是在嘴巴上說說 每個人都要實踐! 普101 07
回覆刪除水資源真的很珍貴將來沒水喝就知道了pu10133
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