第二节 地球上的水分布

一、水量的分布

地球的近地表层是一个庞大的水圈系统，它包括大气圈、岩石圈和生物圈。水圈包括了地球上所有形式的各种水体，主要有大气水、地面水、地下水和生物水四部分。地面水主要指储存于海洋、湖泊、河流、冰川、水库、沼泽等水体的水，它是地球上水量组成的主要部分；地下水通常指赋存于土壤和岩石空隙、洞穴、溶穴中的水；大气水是指存在于地球大气层中的水汽；生物水是指地球上一切生物体内的水分。

根据联合国教科文组织1978年公布的资料（表3-1），地球上水的总储量为13.86亿km³。其中，地表水为13.62亿km³，占地球总水量的98.3%；地下水为0.24亿km³，占地球总水量的1.71%；生物水为0.112万km³，占地球总水量的0.0001%；大气水为1.29万km³，占地球总水量的0.001%。大气水其量虽小，但却是各种水体中最活跃的，大气水因降水而减少，又通过各种水体的蒸发而得到补充，保持着动态平衡。

全球地表水主要分海洋和大陆两大部分。虽然由于水文循环的影响，各种水体的数量是动态变化的，但从多年平均情况来看，储存在海洋里的总水量为13.38亿km³，占地球总水量的96.54%，而海洋面积占地球表面积的71%，所以从太空看地球是蓝色的，且地球在太阳系中有“水行星”之称。储存在陆面的总水量达2425.4万km³，占地球总水量的1.75%，陆面水中储存在湖泊、河流、沼泽、冰川及积雪中的淡水总量为2416.869万km³，占地球总水量的1.74%；其中分布在两极不能被人类直接开发利用的冰川积雪为2406.41万km³，占地球淡水总量的68.69%。由此可知，可被人类开发利用的淡水仅占地球总水量的0.0075%。

从表3-1可知，分布在陆地上的水量为0.48亿km³，占全球总水量的3.46%，其中淡水占2.53%。而分布在河流、湖泊及沼泽、地下水等水体中可被人类利用的淡水只占地球总水量的0.014%，且主要分布在地下水中。因此可知，地球是一个水量丰富的星球，同时对人类来说又是一个水资源短缺的星球。可开发利用水资源的紧缺必然制约经济社会的发展和人类文明的进步，水资源的可持续开发利用已成为人类社会可持续发展的重要课题。

表3-1 地球上各种水体的储量（多年平均值）

二、水体更新

水文循环周而复始、永不停息，导致了地球上各种水体不断更新。水体中的全部水量更新一次所需要的时间称为更新周期。更新周期可用下式计算：

式中：W为水体的储量，km³；q为水体与外界的交换率，km³/a；T为水体更新周期，a。

【例3-1】大气中的水量W为1.29万km³，交换率q为57.7万km³/a，求大气水的更新周期。

解：大气水的更新周期为

根据全球各水体的储量和交换率之间的关系可以计算出相应的更新周期，见表3-2。由水体更新概念可知，地球上总水量有13.86亿km³，但平均每年只有57.7万km³的水参与水文循环，按此速度，地球上全部水量参与循环一次，或者说全部水量更新一次，大约需要2400年。地球上不同水体的更新速度是不同的，除生物水外，地球上更新最快的水体是大气水，只有8.2天；其次为河流水，为16天。河流水的这种快速更新对人类获取淡水资源具有特别重要的意义，因为这种更新是水资源在陆地上能自行恢复或再生的根本原因。相反，深层地下水的更新周期长达1400年，大量开采、超采深层地下水而得不到及时补充和恢复时，就会导致各种负面影响，如海水入侵地下水、地裂缝、地面沉降等。

表3-2 各种水体的更新周期