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第七章湖泊與沼澤太湖一、湖泊概述日月潭第一節湖泊概述水文學[back][next]一、湖泊的概念及其分布二、湖泊的類型三、湖泊的形態四、湖泊形態的度量五、湖泊水量平衡與特點六、湖水運動(一)概念:
湖泊是陸地表面具有一定規模的天然洼地的蓄水體系,是湖盆、湖水以及水中物質組合而成的自然綜合體。一、湖泊的概念及其分布在地表水循環過程中,有的湖泊是河流的源泉,起著水量貯存與補給的作用;有的湖泊(與海洋溝通的外流湖)是河流的中繼站,起著調蓄河川徑流的作用;還有的湖泊(與海洋隔絕的內陸湖)是河流終點的匯集地,構成了局部的水循環。水文學[back][next](二)湖泊的分布◆陸地表面湖泊總面積約270萬km2,約占全球大陸面積的1.8%,其水量約為地表河流溪溝所蓄水量的180倍,是陸地表面僅次于冰川的第二大水體。世界上湖泊最集中的地區為古冰川覆蓋過的地區,如芬蘭、瑞典、加拿大和美國北部。水文學[back][next]◆我國是一個多湖泊的國家,面積>1km2的湖泊有2300余個,總面積為71787km2,占全國總面積的8%左右。我國湖泊的分布以青藏高原和東部平原最為密集。水文學[back][next]水文學[back][next]水文學[back][next]密執根湖畔水文學[back][next]尼亞加拉瀑布伊利湖與安大略湖之間水文學[back][next]水文學[back][next]水文學[back][next]水文學[back][next]水文學[back][next]水文學[back][next]水文學[back][next]青藏高壓上的湖泊分布青藏高原上的湖泊分布水文學[back][next]珠峰下的心形湖水文學[back][next]我國東部的湖泊群水文學[back][next]水文學[back][next]二、湖泊的類型
(一)湖泊的成因分類天然湖盆是在內、外力相互作用下形成的。◆以內力作用為主形成的湖盆,主要有構造湖盆、火山口湖盆和阻塞湖盆等;◆以外力作用為主形成的湖盆,主要有河成、風成、冰成、海成、溶蝕等不同類型的湖盆。水文學[back][next]旅游與地理學院1、構造湖:由于地殼的構造運動(斷裂、斷層、地塹等)所產生的凹陷形成。其特點是湖岸平直、狹長、陡峻,深度大,如貝加爾湖、洱海等。2、火山口湖:火山噴發停止后,火山口成為積水的湖盆,其特點是外形近圓形或馬蹄形,深度較大,如長白山的天池,湛江湖光巖等。3、堰塞湖:包括熔巖堰塞湖與山崩堰塞湖。前者為火山爆發熔巖流阻塞河道形成,如鏡泊湖、五大連池等;后者為地震、山崩導致河道阻塞所成,其存在時間往往不長即被河水沖毀而恢復原河道,如1932年地震山崩形成的岷江上的海子。水文學[back][next]旅游與地理學院4、河成湖:由于河流的改道、截彎取直、淤積等而成,其外形特點多是彎月形或牛軛形,故又稱牛軛湖,水深一般較淺,如我國江漢平原上的一些湖泊。5、風成湖:由于風蝕洼地積水而成,多分布在干旱或半干旱地區,湖水較淺,面積、大小、形狀不一,礦化度較高。如我國內蒙古的湖泊。6、冰成湖:由古代冰川或現代冰川的刨蝕或堆積作用形成的湖泊,即冰蝕湖與冰磧湖,特點是大小、形狀不一,常密集成群分布,例如芬蘭、瑞典、北美洲及我國西藏的湖泊等。水文學[back][next]旅游與地理學院7、海成湖:在淺海、海灣及河口三角洲地區,由于沿岸流的沉積、使沙嘴、沙洲不斷發展延伸,最后封閉海灣部分地區形成瀉湖,瀉湖再經淡化后形成,這種湖泊又稱海跡湖,如杭州的西湖。8、巖溶湖:由于地表水及地下水溶蝕了可溶性巖層所致,形狀大多呈圓形或橢圓形,水深較淺,如貴州的草海。水文學[back][next]旅游與地理學院(二)按湖水與海洋溝通情況分類可分外流湖與內陸湖兩類。外流湖是湖水能通過出流河匯入大海,而內陸湖則與海隔絕。水文學[back][next](三)按湖水礦化度分類◆按湖水礦化度分類,按湖水含鹽度的大小,分為淡水湖、微咸水湖、咸水湖及鹽水湖4類。◆外流湖大多為淡水湖,內陸湖則多為咸水湖、鹽水湖。類型礦化度淡水湖<1g/l微咸水湖1—24g/l咸水湖24—35g/l鹽水湖>35g/l水文學[back][next]旅游與地理學院
湖泊的分布沒有地帶性規律可循,也不受海拔的限制。
我國湖泊分布,大概以大興安嶺-陰山-賀蘭山-祁連山-昆侖山-岡底斯山一線為界。此線東南為外流湖區,以淡水湖為主,湖泊大多直接或間接與海洋相通,成為河流水系的組成部分,屬吞吐型湖泊。此線西北為內陸湖區,以咸水湖或鹽湖為主,湖泊位于封閉或半封閉的內陸盆地之中,與海洋隔絕。水文學[back][next]旅游與地理學院2、水庫的組成:
A、攔河壩也稱擋水建筑物,主要起攔蓄水量(抬高水位)的作用;
B、輸水建筑物是專供取水或放水用的,即引水發電、灌溉或放空水庫等,也能兼泄部分洪水;
C、溢洪道也稱泄洪建筑物,供渲泄洪水、作防洪調節與保證水庫安全之用,故有水庫的太平門之稱。
(四)人工湖泊----水庫1、定義:水庫是由人工改造或修建水工建筑物而形成的、具有一定容積和用途的水量交換緩慢的水體,又稱人工湖泊。◆據統計,全世界已建和在建水庫的總庫容大約5萬多億m3,水庫總面積約40萬km2。◆我國是世界上水庫最多的國家,已建的大中小型水庫約86800座,總庫容約4169億m3。此外,我國還有庫容在10萬m3以下的塘壩630多萬個,如此眾多的水庫塘壩,對我國的生態環境有著巨大的影響。水文學[back][next]3、特征庫容與特征水位
(1)死庫容與死水位(設計最低水位)水庫在調蓄過程中有一個設計最低水位,它是根據發電最小水頭和灌溉最低水位而確定的,同時也考慮到泥沙的淤積情況。這個水位也稱死水位,死水位以下的庫容不能用以調節水量,稱死庫容。一個水庫的總庫容通常包括防洪庫容、興利庫容和死庫容。相應于各種庫容有各種特征水位。
(2)興利庫容(有效庫容)與正常高水位為了滿足灌溉、發電等需要而設計的庫容,稱為興利庫容。興利庫容相應的水位,稱正常高水位,即水庫在正常運用條件下允許保持的最高水位,它也是確定水工建筑物的尺寸、投資、淹沒損失、發電量等的重要指標。水文學[back][next]
(3)防洪限制水位:在汛期到來之前,常預先把水庫放空一部分,利用這部分放空的庫容增加攔蓄洪水的能力,以削弱洪峰。相應于放空的那部分庫容的水位稱為汛前限制水位,即水庫調洪起始水位,它是由洪水特性和防洪要求綜合考慮確定的,在洪水來臨前,水庫不能超過此水位。(4)防洪庫容與設計洪水位、校核洪水位:為調蓄上游入庫洪水、削減洪峰、減輕下游洪水威脅,以達到防洪目的的庫容,稱防洪庫容。在水庫正常運行情況下,當發生設計洪水時,水庫允許達到的最高水位(與防洪庫容),稱為設計洪水位或最高洪水位。當發生特大洪水時,水庫允許達到的最高水位,稱為校核洪水位。4、水庫的分級
水庫的總庫容是指與校核洪水位相應的水庫容積,它包括了死庫容、興利庫容、防洪庫容和超高庫容。我國目前大中小型水庫是按總庫容的大小劃分等級的。水文學[back][next]旅游與地理學院5、水庫的類型:湖泊型與河川型三、湖泊的形態:深度較大湖泊的湖岸形態常可分為五個部分
水文學[back][next]3、岸邊淺灘:淺灘可分兩部分,靠近湖濱部分受湖水沖刷形成侵蝕淺灘,底部多為基巖或堅硬的土壤,在侵蝕淺灘以外是沉積作用而形成的堆積淺灘。2、沿岸地帶:包括水上部分及水淹部分,水上部分只有在高水位時才受湖水波動的影響,而水淹部分不受湖水漲落的影響長期為水淹沒。1、湖岸:是湖泊邊坡的水上部分,坡度陡,環繞全湖,是受近岸波浪作用而形成。水文學[back][next]4、水下斜坡:湖底和岸邊淺灘的過渡地帶,其坡角可達30°,坡上覆蓋物坡頂為砂礫,坡腳為淤泥。5、湖盆底:水下斜坡的坡腳至湖泊中央部分。水文學[back][next]
一般發育良好的深水湖泊,均可找到模式圖上的各個部分,但有時也可能稍有差異,其差異程度視湖泊大小、湖盆的地質條件、湖泊中水流運動情況而定。旅游與地理學院水文學[back][next]旅游與地理學院四、湖泊形態度量
在進行湖泊研究時或對各湖泊進行對比時,須量度湖泊形態的特征數值。1、湖泊長度:湖泊的長度是連接湖面外圍兩個彼此間最遠點的最短距離,AB之間為湖長,根據湖泊的形狀,可能是直線也可能是折線。水文學[back][next]旅游與地理學院2、湖泊寬度B:湖泊寬度可分為兩種:湖泊最大寬度和湖泊平均寬度。湖泊最大寬度是垂直于湖泊長度線方向相對兩岸間的最大距離;湖泊平均寬度是湖水面積FB除以湖泊長度L。水文學[back][next]旅游與地理學院3、湖泊岸線發展系數:湖泊岸線的發展程度常用岸線發展系數表示,即用湖泊岸線長度和與湖泊面積相同的圓的周長之比來決定。如下式:水文學[back][next]旅游與地理學院4、湖泊水面面積:由于湖泊中水位不斷地升降,因此所測得的湖泊水面面積也在不斷地變化,某一湖泊最高水位時所得的湖水面積,即為該湖泊的最大面積,而平常提到某一湖泊的水面面積時,必須注明相應的水位。水文學[back][next]旅游與地理學院5、湖泊補給系數K0:湖泊補給系數,表示入湖水量的多少,若兩個湖泊自然條件相似,湖泊面積也相同,則補給系數大的湖泊,入湖水量也大。其式為水文學[back][next]旅游與地理學院6、湖泊容積V:在湖泊等深線圖上量出各等深線所包圍的面積,用下式計算容積7、湖泊深度H:湖泊最大深度為最高水位減去湖底最深點的高程。湖泊平均深度Ho可用下式決定水文學[back][next]五、湖泊水量平衡
湖泊中,有不同方式的入流和出流,由于入流和出流在數量上不盡相等,因而湖泊中儲存的水量也在變化。根據物質不滅定律可知,入湖水量與出湖水量之差應等于湖中增加或減少的水量,所以可寫出某時段湖泊水量平衡方程:水文學[back][next]旅游與地理學院六、湖水的性質
1、顏色和透明度
湖水一般呈淺藍、青藍、黃綠或黃褐色。湖水顏色以含沙量多少、泥沙顆粒大小、浮游生物種類和數量多少為轉移。一般說,含沙量小,泥沙顆粒小、浮游生物少,則湖水呈淺藍或青藍色;反之則呈黃綠或黃褐色。
湖水透明度與太陽光線,湖水含沙量、溫度及浮游生物都有關系。確定湖水透明度的方法與海水相同。
水文學[back][next]旅游與地理學院2.溫度:太陽輻射熱是湖水的主要熱量來源。而湖水向外輻射和蒸發,則是熱量損耗的主要方式。水文學[back][next]熱帶水溫常年在4℃以上,故溫度分布始終為正列狀態。溫帶湖隨季節不同而分別出現逆列、正列、等溫狀態。高山和極地湖泊的水溫常年低于4℃,多為逆列狀態。湖水溫度增到4℃以上,密度又降低,最熱層位于湖面,水溫隨深度增加而降低,這種溫度分布稱為正列狀態,多發生于夏季。湖面溫度增到4℃時,表水密度增大下沉,較冷水因密度小而上升,這樣對流的結果,水溫趨于均勻,稱為等溫狀態;多發生在春季;淡水在4℃時密度最大。當湖面溫度低于4℃時,水溫隨深度增加而升高,這種溫度分布稱為逆列狀態,多出現于冬季;旅游與地理學院
依據不同氣候帶中湖溫的垂直變化規律,湖泊可以分為------
熱帶湖、溫帶湖、寒帶湖水文學[back][next]旅游與地理學院3、化學成分湖水的化學成分大致相同,但化學元素含量及其變化,卻可以因時因地而有較大差異。作為補給來源的降水、地表徑流和地下水,含有許多溶解氣體和鹽類,例如雨水含氮、氧、二氧化碳、亞硝酸,地下水除含氮、氧、氫及二氧化碳外,還有碳酸鈣、碳酸鈉、硫酸鈉、等。水文學[back][next]旅游與地理學院七、湖水的運動
基本形式:進退運動和升降運動;多數情況下這兩種運動是相互結合進行的。引起湖水運動的主要因素是風和水的密度差。除此之外,如河流入湖或湖水流出也可以引起湖水運動。在個別區域,由于氣壓突然變化也會引起湖面的運動。地震也可引起湖面很大的波動。湖水運動是湖泊中主要的動力因素,它對于湖水的物化性質、湖中泥沙運動、湖岸變遷和水生物活動等都起著重要的作用。水文學[back][next]旅游與地理學院(一)波浪
湖中的波浪絕大多數是由風引起的。由于湖泊、水庫水面寬度有限,水深較淺,因此,湖面波浪無論在形狀或大小都不能與海浪相比。湖泊四周為陸地所包圍,形成孤立的水體,因此,地形條件對湖泊風浪的影響遠比海浪為大。1、波高h:波峰與波谷間的垂直距離,以米計。2、波長:二相鄰波峰或波谷間的水平距離,以米計。3、波速c:波形中任一點在單位時間內所傳播的距離,以米/秒計。4、周期T:二相鄰波峰通過空間同一點時所需的時間。各要素之間的關系為5、波陡m:為波高與波長的比率,水文學[back][next]旅游與地理學院(二)湖流
水文學[back][next]1、概念
湖流是指湖中的水團沿一定方向前進的運動,水團在前進中基本保持著它們的理化性質,湖流能促進湖水在平面上和垂線上的混合作用。是由于風所形成的水面傾斜,當風停止后,增減水的水面傾斜,使水團從迎風岸(增水岸)流向背風岸(減水岸),當產生該種湖流時,湖中水量并不發生變化。2、分類1)吞吐流;是由于出入湖泊的水量引起水面局部上升或下降,造成水面傾斜而形成潮流。凡外流湖及內流湖中直接承納河流徑流或排水入河者都有吞吐流產生,當存在此種湖流時,湖中水量亦發生變化。2)常量流;3)密度環流;
3)密度環流:一種為湖水水層溫度變化不均勻,引起密度差異,造成水面傾斜而形成湖流;另一種是指入湖河水因溫度、溶解質、懸移質含量與湖水不同,與湖水泥合后造成密度差異而形成的潮流。密度環流最易發生在湖水溫度變化時期。請判別湖水是增溫還是冷卻?水文學[back][next]增減水的水位變化,首先決定于風速大小,風速大時增水現象比較強烈,水位變化較大,當風速劇烈增強時,大量湖水向增水岸轉移,補償流來不及把相等的水量送還減水沏岸,水位將劇烈增高。湖盆形態對增減水水位變化有很大影響,在深水岸邊,由于補償流流勢大,水位變化較小,而在有淺灘分布的岸邊,由于底部摩阻作用,補償流的規模不及表面流,因此水位變化較劇烈,特別是在狹窄的湖灣、庫灣以及沿盛行風向而伸展的湖泊和水庫中,增減水現象是很強烈的。
(三)增水和減水
水文學[back][next]由于強風或氣壓驟變引起的漂流將大量湖水從湖的背風岸遷至向風岸,在向風岸引起水位上升現象,稱為增水,而在背風岸引起水位下降現象,稱為減水。由于沿風向湖泊兩岸產生水位差使水面產生傾斜。這種傾斜水面又反過來阻滯風成流的流動,并在水面下產生與風成流方向相反的補償流。
1、概念
2、影響因素
增減水現象可由實測資料進行分析,如圖為太湖一次增減水過程。它是1956年8月初臺風侵襲期間的水位變化過程。自8月1日傍晚起,湖面發生強烈東北風,迎風岸新塘站即漲水,至2日晨水位猛漲至4.80米,而背風岸胥口站水位則由3.10米下降至2.35米,兩站水位相差2.45米。此后風向轉為東南,水位逐漸恢復。但迎風岸百瀆站水位隨即上漲,背風站吳樓水位下降。水文學[back][next]水文學[back][next](四)水庫異重流水文學[back][next]異重流是兩種重率不同的流體相匯合,由于重率的差異而發生的相對運動。在運動過程中,各層流體能保持其原來的特性,不因交界面上的紊動作用而發生全局性的摻混現象。水流比重差異系數是由于水溫、含沙量、溶解質的含量不同所致。溫差異重流常見于熱電站冷卻水的引水口,鹽水異重流常見于入海河口,而渾水異重流則主要發生在河流入庫處。1、概念2、運動特點3、分類4、形成過程挾沙水流進入水庫壅水段后,由于水深增加,流速減低,水流中所挾帶的泥沙不斷向底部沉降,水面的流速與含沙量逐漸趨向于零。向底部沉降的泥沙,較粗的部分將就地淤積,形成三角洲淤積,較細的則由于沉降速度小,還能繼續保持懸浮狀態。水文學[back][next]進到B點以后,表層水開始變清,形成一個明顯的清渾水交界面,這時該區周內出現兩種比重不同的流體,在重力作用下,潛入底部的水流就有可能攜帶著所剩下來的懸浮物質,以一定的速度向前運動,形成異重流。旅游與地理學院由于異重流在向水庫區運動的過程中,將帶動一部分交界面上的清水相隨同行,因而其表層就會出現相反方向的補償流。這種補償流的回流將推動水面的漂浮物質向B點附近聚集,這就是水庫異重流產生的一個標志,B點通常稱為異重流的潛入點,即水庫異重流形成和插入庫底的潛入點。清渾水的重力差是形成水庫異重流的根本原因。如果入庫的渾水能持續不斷,庫底又有足夠的坡降,則異重流能在水庫中長距離運行,以至到達壩前。此外,如果壩體底孔開啟異重流就可以排出水庫。因此,弄清異重流運動規律,對采取異重流排沙,減經水庫淤積速率將有重要的意義。水文學[back][next]旅游與地理學院維持異重流前進的動力是重力,但異重流體的有效重力大大減小。由于重力作用大大削弱,使慣性力的作用相對顯得十分突出。相對突出的慣性力作用,使異重流能夠輕易超越障礙及爬高,這是一般水流運動做不到的。此外,由于重力作用減弱,阻力作用也顯得十分突出,由于阻力作用相對增強,故異重流的運動速度是很小的。因此,異重流要維持長距離運動,清渾水交界面在水流方向上必須有足夠的坡度。5、水庫異重流的特性
水文學[back][next]第二節沼澤沼澤是地表土壤層水過飽和的地段。它是一種特殊的自然綜合體,具有三個基本特征:①地表經常過濕或有薄層積水;②其上生長濕生植物或沼生植物;③有泥炭積累或無泥炭積累,但有潛育層存在。
全球沼澤面積約占陸地面積的0.8%。我國的沼澤主要分布在四川的若爾蓋高原、三江平原等地,總面積約11萬平方公里,占全國陸地面積1.15%。水文學[back][next]水文學[back][next]水文學[back][next]水文學[back][next]水文學[back][next]水文學[back][next]一、沼澤的形成◆水體沼澤化:主要是指海濱沼澤化、湖泊沼澤化和河流沼澤化。◆陸地沼澤化:森林沼澤化和草甸沼澤化。水文學[back][next]沼澤地段的自然條件一般是地勢低平、排水不暢、蒸發量小于降水量,地表組成物質粘重不易滲透,故主要分布在冷溫或溫濕地帶。其形成大致可分兩種情況:
在沼澤物質中,水占85%到95%,干物質(主要是泥炭)只占5%-10%。水分條件是沼澤形成的首要因素。只有過多的水分才能引起喜濕植物侵入,導致土壤通氣狀況惡化,并在生物作用下形成泥炭層。水文學[back][next]
(一)水體沼澤化
水體沼澤化最廣泛,它可以形成三種基本類型的沼澤,即海濱沼澤、湖泊沼澤和河流沼澤。1、海濱沼澤的形成
海濱地區隨著海岸的外推,逐漸脫離海水的影響,在雨水淋溶下,沉積物中鹽分逐漸降低,這種情況有利于耐鹽微生物的發育,因而逐漸過渡到生草階段。在沼澤生成過程中,往往由于海水的倒灌或河流泛濫,常引起生草過程的中斷,在老的生草地上形成新的泛濫沉積層,在一定條件下,又重新開始生草過程,這樣不斷的更替,逐漸發育成埋藏有黑土底層的鹽漬沼澤。水文學[back][next]2、湖泊沼澤的形成1)淺水湖泊沼澤的形成
淺水湖泊湖岸傾斜平緩,湖中水草叢生,由于各種水草生存條件的不同,因此從湖岸至湖心繁殖的水草有規律的成帶狀排列。在岸邊淺水地帶生長苔草植物,在水深2米左右處生長蘆葦和蕪屆類植物,水深在4米以上則生長藻類和眼于菜屬植物,再深,由于湖底光照不足只能生長抱子植物。隨著水生植物的蔓延和大量浮游生物的形成,沉積在湖底的植物殘體,由于缺氧幾乎沒有被分解而堆積,厚度不斷增加,沿岸植物不斷向湖心蔓延,湖泊逐漸淤漢而形成沼澤。水文學[back][next]水文學[back][next]2)深水湖泊沼澤的形成
在水深岸陡的湖泊中,首先在背風岸水面上長滿著漂浮植物,它們是由長根莖的水芋,沼澤陵菜等組成,其長根莖相互交織成網與岸邊相連形成漂浮筏,苦藥等植物就在漂浮植物的網孔上生長,若植物漂浮筏的厚度不大,可被風吹離岸邊,就形成浮島散布湖中。由于漂浮筏上植物不斷的向上增長,漂浮筏植物就愈向下沉,死亡植物殘體從下面脫落沉入湖底,形成泥炭逐漸淤高,這樣湖底與漂浮筏之間的距離逐漸縮小,漂浮筏逐漸向湖心伸展,最后使湖泊轉化為沼澤。水文學[back][next]水文學[back][next]
(二)陸地沼澤化
陸地沼澤化表現為多種形式,但基本形式是森林沼澤化和草甸沼澤化兩種。在過濕區域的森林砍伐跡地或火燒跡地上,草本植物大量繁殖,一方面阻礙木本植物生長,另方面又成為苔蘚植物的溫床,最后形成苔蘚沼澤,這是森林沼澤化。水文學[back][next]
地表長期處于過濕狀態,特別是河水泛濫及鄰近水體沼澤化的影響,使潛水位升高或地下水出露造成草甸的過度濕潤,以致低洼處水分積聚,土壤中形成嫌氣環境,死亡有機質在嫌氣細菌作用下,緩慢分解而形成泥炭層,這是草甸沼澤化。此外,海濱高低潮位間反復被海水淹沒的平坦海岸帶,也可形成沼澤;高山或高原多年凍土區的古夷平面、寬廣河流階地、甚至平坦分水嶺上,凍土層阻礙地表水下滲,即使降水量并不豐富,地表仍能處于過濕狀態,形成沼澤。水文學[back][next]
低位沼澤是沼澤發展的初級階段,沼澤初形成時,土壤中的礦物營養物質還比較豐富,泥炭的灰分含量一般超過18%,又叫富營養型沼澤.沼澤表面平坦或呈淺凹狀;主要生長富營養苔草植被,這就是低位沼澤。二、沼澤的分類水文學[back][next]
隨著泥炭的堆積,土壤中的礦物營養愈來愈少,富營養植物逐漸死亡。泥炭灰分含量不足4%,又叫貧營養型沼澤,沼澤中心得不到從四周流來的含礦物營養水,最先出現寡營養植物。;因為殘體分解慢,中心區逐漸向上隆起,這樣就形成了高位沼澤。高位沼澤代表沼澤發展的寡營養階段。此后,沼澤中可能出現草甸植物,從而經歷由濕到干的演化過程。水文學[back][next]三、沼澤的水文特性(一)沼澤的含水性泥炭沼澤按重量比計算,一般含有89-94%的水分,這些水分多貯存在疏松的植物殘體和泥炭孔隙之中,沼澤特別是泥炭沼澤是一個良好的蓄水體。泥炭沼澤一般可分為上下兩層,上層由枯枝落葉層所構成,下層由不同植物殘體及不同分解程度的泥炭所組成。上層含水量變化無常,地下水下降,上層孔隙無水,因而空氣能周期地進入此層的孔隙中,植物根系即在此層內生長,孔隙中的水分與植物種類有關。如水蘚孔隙中水分平均為干物重量的24.68倍,荒蕪和苔草僅為干物重的3-4倍。與上層不同,下層含水量經常不變。上層對沼澤水文情況影響比較顯著,稱為活躍層;下層氧氣不能進入,成嫌氣狀況,對沼澤的水文影響比較小,稱惰性層。水文學[back][next](二)沼澤的蒸發
沼澤上層孔隙較大,當地下水面與沼澤表面在毛管作用以內(30厘米)時,因毛管作用能將大量水分輸送到沼澤表面,供蒸發所需,其蒸發量與水面蒸發量相差無幾。當地下水面下降到毛管臨界深度以下時,蒸發作用只能在某一深度沼澤孔隙中進行。組成沼澤上層的植物殘體導熱率很小,一晝夜所蒸發的水分在0.1-0.2毫米之間。苔蘚植物覆蓋層如同一個調節器一樣,使沼澤不致干涸,又能促進蒸發,排除過多水分。水文學[back][next](三)沼澤的滲透泥炭沼澤因覆蓋層孔隙比砂土孔隙大,滲透系數每秒可達10厘米以上,如苔蘚植物覆蓋層每秒可達20厘米以上。由于孔隙大,滲透系數大,故降落到沼澤表面的雨水很快下滲到地下水面,很少形成地表徑流。泥炭沼澤的滲透系數在垂直方向上變化較大,據試驗,滲透系數由表層向下逐漸減小,如上層滲透系數每秒幾十厘米,而在1.0-1.2米處的滲透系數就不到每秒千分之一厘米。其原因為深處植物殘體分解程度增大,泥炭密度加大,深處所受壓力增加,致使孔隙變小。試驗證明,沼澤表面下Z處泥炭層的滲透系數K與Z成反比關系,即水文學[back][next](四)沼澤徑流
沼澤徑流產生于沼澤水網區域中,水網由沼澤區的小河、湖泊和泥潭構成。沼澤形成前就存在的小河、湖泊稱為原生小河、原生湖;沼澤形成后生成的稱為次生小河、次生湖。泥潭是沼澤地區內極度過濕且有沖散的泥炭層、草根層與水、泥混在一起的水體。沼澤區內植物叢生、泥炭積累、排水不暢,因而形成了沼澤徑流運動極為緩慢的特征。水文學[back][next]沼澤徑流也可分成地表徑流和泥炭層申的地下徑流兩類。降水時,水分首先被泥炭層及草根層吸收,隨著降水延續,含水量漸增,潛水位升高,作用層內部水分以側滲方式流出。降水強度大于滲透率的地方,產生地表徑流。由于未飽和泥炭層下滲能力極大,故常先出現地下徑流,后產生地表徑流。沼澤發育初期,沼澤徑流多呈微弱流動或停滯狀態。低位沼澤因表面微地形的影響,水流一部分為明流,一部分通過草丘為滲透流,故稱為半表面漫流。低位沼澤中部下凹,地表漫流流線呈向心網狀;高位沼澤中部上凸,地表漫流流線呈輻射網狀。水文學[back][next]水文學[back][next]
沼澤因產流少,減少了一次降雨的河川徑流量且延長了匯流時間;此外,沼澤可削減洪峰流量,甚至使當年來水不能當年流出。水文學[back][next]結束北美五大湖蘇必利爾湖密執根湖休倫湖伊利湖安大略湖總面積達24.5萬km2密執根湖畔尼亞加拉瀑布伊利湖與安大略湖之間青藏高壓上的湖泊分布青藏高原上的湖泊分布珠峰下的心形湖我國東部的湖泊群構造湖1構造湖云南滇池,面積300km2構造湖2西山看滇池構造湖構造湖3污染嚴重的滇池構造湖構造湖4洱海,面積250km2構造湖構造湖5銀蒼玉洱構造湖構造湖6云南撫仙湖構造湖構造湖7坦噶尼喀湖構造湖構造湖8構造湖死海,東非大裂谷北端,低于海平面約416米。構造湖9構造湖貝加爾湖,深達1620m,世界第一深構造湖10構造湖貝加爾湖畔21火山口湖1火山口湖湛江湖光巖,我國唯一的瑪珥湖火山口湖2湖光巖清澈的湖水火山口湖火山口湖3長白山天池,面積9.82km2,1199年噴發后形成。是中國海拔最高(2194m)、最深的淡水湖(373m)。火山口湖火山口湖4長白山天池北側缺口形成長白瀑布,落差68m火山口湖21堰塞湖1鏡泊湖,“水平如鏡”,熔巖堵塞牡丹江上游而成,面積95km2堰塞湖堰塞湖2吊水樓瀑布堰塞湖堰塞湖3洪水期的鏡泊湖堰塞湖堰塞湖4五大連池,因1719—1721年火山噴發,堵塞了嫩江支流小白河而形成5個相連的湖泊堰塞湖堰塞湖5五大連池,總面積>600km2堰塞湖21河成湖1中國三大淡水湖:鄱陽湖(3583km2)、洞庭湖(2820km2)、太湖(2400km2),成因都屬于構造+河成。河成湖洞庭湖河成湖2太湖河成湖河成湖3揚州瘦西湖河成湖河成湖4九江,甘棠湖,煙水亭河成湖22風成湖1月牙泉,現在面積僅9畝,水深1m左右,面臨消失的危險風成湖風成湖2居延海,內蒙古額濟納旗風成湖風成湖3沙湖,寧夏銀川風成湖風成湖4埃及的沙漠湖泊風成湖22冰成湖1冰成湖喀納斯湖,北疆阿爾泰山,中國唯一的北冰洋水系湖泊,面積為44.8km2,南北長約24km,東西寬約2km,最大水深188m。冰成湖2天山天池“瑤池仙境”,4.9km2冰成湖冰成湖3美國,阿拉斯加冰成湖冰成湖4冰成湖挪威22海成湖西湖:5.6km2,平均水深1.47m三潭印月海成湖平湖秋月斷橋殘雪斷橋殘雪蘇堤春曉巖溶湖-草海草海22中國第一大咸水湖-青海湖4400km2,古稱“西海”納木錯中國海拔最高的咸水湖(4718m)死海岸邊的鹽死海游泳死海泥中國死海山西運城密西西比密西西比河上的水壩多瑙河上的水壩黃河三門峽黃河龍羊峽丹江口水庫十三陵水庫萬綠湖水庫的平面形態
(二)湖泊波漾湖泊整體或局部水域,由于風力、氣壓突變、地震等影響,發生周期性的擺動稱波漾,也稱駐波、定指波。被漾擺動的軸心稱波節,波節處尤水面升降運動,如圖3—60中評點,波節兩圖3—60單節波漾邊水面交替發生傾向的傾斜,因而湖邊水位是有節奏的升降變化著的。兩個波節間水位垂直升降變化的最大幅度處稱為波腹,即圖中的。6和c8。湖泊的波漾基本上是單節的,亦有雙節或多節的,如圖3—61(。)和3—61(6)。影響波漾波腹大小、周期長短的主要因素是湖盆形態、面積和湖水深度等。面積小、深度大的湖泊,通常波漾擺動快、周期短、水位變幅也大;反之則周期長、變幅小。例如,日內瓦湖砌長72千米,平均水深173米,其披漾平均周期為73分鐘,最大波腹可達2米;而匈牙利的巴拉頓湖長76千米,平均水深僅3
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