第七章水環(huán)境2

第四章：海洋和陸地水內(nèi)容介紹地球上的水資源、水循環(huán)及水平衡（1）海洋（2-5）河流（6）湖泊、沼澤、水庫(kù)（7）地下水（8）冰川（9）第一節(jié)地球水循環(huán)及水平衡一水資源定義廣義水資源是指地球表面一切形式水體的總量。狹義水資源它僅僅指在一定時(shí)期內(nèi)，能被人類直接或間接開(kāi)發(fā)利用的那一部分動(dòng)態(tài)水體。技術(shù)上可能，經(jīng)濟(jì)上合理，且對(duì)生態(tài)環(huán)境可能造成的影響也是可接受的。地球上水的分布三大水庫(kù)：海洋水、陸地水、大氣水十大水庫(kù)：海洋水、冰川與永久積雪、地下水、永凍層底冰、湖泊水、土壤水、大氣水、沼澤水、河流水、生物水各種水體水資源儲(chǔ)量世界前10名水資源占有國(guó)家二世界各國(guó)水資源占有三各地區(qū)人均水資源量四水循環(huán)地球表面上各形態(tài)的水，在太陽(yáng)輻射、地心引力、大氣環(huán)流等作用下，通過(guò)蒸發(fā)、水汽輸送、凝結(jié)降水、下滲和徑流等環(huán)節(jié)不斷發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)換和周期循環(huán)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。內(nèi)因：水有三態(tài)且自然界可以相互轉(zhuǎn)化外因：太陽(yáng)輻射、大氣環(huán)流、地心引力環(huán)節(jié)：蒸發(fā)、輸送、降水、下滲及徑流等效應(yīng)：水體更新，水量平衡類型：海陸大循環(huán)、海洋（陸地）小循環(huán)水循環(huán)類型海陸大循環(huán)，又稱外循環(huán)，指發(fā)生在全球海洋和陸地之間的水分交換過(guò)程。海洋（陸地）小循環(huán)，又稱內(nèi)循環(huán)，發(fā)生在海洋（陸地）與大氣之間的水分交換過(guò)程。水汽輸送蒸發(fā)降水蒸發(fā)降水植物蒸騰湖地表徑流地下徑流海洋蒸發(fā)降水云云小循環(huán)小循環(huán)水體更新周期(年)水體更新周期(年)永久積雪9700沼澤水5海

水2500土壤水1地下水1400河流16天湖泊水17大氣水8天五水量平衡水量平衡：任一區(qū)域、任一時(shí)段內(nèi)，其收入的水量與支出的水量之間的差額必然等于該時(shí)段區(qū)域內(nèi)蓄水量的變化量，即總體上收支平衡。多年平均水量平衡方程全球水量平衡方程：P海+P陸=E海+E陸；P全球=E全球海洋水量平衡方程：P海+R外=E海陸地水量平衡方程：外流區(qū)：P外+R外=E外內(nèi)流區(qū)：P內(nèi)=E內(nèi)111385海陸之間的水分交換海陸蒸發(fā)量之和等于海陸降水量之和海洋蒸發(fā)量提供海洋降水量的85%和陸地降水量的89%陸地降水量只有11%來(lái)源于陸地。海洋蒸發(fā)量大于降水量，陸地蒸發(fā)量小于降水量，海洋和陸地水通過(guò)徑流實(shí)現(xiàn)總體平衡。第二節(jié)海洋起源及海水性質(zhì)一海洋的起源地球一經(jīng)形成，便有了海水各大洋的年齡是不相同的，太平洋的年齡最古老，在遠(yuǎn)古時(shí)代就形成了.而其他各大洋的年齡比較年輕，它們均在古生代末期或中生代形成。二世界大洋及劃分從地貌結(jié)構(gòu)形態(tài)可分為：大洋中脊（44.9）大陸邊緣(22.4)、大洋盆地(32.7)三部分從水域形態(tài)可分為:洋、海、海灣、海峽洋：世界大洋的中心部分和主體部分。它遠(yuǎn)離大陸、深度大、面積廣，不受陸地影響，具有穩(wěn)定的理化性質(zhì)、獨(dú)立的潮汐、強(qiáng)大的洋流系統(tǒng)。海：靠近大陸，深度淺，面積小，兼受洋陸影響，具有不穩(wěn)定的理化性質(zhì)、潮汐現(xiàn)象明顯、有獨(dú)立的海流系統(tǒng)海灣：海洋伸入大陸的部分，深度和寬度向大陸方向逐漸減小。海峽：連通海洋和海洋之間狹窄的水道。三海的分類地中海，或內(nèi)海：位于一個(gè)陸地內(nèi)部或兩個(gè)大陸之間，只有一個(gè)或多個(gè)海峽與相鄰海洋相溝通。（地中海、紅海、渤海）邊緣海，位于大陸邊緣，以半島或島嶼與大洋相分隔。（東海、南海、黃海）外海，位于大陸邊緣，但與洋有廣闊聯(lián)系的海。（阿拉伯海、巴倫支海）島間海，大洋中由一系列島嶼所環(huán)繞形成的水域。（爪哇海、蘇拉威西海）大洋中脊（32.7）大洋盆地（44.9）和大陸邊緣（22.4）四海水的化學(xué)組成海水中已發(fā)現(xiàn)80多種元素，其中可分為常量元素和微量元素。

常量元素是指每升海水中含100毫克以上的元素，反之為微量元素。海水中的常量元素的比例幾乎不變，因此海水組成基本是恒定的。海水的鹽度和氯度海水的鹽度：?jiǎn)挝毁|(zhì)量海水中所含溶解物質(zhì)的質(zhì)量為海水的鹽度。（絕對(duì)鹽度）鹽度的測(cè)定通常用電導(dǎo)率來(lái)推測(cè)鹽度。氯度與鹽度：氯度是指每千克海水中所含氯的克數(shù)，S‰=1.8605Cl‰鹽度的影響因素及分布在外?；虼笱?，影響鹽度的因素主要有降水，蒸發(fā)等；在近岸地區(qū)，鹽度則主要受洋流、河川徑流的影響。世界大洋的平均鹽度為千分之34.69,絕大部分海域表面鹽度變化在千分之33-37.表層海水平均鹽度自亞熱帶海區(qū)向高低緯遞減的鞍型。五海水的溫度海水溫度取決于熱量收支狀況。收入：太陽(yáng)輻射、大氣逆輻射、地殼內(nèi)能、水汽凝結(jié)釋放的潛熱支出：海面輻射、海水蒸發(fā)海水溫度日變小，年變與緯度有關(guān)。日較差不超過(guò)0.4度年變化，溫帶變化最大北半球變幅大于南半球六世界表層海水的分布太平洋溫度最高，最低為北冰洋。南北回歸線之間熱帶海區(qū)水溫最高水溫從低緯向高緯遞減北半球的海水溫度高于南半球大洋東西兩側(cè)受洋流影響溫度差異明顯寒暖流交匯處，等溫線密集，水平梯度大夏季水溫高于冬季，水溫的水平梯度冬季大七海水溫度的垂直分布海水溫度的垂直分布表層暖水對(duì)流層（600-1000米），其中（0-100米）表層擾動(dòng)層深層冷水平流層海冰冰點(diǎn)隨鹽度的增加而降低八海水密度單位體積的海水質(zhì)量就是海水的密度。海水密度與溫度、鹽度、壓力有關(guān)。九海水顏色、透明度海水的顏色取決于海水對(duì)陽(yáng)光的吸收和反射。海水透明度，以直徑30厘米的白圓盤(pán)投入水中的可見(jiàn)深度來(lái)表示.第三節(jié)海水的運(yùn)動(dòng)波浪一波浪及波浪要素波浪是海面上水質(zhì)點(diǎn)呈周期性波狀起伏的一種水文現(xiàn)象.波峰和波谷：靜水面以上部分為波峰，靜水面以下為波谷。波頂和波底；波峰的最高點(diǎn)為波頂，波谷的最低點(diǎn)為波底。波高和波長(zhǎng)：波頂?shù)讲ǖ椎拇怪本嚯x為波高，相鄰兩個(gè)波頂之間的水平距離為波長(zhǎng)。周期：同一地點(diǎn)相繼出現(xiàn)兩次波頂所需要的時(shí)間間隔。波速：波浪的傳播速度，是波長(zhǎng)與周期之比。二波浪的分類按波浪周期分類表面張力波:周期最短；風(fēng)是它的生成力，表面張力是它的恢復(fù)力。重力波：主要干擾力是風(fēng)，重力是它的恢復(fù)力長(zhǎng)周期波是風(fēng)暴或地震所生成。潮波是天體作用造成的，其周期最長(zhǎng)。對(duì)于長(zhǎng)周期波和潮波，恢復(fù)力主要是柯氏力。按成因分類風(fēng)浪和涌浪，在風(fēng)的直接作用下水面出現(xiàn)的波動(dòng)為風(fēng)浪；風(fēng)停息或離開(kāi)后所留下的波浪為涌浪。內(nèi)波，由兩種密度不同海水作相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的波動(dòng)。潮汐波，海水在引潮力作用下引起波動(dòng)海嘯，由火山地震或風(fēng)暴引起的巨浪。按水深分類深水波，水深相對(duì)于波長(zhǎng)很大的波。通常發(fā)生在海面較薄的一個(gè)水層深度，波速取決于波長(zhǎng)，又稱表面波或短波。淺水波，水深相對(duì)于波長(zhǎng)很小的波。通常影響這個(gè)海域深度，波速取決于水深，又稱體波或長(zhǎng)波。三波浪折射、繞射波浪傳播過(guò)程中可以繞越進(jìn)入被障礙物遮蔽的水域，這種現(xiàn)象叫波浪繞射。常發(fā)生在近岸海域，海灣處。當(dāng)波浪傳至淺水區(qū)域，由于水下地形的影響，波速逐漸減慢，波向線逐漸偏轉(zhuǎn)，趨向于與岸線垂直，最后垂直于岸線，這種現(xiàn)象叫波浪折射。波浪折射的結(jié)果使得突出的海岬處成為波能輻聚區(qū)，加劇了海岸的侵蝕，而海灣處成為波能輻散區(qū)，增強(qiáng)了泥沙的堆積。四風(fēng)暴潮由強(qiáng)烈的大氣擾動(dòng)或天氣系統(tǒng)所引起的海面異常升降現(xiàn)象叫做風(fēng)暴潮。臺(tái)風(fēng)、氣旋以及鋒面常引起風(fēng)暴潮的災(zāi)害發(fā)生。風(fēng)暴潮是沿海地區(qū)一種常見(jiàn)的自然災(zāi)害。按照發(fā)生地區(qū)可分為溫帶風(fēng)暴潮和熱帶風(fēng)暴潮。五地震海嘯由海底或海岸附近地震、火山爆發(fā)所引起海面急劇升降的現(xiàn)象叫海嘯。海嘯是一種長(zhǎng)周期波，傳播速度取決于海區(qū)深度。C2=gH海嘯的災(zāi)害性極大，破壞能力極強(qiáng)，常驟然形成水墻，入侵陸地百余公里。西北太平洋區(qū)域是海嘯發(fā)生的集中區(qū)域，其中日本太平洋沿岸、夏威夷群島、印尼群島等均是多發(fā)地帶。我國(guó)由于近岸海域水下地形平緩、大陸架發(fā)育所以海嘯在我國(guó)少見(jiàn)。潮汐一潮汐潮汐是指由月球和太陽(yáng)引力引起，發(fā)生在河口或海面上水位周期性漲退的現(xiàn)象叫潮汐。通常把周期性垂直漲退現(xiàn)象叫作潮汐，而周期性的水平流動(dòng)被稱為潮流。二潮汐過(guò)程一個(gè)完整的潮汐過(guò)程可以分為漲潮、平潮、退潮和停潮4個(gè)階段。一個(gè)潮周期內(nèi)，最高水位被稱為高潮(滿潮)，最低水位被稱為低潮（干潮）。漲潮是指從最低水位上漲到最高水位的過(guò)程。平潮是指當(dāng)水位漲到最高水位時(shí)，這一水位將在一段時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定，稱為平潮。退潮是指從最高水位下落到最低水位的過(guò)程。停潮是指當(dāng)水位退落到最低水位時(shí)，這一水位將在一段時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定，這一過(guò)程被稱為停潮一個(gè)潮周期內(nèi)，高潮和低潮的水位差被成為潮差。三潮汐類型根據(jù)潮汐的發(fā)生周期和特征可劃分為：半日潮、全日潮、不規(guī)則半日潮、不規(guī)則全日潮四潮汐的成因海洋潮汐是由于月球和太陽(yáng)的引潮力引起的。引潮力指引起海面漲退的合外力。月球引潮力是地表某點(diǎn)受月球引力與該點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的慣性離心力之合力。太陽(yáng)對(duì)地球產(chǎn)生的引潮力約為月球產(chǎn)生引潮力的0.46倍。五朔望大潮和弦點(diǎn)小潮當(dāng)農(nóng)歷初一或十五，月日地三個(gè)天體的位置大致在一條直線上，月球和太陽(yáng)的合成引潮力最大，潮汐現(xiàn)象最為顯著，潮差最大，故稱為大潮或朔望大潮；當(dāng)農(nóng)歷初八或二十三，月日地三個(gè)天體的位置大致成一直角，月球和太陽(yáng)的合成引潮力最小，潮差最小，故稱為小潮或弦點(diǎn)小潮六地形對(duì)潮汐的影響海區(qū)形態(tài)、深度影響潮汐發(fā)生發(fā)展。喇叭型河口區(qū)常出現(xiàn)涌潮和暴漲潮。洋流一洋流概述洋流：發(fā)生在海區(qū)與海區(qū)之間大規(guī)模的相對(duì)穩(wěn)定的定向性非周期性的海水運(yùn)動(dòng)洋流按成因可分為有：風(fēng)海流、密度流、補(bǔ)償流以及潮流等。洋流分類凡從高緯流向低緯的海流，我們稱之為“寒流”。凡從低緯流向高緯的海流，我們稱之為“暖流”。二風(fēng)海流、密度流、補(bǔ)償流密度流：由于海水在水平方向上密度不同引起等壓面傾斜所導(dǎo)致海水流動(dòng)稱為密度流。補(bǔ)償流：由于海水流出另一個(gè)海區(qū)的海水補(bǔ)充這種海水流動(dòng)。風(fēng)海流：海水在風(fēng)的切應(yīng)力以及由風(fēng)引起等壓面傾斜所造成的海水水平運(yùn)動(dòng)。風(fēng)海流引起的密度流是世界大洋表層環(huán)流系統(tǒng)的主要原因。三世界大洋表層洋流北半球基本模式以北回歸線高壓帶為中心的反氣旋型環(huán)流以中高緯度海上低壓為中心的氣旋型環(huán)流北印度洋的季風(fēng)環(huán)流南半球基本模式以南回歸線高壓帶為中心的反氣旋型環(huán)流中高緯度的大規(guī)模西風(fēng)漂流南極大陸的繞極環(huán)流。第四節(jié)：海平面變化一海平面變化由于氣候變化、地殼運(yùn)動(dòng)等原因引起的海平面升降中國(guó)沿海海平面近50年來(lái)呈上升趨勢(shì)，平均以每年1.0～3.0毫米的速率上升

二海平面上升與海洋災(zāi)害海平面上升是一種長(zhǎng)期的、緩發(fā)性災(zāi)害。海平面上升直接導(dǎo)致潮位升高，風(fēng)暴潮致災(zāi)程度增強(qiáng)、海水入侵距離、面積加大；海平面上升使潮差和波高增大，加重了海岸侵蝕的強(qiáng)度；海平面上升和淡水資源短缺的共同作用，加劇了河口區(qū)的咸潮入侵程度第五節(jié)海洋資源及海洋環(huán)境保護(hù)一海洋的重要性海洋是地球表面最大的單元體海洋是地球水圈的主體海洋是地球表面最大的資源庫(kù)海洋的經(jīng)濟(jì)、政治、軍事地位重要二海洋資源海水水資源和豐富的化學(xué)資源。海底蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源海洋有著巨大的動(dòng)力系統(tǒng)海洋是地球上最大的生物庫(kù)。三海洋污染和環(huán)境保護(hù)引起海洋污染的原因主要有：汕船泄漏、傾倒工業(yè)廢料和生活垃圾、生活污水直接排進(jìn)海洋四海洋污染特征一是污染源廣二是持續(xù)性強(qiáng)三是擴(kuò)散范圍廣四是防治難、危害大。第六節(jié)河流一河流流域水系河流指經(jīng)常性或間隙性的水流以及容納水流的河槽的總稱。流域指由分水線所圍限有徑流流入干流或支流的集水區(qū)域。水系指流域中由干流和支流組成的河流網(wǎng)絡(luò)二河流的過(guò)水?dāng)嗝孢^(guò)水?dāng)嗝妫捍怪庇诤拥乐髁鞣较?某一特定時(shí)刻水面線與河底線包圍的面積。過(guò)水?dāng)嗝嬉兀核囊兀好娣e、濕周、糙度、水力半徑三河流的縱斷面河流縱斷面指河底或水面高程沿河長(zhǎng)的變化。四落差、河長(zhǎng)、比降、河長(zhǎng)：河源到河口的軸線長(zhǎng)度落差：某一河段兩端的高程差比降：?jiǎn)挝缓娱L(zhǎng)的落差五河流的分段河流可分為河源、上游、中游、下游、河口等五個(gè)分段。六河流的水情要素河流的水情要素：描述河流存在、運(yùn)動(dòng)、變化的特征指標(biāo)。河流的水情要素：水位、流速、流量、泥沙、冰情等。七水位水位：河流自由水面高出某一基準(zhǔn)面以上的高程。八流速流速是指河流水質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)所通過(guò)的距離。九流量流量就是在單位時(shí)間內(nèi)流體通過(guò)某一斷面的水量十河流的徑流過(guò)程流域的降水由地面與地下匯入河網(wǎng)，并流出流域出口斷面的水流稱為徑流。徑流過(guò)程：坡面漫流、河網(wǎng)匯（集）流常見(jiàn)的徑流形式又可分為：地面徑流、地下徑流、壤中流等。十一河流徑流量的年內(nèi)變化我國(guó)河流多數(shù)為冬季枯水期、春季增水期、夏季洪水期，秋季平水期。南方河流年內(nèi)分配較北方河流均勻。十二洪水大量降水或積雪融水短時(shí)間內(nèi)匯入河槽，流量和水位激增，形成特大徑流稱為洪水。洪水三要素：洪峰流量、洪水總量、洪水歷時(shí)。十三河流與自然地理環(huán)境自然地理環(huán)境對(duì)河流的影響河流是流域內(nèi)自然地理背景下的產(chǎn)物。河流的地理分布受氣候嚴(yán)格控制河流的水文、水情要素受氣候條件制約流域海拔、地形影響河流過(guò)程和特征流域植被和土壤狀況影響徑流過(guò)程和泥沙特性。河流對(duì)自然環(huán)境的影響河流本身是流域自然環(huán)境的重要組成河流過(guò)程是水循環(huán)