2.2　地球上的水

2.2.1　地球上水的分布

地球上的地理圈由大气圈、水圈、岩石圈和生物圈构成。水圈包括地球上所有形式的水，主要有大气水、地面水、地下水和生物水4部分。地面水主要指储存于海洋、湖泊、河流、冰川、水库、沼泽等水体中的水，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孔隙、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2.1），地球上水的总储量为13.86× 108 km3，其中，地表水为136225.4×104 km3，占地球总水量的98.29%，地下水为2371.65×104 km3，占地球总水量的1.71%；生物水为0.112×104 km3，占地球总水量的0.0001%；大气水为1.29×104 km3，占地球总水量的0.001%，其量虽小，却是各种水体中最活跃的，大气水因降水而减少，却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陆地两大部分：其中，储存在海洋里的总水量为13.38× 108 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，故地球有“水的行星”之称；储存在陆面的总水量达2425.3×104 km3，占全球总水量的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× 104 km3，占地球淡水总量的68.69%。由此可知，可被人类开发利用的地表淡水仅占地球总水量的0.0075%。

表2.1　地球上各种水体的储量［1］

从表2.1可知，分布在陆地的水量为0.48×108 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全球总水量的0.014%，且主要分布在地下水中。由此可知，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必要前提。

2.2.2　地球上水的更新

水文循环的周而复始、永不停息导致地球上的各种水体中的水得到不断更新。水体中的水全部更新一次所需要的时间称为更新周期。

水体的更新周期可用式（2.1）计算：

式中：s为水体的储量；q为流量；tr为水体更新周期。

【例2.1】　大气中的水量为12900km3，流量q为577000km3/年。则大气水的更新周期为

根据全球各水体的储量和流量之间的关系可以计算出相应的更新周期，见表2.2。由水体更新概念可知，地球上总水量有13.86×108 km3，但平均每年只有57.7×104 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8.2d，其次为河流水，为16d。河流水这种快速更新对人类获取淡水资源具有特别重要的意义，也是水资源能自行恢复或再生的原因。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恢复，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2.2　各种水体的更新周期

注　引自《地球水环境学》［2］。