水圈湖泊沼泽地下水冰川.ppt

湖泊、沼泽、 地下水、冰川 一、湖泊 湖泊的成因和类型 地面上洼地积水形成比较宽广的水域称为 湖泊 内力作用和外力作用都可以形成湖盆 • 例如，一部分地壳断陷、下沉可以形成构造 湖；死火山口或熔岩高原的喷口可以形成火 山湖；冰蚀洼地中，冰碛丘陵间或终碛后方 可以形成冰川湖；山崩、熔岩流或冰川阻塞 河谷可以形成堰塞湖；风蚀盆地积水可以形 成风蚀湖；岩溶作用可以形成岩溶湖；浅水 海湾或海港被沙堤或沙嘴与海水分隔开来， 可以形成潟湖；河流曲流裁曲取直后可以形 成牛轭湖；多年冻土区地下冰融化后，地表 下陷积水，可以形成热融湖；人工筑坝，建 造水库，形成人工湖，等等 湖泊的分类是多种多样的，常见的有： 1.按照湖水的来源，把湖泊分为海迹湖和陆面湖两大类 海迹湖过去曾经是海洋的一部分，以后才与它分离 ，而陆面湖则包括了陆地表面的绝大部分湖泊 2.依据湖水与径流的关系，把湖泊分为内陆湖和外流湖 内陆湖完全没有径流入海，常属非排水湖外流湖 以河流为排泄水道又称排水湖，湖水最终注入海洋 3.根据湖水的矿化程度，把湖泊分为淡水湖和咸水湖 其中咸水湖又可根据水中溶解盐类的主要成分，进一 步分为碳酸盐湖、硫酸盐湖、氯化物盐湖等。

排水湖 为淡水湖，非排水湖多为咸水湖 4.按湖水温度状况，把湖泊分为热带湖、温带湖和极地 湖等 5.以湖水存在的时间久暂，湖泊可分为间歇湖、常年湖 (二）湖水的性质 1.颜色和透明度 2.温度 • 太阳辐射热量是湖水的主要热量来源水汽 凝结潜热、有机物分解产生的热和地表传导 的热，也是湖水热量收入的组成部分而湖 水向外辐射和蒸发，则是热量损耗的主要方 式 • 淡水在4℃时密度最大当湖面温度低于4℃时，水 温随深度增加而升高，这种温度分布称为逆列状态 ，多出现于冬季；湖面温度增到4℃时，表水密度 增大下沉，较冷水因密度小而上升，这样对流的结 果，水温趋于均匀，称为等温状态，多发生在春季 ； • 湖水温度增到4℃以上，密度又降低，最热层位于 湖面，水温随深度增加而降低，这种温度分布称为 正列状态，多发生于夏季 • 热带湖水温常年在4℃以上，故温度分布始终为正 列状态 • 温带湖随季节不同而分别出现逆列、正列、等温状 态高山和极地湖泊的水温常年低于4℃，多为逆 列状态 3.化学成分 • 在不同的自然条件下，降水、地表径流和 地下水带入湖泊的化学元素种类和含量有 差别 • 降水量和蒸发量的不同，使湖水盐分增加 或减少的量不同。

湖水排泄状况良好与否 ，使盐分积累过程发生迥然不同的区别 • 湖岸岩石性质，水生物繁殖状况等，都影 响湖水的化学成分 （三）湖泊水文特征 • 湖泊水文特征：湖水的运动；水位变化和水量平衡 1.湖水的运动 （1）定振波：全部湖水围绕着某一个或几个重心而摆 动的现象，称为定振波 大小湖泊都可以形成定振波 大气压力发生急剧变化、暴雨、从山地来的下沉气流 冲击湖面等都使湖面大部分水的平衡遭到破坏，都 可以发生定振波 定振波和暴风雨的关系最为密切 定振波和波浪的不同处在于：定振波不只是 水面，而是整个水体的水分子都在运动 整个水体一侧上升，另一侧下降摆动作用 力消失后，摆动仍可延续一些时间 • 定振波的摆动通常可以分为单定振波和双定振 波两种. • 直壁矩形容器中,单定振波的周期T为 • 式中，L为动力方向线上的容器长度；g为重力 加速度；H为容器平均深度 双定振波的周期 多节定振波的周期 （2）湖流： • 湖水流动产生的原因很多 • 有河流注入的湖，河流入口处的水面比外泄处略高， 于是湖水就发生单向缓慢流动 • 风的作用可使湖水随湖面风向运动，如果风向稳定， 水量将集中于向风岸，并在那里下沉，背风岸则发生 水的上升运动，从而湖水形成闭合的垂直环流。

• 定振波造成水面倾斜，湖水在重力作用下也可发生湖 流最后，水温变化造成湖水的垂直循环，也产生湖 流 • 温带湖因水温正列、逆列和等温状态周期性的更替， 每年可发生两次对流，称为双对流 • 热带和极地或高山湖水温分别成正列或逆列状态，每 年只发生一次对流，分别称为热单对流和冷单对流 2.水位变化和水量平衡 湖水的水位变化是与水量平衡紧密联系的当湖水 收入超过支出，水量成正平衡，水位就上升；相 反，若湖水支出超过收入，水量成负平衡，水位 就下降排水湖的水量平衡方程式可以写作： x+y+z+k-y＇-z＇-e=△w 式中，x为湖面降水量；y为入湖地表径流量；y＇为 出湖地表径流量；z为入湖地下径流量；z＇为湖 水渗漏量；k为湖面水汽凝结量；e为湖面蒸发量 ；△w为一定时期内湖的水量变化 若湖没有出口，则取消出湖地表径流量y＇，此式仍 然适用k的数值很小，可以略去 二、沼泽 沼泽的成因 • 通常把比较平坦或稍为低洼而过度湿润的地面称为沼 泽 • 沼泽中生长各种喜湿植物，并有泥炭层 • 在沼泽物质中，水占85—95％，干物质（主要是泥 炭）只占5—10％ • 水分条件是沼泽形成的首要因素。

• 只有过多的水分才能引起喜湿植物的侵入，导致土壤 通气状况恶化，并在生物作用下形成泥炭层 • 沼泽形成过程基本上有两种情况，即水体沼泽化和陆 地沼泽化 1.水体沼泽化 • 沿湖岸水生植物或漂浮植毡向湖中央生长， 使全湖布满植物，大量有机物质堆积于湖底 ，形成泥炭，湖渐变浅，最后形成沼泽 2. 陆地沼泽化 • 陆地沼泽化有多种，但基本形式是森林沼泽 化和草甸沼泽化两种 • 在过湿区域的森林砍伐迹地或火烧迹地上， 草本植物大量繁殖，一方面阻碍木本植物的 生长，另一方面又成为苔藓植物的温床，最 后形成苔藓沼泽 • 这是森林沼泽化地表长期处于过湿状态，特别是河 水泛滥及邻近水体沼泽化的影响，使潜水位升高或地 下水出露地表，造成草甸的过度湿润，以致低洼处水 分积聚，土壤中形成嫌气环境，死亡有机质在嫌气细 菌作用下，缓慢分解而形成泥炭层这是草甸沼泽化 • 此外，海滨高低潮位之间反复被海水淹没的平坦海岸 地带，也可形成沼泽，高山或高原多年冻土区，冻土 层阻碍地表水下渗，即使降水量并不丰富，地表仍能 处于过湿状态，形成沼泽 （二）沼泽水文特征 特征1: 沼泽一般排水不畅，加以植物丛生，故 沼泽水的运动十分缓慢。

据计算，在分解程度 很低的泥炭层的最上部，水的流速每日只有2 —3m 特征2: 蒸发是沼泽水的主要损耗方式沼泽中 的泥炭层毛管发育良好，可以使数米深的地下 水上升至地表，而泥炭层吸热能力强，有利于 蒸发的进行，所以沼泽的蒸发比较强烈，蒸发 量大于自由水面 特征3: 径流极小是沼泽水文的又一特征径 流量只及蒸发量的1/3 特征4: 沼泽对河川径流的影响表现在沼泽对 水分的滞蓄，可以缓解洪峰；而对河流缓 慢和微弱的补给都是对河流水量的调节 (三）沼泽的分类 依据沼泽发育阶段的不同,可分为低位沼泽中位沼泽和高 位沼泽 （1）低位沼泽 低位沼泽也叫富营养型沼泽，是沼泽 发展的初级阶段其主要特征是：沼泽表面呈浅碟形， 泥炭层不太厚土壤中的矿物营养物质还比较丰富，主 要生长富营养苔草植被我国泥炭发育程度较轻，大多 数属低位沼泽 （2）中低沼泽 也叫过渡型沼泽或中营养型沼泽 是沼泽发育的过渡阶段主要特征：由于泥炭 层的日益增厚，沼泽表层变得平坦，沼泽植物以 中养分植物为主我国大、小兴安岭和长白山地 局部地区有这种沼泽 （3）高位沼泽 也叫贫营养型沼泽，是沼泽发育 的高级阶段特点为：随着泥炭的堆积，泥炭层 较厚，中心区逐渐向上隆起，水文状况发生了显 著的变化。

上部只承受大气降水补给，植物所需 养分已很贫乏，出现寡营养植物 第八节 地下水 • 概念：存蓄于岩石、土壤空隙（孔隙、裂隙）中 的水，统称为地下水 • 地下水是工农业生产和日常生活的重要供水水源 特别是我国华北、西北比较干旱的地区，地表 水较为缺乏，地下水的开发利用就显得更为重要 有些地下水（矿水）可作为医疗用水，还可利 用地下水的热能发电，从地下水中提取盐、溴、 碘、硫等有用的矿物和元素 一、地下水的物理性质和化学成分 （一）地下水的物理性质 地下水的物理性质包括温度、颜色透明度、气味、味 道、密度、导电性和放射性等 1.温度 地下水的温度受自然条件、埋藏深度和地质 条件的影响极地、高纬和山区的地下水温度很低 、地壳深处和火山活动区的地下水温度很高地下 水温度通常与当地气温有一定的关系，在年常温层 以上，存在季节变化之下，地下水温度与气温和 地温的关系，可用下列公式表示： • 式中，TH为在H深处地下水的温度；TB为所在 地区年平均气温；H为欲测定的地下水深度； h为所在地区地温年恒温带深度；G为地温梯 度，以33米/度计算 • 水温低于20℃的地下水，称冷水，20—50℃ 者称温水，高于50℃者称热水。

但是矿水的分 类标准与此不同，20℃以下的为冷水，20－ 37℃的为低温水，37－42℃为温水，42℃以 上为高温水 2. 颜色 地下水一般是无色透明的，但有时因含某种离 子、悬浮物或胶体物质，也可显出各种各样的颜色 例如含亚铁离子或硫化氢气体的水为浅蓝绿色，含腐 殖质或有机物的带浅黑色，等等 3. 透明度 地下水的透明度决定于水中所含盐类、悬 浮物、有机质和胶体的数量透明度分为透明、微混 浊、混浊和极混浊四级 4.比重 地下水比重决定于水的温度和水中溶解的盐类 溶解的盐分愈多，比重就愈大地下淡水的比重常 常接近于1盐水的比重可用波美度来表示，一升水 内含有10克氯化钠，则其盐度相当于1波美度波美 度与地下水比重之间的关系 • 波美度(0B)是表示溶液浓度的一种方法把波美比重 计浸入所测溶液中，得到的度数叫波美度 • 波美度以法国化学家波美（Antoine Baume）命名波 美是药房学徒出身，曾任巴黎药学院教授他创制了 液体比重计——波美比重计 • 不同溶液的波美度的测定方法是相似的，都是用测定 比重的方法，根据测得的比重，查表换算浓度现在 对不同溶液的波美表都是专用的，如酒精波美表、盐 水波美表，这种波美表上面，有测定溶液波美度对应 的该种类溶液的浓度，可以直接读数，不用查表了。

• 波美度与比重换算方法： • 波美度= 144.3-(144.3/比重); 比重＝144.3/(144.3-波美度 ) • 对于比水轻的：比重＝144.3/（144.3+波美度） 5.导电性 地下水导电性取决于其中所含电解质的数量 与性质离子含量愈多，离子价愈高，则 水的导电性愈强此外，温度对导电性也 有影响测定了水溶液的电阻率，即可知 道它的导电性 • Ke=1/R • 式中，Ke为水的导电率，单位是欧姆-1厘米 -1；R为水的电阻率，单位为欧姆厘米 • 地下淡水的导电率为3310-5至3310-3欧姆 -1厘米-1之间 7.嗅感和味感 • 地下水含有不同气体成分和有机物，因而具有 不同的嗅感 • 含硫化氢时，有臭鸡蛋味，含腐殖质多时有沼 泽气味嗅感也与温度有关系，在低温时气味 不易辨别，而在40℃时气味最显著 • 地下水的味感决定于它的化学成分，例如含氯 化钠的水有咸味，含硫酸钠的水有涩味，含氯 化镁或硫酸镁的水有苦味，含大量有机质的水 有甜味，含较多二氧化碳的水清凉可口 • 地下水的味感也与温度高低有关系，水温低时 味感不明显。

（二）地下水的化学成分 • 地下水的化学成分主要包括：气体、氢离子浓度和其它离 子成分和胶体物质 1.气体 地下水中溶解的气体主要有CO2、O2、N2、CH4、 H2S，等，按其成因可以分为四类： （1）生物化学成因的气体； （2）空气成因的气体； （3）化学成因的。