城市水循环绪论要素.ppt

城市水循环技术及科技创新 * * * 主讲人：马文成 地 点： BX13 课 时：30学时 提 纲 4.城市给水工程 3.水资源的保护与利用 5.城市排水工程 2.水的循环 6.考 试 1.绪 论 参 考 书 《给水工程》—严煦世编著 《排水工程》—张自杰编著 《城市水工程概论》—李圭白编著 水——地球生命之液 水是地球上所有生命的摇篮，在亿万年前的海里，孕育了最初的蛋白质．从而开始了地球上漫长的生命旅程。从单细胞到多细胞，从无脊椎到有脊椎，从水生到两栖乃至陆生，生命在得到完备的进化后，才得以摆脱对水作为生存环境的依赖。然而水仍然是生命存在不可缺少的物质。 地球上的生物体内都拥有大量的水分，哺乳类约有65％的水，鱼类75％，藻类95％。一个成年人体内的水占体重的65％一70％，它存在于血液、淋巴、细胞之中，心、肺、肾中约有80％是水，骨骼中平均为30％，而在生物液体中，如唾液、胃液、尿中有95％一99％是水。 水既是构成生物体的物质基础，又是生命协调过程不可缺少的物质，新陈代谢、光合作用部离不开水。生物可以通过水从外界吸取养分．获得生存与运动所需的热量，又可以通过水排泄掉体内代谢的废物和散发多余的热量，达到养分、水分与体温的平衡。生物体内的水分平衡一旦被打破，它的生存状态必将受到损害。一个健康人缺水1％一2％，便觉口渴；缺水5％时就会皮肤皱折，神态不清；当缺水14％一15％时，人的生命将很难维持。 水又是从何旧来？研究者对水的来源持有不同的看法： 认为来自地球内部，即自生说； 自生说为水提供了5种不问的来源：一是地球形成后，氢、氧等气体通过各种物理和化学作用所生成；二是在玄武岩先熔化后冷却形成原始地壳的时候产生的；三是地球深处岩浆所释放的；四是火山喷发所释放大量的水；五是地球内部矿物脱水分解出部分水。 认为来自地球以外宇宙空间的，即外生说。 外生说则认为水可能是太阳系中的陨石带到地球的，这种陨石一般含水0.5％一5％，也有高达10％以上；另一种可能性是太阳风达到地球大气圈上层．带来大量的氢核、碳核、氧核等原子核，与大气圈中的电子结合成氢原于、碳原子、氧原子等，再通过不同的化学反应变成水分子。 水的来源 通常意义的水是人们常见的液态水，如从天上降落的雨．海洋、河川、湖泊中流淌的水、地下冒化的泉水．人工挖凿出的井水等。至于水的另外两种相态——气态的水，分布在大气、岩石相土壤之中，固态的冰雪等——则常常被人们忽略。在—定条件下，水的三种相态相互转化，成为地球系统物质与能量转换的重要形式。 水的存在形式 海水蒸发变为水汽(吸收能量)，水汽随气流运动(物质迁移)，在高寒地区凝结(释放能量)，以固态水——雪的形式降落地表，气候变暖后冰雪融化成液态水(吸收能量)，流入海洋。在这样一个水的三态转化过程中，不仅完成了物质的循环(海洋一大气一高寒地区一海洋)，而且还完成了能量的传递(从大气吸收能量一释放能量到大气一从大气吸收能量)。 水的存在形式 第1章 水的循环 水循环的观念由来己久，公元前5世纪的希腊哲学家认为，太阳把水从海洋中提升至空中，又以降水下落，雨水在地表汇集并补给河川。 公元前235年撰写的《吕氏春秋 圜道篇》也曾经有过“云气西行，云云然，冬夏不辍；水泉东流，日夜不休；上不竭，下不满，小为大，重为轻，圜道也”的叙述，这表明古人已经注意到了水循环具有蒸发、水汽输送、降水和汇流的过程，而太阳则是驱动水循环的基本动力。 第1章 水的循环 水循环的定义 指水由地球不同的地方，通过吸收太阳能，转变其存在模式到地球另一些地方的过程。 在太阳能和地球表面热能的作用下，地球上的水不断被蒸发成为水蒸气，进入大气。水蒸气遇冷又凝聚成水，在重力的作用下，以降水的形式落到地面，这个周而复始的过程，称为水循环。 指大自然的水通过蒸发，植物蒸腾，水汽输送，降水，地表径流，下渗，地下径流等环节，在水圈，大气圈，岩石圈，生物圈中进行连续运动的过程。 第1章 水的循环 水循环的分类——地球上水的循环过程可分为水的自然循环和水的社会循环。 根据循环过程中地域的不同，水的自然循环又可分为大循环和小循环。海洋上蒸发的水蒸气被大气环流携带迁移到陆地上凝结降落，再成为地面水以径流的方式流归海洋，这海陆间的水分循环过程，叫大循环，或外循环，亦称海陆水分循环。陆地上的水蒸发至上空后遇冷凝结成雨水仍降落在大陆；或海洋上的水蒸发后在空中遇冷凝结成雨水仍降落在海洋上，这种局部的水分循环称为小循环，或称为内循环，或局地循环。