地表水資源系統(tǒng)

地表水資源系統(tǒng)第1頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月

水資源系統(tǒng)是在一定區(qū)域內由可為人類利用的各種形態(tài)的水所構成的統(tǒng)一體。

解釋：統(tǒng)一體內部具有協(xié)同性和有序性，其中的各類水具有相互聯(lián)系并依一定規(guī)律相互轉化，與外部進行物質和能量的交換，體現(xiàn)出明顯的整體功能、層次結構和特定行為。一、概述—(一)概念第2頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月一、概述—(二)特征1、水資源系統(tǒng)內的水源相互聯(lián)系相互轉化2、水資源系統(tǒng)在空間上為一分布系統(tǒng)3、水資源系統(tǒng)具有若干整體功能第3頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月1、水資源系統(tǒng)內的水源相互聯(lián)系相互轉化水資源系統(tǒng)內的主要水源為大氣水、地表水、土壤水和地下水，以及經處理后的污水和從系統(tǒng)外調入的水。

各類水源間具有聯(lián)系，并在一定條件下相互轉化。如：(1)降雨入滲和灌溉可以補充土壤水，土壤水飽和后繼續(xù)下滲形成地下水；而地下水由于土壤毛細管作用形成潛水蒸發(fā)補充大氣水，還可通過側滲流入河流、湖泊而補充地表水。(2)同樣，地表水一方面通過蒸發(fā)補充大氣水，而另一方面通過河湖入滲補充土壤水和地下水。

因此，不同的水資源利用方式會影響到水資源系統(tǒng)內各類水源的構成比例、地域分布和轉化特性。一、概述—(二)特征第4頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、水資源系統(tǒng)在空間上為一分布系統(tǒng)

根據水資源形成和轉化的規(guī)律，一個水資源系統(tǒng)可以包含一個或若干個流域、水系、河流或河段。地下水資源的分區(qū)通常和地表水資源分區(qū)是一致的。

顯然，按上述分區(qū)原則，一個水資源系統(tǒng)內還可進一步劃分成若干子系統(tǒng)，同時，其本身又是更大的水資源系統(tǒng)的子系統(tǒng)。按水資源系統(tǒng)內的主要水源類型：一個水資源類型可分為：大氣水系統(tǒng)、地表水系統(tǒng)、地下水系統(tǒng)(土壤水和地下水)。

所以，水資源系統(tǒng)具有明顯的層次結構。第5頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月二、地表水系統(tǒng)—(一)概念地表水系統(tǒng)：

地表水體和流域(空間)組合而成的統(tǒng)一整體，是地表水資源評價的基本單位。第6頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月二、地表水系統(tǒng)—(二)地表水系統(tǒng)組成要素地表水系統(tǒng)由水體和流域組成：1、水體

海洋、江河、湖泊、冰川等。

其中，河流、湖泊是分布最廣泛，也是最常見的地表水體。在大多數(shù)情況下，湖泊與河流相通，湖泊可以是河流的源頭、中轉站或排泄場所，兩者在空間上組成網絡狀的水系。2、流域

以分水嶺為界限的一個由河流、湖泊或海洋等水系所覆蓋的區(qū)域，以及由該水系構成的集水區(qū)。

地形高低起伏形成若干低地，低地被較高的山脊和坡脊環(huán)繞，這些山脊和坡脊稱分水嶺或分水線。在平原區(qū)，地表面的輕微凸起也可相連成分水線。陸地表面上這些長短不一、高低錯落的不同等級的分水線分割成大大小小的匯水區(qū)域，即流域。第7頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月二、地表水系統(tǒng)—(三)地表水系統(tǒng)結構1、概念

地表水系統(tǒng)結構指地表水體與流域的空間形態(tài)及相互作用相互聯(lián)系的方式。2、地表水與流域的相互關系在地表水系統(tǒng)中，地表水與流域始終保持著相互依存的共生關系。這種關系表現(xiàn)為：(1)地表水在運動時，通過侵蝕、搬運、堆積作用改造著流域，使河道溝谷的坡降、寬度、長度不斷變化；坡面形態(tài)改觀，甚至會因溯源侵蝕過度發(fā)展，造成河流襲奪，擴大流域的范圍。(2)與此同時，流域的形態(tài)和產流條件影響著河網的形態(tài)、水量及泥沙的數(shù)量。

二者的反饋是地表水系統(tǒng)形成與發(fā)展的內在原因。第8頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月3、地表水系統(tǒng)形態(tài)結構特點地表水系統(tǒng)的形態(tài)結構主要表現(xiàn)為以下特點：(1)河道的分支性；(2)流域的嵌套性；(3)水流運動的單向性；(4)河槽的多變性。第9頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月二、地表水系統(tǒng)—(四)地表水系統(tǒng)特點1、地表水系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng)，與外界有著物質和能量的交換關系。2、大氣降水和地下水的輸入是其物質和能量輸入的主要方式，而河網對系統(tǒng)內部水量起著再分配的作用，它們的共同作用決定了地表水的時空分布特點。第10頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月地球表面3/4的面積被海洋、冰層、湖泊、沼澤及江河覆蓋。大陸表層巖石和土壤的空隙中也充填有大量地下水。大氣對流層中漂浮著大量的水氣和雨、雪微粒。這些水體共同構成一個連續(xù)而不規(guī)則的圈層，稱為水圈。水圈的質量約有1.44×1018t，是地球總質量的近1/4000。第11頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月水圈概況第12頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月水的驅動力，能量和來源太陽能，重力能加地形是水運動的驅動機構水能=機械能+化學能從地幔中析離出來的原始水大氣圈海洋水地下地表13第13頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月陸地水陸地水包括冰川和洋蓋，地面流水，湖水，沼澤水，地下水，土壤水和生物水等形式。第14頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月地球表層水分循環(huán)海洋、陸地水和大氣的水隨時隨地都通過相變和運動進行著大規(guī)模的交換，這種交換過程稱為地球水分循環(huán)第15頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月地球表層的水量平衡通過水分的循環(huán)，地球上的各種水體得以相互溝通、轉換，水也得到更新，從而使地球上的水處在動態(tài)平衡之中，這一現(xiàn)象稱為水量平衡。第16頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月全球每年水分的總蒸發(fā)量和總降水量均為500000km3。水量平衡的三點特征全球海洋的總蒸發(fā)量為430000km3，總降水量為390000km3。蒸發(fā)量比降水量多支出的40000km3水以水蒸汽形式輸送到大陸上空。陸地上的降水量比蒸發(fā)量多40000km3，其中有一部分滲入地下補給地下水，一部分暫存于湖泊中，一部分被植物吸收，多余部分最后以河川徑流形式回歸海洋，從而完成海陸之間的水量平衡第17頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月地面流水有三類：片流，洪流和河流前兩者也稱暫時性流水，后者是常年性流水。第18頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月暫時性流水分為斜坡上的片流和山區(qū)常見的洪流兩種。片流：降雨后沿斜坡發(fā)生的斜坡面狀流水。規(guī)模受地形和巖土類型的影響；常將改造為劣地，在坡麓堆積形成坡積物。洪流：地勢陡峻的山區(qū)，常由多股片流匯聚形成。洪流造成溝谷系統(tǒng)；堆積洪積物和洪積扇地形。第19頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月片流的地質作用片流的地質作用主要表現(xiàn)為對山坡上的松散物質及風化殼表層的面狀機械侵蝕作用，稱為洗刷作用。片流也可沖蝕坡面，形成線狀溝槽。片流可將沖刷、沖蝕產物搬運到坡角沉積形成無分選和層理的沉積物，稱坡積物。 第20頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月洪流：多股片流匯聚成洪流。洪流多發(fā)育在山區(qū)，坡度大、下蝕能力強，故沖溝多為“V”字型。洪流的侵蝕作用：洪流以自身的動力及攜帶的泥沙、石塊對溝谷的沖蝕和磨蝕作用。洪流的搬運作用：洪流以自身的動力將堆積物及侵蝕產物搬離原地的作用。其特點為：以機械搬運作用為主、大小混雜，但略具層理。第21頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月洪積扇：當洪水出溝口后，因地形開闊，水流分散，流速迅速下降，洪流的活力急劇降低，所挾帶的碎屑物迅速堆積下來組成扇狀的沉積地形，稱為洪積扇。其沉積物稱為洪積物。洪積物屬快速堆積物，故大小混雜，分選性較差，但因搬運過程中顆粒間互相碰撞和磨擦，使其有一定的磨圓度。洪流的沉積作用第22頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月洪積物的分帶特點：在溝口扇頂部位，沉積物厚度大，顆粒粗，通常由礫和沙組成。在扇邊緣處，沉積物厚度小，顆粒細，多由泥、沙組成。從扇頂?shù)缴冗吘?，粒徑呈現(xiàn)出由大到小帶狀分布的特點。第23頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月

河流是在重力作用下，集中于地表凹槽內的經常性或周期性的天然水道的通稱。河流沿途接納很多支流，形成復雜的干支流網絡系統(tǒng)，這就是水系。多數(shù)河流以海洋為最后歸宿，另一些河流注入內陸湖泊或沼澤，或消失于荒漠中，于是分別形成外流河和內陸河?！?河流的基本知識第24頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月河流地質作用的要點河流既是地質作用的營力，也是地質作用的產物河流的橫剖面與側方侵蝕河流的理想縱剖面與侵蝕基準面河流的下蝕作用，溯源侵蝕與河流襲奪裁彎取直與牛軛湖階地與沖積物的二元結構河流回春與深切河曲河流的三角洲與三角港第25頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月每一條河流都有它的河源和河口。河源是河流的發(fā)源地，指最初具有地表水流形態(tài)的地方。河源以上可能是冰川、湖泊、沼澤或泉眼。河口是指河流與海洋、湖泊、沼澤或另一條河流的交匯處，經常有泥沙堆積，有時分汊現(xiàn)象顯著，在入海、湖處形成三角洲。在河源與河口之間是河流的干流，劃分為上、中、下游三段。各段在水情和河谷地貌上各有特色。第26頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月河流通過它的流水活動，可以影響和改變地理環(huán)境以及人類活動。為了認識河流的特征，需要了解幾個有關水情的基本概念。水情要素第27頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月水位是指河流中某一絕對基準面或測站基準面上的水面高程，受到氣候變化、海平面升降、人類活動和新構造運動的影響?；鶞拭媸橇克愀叱痰钠瘘c（零點）。絕對基準面是以某一河口的平均海平面為零點的基準面。中國規(guī)定統(tǒng)一采用青島平均海平面為絕對基準面。河流水位及其變化第28頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月河流的水位達到某一高度，使沿岸城市、村莊、建筑物、農田等受到威脅的水位稱為洪水位。洪水則是指短時間大量降水在河槽內形成的特大徑流。河流水位及其變化第29頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月根據一年內河流水位和水情的變化，還可以劃分出不同的水情特征期：河流處于高水位時期稱為汛期：河流處于低水位的時期稱為枯水期；河流處于中常水位的時期稱為平水期；河流封凍的時期稱冰凍期。河流水位及其變化第30頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月§3河流地質作用概述河流既是一種地表常見的地質產物，又是一種極其有效的地質營力。這使河流地質作用成為外動力地質作用中最為活躍的類型。河流在其地質作用的過程中，不斷地侵蝕、改造著地表形態(tài)，塑造出各種典型的河流地貌，如瀑布和階地等；同時發(fā)育了相應的沉積產物——具有二元結構的沖積物。第31頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月河水的運動狀態(tài)·流量了解河水的運動狀態(tài)要了解河流的流量，河水動能，水流運動的方式等有關概念。流量等于河床截面積·流速第32頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月河流的動能是河流作用的水力能量。其計算公式為河水的動能第33頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月§4河流的機械侵蝕作用河流的機械侵蝕作用按其發(fā)展的方向分為兩個類型，一種稱下蝕作用，主要是河流對河床底部的侵蝕破壞；另一種稱側蝕作用，是河流對河岸兩側的侵蝕破壞過程。第34頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月河流的下蝕作用下蝕作用侵蝕河床底部，使河床加長和加深。下蝕作用受到如下因素的影響： 強度因素—河流縱坡降、水量、河床巖性、流速及含沙量 過程與產物—V形谷；瀑布與向源侵蝕；河流襲奪與斷頭河

——河流的侵蝕基準面與平衡剖面第35頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月河流襲奪與斷頭河當兩條河流毗鄰發(fā)展時，如果其中一條的溯源侵蝕能力更強，就會逐漸向另一條河流靠近，最后截斷后者的水源，而使之成為無水的斷頭河。第36頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月

——河流的侵蝕基準面河流的下蝕作用是依靠河水的動能進行的；河水的動能則是由其所具有的勢能轉換而來。因此可以認為：地形決定河水的下蝕能力。當河水面趨于某一平面高程而停止流動時，其下蝕作用也隨之終止，這一平面即河流的侵蝕基準面。基準面分局部和永久性兩種，海平面是一切入海河流的永久性侵蝕基準面?；鶞拭婵梢砸驓夂蚝蜆嬙爝\動而改變。第37頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月

——河流的平衡剖面河流的下蝕作用不斷地向兩個方向（順向和溯源）加長著河道，同時也不斷對河床底部進行著改造。當其在長期演化過程中逐漸趨于平衡狀態(tài)時，河床的縱剖面將會形成一條上陡下緩、整體下凹的光滑曲線，稱具有這種曲線的河流縱剖面為其平衡剖面。第38頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月上游河谷窄、比降和流速大、水量小、侵蝕強烈、縱剖面呈階梯狀并多急灘和瀑布的河段。中游河谷比降已經和緩，河床位置比較穩(wěn)定，侵蝕和堆積作用大致保持平衡，縱剖面往往成平滑下凹曲線。下游河谷寬廣、河道彎曲，河水流速小而流量大，淤積作用顯著，到處可見沙灘和沙洲。上、中、下游的河谷整體形態(tài)第39頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月河流的側蝕作用側蝕作用—

侵蝕河床兩側使之彎曲，河谷加寬，谷坡后退的作用

——蛇曲的發(fā)展與裁彎取直作用第40頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月從側蝕作用看河流形態(tài)的演化規(guī)律任一原本平直的河流，在其發(fā)育演化過程中，都會因各種原因而趨向于彎曲化地球自轉的科里奧利力是使南北向河流產生側蝕作用的永久驅動力。側蝕作用產物是不對稱的河谷形態(tài)彎曲的河道會因為自然的洪水過程或加強的下蝕作用而裁彎取直。河流因此而處于永遠的曲－直變化之中。第41頁，課件共46頁，創(chuàng)作于2023年2月機械搬運的方式 推移—水力>床底磨擦，推移質沿床底滾或滑動； 躍移—上舉力>顆粒重力，離開床底躍遷；不對稱沙波痕 懸移—上舉力>細粒重力， 在靜水中沉降3660m：細砂-10天；土-100年搬運能力（=搬運最大顆粒的能力）粒徑∝流速平方；重量∝流速6次方（64倍）；水力∝流量§5河流的機械搬運作用Earthmatter-river第42