全球水储量或静态水储量广义的解释是把地球上岩石圈、水圈、大气圈和生物圈中一切形态的水都视为水资源的潜在量。但从可利用的角度看，水资源量是指在一定周期内通过全球水文循环在各类水体中形成的、可恢复更新的淡水。

了解地球水资源状况及水循环规律，对于我们认识地球水状况及分析气候变化对水资源的影响，采取措施开发利用水资源如人工降雨 （增雨），对指导水资源的开发利用和管理具有重要的意义。

1.1.3.1　地球水资源量及组成

全球水储量共约13.86亿km3，其中包括海洋水在内的全部咸水储量占总储量的97.5%，约13.51亿km3，而淡水储量包括冰川与永久积雪、地下淡水、河流等水体、大气中的水分和生物体中的水分等在内，只占水总储量的2.5%，约0.35亿km3，其中人类难以利用的如冰川和永久积雪、永冻地层中的冰占淡水总储量的69.5%，地下淡水量占淡水总储量的30.1%，人类能够开发利用的地下水只占其极少一部分。在许多人的印象里，地球是一个蓝色星球，因为其表面的70%被水覆盖。但现实是，其中的97.5%为咸水，淡水仅占2.5%。近70%的淡水固定在南极和格陵兰的冰层中，其余多为土壤水分或深层地下水，不能被人类利用。地球上只有不到1%的淡水或约0.007%的水可为人类直接利用，主要分布在湖泊、河流、水库和浅层地下水源。这些水量通过降雨和降雪定期更新，因此可持续利用 （见表1.1）。由于全球降水模式不同，全球的淡水资源分布是不均匀的，从几乎没有降水的沙漠到年降水量几米的最湿润地区，蒸发蒸腾作用使水分进入大气层，加剧了这种状况。大部分可获得的水资源仅局限于几条河流：亚马逊河携带着全球16%的径流，而刚果——扎伊尔河流域携带非洲近1/3的河水流量。世界上占陆地面积40%的干旱与半干旱地区的径流仅占全球径流的2%。

表1.1　全球各种水体储量

注 参考贺伟程，世界水资源，见：中国水利大百科全书·水利，中国大百科全书出版社，1992。

1.1.3.2　水资源的更新

各种类型的水资源的停留、转换和更新时间各不相同。水资源的更新周期代表了其内部水分全部排放、充满的时间。每年水体和外界交换水量与水质平均储水量的比值称为水循环系数，表明水体一年内的更新次数。更新周期也称为滞留周期，是365天与水循环系数的比值。表1.2给出了地球各类水资源的更新周期，生物水更新1次只需数小时，大气水为8天，因此它是水循环中最活跃的成分；多年冻土的底冰更新最慢，需要10000年。了解了水资源的更新周期，对于我们开发利用水资源有重要的指导意义，如对于深层地下水，其更新周期为1400年，这就要求我们一般不能随意去开采利用深层地下水。(www.daowen.com)

表1.2　地球水资源的更新周期

1.1.3.3　全球水循环

地球上各种形态的水总是处于不断的变化之中，这种变化可能是热力条件下的相态转换，也可能是在重力作用下的斜面运动，或是沿压力梯度、密度梯度的垂直、水平输送。通过蒸发、水气输送、降水、下滲和径流等过程，分布在地球系统各个层次的水被联结起来，进行周而复始的、跨越四大圈层的水分循环，称为水循环。水循环广及整个水圈，并深入大气圈、地圈及生物圈，同时通过无数条路线实现循环更替。地球上的各类水体，就是通过水循环形成了一个连续而统一的整体，称为水圈。地表的各种水体，包括海洋、河川、湖泊、沼泽、冰雪以及土壤、岩石、植被乃至动物和人类，它们内部的水都在连续不断的更新之中，这种更新就是水分循环。实际上水循环的过程就是物质与能量的传输、储存和转化的过程，它服从质量守恒规律，其基本动力是太阳辐射和重力的作用。大气环流、海陆分布、地形地势、地表状态等外部环境制约着水循环的路线、规模和强度。在水循环的过程中还携带有其他物质，成为地球生物化学输送的一种载体。

水循环按不同的途径和规模，分为大循环和小循环，其差别在于水气输送是否跨越了海陆界线。大循环又称外循环或海陆循环，它是发生在海洋与陆地之间大的水交换过程。海洋（或陆地）表面蒸发的水汽，随着气流运动被输送到陆地 （或海洋）上空成云致雨，再降落到陆地（或海洋）表面，陆地表面的部分降水流回海洋，维持着海陆间的水量相对平衡。小循环又称为内部循环，是发生在海洋与大地 （或陆地与大气）之间的交换过程。海洋表面蒸发的水汽，在海洋上空形成云致雨，直接降落在海洋表面，即为海洋水循环。陆地表面蒸发的水汽全部返回陆地，即为陆地水循环。大循环产生大降水称为外雨，小循环产生的降水称为内雨，一个地区总降水量是外雨和内雨之和。发生在全球海洋和全球陆地之间的大循环，具有全球尺度的概念，其下又包含了许多彼此耦合的次级循环，具有不同的时间和空间尺度，较大尺度的如海洋—大气、陆地—大气、冰雪—海洋、冰雪—大气，较小的如大气—土壤—植被、地表水—地下水等，这些次级水循环多属于小循环，其总和构成了全球水循环系统。全球尺度的水循环是一个闭合的系统，而局限于某个区域或次级水循环却是开放的。

水循环是地球上最重要的物质循环之一，它实现了地球系统水量、能量和地球生物化学物质的迁移与转换，构成了全球性的连续有序的动态大系统。水循环联系着海陆两大系统，塑造着地表形态，制约着地球生态环境的平衡和协调，不断提供再生的淡水资源。因此，水循环对于地球表层结构的演化和人类可持续发展都具有重大的意义。

第一，水循环深刻影响着地球表层结构的形成、演化和发展。它不仅将地球上各种水体组合成连续、统一的水圈，而且在循环过程中渗入大气圈、地圈和生物圈，将地球上的四大圈层紧密地联系起来。水循环在地质构造的基底上重新塑造了全球的地貌形态，同时影响着全球的气候变迁和生物群类。第二，水循环的实质就是物质与能量的传输过程。水循环改变了地表太阳辐射能的纬度地带性，在全球尺度下进行高低纬、海陆间的热量再分配。水是一种良好的溶剂，同时又有出色的搬运能力，水循环负载着陆地众多物质的不断迁移。第三，水循环是海陆间联系的纽带。水循环的大气过程实现了海陆上空的水汽交换，海洋通过蒸发源源不断向陆地输送水汽，进而影响着陆地上一系列的物理、化学和生物过程；陆面过程通过径流归还海洋损失的水量，并源源不断地向海洋输送大量的泥沙、有机质和各种营养盐类，从而影响着海水的性质、海洋沉积及海洋生物等。第四，水循环是地球系统中各种水体不断更新的总和，这使得水成为可再生资源，植根于人类社会和历史变迁之中。水循环强弱的时空变化，是制约一个地区生态环境平衡和协调的关键，同时影响着地区内生物体的分布与活动。水循环的过程十分繁杂，主要包含了蒸发、水气输送、降水、下渗和径流变化等环节。蒸发和降水发生在水循环的垂直方向上，它以相态的变化实现水分和热量的转移，平衡了水圈垂直结构的失调，这是一对互逆的组合，缺一不可；蒸发使地表损失水分以补充大气，同时消耗了大气的热量；降水却从大气获取水分，同时向大气释放热量。水气输送即水循环的大气过程，它试图通过大气水分的调整，来重塑地表面上的水分格局。下渗和径流可归入水循环的陆面过程，它与生物群落交织在一起，形成不断细分的次级水循环，成为全球水循环中最为活跃也最为复杂的部分。径流的水，无论地表的、抑或地下的，终归都汇入海洋。水量平衡与水循环是对同一过程的不同描述，随着水文测量的发展，对水循环的认识逐渐利用质量守恒定律来加深，这就是水量循环。地球系统的各类水体在不断更新之中，这种更新是连续有序的动态过程，并具有相对的稳定性。地球上的总水量接近一个常数，即全球水量是平衡的。对于某一区域而言，一定时段内水的收入与支出的差额等于该区域的储水变化量。就长时间尺度来看，区域内的储水变化量趋于零。