刘南威《水文》..doc

第四章 水文 水文：指在自然环境中，水的各种现象的发生、发展及其相互关系和规律性。 水体：是指以一定形态存在于自然地理环境中的水的总称。如大气中的水、江河湖海的水、冰川、地下水、生物有机体中的水等等。 第一节 地球水循环与水量平衡一、水分循环◆水不断的蒸发、输送、凝结、降落的往返运动过程称为水分循环。 ◇水分循环成因：内因——水的“三态”变化；外因——太阳辐射和地心引力。 ◇水分循环过程 3 个阶段：蒸发、降水、径流； 5 个环节：水分蒸发、水汽输送、凝结降落、水分下渗、径流； 根据水分循环的路径和规模，可分为两种：◆大循环——海陆之间的水分交换过程也称为海陆间循环。 ◆小循环——水仅在局部地区（海洋或陆地）内完成的循环过程。可分为海洋小循环和陆地小循环。 ◆水分循环对于地球水分和热量的再分配意义重大，犹如自然地理环境的“血液循环”。 二、水量平衡◆水量平衡：指任一区域（如一个流域）在任一时段（如一年）内，其收入水量等于支出水量和区域内蓄水变量之和。 Wλ ＝ W出 ± △u Wλ ：W出：支出水量； △u ：蓄水变量； ◆全球水量是平衡的，全球降水量＝蒸发量；海洋蒸发量＞降水量；陆地蒸发量＜降水量；海洋是大气水和陆地水的主要来源；海洋气团在陆地降水中起主要作用。 第二节 海洋 ★海与洋洋是世界大洋的中心部分和主体部分，它远离大陆，深度大，面积广，不受大陆影响，具有较稳定的理化性质和独立的潮汐系统以及强大洋流系统的水域。世界大洋分为4个部分，即：太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。海是靠近大陆，深度浅（一般＜3000m），面积小，兼受洋、陆影响，具有不稳定的理化性质，潮汐现象明显，并有独立海流系统的水域。 ★海的类型根据海被大陆孤立的程度和其地理位置及其它地理特征，可将海划分为地中海和边缘海。——地中海又可划分为：陆间海和内陆海。陆间海是介于两个以上大陆之间，并有海峡与相邻海洋相连通的水域，一般深度较大，如地中海；内陆海是深入大陆内部，海洋状况受大陆影响显著，如黑海、红海等。边缘海是位于大陆边缘的水域，一部分以大陆为界，另一部分以岛屿、半岛、群岛与大洋分开。与大洋的水交换比较自由。靠近大陆一边受大陆影响大，水文状况季节变化显著；靠大洋一边受大洋影响大，水文状况比较稳定。 ★海湾与海峡海湾是海洋伸入大陆的部分，其深度和宽度向大陆方向逐渐减小的水域。一般以入口处海角之间的连线或湾口处的等深线作为洋或海的分界线。海湾的特点是潮差较大。 海峡是连通海洋与海洋之间狭窄的天然水道。如台湾海峡、马六甲海峡、直布罗陀海峡等。其水文特征是水流急，潮速大，上下层或左右两侧海水理化性质不同，流向不同。 一、海水的理化性质◆海洋是地球水圈的主体，是全球水循环的主要起点和归宿，也是各大陆外流区的岩石风化产物最终的堆积地。 （一）海水的化学性质 ◆海水是一种成分复杂的混合溶液。海水总体积中，96 . 5 ％ 是水， 3 . 5 ％ 是溶解于水中的各种化学元素和其他物质。 ◆海水包含以下三类物质：①溶解物质：盐类、有机化合物、溶解气体；②气泡；③固体物质：有机固体、无机固体、胶体颗粒。 1、海水的化学组成mg／L 2、海水的盐度（S ‰Cl ‰ ）g 海水中所含溶解的盐类物质的总量，单位为 ‰ ； ◆海水的氯度指每千克海水中所含氯的克数。◇克努森公式：S ‰ ＝0.03＋1.805× Cl ‰ S ‰ ＝1.8065 Cl ‰ 绝大多数海水的盐度为33‰ — 37 ‰ ；表层海水盐度分布：从副热带海区向高低纬递减，形成马鞍形；盐度等值线大致与纬线平行；大洋盐度高于近岸。 ◆最高是红海（＞ 37 ‰ ）； ◆最低是波罗的海（ 3 ‰ — 10 ‰ ）。 （二）海水的物理性质◆海水的温度 ◇世界大洋表面年平均温为17.4℃；温度年较差较小（38℃），最低为－2℃，最高为36℃，； ◇水平分布：从热赤道向两极逐渐降低，等温线大致呈带状分布；北半球水温高于南半球；夏季水温高于冬季； ◇垂直分布：从海面向海底呈不均匀递减，千米深度以下递减缓慢；在南北纬40°之间，海水可分为表层暖水对流层和深层冷水平流层。 ◆海水的密度（ ( ）指单位体积中的海水质量，单位为 g／cm3 ★海水的颜色与透明度◆海水的颜色 指从海面及海水中发出的光的颜色。海水 ◆海水的透明度 以直径300mmm；2m，南海为20 — 30m。 海水运动的形式主要包括波浪、潮汐和洋流。 （一）波浪 1、波浪的基本要素：波峰、波谷、波长、 波浪的基本要素波峰是静水面以上的波浪部分；波谷是静水面以下波浪部分；波顶是波峰的最高点；波底是波谷的最低点；波高是波顶与