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水文概說 - Coggle Diagram
水文概說
水循環與水平衡
水循環
過程
蒸發散→凝結→降水→地面逕流/地下逕流(入滲)
動力來源
太陽能量/太陽輻射
以氣、液、固三態在陸地、海洋和大氣中不斷交換→水資源更新
水平衡
水平衡的三種狀態
剩水
收入>支出
缺水
收入<支出
平衡
收入=支出
定義
某一地區在一定時間內水量收入與支出的平衡狀態
因
時間
與
空間
而異
長時間而言，
全球總蒸發量=降水量
海洋
收入=降水+逕流
支出=蒸發
陸地
收入=降水
支出=蒸發散+逕流
水資源
水資源=降水-當地蒸發散
降水
地表+地下水所有淡水之來源(河川、湖泊、冰川等)
洋面上之降水量約為陸地的4倍(海洋水量多，蒸發量大)
蒸發散
蒸發+植物的蒸散(蒸騰)
曷水分輸往大氣中的過程
低緯 > 高緯，海洋 > 陸地
海洋水資源
含鹽量高，無法直接維生、農業或工業使用
現時全球70%國家興建海水淡化系統
日本、沙烏地阿拉伯
海水淡化系統
利
可用水増加
弊
費用貴
佔地大
淡化後的副產品「鹵水」排放問題
陸地水資源
地面水資源
河川水資源
一年可用水量約為儲存量的29倍
取用方便，人類高度依賴
更新週期平均為2週
大部分來自地表逕流的供給，受降水影響
興建水壩和攔水堰→截蓄+取用河川水
湖泊水資源
分類
淡水湖
多數分布在中、高緯地區(加拿大境內佔半數)
鹹水湖
多分布在蒸發量大的乾燥地區
功能
蓄洪
調節河流流量
提供水資源
湖泊類型(按成因分類)
海灣與沙洲之間的地形
潟湖
威尼斯潟湖
火山爆發形成
火口湖
中國長白山天池
冰河U型谷積水
槽湖
瑞士蘇黎世湖
世界最深的貝加爾湖
構造湖
曲流截斷形成
牛軛湖
冰河及冰原
存量最大
分布
極區
高山區
固態(難以開發)
地下水資源
地下水的優點
供應較穩定
不易受到污染
季節變化小
安全出水量
抽取量 < 補注量
(正常使用)
以免地下水枯竭
抽取量 > 補注量
(過度使用)
井水無法抽取
地層下陷
台灣南部(發展養魚業)
地下水分帶
地下水面
未飽和帶與飽和帶的界線，隨地形、降水入滲及人為抽取而起伏
飽和帶
含水層的孔隙完全被水填滿
自由地下水
位於地下水面與不透水層之間
受壓地下水
兩不透水層之間的地下水
未飽和帶
地表與地下水面之間，土壤、岩層孔隙尚未完美被水充填
滲流水(中間帶)
因重力因素由土壤水帶下滲的地下水
毛管水(毛管緣帶)
因毛細管作用，由地下水面上升的水
吸著水(土壤水帶)
吸著土壤粒子表面
地下水的利用
灌溉農業
將地下水以
旋轉噴灑系統
作灌溉
美國布拉斯加州中北部
井
受壓水井
深入受壓地下水層，
高於
受壓地下水面
自流井
深入受壓地下水層，含水層傾斜，低於受壓地下水面
最具經濟價值
澳洲中部低地(大分水嶺以西)
商業化農牧業
普通井
人為汲取自由地下水
深度淺+易開鑿→使用機率大
坎兒井(中國)/
活加拉(北非)
築地下水道，引地下水形成綠洲
泉
地下水面與地面交切，自接觸處湧出地表
中國新彊+河西走廊
水文歷線與水資源問題
水文歷線
表示某個河道斷面上河川流量隨著時間變動的圖形
水資源問題
引起國際糾紛
尼羅河
坦桑尼亞VS埃及+蘇丹
坦桑尼亞在上游維多利亞湖抽水
科羅拉多河
美國VS墨西哥
水資源開發衝突
底格里斯河
土耳其VS伊拉克+敘利亞
土耳其水利工程，中、下游水量 ↓
恆河
印度VS孟加拉
水資源開發衝突
約旦河
以色列VS阿拉伯國家
第三次以亞戰爭主因
湄公河
中國VS中南半島國家
中國在上游興建水壩
分布不均
世界各大洲
短缺區
西亞、北非、東非
降水少
南亞
水質問題(恆河)
豐沛區
熱帶的中非、西非、南美洲
南美洲降水豐沛，總逕流量為世界平均的2倍
高緯度地區國家
各國人均
豐沛國家
加拿大(地大人稀)
短缺國家
中國(人口多)、科威特(降水少)
開發率不佳
地區
發展程度低的開發中國家
問題
無法取得穩定與衛生的淡水資源
限制
資金、技術、設備、運送等
例子
非洲河川、湖泊開發率僅5%
水資源不足
產業發展、結構多樣化，用水量増多
環境劣化，河流污染，不宜飲用
全球人口增加，人均資源被分薄
品質劣化
使用不當