水文学2014复习提纲 (1)

'第一章绪论1.1-什么是水文学？水文学是研究地球上水的性质、分布、循环、运动变化规律及其与地理环境、人类社会之间相互关系的科学。其核心研究内容是：水循环。其主要研究对象包括自然界的各种水体形态如江河、湖泊、海洋、地下水、冰川等。1.2-水文现象及其特点。（1）水文现象：水循环过程中，水的存在与运动的各种形态统称为水文现象。①降水（Precipitation）：大气中水汽凝结后以液态水或固态水降落到地面的现象。如雨、雪、雾、雹、霰等。②蒸发（Evaporation）：水分子从水面、冰雪面或其它含水物质表面以水汽形式逸出的现象。包括截留蒸发、地面蒸发、叶面蒸腾、水面蒸发等。③径流（Runoff）：陆地上的降水汇流到河流、湖库、沼泽、海洋、含水层或沙漠的水流。包括地面径流和地下径流。④渗流（Seepageflow）：水从地表渗入地下及在地下流动的现象。包括入渗和渗透两种现象。⑤大洋环流（表面环流、深海环流）。特点：A.水文现象在成因上的自然性和人为性。是自然环境和人类活动的共同作用与影响而形成的。例如，河流季节性的洪水-枯水/自然，水库调节水位/人类B.水文现象在时间变化上既有周期性又有随机性C.水文现象在地区分布上既存在相似性又存在差异性D.水文现象的运动同在性和独立性1.3-河流水文学河流水文学：研究河流中水流的变化规律、泥沙的运动状况、河水的温度情况及结冰现象、河水化学成分等1.4-地理水文学同时隶属于地理学和水文学的一门学科。主要以自然地理学原理与现代自然地理学的新思想（包括水人平衡、景观地球化学、生物地理群落研究的新成就和地理系统分析的新概念）为基础，同时吸取地学相邻学科（包括地质学、气象学、地貌学、土壤学、地植物学及人文学等）的基本知识和技术方法，对各种水文现象和水文过程展开的研究(郭敬辉)。具有宏观性、综合性和区域性三大特征。当前地理水文学应以水、环境和人类社会作为学术研究的中心内容。第二章地球上水的性质及分布2.1-水的分子结构及其变化。（1）结构：1个水分子包含1个氧原子和2个氢原子；在水分子内部，电子比较靠近氧原子，形成浓厚的电子云。因此，在氧原子一端显示出较强的负电荷作用，形成负极；相反，在氢原子周围，电子云相对稀薄，形成正极。所以说水分子具有极性结构。（2）变化：水的相态转换与聚合体变化：随着水温的升高，水分子聚合体不断减少，而单水分子不断增多。当温度高于100℃时，水主要由单水分子组成；随着温度的降低，水分子聚合体不断增多，单水分子不断减少。水温达到0℃结冰时，单水分子为0，三水分子增多；水温在3.98℃ 时,结合紧密的二水分子最多,此时水的密度最大,比重为1。2.2-海水热量来源与支出。（1）来源：海水热量直接来源的主要部分太阳的短波辐射和大气的长波辐射。洋流带来的热量对局部的海区有较大的影响。其他方式所提供的热量比较少。如地热、放射性辐射释放的热量。（2）支出：海水热量支出中海面辐射和蒸发最为重要。局部海区由洋流带走的热量对水温变化也有较大的影响；此外，海水的垂直紊动混合也可把热量从表层传到深处。2.3-世界大洋表面水温总体分布趋势、海水温度的垂直分布。（1）世界大洋表面水温总体分布趋势:海水表面水温分布具有高度纬度地带性，在南北回归线之间的热带水温最高，从赤道到南北两极逐渐降低。A.水温从低纬向高纬递减，在南北回归线之间的热带海区水温最高；B.大洋东西两侧，水温分布有明显差异；C.在寒暖流交汇处（南北纬40度左右）等温线特别密集，水温水平梯度很大；D.夏季大洋表面水温普遍高于冬季，而水温的水平梯度则是冬季大于夏季（就某半球而言）。（2）海水温度的垂直分布:A.大洋水温从海面向海底呈不均匀递减的趋势。B.在南北纬40度之间，海水垂直结构可分两层：表层暖水对流层(深度600~1000m)和深层冷水平流层。C.表层暖水对流层的最上层(0~100m)受气候影响明显,紊动混合强烈，对流旺盛，水温垂直分布均匀，垂直梯度极小，故称表层扰动层。D.表层扰动层下部与冷水层之间形成一个温跃层,水温垂直递减率最大。2.4-河水温度分布特点及影响因素。（1）特点：A.一般河流水温的地区分布形势，大体与气温一致。B.河流年平均水温都略微（1~2℃）高于当地的年平均气温，但在封冻期较长、冬季气温很低的地区，差值增大。C.我国河流水温的年变幅一般都比较大，这是我国气候大陆性比较强，各地气温年变幅一般很大的反映。D.在不封冻地区，水温年变幅与气温年变幅趋势相同。E.水温年变幅随着温度的升高而减小；随着纬度的增高以及大陆度的增强而增大。（2）影响因素：A.河流水温年变化主要受季节影响：a.春季河水热量收入比支出大，因而河水温度升高，最高水温出现在盛夏；b.秋冬河水热量收入比支出小，温度降低，最低水温多出现在冬季气温最低的时候。B.河流水温变主要受到太阳辐射、气温等地带性因素的控制C.河流水温还受到补给来源的影响：如高山冰雪补给的河流水温低；雨水补给的河流水温较高；地下水补给的河流水温变幅小。2.5-正温层/逆温层。（1）当水温度随水深的增加而降低，上层水温高，下层水温低但不低于4℃时，这种水温的垂直分布称正温层。（2）当水温度随水深的增加而升高，上层水温低，下层水温高但不高于4℃时，这种水温的垂直分布称逆温层2.6-海水密度分布特点及影响因素。(1)在水平面上，海水密度大致随纬度增高而增大，等密度线大致与纬度平行：赤道地区由于温度高，盐度低，表面海水密度很小（1.023）。亚热带地区盐度很高，但温度也很高，密度仍不大（1.024）。极地地区温度很低，密度最大（约1.027）(2) 在垂直方向上，海水密度向下递增：在南北纬20度之间100m左右水层中，密度最小；并且在50m以内垂直梯度极小，几乎没有变化；50~100m深度上密度垂直梯度最大，出现密度的突变层，它对声波有折射作用，潜艇在其下面航行或停留在其内不容易被发现。约从1500m开始，密度垂直梯度很小，在深层，密度基本不变。(3)海水密度是盐度、温度和压力的函数。凡是影响海水温度和盐度变化的地理因素都影响密度变化。2.7-天然水中的物质种类与八大离子。（1）天然水中各种物质按性质可分为：①悬浮物质：粒径大于100nm的物质颗粒，在水中呈悬浮状态。例如泥沙、粘土、藻类、细菌等不溶解物质。悬浮物的存在使天然水有颜色、变浑浊或产生异味。②胶体物质：粒径1~100nm的多分子聚合体，为水中的胶体物质。无机胶体主要为次生粘土矿物（氧化硅类、三氧化物类和层状硅酸盐类）和各种含水氧化物；有机胶体主要是腐殖质（有机质在微生物作用下形成的）。③溶解物质：粒径小于1nm的物质。在水中呈分子或离子的溶解状态，主要包括各种盐类、微量元素、气体与某些有机化合物。（2）八大离子：天然水中的各种盐类主要包括四种阳离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+)和四种阴离子(Cl-、HCO3-、SO42-、CO32-)。合称天然水中的八大离子(95~99%以上)。2.8-矿化度、矿化过程、矿化过程的类型与制约因素（1）矿化度：天然水中各种元素的离子、分子与化合物的总量称为矿化度。（2）矿化过程各种溶解质在天然水中的累积和转化，称天然水的矿化过程。（3）矿化过程的类型：天然水的矿化过程主要有6种：①溶滤作用-土壤和岩石中某些成分进入水中的过程。按溶解性能可为两类：按矿物成分的比例全部溶于水中(如氯化物、硫酸盐、碳酸盐)、矿物中只有一部分元素进入水中(如硅酸盐、铝硅酸盐)。②吸附性阳离子交替作用：天然水中离子从溶液转移到胶体上，是吸附过程。胶体上原来吸附的离子转移到溶液中是解吸过程。吸附与解吸的结果，表现为阳离子交换。其特征有：一是离子交换是可逆反应，处于动态平衡；二是离子交换遵守质量作用定律。③氧化作用。③氧化作用。⑤蒸发浓缩作用。⑥混合作用：两种或几种矿化度不同，成分各异的天然水相遇，混合以后的矿化度和化学组成发生的变化。（4）矿化过程制约因素：(i)元素和化合物的物理化学性质（如可溶性、溶解度等）；(ii)各种环境因素，如酸碱性质、氧化还原状况、有机质的数量与组成等。2.9-海水的盐类来源、海水盐度与绝对盐度、海水盐度水平分布与垂直分布。（1）海水盐类来源：(i)由河流带来的。河水含的碳酸盐最多，但当河水入海后，一部分碳酸盐沉淀下来，另一部分碳酸盐被大海中的动物所吸收，因此海水中的碳酸盐大大减少。氮、磷、硅的化合物和有机质也大量被生物所吸收，故海水中这些物质的含量也减少。硫酸盐近于平衡状态。氯化物到大海中被消耗得最少，长期积累，其含量不断缓慢增多；(ii)海底火山活动使海洋中的氯化物和硫酸盐增多；(iii)大气中来源于海洋和陆地的物质经过干湿沉降，尤其是来自大气粉尘的Fe等物质为海洋微生物提供了重要的营养物质。（2）单位质量海水中所含溶解物质的质量，称海水盐度。分为绝对盐度和使用盐度。绝对盐度指海水中溶解物质的质量与海水质量的比值，实用盐度根据海水的电导率（或电导比）来确定，指在温度15℃，压强一个大气压下海水样品的电导率与质量比为32.4356×10-3的标准氯化钾(KCl)溶液电导率的比值。实用盐度略小于绝对盐度。绝对盐度和实用盐度之间呈线性关系。（3）海水盐度空间变化：在低纬度海区，降水、蒸发、洋流和海水紊动、对流混合等是影响海水盐度主要因素。而在高纬度海区，除受降水、蒸发、洋流和海水紊动、对流混合等因素影响外，还受到结冰、融冰的影响。在大陆沿海地区，河流等淡水的流入也可使盐度降低。世界大洋绝大部分海域表面的盐度变化在33~37×10-3之间。盐度等值线大体与纬度平行，但寒流与暖流经过的海域，盐度等值线有明显的弯曲。在寒暖流交汇的地方盐度等值线密集，盐度水平梯度增大 。盐度分布的趋势是从副热带向高、低纬度递减，成鞍形。（4）影响海水盐度垂直分布的主要因素有蒸发与降水、结冰与融冰、洋流、河水的流入、海水的对流混合等。在40ºN-50ºS之间，海水盐度垂直变化最大。从海面到150米深度上盐度高而均匀，最大盐度值一般出现在100-300米之间。深层水的盐度分布最均匀，盐度值比表层水低、比中层水高。在亚热带，高盐区从海面一直可延伸到800-1000米深度。在40ºN-50ºS以外的高纬区，海水盐度在表层水较低，向下渐增，在1500-2000米以下盐度几乎不随深度变化。第三章地球上的水循环3.1-水循环及其作用与效应、动力。水循环：地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及地表和地下径流等环节，不断发生的周而复始的运动过程。水循环作用与效应:1促进自然地理环境中物质和能量迁移转化;塑造地貌形态和影响地壳运动;2水循环不仅影响地表形态，而且影响地壳表层内应力的平衡，是触发地震甚至影响地壳运动的重要原因;3影响天气现象和气候特征;水文循环与生态平衡;4水是生命之源和生命有机体的基本组成物质,水循环的强度及其时空变化制约一个地区的生态环境平衡;5水循环形成区域水文现象和水资源：没有水循环就没有蒸发、降水,水循环是水资源可持续利用的基础;动力:太阳辐射和地球引力，提供了水循环需要的动力3.2-土壤蒸发及其阶段。土壤蒸发：土壤孔隙中的水分离开土壤表面向大气逸散的现象。阶段：定常蒸发率阶段蒸发率下降阶段蒸发微弱阶段3.3-蒸发能力及影响蒸发的因素。蒸发能力：具有充分供水条件的可能达到的最大蒸发量，又叫潜在蒸发量/最大可能蒸发量。特定蒸发面的蒸发能力并不是常数，受到太阳辐射、温度、饱和差及风速等条件影响。3.4-水汽输送及其影响因素。水汽输送：指大气中的水分由一地向另一地、或由低空输送到高空的运移过程。水汽在输送过程中，水汽含量、运动方向与路线、以及输送强度等随时会发生改变，从而影响到沿途的降水。水汽输送过程中还伴随有动量和能量的转移，因而对沿途的气温、气压等其他气象因子会产生一定影响。影响因素：大气环流地理纬度海陆分布④海拔高度与地形屏障作用3.5-我国水汽输送的基本特点。1存在三个基本水汽来源，三条输出入路径，并有明显季节变化。.西北水汽流自西北方向入境，于东南方向出境，大致呈纬向分布，冬季直达长江，夏季退居黄河以北；.南海水汽流自广东、福建沿海登陆北上，至长江中下游地区偏转并由长江口出境，夏季可深入华北平原，冬季退缩到北纬25°以南地区，水汽呈明显的经向分布，该水气流水汽含量大。.孟加拉湾水汽流通常自北部湾入境，流向广西，云南，继而折向东北方向，并在贵阳-长沙一线与南海水汽流汇合,而后进入长江中下游地区，然后出海,全年中一春季最盛,冬季限于华南沿海。2水汽输送既有大汽平均环流引起的平均输送，又有移动性涡动输送。3地理位置、海陆分布与地貌上总体格局，制约了全国水汽输送的基本态势。.青藏高原决定了我国水汽输送场形成南北两支水汽流，北纬30°以北地区盛行纬向水汽输送，30°以南具有明显的经向输送； .秦岭—淮河一线成为我国南北水汽流经常汇合的地区，是水汽流辐合带；.海陆分布制约了我国上空湿度场的配置，呈现从东南沿海向西北内陆递减的趋势，进而影响了我国降水的地区分布。3.6-降水量、降水强度、降水累积曲线及影响降水的因素。降水量：指一定时段内降落在某一面积上的总水量，单位为mm.降水强度：简称雨强,指单位时间内降水量(mm/m，mm/h)。降水累积曲线：以时间为横坐标，纵坐标表示自降水开始到各时刻降水量的累积值。影响降水的因素：主要有地理位置、气象因子、下垫面条件和人类活动四大因素。气象因子：包括气温、气流、相对湿度等。地理位置：地理纬度、离海岸距离、台风路径等。下垫面-地形：主要是通过气流的屏障作用与抬升作用对降水的强度与时空分布发生影响的；地形对降水的影响程度决定于地面坡向、气流方向以及地表高程的变化下垫面-森林：森林对降水的影响与森林面积、林冠的厚度、密度、树种、树龄以及地区气象因子、降水本身的强度、历时等特性有关。下垫面-水体：陆地上的江河、湖泊、水库等水域对降水量的影响，主要是由于水面上方的热力学、动力学条件与陆面上存在差别而引起的。水域对降水的影响，总体来说是减少降水量（尤其是对流雨），但因季节而有差异。在迎风的库岸地带，当气流自水面吹向陆地时，因地面阻力大，风速减小，加以热力条件不同，容易造成上升运动，促使降水增加。人类活动的影响：人类对降水的影响一般都是通过改变下垫面条件而间接影响降水。3.7-下渗相关概念(下渗率f、下渗能力fp、稳定下渗率fc)及下渗阶段划分、影响下渗的因素。下渗率f（下渗强度）：单位面积上单位时间内渗入土壤中的水量，常用毫米/分或毫米/小时计。下渗能力fp（下渗容量）：充分供水条件下的下渗率稳定下渗率fc：简称“稳渗”，指下渗锋面达到一定深度后下渗率达到的稳定的值。下渗的阶段划分：整个下渗的物理过程按照作用力（重力、分子力和毛管力）的组合变化及其运动特征，可分为3个阶段：渗润阶段：降水初期，若土壤干燥，下渗水主要受分子力作用，被土粒所吸附形成吸湿水，进而形成薄膜水；当土壤含水量达到岩土最大分子持水量时，开始向下一阶段过渡。渗漏阶段：随着土壤含水率（量）的不断增大，分子作用力渐由毛管力和重力作用取代，水在岩土孔隙中作不稳定流动，并逐渐充填土壤孔隙，直到基本达到饱和为止，下渗过程向第三阶段过渡。渗透阶段：在土壤孔隙被水充满达到饱和状态时，水分主要受重力作用呈稳定流动。渗润与渗漏阶段的特点是非饱和水流运动，而渗透则属于饱和水流运动。影响下渗的因素土壤特性的影响：土壤特性对下渗的影响主要在于土壤的前期含水量及其透水性能。透水性能与土壤的质地、孔隙的多少及大小有关。一般来说土壤颗粒愈粗，孔隙直径愈大，透水性能愈好，下渗能力愈强。降水特性影响：(1)当降水强度i小于下渗率f时，降水全部渗入土壤，下渗过程受降水过程制约。(2)在相同土壤水分条件下，下渗率随雨强增大而增大。但对裸露的土壤，由于强雨点可将土粒击碎，并充填于土壤孔隙中，从而可能减小下渗率。(3)降水时程分布对下渗也有一定的影响，如在相同条件下，连续性降水的下渗量要小于间歇性降水的下渗量。流域植被、地形条件的影响：(1)由于植被及地面上枯枝落叶具有滞水作用，增加了下渗时间，从而减少了地表径流，增大了下渗量。(2)相同条件下，地面坡度大、漫流速度快，历时短，下渗量小。人类活动的影响：人类活动既可增大下渗量，也可减少下渗量。 例如：各种坡地改梯田、植树造林、蓄水工程均增加水的滞留时间，从而增大下渗量；砍伐森林、过度放牧和不合理耕作等则会减少下渗量；在地下水资源不足的地区采用人工回灌也会增加下渗水量；而在低洼易涝地区，开挖排水沟渠则是有计划有目的地控制下渗和地下水的活动。3.8-径流及一些描述径流的参数、径流形成过程与影响径流的因素。径流涵义：流域降水，由地面与地下汇入河网、流出流域出口断面的水流径流要素流量(Q)：单位时间内通过某一断面的水量，单位为m3/s。流量随时间变化过程可以用流量过程线表示。径流总量(W)：T时段内通过某一断面的总水量，单位为m3。可以用时段平均流量(Q)与时段(T)的乘积表示：W=QT。径流深度(R)：将径流总量平铺在整个流域面积上所求得的水层深度，单位为mm。径流模数(M)：流域出口断面流量与流域面积F的比值。随着对Q赋予的意义而不同。常用单位是升/秒·平方千米。径流系数(α)：某一时段的径流深度R与相应的降水深度P的比值。通常α<1。模比系数(K)：某一时段的径流总量W与平均径流量Q的比值。K=W/Q径流的形成：从降水到达地面时刻起，到水流流出口断面的整个物理过程称为径流的形成过程。包括流域蓄渗过程、坡地汇流过程和河网汇流过程。流域蓄渗过程：降雨初期，除一小部分降落到河槽水面上直接形成径流外。其它部分降水并不是立即产生径流，而是消耗于植物截留、下渗、填洼与蒸散发。植物截流量与降水量、植被类型及闭郁程度有关，截流量可达20-30%。植物截留的水量最后消耗于蒸发。坡地汇流过程：满足填洼后的降水开始产生大量地面径流，沿坡面流动，进入漫流阶段(超渗雨水在坡面上呈片流、细沟流运动的现象称为坡面漫流)。河网汇流过程：各种径流成分经坡地汇流注入河网后沿河网向下游干流出口断面汇集的过程。影响径流的因素气候因素：是影响河川径流最基本、最重要的因素。降水、蒸发直接影响径流。温度、湿度、风等是通过影响降雨和蒸发间接影响径流的。流域下垫面因素：包括地理位置(如纬度、距离海岸远近、面积、形状等)、地貌特征(如山地、平原、谷地等)、流域形状、湖泊沼泽分布、地质条件(如构造、岩性)、植被特征等地貌因素：如山地高程(冰雪融水补给通常随海拔增加而增加)、流域坡度(坡度越大，汇流越快，下渗损失少)、山地坡向(通常迎风坡降雨量大于背风坡雨量-雨影区)。地质和土壤因素：包括地质背景(如岩溶发育区降雨和径流差异很大)、蓄水构造(断层、节理、裂隙都有利于蓄存地下水)、土壤类型及性质(如砂土下渗量较粘土大，砂土地区形成的地表径流小，地下径流大；高寒地区永久冻土层的分布能隔绝地下水的下渗，同时也隔绝了地下水的蒸发作用)。植被因素：既有增加径流的效应(如使地表土增湿缓慢，减少地表蒸发)、也有减小径流的作用(如植物的截流和散发及增加入渗量；延缓地面积雪的融化过程等)，还有水土保持和调节洪峰(削减洪峰流量，增加枯水流量)的作用。湖沼因素：主要作用是调节河川迳流量。人类因素：越来越大，主要通过改变下垫面条件而直接或间接影响河川径流。水利措施。跨流域调水、修筑水库等各种蓄水工程、引水灌溉，修筑水平梯田，人造平原改变气象条件：实施人工降雨，植树造林、封山育林等城市化。改变城市气候、增加不透水面积等。第四章河流4.1-河流定义及分段p定义：陆地表面经常或间歇有水流动的线状天然水道，由河槽和水流两个基本要素组成。p河流分段：河源、河口，较大河流流程常分为上游、中游、下游三段。上游河谷多呈V 字形，河床多为基岩和砾石，比降大，流速大，下切力强，流量小，水位变幅大；中游河谷多呈U字形，沉积粗砂，比降、流速、下切力和水位变幅都减小，流量增大；下游河谷更为宽广，沉积细砂或淤泥，比降、流速、下切力和水位变幅进一步减小，流量大。4.2-河水运动的作用力河水在运动过程中所受的力包括：重力、地转偏向力、惯性离心力（弯曲河道）和机械摩擦力。4.3-水情要素相关概念水情要素是用来表示河流水文情势变化的主要指标，包括水位、流速、流量等。4.4-流域产流机制、流域产流方式产流机制：水在沿土层的垂向运行中，供水与下渗在一定介质条件下的发展机理和过程。在不同的供水、下渗及介质条件下，径流的形成过程与机理各异，因而出现了不同的产流机制ü超渗地面径流产流机制：指供水与下渗矛盾发生在包气带上界面（地面）的产流机制。降水是产流的必要条件，但不是充分条件，只有满足植物截流，蒸发，填洼，下渗等损失后才能产生地面径流。考虑到植物截留、雨期蒸发、填洼量一般较小，一般将降水强度大于土壤下渗率作为产生径流的充分条件。ü壤中流产流机制：发生在垂向上透水性变化较大的(上层透水性比下层透水性大)相对不透水层界面上。壤中径流的形成需要：1.供水；2.比上层下渗能力低得界面；3.上层供水强度要大于下层土壤的下渗强度；4.产生侧向流动的动力条件，即坡度及水流归槽条件ü浅层地下径流产流机制：在包气带较薄，地下水位较高时，降水后，由上层下渗补给水量而使水位升高的蓄水部分，产生地下径流。ü饱和地面径流产流机制：天然条件下，绝大多数降水强度都不能满足表层土壤的下渗能力，通常不易形成超渗产流条件。但当下层有相对弱透水层时，雨强虽小于上层下渗率但大于下层下渗率，就可形成壤中流。随着壤中流积水增加，继续降雨终将达到地面，包气带全部变成饱水带，后继降水除形成壤中流外，还以地面径流的形式出现，即饱和地面径流。流域产流方式超渗产流方式：主要发生在地下水埋藏深、包气带厚度大、土壤透水性差、植被也较差的丘陵和干旱地区饱和产流（蓄满产流）：多发生在包气带较薄、植被较好、土壤透水性较强、下渗强度大的地区超渗与饱和产流交替型方式：主要发生在包气带厚度约2-4m、土壤渗水性中等、年内几多年降水量很不均匀、且地下水位变幅较大的地区。4.5-流域汇流过程及其影响因素流域汇流过程：流域上各处产生的各种成分的径流,经坡地到溪沟、河系，直到流域出口的过程即为流域汇流过程，可分为坡地汇流过程和河网汇流过程两部分。坡地汇流又有地表汇流和地下汇流。p流域汇流的影响因素l降水特性的影响：包括降水量、降雨强度、降雨过程、降雨中心的变化等。l流域地形坡度的影响：坡度越陡汇流速度越快，汇流时间越短，地面径流损失量也越小，流量过程线越尖瘦。l流域形状影响：在其它条件相同时，不同的流域形状产生不同的流量过程，如狭长的流域汇流时间长，径流过程平缓；扁形流域汇流集中，洪水涨落急剧，峰形尖瘦。l水力条件的影响：在畅流条件下，水位越高，流速越快，汇流历时越短，峰量越大，峰形越尖瘦。4.6-洪水及其影响因素、枯水及其影响因素。洪水定义：大量的降水或积雪融水、水库溃坝等在短时间内引起的水位突发性上涨，形成特大径流，称为洪水。影响洪水因素：洪水的影响因素主要为天气和下垫面两个方面，随着人类活动的加剧对洪水的形成影响也越来越大：l天气因素：是影响洪水决定性因素，其中又以降水居首。降水的时、空分布影响极为显著。在相同降雨量的情况下，降雨越集中，则爆发洪水的可能性越大。l 下垫面因素：包括地质地貌、土壤性质、植被以及流域和河槽形态等。它们一方面直接影响径流汇流量的大小及汇流过程；另一方面通过气象气候因素间接影响径流。l人类活动：一方面通过一些水利工程建设(例如水库)减少洪水事件的发生；另一方面，由于一些不合理的水利工程，在有些地区造成洪水事件更加频繁地发生枯水定义：因为长期无雨或少雨，造成地表径流减少、河槽水位下降、出现较小流量的现象。影响枯水径流的因素：河流的枯水径流过程，实质上就是流域蓄水量的消退过程，因此影响枯水径流的因素与影响流域蓄水量的因素有密切联系。此外，流域大小和河流发育程度，以及人类活动也有一定影响。l流域蓄水量的影响因素：Ø降水：前期的降水量大，渗入地下的水量多，地下蓄水量多，补给枯水径流多；Ø岩石地质条件：流域土壤若为沙质则多孔隙，岩层如多裂隙、断层，则能使枯水前期降水大量渗入而储存；含水层如多而厚，则层间水多，地下水储量也大，这都直接影响枯水径流的大小与过程；Ø流域内湖泊率、植被覆盖率大的河流，枯水径流一般比较大，而且稳定l河流的大小与发育程度Ø大河的流域面积大，地面、地下蓄水量比较大；Ø大河水量越丰富，水流的能量越大，河床下切的深度也愈大，河流切割的含水层就愈多，层间水的层次与水量也愈多。Ø所以大河的枯水径流比小河丰沛而稳定。有的小河切不到含水层，在枯水季节会出现断流情况。l人类活动的影响：包括人工取水和修筑水坝等水利工程。第五章海洋5.1-波浪及其成因分类。•水是一种流体，在外力的作用下水质点可以离开原来的位置，但在内力的作用下它又有恢复到原来位置的趋势。因此，水质点在其平衡位置附近做近似封闭的圆周运动，便产生了波浪，引起了波形的传播。波浪的基本要素：包括波峰、波谷、波长、波高，周期、波速、波峰线、波向线等。按照波的周期(频率)分类：可以分为表面张力波，短周期重力波、长周期重力波、长周期波和长周期潮波。波浪按成因分类①风浪和涌浪：由风力的直接作用而形成的波浪，称为风浪；当风停止或波浪离开了风区时的波浪称为涌浪；②海啸（Tsunamis）：③潮波：引潮力所致；④气压波：因气压突变而产生；⑤船行波：船行作用产生；⑥内波：发生在海洋内部，由两种密度不同的海水作相对运动而引起的波动现象。按水深分类Ø深水波——水深相对波长很大的波（水深＞L／2），水质点运动轨迹为圆形，又称表面波或短波；深水波作用的极限水深等于一个波长，该深度称为波浪作用基面或波底；Ø浅水波——水深相对波长很小的波（水深＜L／2），水质点运动轨迹为椭圆形，又称长波；浅水波与深水波比较，波速减小，波长变短，波高增加。5.2-波基面：wavebase：又称浪基面，波浪基准面或浪底，是波浪对海底地形产生作用的下界，1/2波长看成是波浪作用的下限，该深度即为波基面（浪基面）。5.3-海啸成因分类。——由火山爆发、海底地震引起海底大面积升降，以及沿海地带山崩和滑坡等造成的巨浪，称为地震海啸。——由于强烈的大气扰动（例如台风、强低压等）而引起海水异常升降产生的巨浪，称之为风暴潮。——小行星撞击5.4-潮汐及其分类。 ◆潮汐指海水位周期性涨落的现象。白天称潮，夜晚称汐，合称潮汐。◆半日潮：在一个太阴日（24小时50分）内，有两次高潮和两次低潮，而且两相邻高潮或低潮的潮高几乎相等，涨落潮时也几乎相等。潮汐高度从赤道向两极递减，故又称为赤道潮或分点潮；◆全日潮：半个月内，有连续7天以上在一个太阴日内，只有一次高潮和一次低潮，这样的潮汐称为全日潮。北部湾是世界上最典型的全日潮海区之一。◆混合潮：在一个太阴日内，也有两次高潮和两次低潮，但潮差不等，涨潮时和落潮时也不等。5.5-潮流及其分类。◆指海水在天体引潮力作用下所形成的周期性水平运动。随涨潮而产生的潮流叫涨潮流，随落潮而产生的潮流叫落潮流。◆潮流分为回转流和往复流两种回转流：外海、开阔海区，受地转偏向力影响，在北半球作顺时针回转，流速约4～5km／h；往复流：海峡、河口等，受地形影响而成。其流速较大，可达18～22km／h。5.6-洋流及其成因分类定义：具有相对稳定流速和流向的大规模海水沿水平和垂直方向的非周期性流动→水分、热量、盐分及溶解气体交换。Ø1）按成因：•风力作用下形成的风海流/风生洋流；•海水密度分布不均引起的密度流；•一处海水流失，由另一处的海水补充形成补偿流。补偿流可以在水平方向上发生，也可在垂直方向上发生。垂直方向上的补偿流可分为上升流和下降流。Ø2）按冷暖性质：暖流；冷流Ø3）按地理位置：赤道流；大洋流；极地流；沿岸流5.7-世界典型洋流：西风漂流、赤道逆流、季风漂流、湾流：强劲、温暖、快速，宽度100km左右，深度800-1200m，最大流速2.5m/s，从墨西哥湾向北，沿北美东岸运动，成为北大西洋海流（northAtlanticcurrent），使挪威许多港口成为不冻港，但也使墨西哥湾一带成为热带气旋的发生地。向北运动后逐渐降温，当结冰后盐被排除于冰之外，使海水密度更大，然后下沉，成为深层海流向南运动。黑潮：沿台湾东岸向东北运动，经过日本，为深蓝色海水，使日本岛外海域生长珊瑚，成为珊瑚生长的最北部地区。黑潮宽度最大200-300km，厚度>1000m，最大流速4.6km/hr，甚至13km/hr，相当于长江流量的1000多倍。是世界上第二大暖流，青岛已经穿棉衣的时候，日本还在穿秋衣。加那利寒流(金丝雀)：以CanaryIsland命名，沿北部非洲西岸经摩洛哥西岸向南（赤道）运动，最后到达塞内加尔，在23-25˚N处深层海水上涌，带来大量营养物质，腓尼基人（Phoenician）捕鱼和航海。秘鲁寒流：低温、低盐海流，沿南美西岸从智利南端向北运动，最后到达秘鲁，称为大洋生态系统（Largemarineecosystem），全世界最大海洋鱼场在这里。环南极海流：由南美—南极半岛—大西洋—印度洋。第六章湖泊-沼泽-冰川6.1-湖泊分类按照湖盆成因分类l构造湖：由于地壳的构造运动（断裂、断层、地堑等）所产生的凹陷形成。其特点是湖岸平直、狭长、陡峻，深度大，如贝加尔湖、洱海等l火山口湖：火山喷发停止后，火山口成为积水的湖盆，其特点是外形近圆形或马蹄形，深度较大，如长白山的天池，湛江湖光岩等。l堰塞湖：包括熔岩堰塞湖与山崩堰塞湖。前者为火山爆发熔岩流阻塞河道形成，如镜泊湖、五大连池等；后者为地震、山崩导致河道阻塞所成，其存在时间往往不长即被河水冲毁而恢复原河道，如1932年地震山崩形成的岷江上的海子。 l河成湖：由于河流的改道、截弯取直、淤积等而成，其外形特点多是弯月形或牛轭形，故又称牛轭湖，水深一般较浅，如我国江汉平原上的一些湖泊。l风成湖：由于风蚀洼地积水而成，多分布在干旱或半干旱地区，湖水较浅，面积、大小、形状不一，矿化度较高。如我国西北地区的一些湖泊。l冰成湖：由古代冰川或现代冰川的刨蚀或堆积作用形成的湖泊，即冰蚀湖与冰碛湖，特点是大小、形状不一，常密集成群分布，例如芬兰、瑞典、北美洲及我国西藏的湖泊等。l海成湖：在浅海、海湾及河口三角洲地区，由于沿岸流的沉积、使沙嘴、沙洲不断发展延伸，最后封闭海湾部分地区形成泻湖，泻湖再经淡化后形成，这种湖泊又称海迹湖，如杭州的西湖。l岩溶湖：由于地表水及地下水溶蚀了可溶性岩层所致，形状大多呈圆形或椭圆形，水深较浅，如贵州的草海。p按照湖水补给情况：吞吐湖、闭口湖p按照与海洋沟通情况：外流湖、内陆湖p按照湖水营养物质：贫营养湖、中营养湖、富营养湖p按照湖水矿化度：淡水湖、微咸水湖、咸水湖、盐湖6.2-湖水运动形式湖水运动具有周期性的升降波动和非周期性的水平流动两种形式。前者如波浪、波漾运动，后者如湖流、混合和增减水等。6.3-水库对地理环境的影响l使陆地变为水域l改变气候环境（通过影响蒸发量、降水量、温度、风向等气象要素）l改变地表径流、地下径流、土壤水分等l改变岩石地层性质或地应力，从而影响区域地质构造活动6.4-沼泽形成的主要影响因素，沼泽形成方式l主要影响因素：水分条件是沼泽形成首要因素；还要有一定的地貌条件；人类活动也有重要影响。Ø气候因素：降水、蒸发、湿度，温度也对沼泽形成具有重要影响(影响植物残体的分解)。在三江平原沼泽的形成中起主导作用。Ø地质地貌因素：地势平坦或稍微低洼的地区(如新构造运动中长期下沉的地区-三江平原、若尔盖)。Ø水文因素：补给水多更有利于沼泽的发育。Ø人类因素：工程和生产活动中造成抬高地下水水位(如砍伐森林、修建水库)或降低地下水水位(例如在沼泽地开挖渠道排干地下水，垦荒)。l形成方式：分为水体沼泽化和陆地沼泽化两种途径。Ø水体沼泽化：在江、河、湖、海边缘或浅水地区，水生植物丛生。最广泛的沼泽化现象。包括滨海沼泽化、湖泊沼泽化和河流沼泽化。滨海沼泽化：在高低潮位之间，泥沙沉积-植物生长-海水倒灌导致植物生长中断，多次反复……湖泊沼泽化：浅水区-植物生长-泥炭-泥沙-向湖心推进……深水区，“浮毯”河流沼泽化：与浅水湖泊沼泽化相似。Ø陆地沼泽化：是与水体沼泽化相反的过程。发生在森林地、草甸地、灌溉区、坡地和冻土地带。排水不畅/蒸发微弱，地表过湿，喜湿植物生长。主要包括森林沼泽化和草甸沼泽化。森林沼泽化：可以在森林林下或者森林被砍伐以后，蒸发少，过湿，喜湿植物入侵……草甸沼泽化：地势低平、湿润的草甸地区，潜育化，植物残体分解缓慢，土壤营养元素缺乏，沼生植物逐渐占据……(三江平原的沼泽)6.5-冰川分类p冰川类型：按照冰川发育水热条件和物理性质，可分为大陆型冰川和海洋型冰川p大陆型冰川也称为冷冰川，补给少，冰温低(冰川恒温层为负温)，雪线高，消融弱，运动速度缓慢，侵蚀作用弱。天山、昆仑山等地都是大陆型冰川；p海洋型冰川又称为暖冰川，补给充分，冰川主体(恒温层)温度较高(10米深处接近0˚ C)，雪线分布低，运动速度快。6.6-冰川对自然地理环境的影响p影响河流水情l冰川融水调节河川径流年际变化，使河川径流年际变化趋于平稳均匀，成为山区河流稳定可靠的水源。Ø日变化：受气温控制，相对于气温日变化过程略为滞后。大陆型冰川补给径流的峰型尖、低，水量小而稳定，持续时间长，但滞后时间较短；海洋型冰川补给径流峰型浑圆，低水量大，峰谷比较对称，但具有较长滞后时间。Ø季节变化：也受温度控制，夏季高温时径流大。相对而言，大陆型冰川径流年内变化大，分配极不均匀，消融期短，基流小，冬季甚至断流；海洋型冰川径流年内变化小，分配较均匀，消融期长，基流大，一般不断流。Ø冰川融水径流年际变化一般不大，通常融水径流年径流变差系数比降雨径流的小。但与气候环境关系密切，如果气候环境发生较大变化，则可能造成径流的较大变化。p影响气候•问题：大陆上空冬季形成高压还是低压中心？为什么？l南极冰盖是一个巨大的“冷源”，在南极形成一个稳定的高压中心，冬季都不消失；而北极高压在6-8月会转变为低压。l山岳冰川虽然规模不及冰盖，但对气候也有明显影响。l问题：山岳冰川会从哪些角度影响大气？l辐射(反射率)l溶化l水汽-降水p影响海洋l问题：冰川会从哪些角度影响海洋？l冰川累积-消融：直接影响海面升降、海水温度和盐度。在间冰期，大量海水溶解使得海面升降、海水盐度下降。末次冰盛期的海面下降，有人估计达到200米左右。l辐射(反射率)、冰山：影响海水温度和环流。在冰期冰盖扩大使得反射率增加，造成气和海水温度降低；冰山活动增加也会影响海水环流和温度变化。l均衡调节：影响冰盖地区的垂直升降。第七章地下水7.1-孔隙、孔隙度与影响因素孔隙:松散岩石是由大小不等的颗粒组成，颗粒或颗粒集合体之间的空隙。孔隙度：某一体积岩石中孔隙体积所占比例。n=vn/v*100%n为孔隙度，vn为岩石中孔隙的体积，v为包括孔隙在内的岩石总体积。影响因素：孔隙度的大小取决于岩土颗粒本身的大小，颗粒之间的排列形式、分选程度以及颗粒的形状和胶结状况等。分选程度:颗粒大小愈悬殊，孔隙度越小;颗粒排列:颗粒排列越紧密，孔隙度越小;颗粒形状:颗粒形状越不规则，棱角越多，排列就越松散，孔隙度越大;胶结和充填:使岩石孔隙度减小。7.2-相关概念：容水性与容水度、持水性与持水度、给水性与给水度、贮水性与贮水度、透水性及其表征参数。容水性：指在常压下岩土空隙能够容纳一定水量的性能。通常以容水度来度量。 容水度Wn：岩石完全饱和时所能容纳的最大的水体积(Vn)与岩土总体积(V)的比值：Wn=Vn/V×100%持水性：饱水岩石在重力作用下释水后，依靠分子力和毛管力仍然保持一定水分的能力称为持水性。一般以持水度来度量。持水度Wr：饱水岩石经重力排水后所保持的水体积Vr与岩土总体积V之比。Wr=Vr/V×100%。给水性：指饱水岩土在重力作用下能自由排出水的性能。以给水度度量。给水度μ：饱水岩土在重力作用下，能自由排出水的体积Vg和岩土总体积V之比，即：μ=Vg/V×100%。贮水性：容水性和给水性适合于分析埋藏不深、厚度不大的无压潜水，对埋藏深、承压性大的地下水需要引入贮水性的概念，因为埋藏深、承压性大的地下水的释放水量与含承压水的介质的弹性释放性能、承压水自身的弹性膨胀有关。贮水性以贮水系数(释水系数)表达。贮水系数μs：承压水头变化一个单位时，单位面积含水介质柱体贮存或释放的水的体积。计算公式为：μs=ρg(α+nβ)ρ为流体密度，g为重力加速度，α为多孔介质压缩系数，β为水的体积压缩系数，n为孔隙度。贮水率：贮水介质单位厚度的贮水系数。透水性：在一定条件下，岩石允许水透过的性能。表征岩石透水性的定量指标是渗透系数K，它主要取决于岩土空隙的直径大小和连通性。7.3-地下水系统垂直分带。地下水垂向结构基本模式7.4-潜水及其相关参数(潜水面、潜水位、潜水层厚度、潜水埋藏深度)。潜水：饱水带第一个具有自由水面的含水层称潜水含水层。潜水没有隔水顶板,或只有局部的隔水顶板；潜水面：潜水的水面为自由水面；潜水面上任一点的海拔高程称潜水位ｈ；潜水面至隔水底板的距离为潜水含水层厚度Ｈ；潜水面至地面的距离为潜水埋藏深度Ｔ。 7.5-承压水及其相关参数(承压水头、承压水位)。承压水定义：充满于两个隔水层之间的含水层中的水为承压水。承压含水层上部的隔水层为隔水顶板，下部的隔水层为隔水底板，隔水层之间的距离为含水层厚度。水位将上升到含水层顶板一定高度才静止下来，静止水位高出含水层顶板的距离便是承压水头（h）。井中静止水位的高程称为含水层在该点的承压水位(H2).'