自然地理學(xué)海洋和陸地水省公開課一等獎(jiǎng)全國示范課微課金獎(jiǎng)?wù)n件

第四章

海洋和陸地水1/230第一節(jié)地球水循環(huán)與水量平衡一.地球上水分布1.地球水圈活動(dòng)水(液態(tài)與固態(tài)水):海洋、河流、湖泊、沼澤、地下水、冰雪氣態(tài)水:大氣水分礦物化合水、結(jié)合水2.地球總水量國際水文協(xié)會(huì)認(rèn)為15×108km33.地球水量分布非均勻性以海水為主體，海水占97%以上2/230參考資料:化合水是指礦物中結(jié)晶水，又稱結(jié)合水。以O(shè)H-、H+或H3O+等形式存在于化合物或礦物中水。

比如滑石Mg3（Si4O10）（OH）2、水云母（KH3O）Al2（OH）2（AlSi3O10）等。

化合水在結(jié)構(gòu)中占有一定位置，須加熱至相當(dāng)高溫度才能使其脫失，并伴隨有因結(jié)構(gòu)改變或破壞所引發(fā)放熱效應(yīng)。土壤中化合水是束縛水一個(gè)。不能直接參加所進(jìn)行物理作用，也不能被植物吸收作用。

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2/64/2301/6水以不一樣形式存在于自然界中。圖中單位為可供直接飲用河流和淡水湖泊10.17萬5/230二.水循環(huán)與水量平衡(一).水循環(huán)1.水循環(huán)過程：蒸發(fā)→凝結(jié)→降水→徑流→蓄積2.循環(huán)類型?！?dú)庋h(huán)海—陸循環(huán)?！憽?dú)庋h(huán)：非閉合循環(huán)6/2307/230水循環(huán)示意圖8/2303.自然水更新周期多年凍土帶地下水或極地水：1×104年海水：2500年深層地下水：1400年湖泊：數(shù)至數(shù)十年河川：10-20天大氣水：8-9天9/230(二).水量平衡1.全球水量平衡方程式：PC+PO=EC+EDPC：大陸降水；PO：海洋降水；E：蒸發(fā)量2.水平衡規(guī)律：全球降水量等于全球蒸發(fā)量全球水量保持平衡海洋是水分主要起源海洋與陸地水平衡經(jīng)過徑流來實(shí)現(xiàn)3.水平衡區(qū)域差異與人類干預(yù)水平衡問題不論海洋與陸地，不一樣緯度降水量與蒸發(fā)量都有差異10/230參考資料:我國是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重國家。我國淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，名列世界第四位。不過，我國人均水資源量只有2300立方米，僅為世界平均水平1/4，是全球人均水資源最貧乏國家之一。然而，中國又是世界上用水量最多國家。僅年，全國淡水取用量到達(dá)5497億立方米，大約占世界年取用量13%，是美國年淡水供給量4700億立方米約1.2倍。11/230中國從20世紀(jì)70年代以來就開始鬧水荒，80年代以來，中國水荒由局部逐步蔓延至全國，情勢(shì)越來越嚴(yán)重，對(duì)農(nóng)業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)已經(jīng)帶來了嚴(yán)重影響。缺水：全方面告急·北方資源性缺水！·南方水質(zhì)性缺水！·中西部工程性缺水！據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國當(dāng)前缺水總量預(yù)計(jì)為400億立方米，每年受旱面積200萬~260萬平方公里，影響糧食產(chǎn)量150億~200億千克，影響工業(yè)產(chǎn)值數(shù)千億元，全國還有7000萬人飲水困難。12/230從人口和水資源分布統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)能夠看出，中國水資源南北分配差異非常顯著。長江流域及其以南地域人口占中國54％，不過水資源卻占81％。北方人口占46％，水資源只有19％。教授指出，因?yàn)樽匀画h(huán)境以及高強(qiáng)度人類活動(dòng)影響，北方水資源深入降低，南方水資源深入增加。這個(gè)趨勢(shì)在最近20年尤其顯著。這就愈加重了我國北方水資源短缺和南北水資源不平衡。13/230冰川：14/230湖泊：15/230大氣：16/230沼澤：17/230沼澤：18/230地下：貴州安順地下暗河19/230地下：趵突泉20/230江河：長江21/230江河：黃河入海口22/23023/23024/23025/23026/23027/230航運(yùn)28/230海上平臺(tái)29/230不過：30/230我們只有一個(gè)地球31/230一.大洋、海及其區(qū)域與分類1.世界大洋洋是遠(yuǎn)離大陸，面積遼闊，深度大，含有獨(dú)立洋流系統(tǒng)和潮汐系統(tǒng)，理化性質(zhì)較穩(wěn)定水域。第二節(jié)海水理化性質(zhì)32/2302.海及其分類深入陸地大洋邊緣部分，面積和深度小于洋，有河流注入，理化性質(zhì)有別于洋，無獨(dú)立洋流系統(tǒng)和潮汐。內(nèi)海：為陸地所圈，以海峽與外海相通。邊緣海：以半島或島嶼與大洋分隔，受外海洋流與潮汐影響。外海：大陸邊緣大洋部分，與洋有遼闊聯(lián)絡(luò)，如巴倫支海、阿拉伯海。島間海：由一系列島嶼所圍繞形成水域。33/2303.海水組成化學(xué)成份海水中含有天然元素80各種。Cl、Na、K、Ca、Mg、S鹽度海水鹽度：海水中全部溶解固體與海水重量之比。大洋鹽度普通在33‰-37‰之間。4.物理性質(zhì)溫度：海水表層平均溫度改變于-1.7-30度間密度：1.022-1.028g/cm3，是溫度，鹽度，壓力函數(shù)。透明度與顏色海水透明度以直徑30cm白圓盤投入水中可見深度來表示。34/230第三節(jié)海水運(yùn)動(dòng)一、潮汐與時(shí)尚35/230錢江大潮36/23037/23038/23039/23040/23041/23042/230日本海嘯43/23044/23045/23046/230二、海洋中波浪1、波浪海洋中波浪指水質(zhì)點(diǎn)以其原有平衡位置為中心，在垂直方向上作周期性圓周運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。波浪要素包含波峰、波谷、波長、波高等。2、海洋波浪分類按成因分類：風(fēng)浪：由風(fēng)作用而產(chǎn)生波浪。海嘯：因地震或風(fēng)暴而產(chǎn)生波浪。潮波：月球引潮力引發(fā)。47/230海浪要素海浪是海水運(yùn)動(dòng)形式之一，它產(chǎn)生是外力、重力與海水表面張力共同作用結(jié)果。2/448/230依據(jù)波浪行進(jìn)海岸時(shí)改變，對(duì)于坡岸較緩海灘，近岸水域按不一樣水深可分為：深水區(qū)、淺水區(qū)、擊岸波區(qū)及岸邊區(qū)。表示波浪破碎處水深，對(duì)應(yīng)波高稱為破碎波高，用表示。49/230海岸波浪50/230氣壓波：氣壓突變產(chǎn)生波浪。船行波：船行作用產(chǎn)生波浪。按波和水深相對(duì)關(guān)系分：深水波淺水波按作用力情況劃分：強(qiáng)制波自由波（余波）51/230波浪余擺線：參見教材P138。52/230一、7萬年以來海平面改變近代在全球各個(gè)大陸發(fā)覺貝殼堤、海灘巖、珊瑚礁、牡蠣堤，以及取自鉆孔剖面中沉積物和生物遺址標(biāo)本，都毋庸置疑地證實(shí)，即使在最近地質(zhì)歷史時(shí)期，也出現(xiàn)過遠(yuǎn)高于當(dāng)代海平面。而大量埋藏在今天海水下貝殼堤、海灘、海濱沼澤、村落遺址、河口三角洲和外陸架，又證實(shí)過去確曾發(fā)生過海平面遠(yuǎn)低于當(dāng)代海平面情況。

局部地域海岸線改變因?yàn)榀B加了該地域地殼形變?cè)蛴绊懀灰欢軠?zhǔn)確反應(yīng)海平面升降幅度。不過，全球范圍海平面改變無疑應(yīng)該是全球氣候改變反應(yīng)。第四節(jié)海平面改變53/2301、距今70000年：海平面上升：渤海西海岸偏西200km，黃海海岸遠(yuǎn)至大運(yùn)河、太湖一帶；2、距今44000年：

海平面下降：海岸線向東推進(jìn)到當(dāng)代海岸以東4個(gè)經(jīng)度。3、距今25000年：海平面再上升；4、距今15000年：海平面下降，東海海岸東移至距日本九州120km處。5、距今10000年：海平面上升。54/230二、近百年海平面改變

剛才過去20世紀(jì)，因?yàn)闅夂蜃兣斐珊Ｑ鬅崤蛎浐捅ㄏ诩觿?，加上CO2排放量猛增形成溫室效應(yīng)，全球海平面普遍呈上升趨勢(shì)。三、2l世紀(jì)海平面上升預(yù)測(cè)

1990年以前做出2l世紀(jì)海平面上升預(yù)測(cè)含有很大不確定性。只有一點(diǎn)為人們所公認(rèn)，即海平面上升速度將比20世紀(jì)更加快。

海平面上升將使沿岸地域風(fēng)暴潮災(zāi)害加劇，海岸侵蝕強(qiáng)化，潮灘濕地?fù)p失，鹽水入侵河口及海岸地下含水層，妨礙陸地洪水與沿海城鎮(zhèn)污水排放，理應(yīng)受到高度重視。55/230海洋資源：與海水本身有直接關(guān)系物質(zhì)和能量。包含：化學(xué)元素，海洋生物，礦藏，能量，熱量。一.海洋資源（一）海水化學(xué)資源海水中含量最大化學(xué)物質(zhì)是水，水本身就是一項(xiàng)主要而寶貴資源。除水以外，海水中含有大量溶解固體和氣體物質(zhì)，其中包含80各種化學(xué)元素。1.水資源：即海水淡化2.化學(xué)物質(zhì)資源鹽常量化學(xué)物質(zhì)：鎂、鉀、重水、溴、鈾微量元素：碘、銅、銀、鋅、鉬等第五節(jié)海洋資源與海洋環(huán)境保護(hù)56/230資料:全球海水淡化現(xiàn)實(shí)狀況當(dāng)前，全球海水淡化日產(chǎn)量約3500萬立方米左右，其中80％用于飲用水，處理了1億多人供水問題，即世界上1／50人口靠海水淡化提供飲用水。全球有海水淡化廠1．3萬多座，海水淡化作為淡水資源替換與增量技術(shù)，愈來愈受到世界上許多沿海國家重視；全球直接利用海水作為工業(yè)冷卻水總量每年約6000億立方米左右，替換了大量寶貴淡水資源；全世界每年從海洋中提鹽5000萬噸、鎂及氧化鎂260多萬噸、溴20萬噸等。57/230美國研制出一個(gè)新型海水淡化設(shè)備海水曬鹽技藝58/230海水曬鹽技藝59/230海水曬鹽技藝60/230（二）海底礦產(chǎn)資源石油和天然氣、海濱砂礦、在大陸邊緣海區(qū)，還有磷鈣石、海綠石和煤、鐵、銅、硫等各種礦物資源。深海底主要礦產(chǎn)是錳結(jié)核和含金屬泥質(zhì)沉積物。

61/2301.石油和天然氣分布在大陸架以及淺海區(qū)全球海底石油儲(chǔ)量豐富，近2500×108t，占全球可能儲(chǔ)量31%2.海濱礦砂金、鉑族金屬和金剛石等，鐵砂，錫砂等分布廣、礦種多、儲(chǔ)量大、易開采3.其它礦藏磷鈣石、海綠石、煤、鐵、銅硫等各種礦物資源深海底礦產(chǎn)錳結(jié)核：含金屬泥質(zhì)沉積物：深海區(qū)結(jié)構(gòu)活動(dòng)帶鐵、錳、鋅、銅、鉛、銀和金等泥質(zhì)沉積物62/230（三）海洋動(dòng)力資源波浪能潮汐能（四）海洋生物資源生物資源豐富20余萬種生物海洋生物生產(chǎn)量高a.在不破壞生態(tài)平衡下，每年可產(chǎn)出30×108t水產(chǎn)品，可供300億人食用b.向人類提供食物能力多，其實(shí)物生產(chǎn)相當(dāng)于全球農(nóng)產(chǎn)品1000倍63/230動(dòng)植物資源魚類資源：3×104種之中有1.6×104種在海洋中全球年漁獲量85%以上來自海洋無脊椎動(dòng)物：頭足類、甲殼類、海參類、水母類如烏賊、扇貝、對(duì)蝦、龍蝦、海參、海蜇等海洋脊椎動(dòng)物：鯨、海豚、海鳥、海獅、海豹、海象等植物資源：海藻類64/230二、海洋對(duì)地理環(huán)境影響

海洋本身組成了地理環(huán)境基本要素之一。

海洋是抵達(dá)地球表面太陽能主要接收者，也是主要蓄積者，海水冷卻時(shí)將向空氣中散發(fā)大量熱，增溫時(shí)則將從空氣中吸收大量熱。海洋借助自己與大氣物質(zhì)和能量交換過程間接影響氣候和受氣候影響各種自然現(xiàn)象。65/230第六節(jié)河流一．河流、水系和流域（一）河流、水系和流域概念河流：河水經(jīng)常或周期性地沿本身造成洼地流動(dòng)水系：河流干支流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)外流河和內(nèi)流河：前者流入海洋，后者流入內(nèi)陸湖流域：分水嶺圍成集水區(qū)66/230黃河流域太湖流域海河流域67/230（二）水系形式

水系形式是一定巖層結(jié)構(gòu)、沉積物性質(zhì)和新結(jié)構(gòu)應(yīng)力場(chǎng)反應(yīng)。水系形式可按干支流相互配置關(guān)系或它們組成幾何形態(tài)來劃分。如樹枝狀水系、羽狀水系、……。68/230類型特征發(fā)育地區(qū)樹枝狀水系在地形較緩坡度不大，物質(zhì)成份均勻，地質(zhì)結(jié)構(gòu)影響輕微地域花崗巖、玄武巖、砂巖、砂礫巖、片巖、板巖、粘土巖、凝灰?guī)r鉗狀溝頭樹枝狀水系形態(tài)為樹枝狀，源頭呈鉗狀侵入巖、塊狀巖石風(fēng)化剝蝕饅頭山花瓣?duì)顪项^樹枝狀水系總體呈樹枝狀，源頭呈花瓣混合巖葉脈狀—樹枝狀水系水系短而密，多呈直角匯入，三級(jí)支流似葉脈狀

格狀樹枝狀水系主流和支流呈直角相交，受斷裂、裂隙控制沉積巖，變質(zhì)巖中也有分布梳狀—樹枝狀水系沖溝匯入三級(jí)支流，多呈直角或近似直角，并相互近于平行時(shí)代較新膠結(jié)砂礫巖肋狀水系格狀水系變種，二級(jí)支流平直，三級(jí)支流與二級(jí)支流呈正交，三級(jí)支流成對(duì)出現(xiàn)，并近于平行，似肋骨變質(zhì)巖、付變質(zhì)巖角狀水系格狀水系變種，多沿?cái)鄬印⒘严栋l(fā)育，主流和支流呈直線狀堅(jiān)硬巖石結(jié)構(gòu)發(fā)育地域菱格狀水系角狀水系變種。水系受“X”型斷裂和裂隙所控制，呈菱格狀“X”型結(jié)構(gòu)發(fā)育地域69/230樹枝狀水系（長江）70/230格狀水系（閩江）71/230類型特征發(fā)育地區(qū)平行狀水系沿某一方向斷裂發(fā)育，水系平行分布組結(jié)構(gòu)發(fā)育堅(jiān)硬巖石地域，第四系地層斜地，冰水堆積物扇狀水系主流稀疏，支溝密布，以銳角匯入主流主要發(fā)育在河流三角訓(xùn)，在沖積扇較發(fā)育羽毛狀水系三級(jí)支流上沖溝均以銳角流入支流，沖溝緊而密，分布對(duì)稱，似羽毛狀變質(zhì)巖中片理較發(fā)育地域，黃土覆蓋區(qū)紅色土出露地段放射狀水系水系由中心向外流，呈放射狀火山錐、彎丘、地下隆起向心狀水系水系從四面向內(nèi)流盆地、凹陷72/230扇狀水系（海河）平行狀水系73/230羽毛狀水系（渭河）74/230放射狀水系向心狀水系（Ⅰ）向心狀水系（Ⅱ）75/230（三）河流縱橫斷面

河源與河口高度差，稱河流總落差；而某一河段兩端高度差，則是這一河段落差；單位河長落差，叫做河流比降，通常以小數(shù)或千分?jǐn)?shù)表示。河流縱斷面能夠很好地反應(yīng)河流比降改變。

河流橫斷面76/230（四）河流分段

一條河流經(jīng)常能夠依據(jù)其地理-地質(zhì)特征分為河源、上游、中游、下游和河口五段。

（五）流域特征對(duì)河流影響

流域面積：影響河流水量大小；流域形狀：影響干流集中程度；流域高度：影響降水形式和氣溫，進(jìn)而影響水量改變；流域方向或干流方向：影響冰雪消融。河網(wǎng)密度：地表徑流豐富程度標(biāo)志。流域氣候、植被、地貌特征、巖石和土壤滲透性和抗蝕能力，是河網(wǎng)密度大小決定性原因。77/230二.水情要素河流是經(jīng)過它流水活動(dòng)影響和改變地理環(huán)境。為了認(rèn)識(shí)河流特征及其地理意義，必須首先了解相關(guān)河流水情一些基本概念。

1.水位：河流中某一標(biāo)準(zhǔn)基面或測(cè)站基面上水面高度，叫水位。三峽水位78/230三峽水位79/230三峽最高水位80/2302.流速：水質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間里移動(dòng)距離.河流81/230河流流速分布圖82/230薛齊公式(等流速公式):R為水力半徑,即過水?dāng)嗝婷娣e與水浸部分弧長之比;I為河流縱比降;C為待定系數(shù).C與糙度、深度、過水?dāng)嗝嫘螤畹认嚓P(guān)，可經(jīng)過試驗(yàn)或公式求得，慣用公式有：83/2301）滿寧公式：2）巴甫諾夫斯基公式：上述兩式中，R為水力半徑，n為河槽粗糙系數(shù)。3.流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間里經(jīng)過某過水?dāng)嗝嫠浚篞=Av式中Q為流量；A為斷面積；v為平均流速。84/230黃河4.河水溫度與冰情河流補(bǔ)給特征是影響河水溫度情況主要原因。

河水溫度也隨時(shí)間而改變。85/230黃河凌汛86/230黃河凌汛87/23088/23089/23090/23091/230三.河川徑流徑流（runoff):指流域內(nèi)大氣降水，除掉部分被蒸發(fā)耗損外，其余在重力或靜水壓力作用下沿著地表面或地下運(yùn)動(dòng)水流。它包含降水沿地表與地下匯入河網(wǎng)，并向出口斷面聚集和輸送全部水流。其中，沿地表（坡面與河槽）流動(dòng)水流稱為地表徑流；在地表面以下巖石、土壤和沖積層空隙中流動(dòng)水流叫做地下徑流。從地表和地下匯入河川后，向流域出口斷面聚集、輸送和排泄水流稱為河川徑流。92/230由降水開始到到水流流經(jīng)流域出口斷面整個(gè)物理過程，稱為徑流形成過程。降水形式不一樣，徑流形成過程也各異。

（一）徑流形成常將降雨徑流形成過程概化為四個(gè)階段：流域降雨階段、停蓄階段、流域產(chǎn)流階段、河網(wǎng)匯流階段。1流域降雨階段降雨過程為降雨徑流形成提供了必要物質(zhì)基礎(chǔ)，降雨引發(fā)徑流。所以，降雨過程是降雨徑流形成過程首要步驟。降雨量大小、降雨歷時(shí)、降雨強(qiáng)度及其時(shí)空改變對(duì)徑流形成過程有著直接影響。93/2302、停蓄階段降雨早期，除小部分雨水（普通不超出5%）直接降落到河槽水面上（稱為槽上降水C）直接形成徑流外，絕大部分降水降落在流域表面上，并不馬上產(chǎn)生徑流，而是消耗于植物截留（In）、地表填洼（D）、下滲（f）與蒸發(fā)（E），并在滿足植物截留（In）、地表填洼（D）、下滲（f）與蒸散發(fā)（E）之后，才能產(chǎn)生地表徑流。所以，降雨早期，流域內(nèi)植物截留（In）、地表填洼（D）、下滲（f）與蒸散發(fā)（E）過程，對(duì)于徑流形成來講，是降雨耗損過程；但從降低水土流失和增加下滲補(bǔ)給地下水來說，這個(gè)階段含有主要意義。通常把降雨開始之后，到地表徑流產(chǎn)生之前，降雨截留、下滲、填洼及蒸發(fā)等雨水耗損過程概化為流域蓄滲階段（停蓄階段）。94/2303、坡地產(chǎn)流和漫流階段（1）坡地產(chǎn)流當(dāng)流域內(nèi)降雨量滿足了流域蓄滲之后，若降雨連續(xù)進(jìn)行，則開始產(chǎn)生地表或地下徑流，稱為產(chǎn)流。（2）坡地漫流超滲雨水或超蓄雨水在重力作用下沿著坡面流動(dòng)細(xì)小水流，叫做坡地漫流或坡面漫流。坡地漫流是地表徑流向河槽聚集中間步驟，分片流、溝流和壤中流三種形式，其中網(wǎng)狀細(xì)溝流為主要形式，但無固定槽溝。只有在地面坡度相當(dāng)大山區(qū)，降雨強(qiáng)度大情況下，才可能在坡面上形成小侵蝕溝。95/230小溪96/230片流不很常見，分布在坡度不大但坡面較平整地域，大暴雨（降雨強(qiáng)度很大）情況下，可能產(chǎn)生片流。普通地，坡地漫流流程不超出數(shù)百米，甚至僅幾米，匯流歷時(shí)很短，故對(duì)小流域很主要，而對(duì)大流域則因歷時(shí)短而在整個(gè)匯流過程中能夠忽略。地面徑流經(jīng)過坡地漫流匯入河網(wǎng)。壤中流和地下徑流也一樣含有沿坡地土層匯流過程，它們都是在有孔介質(zhì)中水流運(yùn)動(dòng)。壤中流匯流速度比地表徑流慢，但比地下徑流快得多，有時(shí)與地表徑流相互轉(zhuǎn)化，所以時(shí)常將二者合稱為直接徑流。97/230壤中流示意圖98/2304、河槽集流階段（河網(wǎng)匯流）由降雨產(chǎn)生地表徑流、壤中流和地下徑流經(jīng)過不一樣路徑注入河網(wǎng)后，在河網(wǎng)內(nèi)沿河槽由上游向下游作縱向流動(dòng)和聚集，直到最終流出出口斷面整個(gè)物理過程，稱為河槽集流或河網(wǎng)匯流。它是降雨徑流形成最終步驟。在河槽集流過程中，伴隨地表徑流和壤中流不停地匯入河網(wǎng)（河槽），使河網(wǎng)水量增加、水位上漲、流量增大，成為流量過程線上漲洪段（漲水段）。在漲水過程中，因?yàn)榇罅康乇韽搅骱腿乐辛鲄R入，河流水量增加，大部分水量沿河網(wǎng)快速下泄，最終流出出口斷面；而有一部分水量被河網(wǎng)容蓄起來，使河網(wǎng)水位升高；還有一小部分水量滲透到河谷兩岸堆積物中，補(bǔ)給地下水。99/230當(dāng)降雨和坡地漫流停頓時(shí)，河網(wǎng)蓄水和河谷沖積層蓄水到達(dá)最大值，而河網(wǎng)匯流過程仍在繼續(xù)進(jìn)行。當(dāng)上游河網(wǎng)補(bǔ)給量（河網(wǎng)總?cè)肓髁浚┬∮诔隹跀嗝媾判沽繒r(shí)，灌網(wǎng)蓄水開始消退，水位降低、流量減小，形成流量過程線上退水段。100/230（二）徑流計(jì)量單位1.流量Q

Q=Av(m3/s)式中，A為過水?dāng)嗝婷娣e（m2)；V為斷面平均流速（m/s）。流量有瞬時(shí)流量、日平均流量、月平均流量、年平均流量、多年平均流量等。101/2302、徑流總量W

徑流總量是指在一定時(shí)段內(nèi)經(jīng)過河流某一橫斷面總水量（普通指出口斷面）。慣用單位為m3，其計(jì)算式為：

W=QT式中：Q為流量（m3/s）；T為時(shí)段（如日、月、年等）長（s）。

102/230參考資料：黃河徑流降低與斷流黃河頻繁季節(jié)性斷流始于20世紀(jì)７０年代初，相關(guān)資料顯示，自20世紀(jì)70年代以來，黃河入海年徑流量逐步變小：20世紀(jì)60年代為575億立方米；70年代為313億立方米；80年代為284億立方米；90年代中期為187億立方米。在短短幾十年里，黃河入海徑流總量銳減了一多半。與此同時(shí)，黃河下游屢次斷流。尤其是進(jìn)入９０年代之后，斷流現(xiàn)象更為嚴(yán)重。

103/2303.徑流模數(shù)M:單位時(shí)間單位面積上產(chǎn)出水量（M3/a·km2)M=Q/F式中；Q為流量（m3/s）；F為流域面積（km2）；1000為單位換算系數(shù)（即lm3水為l000dm3）104/2304、徑流深度R（y)

徑流深度是指單位流域面積上徑流總量。也即是把徑流總量平鋪在整個(gè)流域面積上所得到水層深度，慣用單位為毫米（mm）。其計(jì)算式為：

式中：W為徑流總量（m3）；F為流域面積（km2）；為單位換算系數(shù)。

105/2305、徑流系數(shù)α。徑流系數(shù)是指任一時(shí)段內(nèi)徑流深度（或徑流總量）與該時(shí)段降水量（或降水總量）之比值。為無量綱，普通用小數(shù)或百分率表示。其計(jì)算式為：

式中：R為徑流深度（mm）；P為降水量（mm）。106/2306、徑流變率（模比系數(shù)K）

模比系數(shù)又稱徑流變率，是指某一時(shí)段徑流值（mi，Q或Ri等），與同時(shí)段多年平均徑流值（mi，Q或Ri等）之比。其計(jì)算式為

式中，m，Q，R含義同上。107/230（三）正常徑流量

河流年正常徑流量是指多年徑流量算術(shù)平均值，即一年中流過河流某一斷面平均水量。它是一個(gè)比較穩(wěn)定數(shù)值，也是一個(gè)主要特征值。只有河流徑流年際改變比較小，或者有相當(dāng)長觀察資料時(shí)，才能夠準(zhǔn)確地計(jì)算出河流正常徑流量。

（四）徑流改變

1.年內(nèi)改變伴隨氣候條件周期性改變，一年中河流補(bǔ)給情況、水位、流量等也對(duì)應(yīng)發(fā)生改變。依據(jù)一年內(nèi)河流水情改變特征，能夠分為若干個(gè)水情特征時(shí)期，如汛期、平水期、枯水期或冰凍期。

2.年際改變徑流量年際改變往往是由降水量年際改變引發(fā)。通常以徑流離差系數(shù)來表示年徑流改變程度。108/2302.年際改變徑流量年際改變往往是由降水量年際改變引發(fā)。通常以徑流離差系數(shù)來表示年徑流改變程度。中國河流(中等河流)離差系數(shù)分布：長江以南：＜0.3;長江下游,黃河中游及東北山區(qū)河流:0.4;淮河:0.60;海河:0.70.109/230（五）特征徑流

1.洪水河流水位到達(dá)某一高度，致使沿岸城市、村莊、建筑物、農(nóng)田受到威脅水位，稱為洪水位。連續(xù)強(qiáng)烈降水是造成洪水主要原因，積雪融化也能夠造成洪水。流域內(nèi)降水分布、強(qiáng)度、降水中心移動(dòng)路線，以及支流排列方式，對(duì)洪水性質(zhì)有直接影響。洪水按起源可分為上游演進(jìn)洪水和當(dāng)?shù)睾樗畠深悺?/p>

2.枯水一年內(nèi)沒有洪水時(shí)期徑流，稱為枯水徑流。我國大多數(shù)河流枯水徑流出現(xiàn)在10月至第二年3-4月。110/230湘江洪水111/230湘江枯水112/230四.河流補(bǔ)給（一）河流補(bǔ)給形式

降落在地表雨水，除部分被植物截留、下滲和蒸發(fā)以外，其余形成地表徑流，匯入河網(wǎng)，補(bǔ)給河流。冰川、積雪、地下水、湖泊和沼澤，也都能夠組成河流水源。另外，人類經(jīng)過工程辦法，也能夠給河流創(chuàng)造新補(bǔ)給條件，這就是人工補(bǔ)給。河流水量補(bǔ)給是河流主要特征之一。1.降水補(bǔ)給2.融水補(bǔ)給3.地下水補(bǔ)給4.湖泊與沼澤水補(bǔ)給5.人工補(bǔ)給113/230114/230（二）各種補(bǔ)給特點(diǎn)

1.降水補(bǔ)給雨水是全球大多數(shù)河流最主要補(bǔ)給起源。降水補(bǔ)給為主河流水量及其改變，與流域降水量及其改變有著十分親密關(guān)系。

2.融水補(bǔ)給為主河流水量及其改變，與流域積雪量和氣溫改變相關(guān)。

3.地下水補(bǔ)給河流從地下所取得水量補(bǔ)給，稱地下水補(bǔ)給。地下水是河流較經(jīng)常水源，普通約占河流徑流總量15-30％。地下水補(bǔ)給含有穩(wěn)定和均勻兩大特點(diǎn)。

115/2304.湖泊與沼澤水補(bǔ)給湖泊、沼澤水補(bǔ)給量大小和改變，取決于湖泊和沼澤對(duì)水量調(diào)整作用。湖泊面積愈大，水量愈多，調(diào)整作用就愈顯著。普通說來，湖泊沼澤補(bǔ)給河流，水量改變遲緩而且穩(wěn)定。

5.人工補(bǔ)給從水量多河流、湖泊中，把水引入水量缺乏河流，向河流中排放廢水等，都屬于人工補(bǔ)給范圍。116/230城市河流：秦淮河117/230污染城市河流118/230（三）河流水源定量預(yù)計(jì)

對(duì)河流水源進(jìn)行定量估算比較困難，但又相當(dāng)主要。為了了解河川徑流形成規(guī)律及其計(jì)算和預(yù)報(bào)方法，正確地從總水量中劃分出地表徑流和地下徑流，經(jīng)常需要從河流流量過程線中，把各種形式補(bǔ)給分割出來。所以河流水源定量估算，也叫做流量過程線分割。

1.

直線分割法

2.

退水曲線法

以上兩種方法都只限于分割地面徑流和地下徑流兩部分。地表徑流各部分還能夠深入分割。119/230五、流域水量平衡

進(jìn)入任意流域空間水量，減去所消耗水量，等于它原來水量絕對(duì)增加量，這就是流域水量平衡原理。

120/230六、河流分類

（一）河流分類意義和標(biāo)準(zhǔn)

河流分類方法和標(biāo)準(zhǔn)很多，現(xiàn)簡(jiǎn)明分列于下：

1）

以河流水源作為河流最主要經(jīng)典標(biāo)志，按照氣候條件對(duì)河流進(jìn)行分類；

2）

依據(jù)徑流水源和最大徑流發(fā)生季節(jié)來劃分；

3）

依據(jù)徑流年內(nèi)分配均勻程度來劃分；

4）

依據(jù)徑流季節(jié)改變，按河流月平均流量過程線動(dòng)態(tài)來劃分；

5）

依據(jù)河槽穩(wěn)定性來劃分；

6）

據(jù)河流及流域氣候、地貌、水源、水量、水情、河床改變等綜合原因來劃分。

很顯然，這里列舉大部分標(biāo)準(zhǔn)都有不足，但又都有一定實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，在為某個(gè)特定目標(biāo)進(jìn)行河流分類時(shí)，能夠分別采取。121/230（二）我國河流分類

我國常以河流徑流年內(nèi)動(dòng)態(tài)差異為標(biāo)志進(jìn)行河流分類。這種分類反應(yīng)了我國各類型河流年內(nèi)改變特征及其分布規(guī)律，對(duì)深入深入研究河流水文和合理規(guī)劃利用地表徑流提供了科學(xué)依據(jù)。現(xiàn)將主要河流類型及其徑流特征介紹以下：

1.東北型河流一年兩汛,河水結(jié)冰。2.華北型河流兩汛，雨季多暴雨，徑流變幅大。122/2303.華南型河流雨季長，汛期長。4.西南型河流徑流與降水改變規(guī)律一致，河谷深切，洪水危害不大。5.西北型河流冰雪補(bǔ)給，多內(nèi)流河。

123/2306.阿爾泰型河流積雪補(bǔ)給為主，春汛顯著。7.內(nèi)蒙古型河流地下水、雨水補(bǔ)給，雨季出現(xiàn)最大徑流，冰凍期長。8.青藏型河流

冰雪補(bǔ)給，東南邊緣河流為雨水補(bǔ)給，春洪夏汛相連。

124/230七、河流與地理環(huán)境相互影響

河流是所在流域內(nèi)自然地理總背景下產(chǎn)物。河流地理分布受著氣候嚴(yán)格控制。流域海拔高度、坡度和切割密度直接影響著徑流匯聚條件；地表物質(zhì)組成決定著徑流下滲情況；植被則經(jīng)過對(duì)降水截留影響徑流；等等。

另首先，河流對(duì)地理環(huán)境也有顯著影響。河流是地球水分循環(huán)一個(gè)主要、不可缺乏步驟。同時(shí)，熱量和礦物質(zhì)也隨水分一起輸送。河流對(duì)于人類社會(huì)發(fā)展也含有主要意義。它在交通運(yùn)輸、澆灌、發(fā)電和水產(chǎn)事業(yè)等方面都為人類帶來了主要財(cái)富。125/230第七節(jié)湖泊和沼澤一.湖泊（一）湖泊成因和類型

地面上洼地積水形成比較寬廣水域稱為湖泊。湖泊形成兩個(gè)條件：湖盆和水。內(nèi)力作用和外力作用都能夠形成湖盆。126/230納木錯(cuò)貝加爾湖青海湖結(jié)構(gòu)湖127/230阿拉斯加坎特邁湖澳大利亞藍(lán)湖長白山天池火山湖128/230巖溶湖風(fēng)蝕湖潟湖牛軛湖129/230巴基斯坦印度河上牛軛湖形成130/230汶川大地震唐家山堰塞湖131/230湖泊分類

按湖水起源分類

海跡湖陸面湖湖水與徑流關(guān)系分類

內(nèi)陸湖外流湖③依湖水礦化程度

淡水湖咸水湖④依湖水存在期

間歇湖常年湖132/230洞庭湖外流湖鄱陽湖133/230內(nèi)陸湖羅布泊134/230（二）湖水性質(zhì)

1.顏色和透明度

湖水普通呈淺藍(lán)、青藍(lán)、黃綠或黃褐色。湖水透明度與太陽光線、湖水含沙量、溫度及浮游生物都相關(guān)系。確定湖水透明度方法與海水透明度相同。

2.溫度

太陽輻射熱量是湖水主要熱量起源。水汽凝結(jié)潛熱、有機(jī)物分解產(chǎn)生熱和地表傳導(dǎo)熱，也是湖水熱量收入組成部分。而湖水向外輻射和蒸發(fā)，則是熱量損耗主要方式。

3.化學(xué)成份

湖水化學(xué)成份大致是相同，但各種化學(xué)元素含量及其改變情況，卻能夠因時(shí)因地而有比較大差異。135/230（三）湖泊水文特征

1.湖水運(yùn)動(dòng)

（1）定振波：定振波：全部湖水圍繞著某一個(gè)或幾個(gè)重心而擺動(dòng)現(xiàn)象，稱為定振波。成因：外力作用如大氣壓力改變、暴雨等使湖面大部分水平衡被破壞。特征：不但是水面，而是整個(gè)水體水分子都在運(yùn)動(dòng)。

136/230（2）湖流：湖流：湖水在湖盆內(nèi)發(fā)生單向遲緩流動(dòng)。成因：河流注入湖，河流入口處水面比外泄處略高，于是湖水就發(fā)生；風(fēng)作用可使湖水隨湖面風(fēng)向運(yùn)動(dòng)；定振波造成水面傾斜，湖水在重力作用下也可發(fā)生湖流；水溫改變?cè)斐珊怪毖h(huán)，也產(chǎn)生湖流。

137/2302.水位改變和水量平衡

湖水水位改變是與水量平衡緊密聯(lián)絡(luò)。當(dāng)湖水收入超出支出，水量成正平衡，水位就上升；相反，若湖水支出超出收入，水量成負(fù)平衡，水位就下降。排水湖水量平衡方程式：X+y+z+k-y,-z,-e=±⊿w收入：湖面降水量X；入湖地表徑流量y；入湖地下徑流量z；湖面水凝結(jié)量k。支出：湖面蒸發(fā)量e；出湖地表徑流量y,；湖水滲漏量z。另外，⊿w為一定時(shí)期內(nèi)湖水量改變。138/230二.沼澤1、定義：較平坦或稍低洼而過分濕潤地域，生長各種喜濕植物，并有泥炭層.2、沼澤物質(zhì)組成：①水（約占85%~95%）；②干物質(zhì)（主要為泥炭，占5%~10%）。139/230泥炭140/230（一）沼澤成因1、沼澤形成條件：水分。只有過多水分才能引發(fā)喜濕植物侵入，造成土壤通氣情況惡化，并在生物作用下形成泥炭層。2、沼澤形成過程

沼澤形成過程基本上有兩種情況，即水體沼澤化和陸地沼澤化。

1.水體沼澤化

沿湖岸水生植物向湖中央生長

→全湖充滿植物→有機(jī)物堆積于湖底形成泥炭→湖水變淺→沼澤141/230142/230挺水植物：蘆葦143/230浮水植物：水葫蘆144/230沉水植物145/230146/230147/230水體沼澤化148/2302.陸地沼澤化過程

陸地沼澤化表現(xiàn)為各種形式，但基本形式是森林沼澤化和草甸沼澤化兩種。（1）森林沼澤化過程：

森林破壞（砍伐或火燒）→跡地→→草本植物大量繁殖→苔蘚植物生長→苔蘚沼澤。（2）草甸沼澤化過程：

地表長久過濕→潛水位升高或地下水出露→→草甸過分濕潤→低洼處積水→有機(jī)質(zhì)分解成泥炭。149/230森林沼澤化150/230151/230（2）草甸沼澤化過程：

地表長久過濕→潛水位升高或地下水出露→→草甸過分濕潤→低洼處積水→有機(jī)質(zhì)分解成泥炭。152/230草甸沼澤化153/230草甸沼澤化154/230（二）沼澤水文特征沼澤水運(yùn)動(dòng)十分遲緩。沼澤水主要補(bǔ)給起源是降水、融雪水和地下水；蒸發(fā)是沼澤水主要損耗方式。徑流極小。對(duì)河流補(bǔ)給作用較微弱。155/230

（三）沼澤分類

沼澤分類當(dāng)前還沒有一個(gè)公認(rèn)分類系統(tǒng)。當(dāng)前應(yīng)用較廣是地貌分類法和綜合分類法。我國沼澤研究者，在對(duì)若爾蓋沼澤分類時(shí)，按照綜合分類標(biāo)準(zhǔn)，采取了三個(gè)主要特征作為依據(jù)：一是沼澤體發(fā)育過程形式與階段；二是沼澤體所處地貌類型及水分養(yǎng)分情況；三是植被及其在沼澤體中分布規(guī)律。按第一特征分類：

高位沼澤、

低位沼澤。按第二特征劃分亞類：如湖濱洼地沼澤亞型；階地沼澤亞型；閉流寬谷沼澤亞型，等。按第三特征劃分：睡菜-苔草沼澤、蒿草-木里苔草沼澤等。

156/230高位沼澤、低位沼澤157/230森林沼澤158/230森林沼澤159/230160/230161/230162/230一、地下水物理性質(zhì)和化學(xué)成份

（一）地下水物理性質(zhì)

地下水物理性質(zhì)普通指溫度、顏色、透明度、嗅、味、導(dǎo)電性及放射性等。1.溫度

地下水溫度是因自然條件不一樣而改變。地下水溫度通常與當(dāng)?shù)貧鉁?、地溫有一定關(guān)系，溫帶和亞熱帶平原區(qū)淺層地下水，年平均溫度比所在地域年平均氣溫高1-2℃。第八節(jié)地下水163/230164/230地下水溫度與氣溫和地溫關(guān)系：TH=TB+（H-h）/GTH為H深處地下水溫度；TB為所在地年平均氣溫；H地下水深度；h為所在地地溫恒溫帶深度；G為地溫梯度，以33m/℃計(jì)算。地下水按溫度分類：過冷水：﹤0℃冷水：0~20℃溫水：20~42℃熱水：42~100℃過熱水：﹥100℃165/230

2、顏色及成因

地下水普通是無色透明，但有時(shí)因含某種離子、富集懸浮物或含膠體物質(zhì)，也可顯出各種各樣顏色。地下水顏色由它成份和懸浮于其中雜質(zhì)所決定。測(cè)定顏色方法，野外是在玻璃管中用試樣和蒸餾水進(jìn)行對(duì)比；室內(nèi)用標(biāo)準(zhǔn)色液進(jìn)行比較（試管對(duì)比樣反襯白紙）。

顏色成因翠綠色H2S氣體，有硫磺膠體淺藍(lán)綠色FeO褐紅色Fe2O3暗黃褐色腐殖質(zhì)（沼澤）166/230

3、透明度

地下水透明度取決于水中固體礦物質(zhì)、有機(jī)物和膠體懸浮物含量。按透明度可將地下水分為四級(jí)：透明、微濁、混濁及極濁。級(jí)別特征透明無懸浮物及膠體，60cm內(nèi)可見3mm粗線。微濁有少許懸浮物及膠體，>30cm內(nèi)可見3mm粗線?；鞚嵊猩僭S懸浮物及膠體，<30cm內(nèi)可見3mm粗線。極濁有大量懸浮物及膠體，似乳狀，水深很小也不能清楚看見3mm粗線。167/2304.比重

地下水比重決定于水溫度和水中溶解鹽類。溶解鹽分愈多，比重就愈大。

5.導(dǎo)電性

地下水導(dǎo)電性取決于其中所含電解質(zhì)數(shù)量與性質(zhì)。離子含量愈多，離子價(jià)愈高，則水導(dǎo)電性愈強(qiáng)。另外，溫度對(duì)導(dǎo)電性也有影響。測(cè)定了水溶液電阻率，即可知道它導(dǎo)電性。168/230

6、氣味及強(qiáng)度等級(jí)

地下水普通無氣味。在普通溫度下氣味不易區(qū)分，而在40℃左右溫度時(shí)氣味最顯著，故在測(cè)定地下水氣味時(shí)，應(yīng)將水稍給加熱，以使其氣味顯著易辨。當(dāng)含有硫化氫時(shí)—雞蛋氣味；含有氧化亞鐵—鐵腥昧；含腐殖質(zhì)會(huì)—魚腥氣味。強(qiáng)度程度特征O無沒有任何氣味Ⅰ極微弱有經(jīng)驗(yàn)者能覺察Ⅱ弱注意時(shí)能判別Ⅲ顯著易覺察，不處理，不可飲用Ⅳ強(qiáng)引人注意Ⅴ極強(qiáng)含有強(qiáng)烈氣味169/230

7、味道與成因

地下水味道取決于它化學(xué)成份。純水是淡而無味。測(cè)定地下水味道時(shí)應(yīng)將水加溫至20—30℃，這時(shí)水味道最顯著。味道成因澀味Na2SO4苦味MgSO4MgCl2墨水味FeO鐵銹味Fe2O3清涼可口CO2味美適口Mg(HCO3)2,Ca(HCO3)2土甜味有機(jī)質(zhì)170/2308、放射性

地下水放射性取決于其中所合放射性元素?cái)?shù)量。地下水在不一樣程度上或多或少地都含有放射性，但普通地下水放射性極弱。含有放射性成因：放射性礦床、酸性火山巖分布區(qū)地下水放射性顯著增強(qiáng)。放射性組分：UTh（釷）Ra（鑭）Rn（氡）放射性單位:馬海(M.E.)、居里(Ci)1M.E.=3.64×10-10Ci。測(cè)定水放射性時(shí)，應(yīng)在就地進(jìn)行，因?yàn)殡卑胨テ诤芏?，?.825晝夜。171/230（二）地下水化學(xué)成份

1．氣體

地下水中溶解氣體主要有CO2、O2、N2、CH4、H2S，還有少許惰性氣體和H2、CO、NH3等。

2.氫離子濃度

天然水中H＋離子濃度主要取決于H2CO3和-HCO3－、CO32－數(shù)量。氫離子濃度慣用pH值表示。

3.離子成份和膠體物質(zhì)

（1）氯離子（2）硫酸根離子（3）重碳酸根離子和碳酸根離子（4）鈉離子（5）鉀離子（6）鈣離子（7）鎂離子（8）氮化物（銨離子、亞硝酸根離子、硝酸根離子）（9）鐵離子（10）硅172/230地下水中常見成份陽離子：H+、Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Fe3+、Fe2+及Mn2+等；陰離子：Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-、NO2-、NO3-、OH-、SiO32-及PO43-等；未離解化合物：Fe2O3、A12O3及H2SiO3等；氣體成份：N2、O2、CO2、CH4、H2S以及Rn(氡)等。173/230（三）地下水總礦化度和硬度

1.

總礦化度水總礦化度是指水中離子、分子和各種化合物總含量，通常是以水烘干后所得殘?jiān)鼇泶_定，單位為g/L。依據(jù)總礦化度大小，天然水能夠分為五類：

淡水：殘?jiān)?/p>

＜1克/升；弱礦化水：

1-3克/升；中等礦化水：3-10克/升；強(qiáng)礦化水

：

10-50克/升；鹽水

：

＞50克/升174/2302.

硬度

水中鈣、鎂離子總量，稱為水總硬度。當(dāng)水煮沸時(shí)，一部分鈣鎂離子重碳酸鹽因失去CO2而成為碳酸鹽沉淀，沉淀部分叫做暫時(shí)硬度。總硬度減去暫時(shí)硬度即為永久硬度。表示水硬度方法有兩種：一是德國度，以1升水中含10毫克CaO為1度；一是用Ca2+、Mg2+毫克當(dāng)量/升來表示，1毫克當(dāng)量硬度等于德國度2.8°。

依據(jù)水總硬度能夠把水分為五類：

極軟水

＜1.5毫克當(dāng)量（＜4.2°）

軟水

1.5-3.0毫克當(dāng)量（4.2-8.4°）

弱硬水

3.0-6.0毫克當(dāng)量（8.4-16.8°）

硬水

6.0-9.0毫克當(dāng)量（16.8-25.2°）

極硬水

＞9.0毫克當(dāng)量（＞25.2°）175/230水垢176/230二、巖石水理性質(zhì)

渙散巖石存在著孔隙，堅(jiān)硬巖石中有裂隙，易溶巖石有孔洞。水以不一樣形式存在于這些空隙中。巖石與水作用時(shí)，表現(xiàn)出不一樣容水性、持水性、給水性、透水性等，這就是巖石水理性質(zhì)。

（一）容水性

巖石容水性：指巖石能容納一定水量性能。表征指標(biāo)：容水度，即巖石中所容納水體積與巖石體積之比。

θ=Vw/V×100%.容水度數(shù)值上普通與空隙度（裂隙率、巖溶率）相等。177/230（二）持水性

巖石持水性：在重力作用下，巖石依靠分子力和毛管力在其空隙中保持一定水量性質(zhì)，稱為持水性。表征指標(biāo)：持水度。即在重力影響下巖石空隙中所能保持水體積與巖石總體積之比。178/230（三）給水性

巖石給水性：在重力作用下，飽水巖石能夠流出一定水量性能。表征指標(biāo)：給水度，即流出水體積與儲(chǔ)水巖石體積之比。顆粒較粗巖石給水度較大，細(xì)粒巖石給水度則很小。

u=（V出水/V砂樣容水）×100%。（四）透水性

巖石透水性：指巖石允許水透過能力。巖石空隙大小、多少和空隙是否彼此連通，對(duì)透水性有著顯著影響。

表征指標(biāo)：定量指標(biāo)滲透系數(shù)。179/230三、地下水動(dòng)態(tài)和運(yùn)動(dòng)

（一）地下水動(dòng)態(tài)

地下水流量、水位以及溫度和化學(xué)成份，在各種原因影響下，發(fā)生日改變和季改變，稱為地下水動(dòng)態(tài)。

地下水動(dòng)態(tài)改變，是水量改變表現(xiàn)形式，為了準(zhǔn)確掌握地下水動(dòng)態(tài)，必須進(jìn)行地下水量平衡計(jì)算。

某地域地下水平衡方程式：X-(y2-y1)-(z2-z1)-(w2-w1)=ψ⊿h+u+m水收入：降水量X；地表水流入量Y1；凝結(jié)量Z1；地下水流入量W1。水支出：地表水流出量Y2；蒸發(fā)量Z2；地下水流出量W2。180/230又設(shè)：Ψ——含水層給水度；⊿h——潛水位改變；U——地表水量改變；M——包氣帶水量改變。181/230

（二）地下水運(yùn)動(dòng)

地下水運(yùn)動(dòng)形式普通分為兩種：一個(gè)是層流運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是紊流運(yùn)動(dòng)。地下水在巖石空隙中運(yùn)動(dòng)速度比地表水慢得多，除了在寬大裂隙或空洞中含有較大速度而成為紊流外，普通都為層流。地下水這種運(yùn)動(dòng)稱滲透。182/230層流運(yùn)動(dòng)分析圖183/230紊流運(yùn)動(dòng)圖184/230四、地下水按埋藏條件分類

水在巖石中存在形式各種多樣。按其物理性質(zhì)上差異分類氣態(tài)水；吸著水：由固體土粒表面分子引力和靜電引力對(duì)水汽分子產(chǎn)生吸附力而緊密保持水分；薄膜水：吸濕水到達(dá)最大量時(shí)，土粒殘余吸附力所保持水分；毛管水（毛管上升水、毛管懸著水）：水隨毛管上升而保持在土壤中水分，或地下水位很深而由毛管引力保持在土壤上層中水分；重力水：受重力作用在孔隙中自由運(yùn)動(dòng)水；固態(tài)水等。185/230氣態(tài)水吸濕水、薄膜水、重力水毛管水186/230按含水介質(zhì)分類孔隙水：儲(chǔ)存于渙散層中地下水。裂隙水：儲(chǔ)存于基巖裂隙中地下水巖溶水：儲(chǔ)存于可溶性巖石溶穴中地下水187/230地下水按埋藏條件可分類：上層滯水潛水承壓水。188/230重力水在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，聚積于不透水層之上，使這一帶巖石全部空隙都充滿水分，故稱這一帶巖石為飽水帶。飽水帶以上部分，除存在吸著水、薄膜水、毛管水外，大部分空隙充滿空氣，所以叫包氣帶。實(shí)際上，第一個(gè)不透水層之下，還能夠有第二個(gè)、第三個(gè)不透水層。所以，地下水按其埋藏條件可分為淺層地下水和深層地下水。189/230基本概念地下水廣義概念：賦存于地面以下巖石空隙中水地下水狹義概念：賦存于飽水帶巖石空隙中水190/230上層滯水：潛水：飽水帶中第一個(gè)含有自由水面含水層中水承壓水：充滿于兩個(gè)隔水層之間含水層中水隔水層隔水底板承壓水測(cè)壓水位潛水水位潛水含水層包氣帶承壓含水層飽水帶上層滯水局部透鏡體狀隔水層191/230依據(jù)埋藏深度，可分為淺層地下水（又稱潛水）和深層地下水（又稱承壓水）（一）上層滯水上層滯水：存在于包氣帶中局部隔水層之上重力水。特點(diǎn)：補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)基本一致；主要補(bǔ)給起源為大氣水和地下水；主要耗損形式為蒸發(fā)與滲透。192/230193/230（二）潛水

潛水定義：埋藏在地表下第一個(gè)穩(wěn)定隔水層上含有自由表面重力水。自由水面就是潛水面，從地表到潛水面距離稱潛水埋藏深度。潛水面到下伏隔水層之間距離稱含水層。潛水特征潛水面為一自由水面靠重力作用由高水位向低水位流動(dòng)潛水分布區(qū)與補(bǔ)給區(qū)是一致潛水水位、流量和化學(xué)成份均隨時(shí)空而變194/230潛水與河水關(guān)系195/230相互關(guān)系：汛期時(shí)地表水補(bǔ)給地下水枯水期時(shí)地下水補(bǔ)給地表水地下水與地表水交換關(guān)系196/230（三）承壓水

承壓水定義：充滿兩個(gè)隔水層之間水稱承壓水。

承壓水特征：承壓水位是虛擬水位分布區(qū)與補(bǔ)給區(qū)不一致動(dòng)態(tài)受季節(jié)改變、人為原因影響較小197/230198/230199/230含水巖層隔水巖層隔水巖層斷層自流泉承壓井自流井補(bǔ)給區(qū)域承壓水位200/230孔隙水、裂隙水和巖溶水三類。201/230202/230第九節(jié)冰川1、冰川定義冰川是指發(fā)生在陸地上，由大氣固態(tài)降水演變而成，通常處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)天然冰體。它隨氣候改變而改變，但不是在短期內(nèi)形成或消亡。2、冰川形成條件雪線觸及地面是發(fā)生冰川必要條件。所以冰川是極地氣候或高山冰雪氣候產(chǎn)物。

203/230天山一號(hào)冰川及冰舌對(duì)比（左攝于1980；右攝于）204/230

3.雪線（snowline）

雪線是年降雪量等于年消融量界限。雪線以上年降雪量大于年消融量，常年積雪。雪線以下年降雪量小于年消融量，不能常年積雪，只能季節(jié)性積雪。所以，冰川必須在雪線以上才能形成。一個(gè)地域海拔高度沒有超出雪線，就不可能有冰川。

205/230

雪線高度在不一樣地域是不一樣，它受溫度、降水量及地形等原因影響。地球表面平均溫度含有從赤道向兩極和自平地向高山遞減規(guī)律，所以低緯度地域雪線位置必定比高緯度和極地雪線高。比如，南美20°～25°間安第斯山雪線高達(dá)6400m，是世界上雪線最高地方（圖12-4），我國祁連山南坡雪線在5000m左右，北坡在4600m。地形不但影響溫度，也影響降水分布，如因?yàn)橄柴R拉雅山阻擋了印度洋西南季風(fēng)，使南坡降水量多于北坡，所以南坡雪線在海拔4400～4600m，北坡雪線在5800～6000m。

206/230從南極到北極跨越美洲陸地海拔和雪線高度改變207/230一、成冰作用與冰川類型（一）成冰作用

成冰作用是指積雪轉(zhuǎn)化為粒雪，再經(jīng)過變質(zhì)作用形成冰川冰過程。

雪圓化是經(jīng)過固相重結(jié)晶作用、氣相升華、凝華作用和液相再凍結(jié)作用三種方式來實(shí)現(xiàn)。結(jié)果是毀滅晶角、晶棱、填平洼處，增加平面，合并晶體，形態(tài)變圓，雪花變?yōu)檠┝?。重結(jié)晶、滲透和凍結(jié)成冰，是成冰作用三個(gè)基本類型。208/230

圖示：從雪花到冰川冰形態(tài)轉(zhuǎn)化渙散雪花便逐步形成粒狀冰，即粒雪。粒雪繼續(xù)增厚，產(chǎn)生更大靜壓力，排出空氣，結(jié)成致密、透明，呈微藍(lán)色冰川冰。209/230（二）冰川類型1.按氣候分類

依據(jù)不一樣標(biāo)準(zhǔn)可將冰川劃分為不一樣類型。按發(fā)育氣候條件和溫度情況，可將冰川分為海洋型冰川（temperateglacier）和大陸型冰川（coldglacier）兩種：

（1）海洋型冰川（暖冰川），發(fā)育在降水充沛海洋性氣候地域，粒雪線在年降水～3000mm地域附近，冰川溫度靠近壓力融點(diǎn)，液態(tài)水可從冰川表面分布到底部。因?yàn)楹Ｑ笮捅ㄑa(bǔ)給量大，冰川運(yùn)動(dòng)速度快，普通為100m/a，最快達(dá)500m/a，冰川尾端常伸入到森林帶中。這種類型冰川侵蝕力量強(qiáng)，形成經(jīng)典冰川地貌。210/230（2）大陸型冰川（冷冰川），發(fā)育在降水較少大陸性氣候地域，粒雪線在年降水1000mm以下區(qū)域，冰川形成以滲浸凍結(jié)為特征。主要標(biāo)志為溫度低，雪線附近年平均溫度低于-8℃，因?yàn)闅夂蚋稍?，降雪量少，雪線高，比海洋型冰川可高出1000米。冰川活動(dòng)性弱，消融慢，尾端進(jìn)退幅度較小，冰舌對(duì)應(yīng)短。冰川尾端不會(huì)越過森林上限。

冰川作用較弱，冰川地貌不及海洋型冰川作用形成地貌那樣經(jīng)典。大陸型冰川雪線位置較高，有時(shí)可在森林上限以上1000m位置，因而在森林帶和高山灌叢草甸帶以上到雪線間有廣大范圍裸露地面，這里積雪少，年溫差和日溫差都較大，地面凍融作用強(qiáng)盛，發(fā)育許多冰緣地貌。211/230

2、按形態(tài)和規(guī)模分類通常按照冰川形態(tài)、規(guī)模及所處地形條件把冰川分為山岳冰川、大陸冰川、高原冰川和山麓冰川。（1）、山岳冰川山岳冰川（Alpineglacier）：山岳冰川是發(fā)育在高山上冰川，主要分布在中緯和低緯高山地域。因?yàn)檠┚€較高，積累區(qū)不大，因而冰川形態(tài)受地形嚴(yán)格限制，其形態(tài)和所在地形條件有很大關(guān)系，依據(jù)冰川形態(tài)和部位可分為冰斗冰川（cirqueglacier）、懸冰川（hangingglacier）和山谷冰川（valleyglacier）三種。

212/230A、冰斗冰川

冰斗冰川是分布在雪線附近或雪線以上一個(gè)冰川，規(guī)模