占地球表面約70%,
水亦占人體的70%
全球水資源分布圖




人類較容易利用的地下水、河川與湖泊,在全球水
資源所占的比例不到1%
                 圖片來源:翰林出版社
水資源?!




        水資源
        匱乏




              圖片來源:翰林出版社
學習目標

能了解水循環的基本概念

能了解水平衡與水資源的關係

能認識世界水資源利用特質

能體認二十一世紀是水資源爭奪時代
第十一章 水文概述 目次
1.1 水循環
 水循環
     透過蒸發、降水的過程,地球上的水在大氣圈、水圈、
      生物圈、岩石圈不斷流動的現象




                       圖片來源:翰林出版社
1.2 水平衡

定義:一地在一定時間內水的收支平衡狀況

收入:經由降水及逕流而獲得的水量

支出:經由蒸發散及逕流而失去的水量
1.2.1 水平衡圖



陸地收入                   海洋收入




陸地支出
                      海洋支出

         陸地支出海洋收入


                     圖片來源:翰林出版社
1.2.2 全球水平衡

全球維持水平衡的狀態


          收入               支出            狀態

 陸地     11.9(A)        7.2(C)+4.7(B)     平衡
          (降水)           (蒸發散+逕流)




 海洋   4.7(B)+45.8(E)     50.5(D)         平衡
         (逕流+降水)          (蒸發散)



 地球   57.7(A+E)        57.7(C+D)         平衡
          (降水)             (蒸發散)


                                       圖片來源:翰林出版社
1.2.3 水文不平衡

以全球尺度而言,總降水量等於總蒸發散量,
 收支呈現平衡的狀態
局部地區降水量和蒸發散量不相等(∵空間位置
 互異各地日照、輻射、單位降水、蒸發不同) ,
 大多未達平衡狀態
  剩水降水量>蒸發散量

  缺水降水量<蒸發散量
受氣候及行星
1.2.4 各緯度帶的水平衡               風系影響

各緯度帶間有明顯的差異,大多未達平衡狀態



           溫        熱
寒帶雖為少雨     帶        帶
                    雨
區,但因溫度     海              信 副 西 極
低,蒸發量小     洋 地熱熱 林        風 熱 風 圈
,故最接近水     性 中帶帶          帶 帶 帶 氣
平衡       寒   海 沙 莽 ITCZ     高   旋
         帶   型漠原            壓
1.2.5 各緯度帶的水平衡比較表

        剩水區            缺水區
定義     降水>蒸發          降水<蒸發
    (1)10°~10°NS:
                    10~40NS:
       熱帶雨林氣候
                    熱帶莽原氣候
分布區 (2)40~90NS:
                    熱帶及溫帶乾燥氣候
       溫帶海洋性氣候
                    溫帶地中海型氣候
       、寒帶氣候
行星 間熱帶輻合區、西
                    背信風、副熱帶高壓
風系 風帶、極圈氣旋帶
1.2.6 水平衡Q&A

降水量最多的緯度帶為 0~10°N(對流旺盛)

蒸發量最多的緯度帶為 10~20°S(高壓籠罩)

剩水最多的緯度帶為     0~10°N(熱帶雨林)
缺水最多的緯度帶為     20~30°S(熱帶沙漠)
缺水區的行星風系為     信風帶、副熱帶高壓帶
最接近水平衡的地區為 90°NS(蒸發弱)
2.1 水資源

意義:地表上可以被人類利用的水

水資源多寡因素:自然條件和人為開發
    自然條件與水平衡、水循環流通率有關
      剩水區水資源較多,缺水地區則否

      河水的流通量較地下水多

    人為的開發過度或人口過多而超限使用水資源,
     會使原本水資源豐沛的地區,轉為水資源缺乏區
圖片來源:翰林出版社
2.2 水資源的種類

  1) 河水:分布普遍,最常使用的水資源

  2) 湖水:可分為鹹水湖、淡水湖

  3) 地下水:自然流出泉、人為流出井

  4) 海水:蘊藏豐富資源
2.2.1 河川的種類

 分類   流水存在時間   分布區      例子

                      一般河川,如長
常流河    全年      溼潤區
                       江、淡水河
                      •熱帶莽原區雨
      雨季有水     乾溼季分    季時的河川
間歇河
      乾季無      明的地區   •高山融雪形成
                        的河川

臨時河 豪雨後出現      乾燥區    沙漠中的河川
2.2.1 河水的利用

文明與城市皆傍水而生,現代都市的用水
 多是取自河水
湍急的水流亦可提供發電的動力
水量穩定的河流,如長江、萊因河等,亦是
 費用低廉的天然航道
乾燥地區的水資源更形珍貴,河川沿岸往往
 是當地的精華區
2.2.2 湖泊水
 湖泊的種類
  淡水湖:多位於溼潤區因降水豐沛,或常有河
     川注入、流出、鹽分不易累積。蘇必略湖為世
     界最大淡水湖
    鹹水湖:多位於乾燥區,因蒸發>降水,鹽分
     累積。裏海為世界最大鹹水湖。

 湖泊的功能
    湖泊有航運、灌溉、飲用、發電、蓄洪、養殖
     及觀光等功能。如洞庭湖、鄱陽湖─蓄洪;蘇
     黎世湖、日月潭─觀光
2.2.2湖泊水的利用

  瑞士蘇黎世湖       臺灣日月潭




   湖       航運、灌溉、飲用、發電
   泊       蓄洪和養殖
   水
   的       調節洪水
   利       觀光景點
   用
                       圖片來源:翰林出版社
2.2.3 地下水-Ⅰ

廣義的地下水:地面以下的水
    依照土壤孔隙充滿水的程度,一般將之分為飽和帶
     與不飽和帶,兩者之間以地下水面為界線


不飽和帶                  飽和帶
•孔隙未完全               •孔隙完全被水
 被水充滿                 充滿
•與植物的生               •為人類可利用
 長息息相關                的水資源
              不透水層   •狹義的地下水
2.2.3 地下水-Ⅱ

 狹義的地下水:地下水面以下的地下水
     自由地下水:儲存於地下水面與下方不透水層間
     受壓地下水:儲存於上下兩個不透水層間




                    圖片來源:翰林出版社
2.2.3 地下水-Ⅲ

地下水的流出
  泉:地面與地下水面交會,地下水自然湧出
  井:

    普通井:人工開鑿後再汲取

    自流井:

      掘至受壓地下水層
      井口位置低於受壓地下水面
2.2.3 地下水使用-安全出水量
地下水的優點              過度開發地下水
1.恆溫、       地下水成
                    ,超過其補注量
2.出水量穩定、    為重要水
            資源來源
                   (安全出水量),
3.水質良好、
                   造成地下水面下降
4.取用方便且經濟

                   引發地層下陷、
                   海水入侵地下
 根據地下水補注狀況         水鹽化
 估算,而得出不至於
 造成環境災害的每年
 地下水抽取量,即為
 安全出水量
2.2.4 海水資源

漁業、運輸、礦產、能源
洋流
    定義─表層海水的定向水平流動
    成因─風力吹送、海水密度不同、坡度差異、地球自轉
    利用─調節氣候、航運、重要漁場

海洋中的波浪、潮汐、洋流及海水的溫度差、
 鹽度差等,皆可轉換成能源,是一個巨大的藍色
 能源庫
洋流-1

定義:表層的海水所作定向的流動
依成因分類:
 1. 吹送流→由風力所吹送的洋流

 2. 密度流→海水溫度、鹽度不同,造成海
        水流動
 3. 補償流→洋流的出發海域海水減少,鄰
        近海域的海水流來補充
 4. 坡度流→因海水水位的差異而引起海水

        的流動
洋流模式


       40N
                   西風

                          涼

              信風
   陸 0
   地          信風
                          涼


       40S
                   西風
                    南極洲
全球洋流示意圖




          圖片來源:翰林出版社
洋流與人類生活

氣候:影響區域性氣候的一項重要因素
    西歐地區氣候溫和,係受到北大西洋暖流
     的影響;

    南非西岸因有本吉拉涼流流經,使得沿岸
     空氣低溫穩定,減少了降雨的機會,那米
     比沙漠的形成與之具有相當程度的關連。
洋流與人類生活

流速:節省時間、燃料
沿墨西哥灣流北上時順洋流流速最大的流心
航行,南下時避開流心儘量採取靠近海岸的
航路,1975年某公司擁有的六艘海輪共計節
省了大約36萬美元的燃料費
漁場:世界主要漁場
洋流交會之處,海水受到擾動,可以將下層
海水中的營養鹽帶至表層,使得浮游植物大
量繁殖,吸引魚群到此覓食,故形成漁場
學生活動11-1
 水資源缺乏對於民生經濟影響甚鉅,請蒐集相關資
  料,嘗試討論有哪些方法可以減緩世界上部分國家
  水資源不足的問題。

  如沙烏地阿拉伯、臺灣的澎湖
地區等水資源不足的國家或地區,
乃透過海水淡化的方法以增加可用
的淡水量。儘管開發成本較高,但
因不受季節與水源所有權等問題的
限制,許多國家已準備用來解決缺
水問題。照片11-5 澎湖 烏崁海水
淡化廠


                     圖片來源:翰林出版社
水資源的開發

水資源開發的方式
  建設水庫:可以調節河流供水,但會產生對於

     於自然環境的衝擊
    多植林:厚植『綠色水庫』以涵養地下水、減
     少洪患威脅
    收集雨水:是最快速有效增加水資源的方法。
     都市地區可在建築物屋頂直接收集雨水,農村地
     區亦可利用大型雨水收集槽儲存雨水以備使用
    養成節約用水的習慣
2.3 二十一世紀的水資源問題

水資源是否充足衡量方式每人可用的水量
地表上氣候環境的多樣與人口的分布差異,
 全球水資源不足的國家集中在北非、西亞、
 東非及南亞地區將瀕臨水資源不足的景況
世界人口、經濟持續成長,水資源的分配成
 為重要的議題
2.3.1 水資源的衝突與短缺

 水資源的衝突地區─西亞的約旦河、非洲尼羅河、
  亞洲湄公河、美洲科羅拉多河等
 全球河川水量減少、汙染加重,聯合國指出若情
  況未改善,至2025年,因缺水和乾旱,將有
  2,500萬人成為世界環境難民。
•鹹海周圍國家的水資源危機:流入中亞 鹹海的錫爾
 河、阿姆河的河水流量減少到了原來的1/4,鹹海的
 水位在過去30 年間下降了16 公尺;周圍國家環境
 嚴重被汙染,兒童死亡率攀升。


             圖片來源:nasa
             http://earthobservatory.n
             asa.gov/IOTD/view.php?i
             d=3730




                                圖片來源:翰林出版社
學生活動11-2

世界上共有261條河流的主流流經兩個或兩
 個以上的國家,亦即為國際河流。當國際河
 流所流經的國家對於這些河流的水資源利用
 方式或取用量有所衝突時,常常會釀成國際
 糾紛,甚至引發武力衝突。請利用世界地圖,
 找找看哪些主要國際河流可能會成為發生水
 資源衝突的高度敏感地區
圖片來源:翰林出版社

geo1-L11水文