自然地理学海洋和陆地水省名师优质课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。谢谢,第四章,海洋和陆地水,第1页,第一节 地球水循环与水量平衡,一.地球上水分布,1.地球水圈,活动水(液态与固态水):海洋、河流、湖泊、沼泽、地下水、冰雪,气态水:大气水分,矿物化合水、结合水,2.地球总水量,国际水文协会认为1510,8,km,3,3.地球水量分布,非均匀性 以海水为主体，海水占97%以上,第2页,参考资料:,化合水是指矿物中结晶水，又称,结合水,。以OH,-,、H,+,或H,3,O,+,等形式存在于,化合物,或,矿物,中,水,。,比如,滑石,Mg,3,（Si,4,O,10,）（OH）,2,、,水云母,（KH,3,O）Al,2,（OH）,2,（AlSi,3,O,10,）等。,化合水在结构中占有一定位置，须加热至相当高温度才能使其脱失，并伴随有因结构改变或破坏所引发放热效应。,土壤,中化合水是,束缚水,一个。不能直接参加所进行物理作用，也不能被,植物,吸收作用。,第3页,2/6,地下,海洋,冰川,沼泽,湖泊,江河,大气,自然界,中的水,第4页,1/6,水以不一样形式存在于自然界中。,图中单位为,可供直接饮用河流和淡水湖泊,10.17万,第5页,二.水循环与水量平衡,(一).水循环,1.水循环过程,：,蒸发凝结,降水,径流,蓄积,2.循环类型,海气循环,海陆循环,海陆气循环：非闭合循环,第6页,第7页,水循环示意图,第8页,3.自然水更新周期,多年冻土带地下水或极地水：110,4,年,海水：2500年,深层地下水：1400年,湖泊：数至数十年,河川：10-20天,大气水：8-9天,第9页,(二).水量平衡,1.全球水量平衡方程式：,P,C,+P,O,=E,C,+E,D,P,C,：大陆降水；P,O,：海洋降水；E：蒸发量,2.水平衡规律,：,全球降水量等于全球蒸发量,全球水量保持平衡,海洋是水分主要起源,海洋与陆地水平衡经过径流来实现,3.水平衡区域差异与人类干预水平衡问题,不论海洋与陆地，不一样纬度降水量与蒸发量都有差异,第10页,参考资料,:,我国是一个干旱缺水严重国家。我国淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，名列世界第四位。不过，我国人均水资源量只有2300立方米，仅为世界平均水平1/4，是全球人均水资源最贫乏国家之一。然而，中国又是世界上用水量最多国家。仅年，全国淡水取用量到达5497亿立方米，大约占世界年取用量13%，是美国年淡水供给量4700亿立方米约1.2倍。,第11页,中国从20世纪70年代以来就开始闹水荒，80年代以来，中国水荒由局部逐步蔓延至全国，情势越来越严重，对农业和国民经济已经带来了严重影响。,缺水：全方面告急,北方资源性缺水！,南方水质性缺水！,中西部工程性缺水！,据统计，我国当前缺水总量预计为400亿立方米，每年受旱面积200万260万平方公里，影响粮食产量150亿200亿千克，影响工业产值数千亿元，全国还有7000万人饮水困难。,第12页,从人口和水资源分布统计数据能够看出，中国水资源南北分配差异非常显著。长江流域及其以南地域人口占中国54，不过水资源却占81。北方人口占46，水资源只有19。教授指出，因为自然环境以及高强度人类活动影响，北方水资源深入降低，南方水资源深入增加。这个趋势在最近20年尤其显著。这就愈加重了我国北方水资源短缺和南北水资源不平衡。,第13页,冰川：,第14页,湖泊：,第15页,大气：,第16页,沼泽,：,第17页,沼泽：,第18页,地下：,贵州安顺地下暗河,第19页,地下：,趵突泉,第20页,江河：,长江,第21页,江河：,黄河入海口,第22页,第23页,第24页,第25页,第26页,第27页,航运,第28页,海上平台,第29页,不过：,第30页,我们只有一个地球,第31页,一.大洋、海及其区域与分类,1.世界大洋,洋是远离大陆，面积辽阔，深度大，含有独立洋流系统和潮汐系统，理化性质较稳定水域,。,第二节 海水理化性质,第32页,2.海及其分类,深入陆地大洋边缘部分，面积和深度小于洋，有河流注入，理化性质有别于洋，无独立洋流系统和潮汐。,内海,：为陆地所圈，以海峡与外海相通。,边缘海,：以半岛或岛屿与大洋分隔，受外海洋流与潮汐影响。,外海,：大陆边缘大洋部分，与洋有辽阔联络，如巴伦支海、阿拉伯海。,岛间海,：由一系列岛屿所围绕形成水域。,第33页,3.海水组成,化学成份,海水中含有天然元素80各种。,Cl、Na、K、Ca、Mg、S,盐度,海水盐度：海水中全部溶解固体与海水重量之比。,大洋盐度普通在33-37之间。,4.物理性质,温度：海水表层平均温度改变于-1.7-30度间,密度：1.022-1.028g/cm,3,，是温度，盐度，压力函数。,透明度与颜色,海水透明度以直径30cm白圆盘投入水中可见深度来表示。,第34页,第三节 海水运动,一、潮汐与时尚,第35页,钱江大潮,第36页,第37页,第38页,第39页,第40页,第41页,第42页,日本海啸,第43页,第44页,第45页,第46页,二、海洋中波浪,1、波浪,海洋中波浪指水质点以其原有平衡位置为中心，在垂直方向上作周期性圆周运动现象。,波浪要素包含波峰、波谷、波长、波高等。,2、海洋波浪分类,按成因分类：,风浪,：由风作用而产生波浪。,海啸,：因地震或风暴而产生波浪。,潮波,：月球引潮力引发。,第47页,海浪要素,海浪是海水运动形式之一，它产生是外力、重力与海水表面张力共同作用结果。,2/4,第48页,依据波浪行进海岸时改变，对于坡岸较缓海滩，近岸水域按不一样水深可分为：深水区浅水区、击岸波区及岸边区。,表示波浪破碎处水深，对应波高称为破碎波高，用 表示。,第49页,海岸波浪,第50页,气压波,：气压突变产生波浪。,船行波,：船行作用产生波浪。,按波和水深相对关系分：,深水波,浅水波,按作用力情况划分：,强制波,自由波（余波）,第51页,波浪余摆线：,参见教材P138。,第52页,一、7万年以来海平面改变,近代在全球各个大陆发觉贝壳堤、海滩岩、珊瑚礁、牡蛎堤，以及取自钻孔剖面中沉积物和生物遗址标本，都毋庸置疑地证实，即使在最近地质历史时期，也出现过远高于当代海平面。而大量埋藏在今天海水下贝壳堤、海滩、海滨沼泽、村落遗址、河口三角洲和外陆架，又证实过去确曾发生过海平面远低于当代海平面情况。局部地域海岸线改变因为叠加了该地域地壳形变原因影响，不一定能准确反应海平面升降幅度。不过，全球范围海平面改变无疑应该是全球气候改变反应。,第四节 海平面改变,第53页,1、距今70000年：,海平面上升：渤海西海岸偏西200km，黄海海岸远至大运河、太湖一带；,2、距今44000 年：海平面下降：海岸线向东推进到当代海岸以东4个经度。,3、距今25000年：,海平面再上升；,4、距今15000年：,海平面下降，东海海岸东移至距日本九州120km处。,5、距今10000年：海平面上升。,第54页,二、近百年海平面改变,刚才过去20世纪，因为气候变暖造成海洋热膨胀和冰川消融加剧，加上CO2排放量猛增形成温室效应，全球海平面普遍呈上升趋势。,三、2l世纪海平面上升预测,1990年以前做出2l世纪海平面上升预测含有很大不确定性。只有一点为人们所公认，即海平面上升速度将比20世纪更加快。海平面上升将使沿岸地域风暴潮灾害加剧，海岸侵蚀强化，潮滩湿地损失，盐水入侵河口及海岸地下含水层，妨碍陆地洪水与沿海城镇污水排放，理应受到高度重视。,第55页,海洋资源：与海水本身有直接关系物质和能量。包含：化学元素，海洋生物，矿藏，能量，热量。,一.海洋资源,（一）海水化学资源,海水中含量最大化学物质是水，水本身就是一项主要而宝贵资源。除水以外，海水中含有大量溶解固体和气体物质，其中包含80各种化学元素。,1.水资源,：即海水淡化,2.化学物质资源,盐,常量化学物质：镁、钾、重水、溴、铀,微量元素：碘、铜、银、锌、钼等,第五节 海洋资源与海洋环境保护,第56页,资料:全球海水淡化现实状况,当前，全球海水淡化日产量约3500万立方米左右，其中80用于饮用水，处理了1亿多人供水问题，即世界上150人口靠海水淡化提供饮用水。全球有海水淡化厂13万多座，海水淡化作为淡水资源替换与增量技术，愈来愈受到世界上许多沿海国家重视；全球直接利用海水作为工业冷却水总量每年约6000亿立方米左右，替换了大量宝贵淡水资源；全世界每年从海洋中提盐5000万吨、镁及氧化镁260多万吨、溴20万吨等。,第57页,美国研制出一个新型海水淡化设备,海水晒盐技艺,第58页,海水晒盐技艺,第59页,海水晒盐技艺,第60页,（二）海底矿产资源,石油和天然气、海滨砂矿、在大陆边缘海区，还有磷钙石、海绿石和煤、铁、铜、硫等各种矿物资源。深海底主要矿产是锰结核和含金属泥质沉积物。,第61页,1.石油和天然气,分布在大陆架以及浅海区,全球海底石油储量丰富，近250010,8,t，占全球可能储量31%,2.海滨矿砂,金、铂族金属和金刚石等，铁砂，锡砂等,分布广、矿种多、储量大、易开采,3.其它矿藏,磷钙石、海绿石、煤、铁、铜硫等各种矿物资源,深海底矿产,锰结核：含金属泥质沉积物：深海区结构活动带铁、锰、锌、铜、铅、银和金等泥质沉积物,第62页,（三）海洋动力资源,波浪能 潮汐能,（四）海洋生物资源,生物资源丰富 20余万种生物,海洋生物生产量高,a.在不破坏生态平衡下，每年可产出3010,8,t水产品，可供300亿人食用,b.向人类提供食物能力多，其实物生产相当于全球农产品1000倍,第63页,动植物资源,鱼类资源,：310,4,种之中有1.610,4,种在海洋中,全球年渔获量85%以上来自海洋,无脊椎动物,：头足类、甲壳类、海参类、水母类,如乌贼、扇贝、对虾、龙虾、海参、海蜇等,海洋脊椎动物：鲸、海豚、海鸟、海狮、海豹、海象等,植物资源,：海藻类,第64页,二、海洋对地理环境影响,海洋本身组成了地理环境基本要素之一。海洋是抵达地球表面太阳能主要接收者，也是主要蓄积者，海水冷却时将向空气中散发大量热，增温时则将从空气中吸收大量热。海洋借助自己与大气物质和能量交换过程间接影响气候和受气候影响各种自然现象。,第65页,第六节河流,一河流、水系和流域,（一）河流、水系和流域概念,河流,：河水经常或周期性地沿本身造成洼地流动,水系,：河流干支流网络系统,外流河和内流河：前者流入海洋，后者流入内陆湖,流域,：分水岭围成集水区,第66页,黄河流域,太湖流域,海河流域,第67页,（二）水系形式,水系形式是一定岩层结构、沉积物性质和新结构应力场反应。水系形式可按干支流相互配置关系或它们组成几何形态来划分如树枝状水系、羽状水系、,。,第68页,类 型,特 征,发 育 地 区,树枝状水系,在地形较缓坡度不大，物质成份均匀，地质结构影响轻微地域,花岗岩、玄武岩、砂岩、砂砾岩、片岩、板岩、粘土岩、凝灰岩,钳状沟头树枝状水系,形态为树枝状，源头呈钳状,侵入岩、块状岩石风化剥蚀馒头山,花瓣状沟头树枝状水系,总体呈树枝状，源头呈花瓣,混合岩,叶脉状树枝状水系,水系短而密，多呈直角汇入，三级支流似叶脉状,格状,树枝状水系,主流和支流呈直角相交，受断裂、裂隙控制,沉积岩，变质岩中也有分布,梳状,树枝状水系,冲沟汇入三级支流，多呈直角或近似直角，并相互近于平行,时代较新胶结砂砾岩,肋状水系,格状水系变种，二级支流平直，三级支流与二级支流呈正交，三级支流成对出现，并近于平行，似肋骨,变质岩、付变质岩,角状水系,格状水系变种，多沿断层、裂隙发育，主流和支流呈直线状,坚硬岩石结构发育地域,菱格状水系,角状水系变种。水系受“X”型断裂和裂隙所控制，呈菱格状,“X”型结构发育地域,第69页,树枝状水系（长江）,第70页,格状水系（闽江）,第71页,类 型,特 征,发 育 地 区,平行状水系,沿某一方向断裂发育，水系平行分布,组结构发育坚硬岩石地域，第四系地层斜地，冰水堆积物,扇状水系,主流稀疏，支沟密布，以锐角汇入主流,主要发育在河流三角训，在冲积扇较发育,羽毛状水系,三级支流上冲沟均以锐角流入支流，冲沟紧而密，分布对称，似羽毛状,变质岩中片理较发育地域，黄土覆盖区红色土出露地段,放射状水系,水系由中心向外流，呈放射状,火山锥、弯丘、地下隆起,向心状水系,水系从四面向内流,盆地、凹陷,第72页,扇状水系（海河）,平行状水系,第73页,羽毛状水系（渭河）,第74页,放射状水系,向心状水系（）,向心状水系（）,第75页,（三）河流纵横断面,河源与河口高度差，称河流,总落差,；而某一河段两端高度差，则是这一河段,落差,；单位河长落差，叫做河流,比降,，通常以小数或千分数表示。河流纵断面能够很好地反应河流比降改变。,河流横断面,第76页,（四）河流分段,一条河流经常能够依据其地理-地质特征分为河源、上游中游、下游和河口五段。,（五）流域特征对河流影响,流域面积：影响河流水量大小；,流域形状：影响干流集中程度；,流域高度：影响降水形式和气温，进而影响水量改变；,流域方向或干流方向：影响冰雪消融。,河网密度：地表径流丰富程度标志。,流域气候、植被、地貌特征、岩石和土壤渗透性和抗蚀能力，是河网密度大小决定性原因。,第77页,二.水情要素,河流是经过它流水活动影响和改变地理环境。为了认识河流特征及其地理意义，必须首先了解相关河流水情一些基本概念。,1.水位,：,河流中某一标准基面或测站基面上水面高度，叫水位。,三峡水位,第78页,三峡水位,第79页,三峡最高水位,第80页,2.流速,：,水质点在单位时间里移动距离.,河流,第81页,河流流速分布图,第82页,薛齐公式(等流速公式):,R为水力半径,即过水断面面积与水浸部分弧长之比;I为河流纵比降;C为待定系数.,C与糙度、深度、过水断面形状等相关，可经过试验或公式求得，惯用公式有：,第83页,1）满宁公式：,2）巴甫诺夫斯基公式：,上述两式中，R为水力半径，n为河槽粗糙系数。,3.流量,：,单位时间里经过某过水断面水量：Q=Av,式中Q为流量；A为断面积；v为平均流速。,第84页,黄河,4.河水温度与冰情,河流补给特征是影响河水温度情况主要原因。河水温度也随时间而改变。,第85页,黄河凌汛,第86页,黄河凌汛,第87页,第88页,第89页,第90页,第91页,三.河川径流,径流（runoff):,指流域内大气降水，除掉部分被蒸发耗损外，其余在重力或静水压力作用下沿着地表面或地下运动水流。它包含降水沿地表与地下汇入河网，并向出口断面聚集和输送全部水流。,其中，沿地表（坡面与河槽）流动水流称为,地表径流,；在地表面以下岩石、土壤和冲积层空隙中流动水流叫做,地下径流,。,从地表和地下汇入河川后，向流域出口断面聚集、输送和排泄水流称为,河川径流,。,第92页,由降水开始到到水流流经流域出口断面整个物理过程，称为,径流形成过程,。,降水形式不一样，径流形成过程也各异。,（一）径流形成,常将降雨径流形成过程概化为四个阶段：,流域降雨阶段停蓄阶段、流域产流阶段、河网汇流阶段。,1 流域降雨阶段,降雨过程为降雨径流形成提供了必要物质基础，降雨引发径流。所以，降雨过程是降雨径流形成过程首要步骤。,降雨量大小、降雨历时、降雨强度及其时空改变对径流形成过程有着直接影响。,第93页,2、停蓄阶段,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（称为槽上降水C）直接形成径流外，绝大部分降水降落在流域表面上，并不马上产生径流，而是消耗于,植物截留,（In）、,地表填洼,（D）、,下渗,（f）与,蒸发,（E），并在满足植物截留（In）、地表填洼（D）、下渗（f）与蒸散发（E）之后，才能产生地表径流。所以，降雨早期，流域内植物截留（In）、地表填洼（D）、下渗（f）与蒸散发（E）过程，对于径流形成来讲，是,降雨耗损过程,；但从降低水土流失和增加下渗补给地下水来说，这个阶段含有主要意义。,通常把降雨开始之后，到地表径流产生之前，降雨截留、下渗、填洼及蒸发等雨水耗损过程概化为流域蓄渗阶段（停蓄阶段）。,第94页,3、坡地产流和漫流阶段,（1）坡地产流,当流域内降雨量满足了流域蓄渗之后，若降雨连续进行，则开始产生地表或地下径流，称为,产流,。,（2）坡地漫流,超渗雨水或超蓄雨水在重力作用下沿着坡面流动细小水流，叫做坡地漫流或坡面漫流。,坡地漫流是地表径流向河槽聚集中间步骤，分,片流、沟流和壤中流,三种形式，其中网状细沟流为主要形式，但无固定槽沟。只有在地面坡度相当大山区，降雨强度大情况下，才可能在坡面上形成小侵蚀沟。,第95页,小溪,第96页,片流不很常见，分布在坡度不大但坡面较平整地域，大暴雨（降雨强度很大）情况下，可能产生片流。,普通地，坡地漫流流程不超出数百米，甚至仅几米，汇流历时很短，故对小流域很主要，而对大流域则因历时短而在整个汇流过程中能够忽略。地面径流经过坡地漫流汇入河网。,壤中流和地下径流也一样含有沿坡地土层汇流过程，它们都是在有孔介质中水流运动。壤中流汇流速度比地表径流慢，但比地下径流快得多，有时与地表径流相互转化，所以时常将二者合称为直接径流。,第97页,壤中流示意图,第98页,4、河槽集流阶段（河网汇流）,由降雨产生,地表径流、壤中流和地下径流,经过不一样路径注入河网后，在河网内沿河槽由上游向下游作纵向流动和聚集，直到最终流出出口断面整个物理过程，称为,河槽集流或河网汇流,。它是降雨径流形成最终步骤。,在河槽集流过程中，伴随地表径流和壤中流不停地汇入河网（河槽），使河网水量增加、水位上涨、流量增大，成为流量过程线上,涨洪段（涨水段）,。在涨水过程中，因为大量地表径流和壤中流汇入，河流水量增加，大部分水量沿河网快速下泄，最终流出出口断面；而有一部分水量被河网容蓄起来，使河网水位升高；还有一小部分水量渗透到河谷两岸堆积物中，补给地下水。,第99页,当降雨和坡地漫流停顿时，河网蓄水和河谷冲积层蓄水到达最大值，而河网汇流过程仍在继续进行。当上游河网补给量（河网总入流量）小于出口断面排泄量时，灌网蓄水开始消退，水位降低、流量减小，形成流量过程线上,退水段,。,第100页,（二）径流计量单位,1.流量Q,Q=Av(m,3,/s),式中，A为过水断面面积（m2)；V为断面平均流速（m/s）。,流量有瞬时流量、日平均流量、月平均流量、年平均流量、多年平均流量等。,第101页,2、,径流总量,W,径流总量是指在一定时段内经过河流某一横断面总水量（普通指出口断面）。惯用单位为,m,3,，,其计算式为：,W=QT,式中：Q为流量（m,3,/s）；T为时段（如日、月、年等）长（s）。,第102页,参考资料：黄河径流降低与断流,黄河频繁季节性断流始于20世纪年代初，相关资料显示，自20世纪70年代以来，黄河入海年,径流量,逐步变小：,20世纪,60年代,为,575亿,立方米；,70年代,为,313亿,立方米；,80年代,为,284亿,立方米；,90年代中期,为,187亿,立方米。,在短短几十年里，黄河入海径流总量锐减了一多半。与此同时，黄河下游屡次断流。尤其是进入年代之后，断流现象更为严重。,第103页,3.径流模数M,:,单位时间单位面积上产出水量（M3/akm2)M=Q/F,式中；Q为流量（m3/s）；F为流域面积（km2）；1000为单位换算系数（即lm3水为l000dm3第104页,4、径流深度R（y),径流深度是指单位流域面积上径流总量。也即是把径流总量平铺在整个流域面积上所得到水层深度，惯用单位为毫米（,mm,）。其计算式为：,式中：W为径流总量（,m3,）；F为流域面积,（,km2）,；为单位换算系数。,第105页,5、径流系数,。,径流系数是指任一时段内径流深度（或径流总量）与该时段降水量（或降水总量）之比值。为无量纲，普通用小数或百分率表示。其计算式为：,式中：,R,为径流深度（mm）；,P,为降水量（mm）。,第106页,6、径流变率（模比系数K）,模比系数又称径流变率，是指某一时段径流值（mi，Q或Ri等），与同时段多年平均径流值（mi，Q或Ri等）之比。其计算式为,式中，,m，Q，R,含义同上。,第107页,（三）正常径流量,河流年正常径流量是指多年径流量算术平均值，即一年中流过河流某一断面平均水量。它是一个比较稳定数值，也是一个主要特征值。只有河流径流年际改变比较小，或者有相当长观察资料时，才能够准确地计算出河流正常径流量。,（四）径流改变,1.年内改变,伴随气候条件周期性改变，一年中河流补给情况、水位、流量等也对应发生改变。依据一年内河流水情改变特征，能够分为若干个,水情特征时期,，如,汛期,、,平水期,、,枯水期,或,冰冻期,。,2.年际改变,径流量年际改变往往是由降水量年际改变引发。通常以径流离差系数来表示年径流改变程度第108页,2.年际改变,径流量年际改变往往是由降水量年际改变引发。通常以径流离差系数来表示年径流改变程度。,中国河流(中等河流)离差系数分布：,长江以南：0.3;,长江下游,黄河中游及东北山区河流:0.4;,淮河:0.60;,海河:0.70.,第109页,（五）特征径流,1.洪水,河流水位到达某一高度，致使沿岸城市、村庄、建筑物、农田受到威胁水位，称为,洪水位,。连续强烈降水是造成洪水主要原因，积雪融化也能够造成洪水。流域内降水分布、强度、降水中心移动路线，以及支流排列方式，对洪水性质有直接影响。洪水按起源可分为上游演进洪水和当地洪水两类。,2.枯水,一年内没有洪水时期径流，称为,枯水径流,。我国大多数河流枯水径流出现在10月至第二年3-4月。,第110页,湘江洪水,第111页,湘江枯水,第112页,四.河流补给,（一）河流补给形式,降落在地表雨水，除部分被植物截留、下渗和蒸发以外，其余形成地表径流，汇入河网，补给河流。冰川、积雪、地下水、湖泊和沼泽，也都能够组成河流水源。另外，人类经过工程办法，也能够给河流创造新补给条件，这就是人工补给。河流水量补给是河流主要特征之一。,1.降水补给,2.融水补给,3.地下水补给,4.湖泊与沼泽水补给,5.人工补给,第113页,第114页,（二）各种补给特点,1.降水补给雨水是全球大多数河流最主要补给起源。降水补给为主河流水量及其改变，与流域降水量及其改变有着十分亲密关系。2.融水补给为主河流水量及其改变，与流域积雪量和气温改变相关。3.地下水补给河流从地下所取得水量补给，称地下水补给。地下水是河流较经常水源，普通约占河流径流总量15-30。地下水补给含有稳定和均匀两大特点。,第115页,4.湖泊与沼泽水补给湖泊、沼泽水补给量大小和改变，取决于湖泊和沼泽对水量调整作用。湖泊面积愈大，水量愈多，调整作用就愈显著。普通说来，湖泊沼泽补给河流，水量改变迟缓而且稳定。5.人工补给从水量多河流、湖泊中，把水引入水量缺乏河流，向河流中排放废水等，都属于人工补给范围。,第116页,城市河流：秦淮河,第117页,污染城市河流,第118页,（三）河流水源定量预计,对河流水源进行定量估算比较困难，但又相当主要。为了了解河川径流形成规律及其计算和预报方法，正确地从总水量中划分出地表径流和地下径流，经常需要从河流流量过程线中，把各种形式补给分割出来。所以河流水源定量估算，也叫做流量过程线分割。1.直线分割法2.退水曲线法以上两种方法都只限于分割地面径流和地下径流两部分。地表径流各部分还能够深入分割。,第119页,五、流域水量平衡,进入任意流域空间水量，减去所消耗水量，等于它原来水量绝对增加量，这就是流域水量平衡原理。,第120页,六、河流分类（一）河流分类意义和标准,河流分类方法和标准很多，现简明分列于下：1）以河流水源作为河流最主要经典标志，按照气候条件对河流进行分类；2）依据径流水源和最大径流发生季节来划分；3）依据径流年内分配均匀程度来划分；4）依据径流季节改变，按河流月平均流量过程线动态来划分；5）依据河槽稳定性来划分；6）据河流及流域气候、地貌、水源、水量、水情、河床改变等综合原因来划分。很显然，这里列举大部分标准都有不足，但又都有一定实际应用价值，在为某个特定目标进行河流分类时，能够分别采取。,第121页,（二）我国河流分类,我国常以河流径流年内动态差异为标志进行河流分类。这种分类反应了我国各类型河流年内改变特征及其分布规律，对深入深入研究河流水文和合理规划利用地表径流提供了科学依据。现将主要河流类型及其径流特征介绍以下：,1.东北型河流,一年两汛,河水结冰。,2.华北型河流,两汛，雨季多暴雨，径流变幅大。,第122页,3.华南型河流,雨季长，汛期长。,4.西南型河流,径流与降水改变规律一致，河谷深切，洪水危害不大。,5.西北型河流,冰雪补给，多内流河。,第123页,6.阿尔泰型河流,积雪补给为主，春汛显著。,7.内蒙古型河流,地下水、雨水补给，雨季出现最大径流，冰冻期长。,8.青藏型河流,冰雪补给，东南边缘河流为雨水补给，春洪夏汛相连。,第124页,七、河流与地理环境相互影响,河流是所在流域内自然地理总背景下产物。河流地理分布受着气候严格控制。流域海拔高度、坡度和切割密度直接影响着径流汇聚条件；地表物质组成决定着径流下渗情况；植被则经过对降水截留影响径流；等等。另首先，河流对地理环境也有显著影响。河流是地球水分循环一个主要、不可缺乏步骤。同时，热量和矿物质也随水分一起输送。河流对于人类社会发展也含有主要意义。它在交通运输、浇灌、发电和水产事业等方面都为人类带来了主要财富。,第125页,第七节 湖泊和沼泽,一.湖泊,（一）湖泊,成因,和,类型,地面上洼地积水形成比较宽广水域称为湖泊。,湖泊形成两个条件：,湖盆,和,水,。,内力作用和外力作用都能够形成湖盆。,第126页,纳木错,贝加尔湖,青海湖,结构湖,第127页,阿拉斯加坎特迈湖,澳大利亚蓝湖,长白山天池,火山湖,第128页,岩溶湖,风蚀湖,潟湖,牛轭湖,第129页,巴基斯坦印度河上牛轭湖形成,第130页,汶川大地震唐家山,堰塞湖,第131页,湖泊分类,按湖水起源分类,海迹湖,陆面湖,湖水与径流关系分类,内陆湖,外流湖,依湖水矿化程度,淡水湖,咸水湖,依湖水存在期,间歇湖,常年湖,第132页,洞庭湖,外流湖,鄱阳湖,第133页,内陆湖,罗布泊,第134页,（二）湖水性质,1.颜色和透明度,湖水普通呈浅蓝、青蓝、黄绿或黄褐色。湖水透明度与太阳光线、湖水含沙量、温度及浮游生物都相关系。确定湖水透明度方法与海水透明度相同。,2.温度,太阳辐射热量是湖水主要热量起源。水汽凝结潜热、有机物分解产生热和地表传导热，也是湖水热量收入组成部分。而湖水向外辐射和蒸发，则是热量损耗主要方式。,3.化学成份,湖水化学成份大致是相同，但各种化学元素含量及其改变情况，却能够因时因地而有比较大差异。,第135页,（三）湖泊水文特征,1.湖水运动,（1）定振波,：,定振波,：全部湖水围绕着某一个或几个重心而摆动现象，称为定振波。,成因,：外力作用如大气压力改变、暴雨等使湖面大部分水平衡被破坏。,特征,：不但是水面，而是整个水体水分子都在运动。,第136页,（2）湖流,：,湖流,：湖水在湖盆内发生单向迟缓流动。,成因,：,河流注入,湖，河流入口处水面比外泄处略高，于是湖水就发生；,风作用,可使湖水随湖面风向运动；,定振波,造成水面倾斜，湖水在重力作用下也可发生湖流；,水温改变造成湖水垂直循环,，也产生湖流。,第137页,2.水位改变和水量平衡,湖水水位改变是与水量平衡紧密联络。,当湖水收入超出支出，水量成正平衡，水位就上升；相反，若湖水支出超出收入，水量成负平衡，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；入湖地表径流量y；入湖地下径流量z；湖面水凝结量k。,支出：湖面蒸发量e；出湖地表径流量y,；湖水渗漏量z。,另外，w为一定时期内湖水量改变。,第138页,二.沼泽,1、定义,：较平坦或稍低洼而过分湿润地域，生长各种喜湿植物，并有泥炭层.,2、沼泽物质组成：,水（约占85%95%）；,干物质（主要为泥炭，占5%10%）。,第139页,泥炭,第140页,（一）沼泽成因,1、沼泽形成条件,：,水分。只有过多水分才能引发喜湿植物侵入，造成土壤通气情况恶化，并在生物作用下形成泥炭层。,2、沼泽形成过程,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,沿湖岸水生植物向湖中央生长,全湖充满植物,有机物堆积于湖底形成泥炭,湖水变浅,沼泽,第141页,第142页,挺水植物：芦苇,第143页,浮水植物：水葫芦,第144页,沉水植物,第145页,第146页,第147页,水体沼泽化,第148页,2.陆地沼泽化过程,陆地沼泽化表现为各种形式，,但基本形式是森林沼泽化和草甸沼泽化两种。,（1）,森林沼泽化,过程：,森林破坏,（砍伐或火烧）,迹地,草本植物大量繁殖,苔藓植物生长,苔藓沼泽,。,（2）,草甸沼泽化,过程：,地表长久过湿,潜水位升高或地下水出露,草甸过分湿润,低洼处积水,有机质分解成泥炭,。,第149页,森林沼泽化,第150页,第151页,（2）,草甸沼泽化,过程：,地表长久过湿,潜水位升高或地下水出露,草甸过分湿润,低洼处积水,有机质分解成泥炭,。,第152页,草甸沼泽化,第153页,草甸沼泽化,第154页,（二）沼泽水文特征,沼泽水运动十分迟缓。,沼泽水主要补给起源是降水、融雪水和地下水；蒸发是沼泽水主要损耗方式。,径流极小。对河流补给作用较微弱。,第155页,（三）沼泽分类,沼泽分类当前还没有一个公认分类系统。,当前应用较广是地貌分类法和综合分类法。,我国沼泽研究者，在对若尔盖沼泽分类时，按照综合分类标准，采取了三个主要特征作为依据：一是沼泽体发育过程形式与阶段；二是沼泽体所处地貌类型及水分养分情况；三是植被及其在沼泽体中分布规律。,按第一特征分类：,高位沼泽,、,低位沼泽,。,按第二特征划分亚类：,如,湖滨洼地沼泽,亚型；,阶地沼泽,亚型；,闭流宽谷沼泽,亚型，等。,按第三特征划分：睡菜-苔草沼泽、蒿草-木里苔草沼泽等。,第156页,高位沼泽、低位沼泽,第157页,森林沼泽,第158页,森林沼泽,第159页,第160页,第161页,第162页,一、地下水物理性质和化学成份,（一）地下水物理性质,地下水物理性质普通指温度、颜色、透明度、嗅、味、导电性及放射性等。,1.温度,地下水温度是因自然条件不一样而改变。地下水温度通常与当地气温、地温有一定关系，温带和亚热带平原区浅层地下水，年平均温度比所在地域年平均气温高1-2。,第八节 地下水,第163页,第164页,地下水温度与气温和地温关系,：,T,H,=T,B,+（H-h）/G,T,H,为H深处地下水温度；T,B,为所在地年平均气温；H地下水深度；h为所在地地温恒温带深度；G为地温梯度，以33m/计算。,地下水按温度分类,：,过冷水：0,冷水：020,温水：2042,热水：42100,过热水：100,第165页,2、,颜色及成因,地下水普通是无色透明，但有时因含某种离子、富集悬浮物或含胶体物质，也可显出各种各样颜色。,地下水颜色由它成份和悬浮于其中杂质所决定。,测定颜色方法，野外是在玻璃管中用试样和蒸馏水进行对比；室内用标准色液进行比较（试管对比样反衬白纸）。,颜 色,成 因,翠绿色,H2S气体，有硫磺胶体,浅蓝绿色,FeO,褐红色,Fe2O3,暗黄褐色,腐,殖,质（沼泽）,第166页,3,、,透明度,地下水透明度取决于水中固体矿物质、有机物和胶体悬浮物含量。,按透明度可将地下水分为四级：,透明,、,微浊,、,混浊,及,极浊,。,级 别,特 征,透 明,无悬浮物及胶体，60cm内可见3mm粗线。,微 浊,有少许悬浮物及胶体，30cm内可见3mm粗线。,混 浊,有少许悬浮物及胶体，30cm内可见3mm粗线。,极 浊,有大量悬浮物及胶体，似乳状，水深很小也不能清楚看见3mm粗线。,第167页,4.比重,地下水比重决定于水温度和水中溶解盐类。溶解盐分愈多，比重就愈大。,5.导电性,地下水导电性取决于其中所含电解质数量与性质。离子含量愈多，离子价愈高，则水导电性愈强。另外，温度对导电性也有影响。测定了水溶液电阻率，即可知道它导电性。,第168页,6、气味及强度等级,地下水普通无气味。在普通温度下气味不易区分，而在40左右温度时气味最显著，故在测定地下水气味时，应将水稍给加热，以使其气味显著易辨。,当含有硫化氢时鸡蛋气味；含有氧化亚铁铁腥昧；含腐殖质会鱼腥气味。,强 度,程 度,特 征,O,无,没有任何气味,极微弱,有经验者能觉察,弱,注意时能判别,显著,易觉察，不处理，不可饮用,强,引人注意,极强,含有强烈气味,第169页,7、,味道与成因,地下水味道取决于它化学成份。纯水是淡而无味。测定地下水味道时应将水加温至2030，这时水味道最显著。,味 道,成 因,涩 味,Na2SO4,苦 味,MgSO4 MgCl2,墨水味,FeO,铁锈味,Fe2O3,清凉可口,CO2,味美适口,Mg(HCO3)2,Ca(HCO3)2,土甜味,有机质,第170页,8、放射性地下水放射性取决于其中所合放射性元素数量。地下水在不一样程度上或多或少地都含有放射性，但普通地下水放射性极弱。,含有放射性,成因,：放射性矿床、酸性火山岩分布区地下水放射性显著增强。,放射性组分：U Th（钍）Ra（镧）Rn（氡）,放射性单位:马海(M.E.)、居里(Ci),1 M.E.=3.6410,-10,Ci。,测定水放射性时，应在就地进行，因为氡半衰期很短，为3.825昼夜。,第171页,（二）地下水化学成份,1气体,地下水中溶解气体主要有CO2、O2、N2、CH4、H2S，还有少许惰性气体和H2、CO、NH3等。,2.氢离子浓度,天然水中H离子浓度主要取决于H2CO3和-HCO3、CO32数量。氢离子浓度惯用pH值表示。,3.离子成份和胶体物质,（1）氯离子（2）硫酸根离子（3）重碳酸根离子和碳酸根离子（4）钠离子（5）钾离子（6）钙离子（7）镁离子（8）氮化物（铵离子、亚硝酸根离子、硝酸根离子）（9）铁离子（10）硅,第172页,地下水中常见成份,阳离子：,H,+,、Na,+,、K,+,、NH,4,+,、Mg,2+,、Ca,2+,、Fe,3+,、Fe,2+,及Mn,2+,等；,阴离子：,Cl,-,、SO,4,2-,、CO,3,2-,、HCO,3,-,、NO,2,-,、NO,3,-,、OH,-,、SiO,3,2-,及 PO,4,3-,等；,未离解化合物：,Fe,2,O,3,、A1,2,O,3,及 H,2,SiO,3,等；,气体成份：,N,2,、O,2,、CO,2,、CH,4,、H,2,S 以及 R,n,(氡)等。,第173页,（三）地下水总矿化度和硬度,1.,总矿化度,水总矿化度是指,水中离子、分子和各种化合物总含量,，通常是以水烘干后所得残渣来确定，单位为g/L。依据总矿化度大小，天然水能够分为五类：,淡水,：残渣 1克/升；,弱矿化水：,1-3克/升；,中等矿化水：,3-10克/升；,强矿化水,：10-50克/升；,盐水,：50克/升,第174页,2.硬度,水中钙、镁离子总量，称为水总硬度。当水煮沸时，一部分钙镁离子重碳酸盐因失去CO2而成为碳酸盐沉淀，沉淀部分叫做暂时硬度。总硬度减去暂时硬度即为永久硬度。表示水硬度方法有两种：一是德国度，以1升水中含10毫克CaO为1度；一是用Ca2+、Mg2+毫克当量/升来表示，1毫克当量硬度等于德国度2.8。依据水总硬度能够把水分为五类：,极软水,1.5毫克当量（4.2）,软水,1.5-3.0毫克当量（4.2-8.4）,弱硬水,3.0-6.0毫克当量（8.4-16.8）,硬水,6.0-9.0毫克当量（16.8-25.2）,极硬水,9.0毫克当量（25.2）,第175页,水垢,第176页,二、岩石水理性质,涣散岩石存在着孔隙，坚硬岩石中有裂隙，易溶岩石有孔洞。水以不一样形式存在于这些空隙中。岩石与水作用时