湖泊類型、湖水運(yùn)動(dòng)、演化和入海河口水情～結(jié)合相關(guān)高考真題-2023年高考地理之探討大學(xué)地理知識(shí)

湖泊類型、湖水運(yùn)動(dòng)、演化和入海河口水情?

結(jié)合相關(guān)高考真題

團(tuán).湖水的運(yùn)動(dòng)與調(diào)蓄

一、湖泊概述

湖泊是陸地表面具有一定規(guī)模的天然洼地的蓄水體系，是湖盆、湖水以及水中物質(zhì)組

合而成的自然綜合體。

由于湖泊是地表的一種交替周期較長(zhǎng)的、流動(dòng)緩慢的滯流水體，加之它深受其四周陸

地生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件的制約，因而，與河流和海洋相比，湖泊的動(dòng)力過(guò)程、化學(xué)過(guò)

程及生物過(guò)程均具有鮮明的個(gè)性和地區(qū)性的特點(diǎn)。

在地表水循環(huán)過(guò)程中，有的湖泊是河流的源泉，起著水量貯存與補(bǔ)給的作用；有的湖

泊（與海洋溝通的外流湖）是河流的中繼站，起著調(diào)蓄河川徑流的作用；還有的湖泊（與

海洋隔絕的內(nèi)陸湖）是河流終點(diǎn)的匯集地，構(gòu)成了局部的水循環(huán)。

陸地表面湖泊總面積約270萬(wàn)平方千米，占全球大陸面積的1.8%左右，其水量約為地

表河流溪溝所蓄水量的180倍，是陸地表面僅次于冰川的第二大水體。

世界上湖泊最集中的地區(qū)為古冰川覆蓋過(guò)的地區(qū)，如芬蘭、瑞典、加拿大和美國(guó)北部。

我國(guó)也是一個(gè)多湖泊的國(guó)家，湖泊面積在1平方公里以上的有2300余個(gè)，總面積為71787

平方千米，占全國(guó)總面積的8%左右。

我國(guó)湖泊的分布以青藏高昂和東都平原易為高隼.__________________________________

（一）湖泊的類型設(shè)問(wèn)：讀圖，推測(cè)某湖泊成因，并描述其湖盆形態(tài)特征。

研究目的不同，劃分湖泊參型的方法和依據(jù)也不同，主要分類方法有按湖盆成因、按

湖水補(bǔ)給與徑流的關(guān)系；按湖水鹽度分類等等。

1.按湖盆的成因分類湖盆是湖泊形成的基礎(chǔ)，湖盆的成因不同、湖泊的形態(tài)、湖底的

原始地形也各異，而湖泊的形態(tài)特征往往對(duì)湖水的運(yùn)動(dòng)、理化性質(zhì)、水生生物生長(zhǎng)以及湖

泊的演化，都有不同程度的影響，因而按湖盆成因分類，得到廣泛的應(yīng)用。

天然湖盆是在內(nèi)、外力相互作用下形成的，以內(nèi)力作用為主形成的湖盆主要有構(gòu)造湖

盆、火口湖盆和阻塞湖盆等；以外力作用為主形成的湖盆主要有河成、風(fēng)成、冰成、海成

以及溶蝕等不同類型的湖盆。

1）構(gòu)造湖由于地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)（斷裂、斷層、地塹等）所產(chǎn)生的凹陷形成。其特點(diǎn)

是：湖岸平直、狹長(zhǎng)、陡峻，深度大。例如，貝加爾湖、坦嚼尼喀湖、洱海等。

2）火口湖火山噴發(fā)停止后，火山口成為積水的湖盆，其特點(diǎn)是外形近圓形或馬蹄形，

深度較大，如白頭山上的天池。

3）堰塞湖有熔巖堰塞湖與山崩堰塞湖之分。前者為火山爆發(fā)熔巖流阻塞河道形成，

如鏡泊湖、五大連池等；后者為地震、山崩引起河道阻塞所致，這種湖泊往往維持時(shí)間不

長(zhǎng)，又被沖而恢復(fù)原河道。例如，岷江上的大小海子（1932年地震山崩形成的）。

4）河成湖由于河流的改道、截彎取直、淤積等，使原河道變成了湖盆，其外形特點(diǎn)

多是彎月形或牛輾形，故又稱牛扼湖，水深一般較淺，例如，我國(guó)江漢平原上的一些湖泊。

5）風(fēng)成湖由于風(fēng)蝕洼地積水而成，多分布在干旱或半干旱地區(qū)，湖水較淺，面積、

大小、形狀不一，礦化度較高。例如，我國(guó)內(nèi)蒙古的湖泊。

6）冰成湖由古代冰川或現(xiàn)代冰川的刨蝕或堆積作用形成的湖泊、即冰蝕湖與冰磺湖,

特點(diǎn)是大小、形狀不一，常密集成群分布，例如芬蘭、瑞典、北美洲及我國(guó)西藏的湖泊。

7）海成湖在淺海、海灣、及河口三角洲地區(qū)，由于沿岸流的沉積、使沙嘴、沙洲不

斷發(fā)展延伸，最后封閉海灣部分地區(qū)形成湖泊，這種湖泊又稱瀉湖，例如，杭州的西湖。

8）溶蝕湖由于地表水及地下水溶蝕了可溶性巖層所致，形狀多呈圓形或橢圓形，水

深較淺，例如，貴州的草海。

總之，天然湖盆往往是由兩種以上因素共同作用而成。

2.按湖水補(bǔ)排情況分類可分吞吐湖和閉口湖兩類，前者既有河水注入，又能流出，

例如，洞庭湖：后者只有入湖河流，沒(méi)有出湖水流，例如，羅布泊。

按湖水與海洋溝通情況可分外流湖與內(nèi)陸湖兩類。外流湖是湖水能通過(guò)出流河匯入入

大海者，內(nèi)陸湖則與海隔絕。

3.按湖水礦化度分類按湖水含鹽度的大小，可分為淡水湖、微咸水湖、咸水湖及鹽

水湖4類。淡水湖礦化度小于1克/升；微咸水湖礦化度在1-24克/升之間；咸水湖礦化

度在24—35克/升之間；鹽水湖礦化度大于35克/升。外流湖大多為淡水湖，內(nèi)陸湖則多

為咸水湖、鹽水湖。

4.按湖水營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分類按湖水所含溶解性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不同，湖泊可分為貧營(yíng)養(yǎng)湖、

中營(yíng)養(yǎng)湖、富營(yíng)養(yǎng)湖3大基本類型。一般近大城市的湖泊，由于城市污水及工業(yè)廢水的大

量進(jìn)入，多已成為富營(yíng)養(yǎng)化的湖泊。

地下水埋深指潛水水面到地表的距離；潛水位是潛水面的海拔高度。平原切割微弱，埋深較淺。

（2021年福建卷）羅布泊地區(qū)原為湖泊，是塔里木盆地的匯水與積鹽中心之一，干涸

過(guò)程中鹽殼（鹽分在地表集聚形成的堅(jiān)硬殼狀物質(zhì)）廣泛發(fā)育。圖4示意羅布泊地區(qū)內(nèi)相鄰

且不同海拔的甲、乙、丙三處地下水埋深、鹽殼厚度和含鹽量。據(jù)此完成9?10題。

10.丙處鹽殼剛開始形成時(shí)，甲、乙、丙三處中

A.甲處降水量最多B.甲處地下水位最高

C.乙處蒸發(fā)量最多D.丙處地表溫度最高

【參考答案】9.B10.C

【分析】9.根據(jù)地下水的埋藏深度，可以判讀三地的海拔，甲地最高，然后是丙地，

最低是乙地，所以，隨著羅布泊的逐漸干涸，海拔高

的先形成鹽殼，海拔低的慢形成，所以甲、乙、丙三處鹽殼形成的先后順序依次是甲、

丙、乙，B正確，ACD錯(cuò)誤。

10.丙處鹽殼開始形成時(shí)，甲地早已經(jīng)形成鹽殼，乙地還沒(méi)有干涸，甲地降水量最

少，A錯(cuò)誤。

甲處地下水埋藏深度最深，B錯(cuò)誤。

甲已經(jīng)干涸，丙接近干涸，乙處還沒(méi)有干涸，蒸發(fā)量最多，C正確。

地表溫度越高，鹽殼厚度和含鹽量越高，可以推測(cè)地表溫度排序應(yīng)該是乙丙甲，D

錯(cuò)誤。

【點(diǎn)晴】羅布泊，在塔里木盆地東部，海拔780公尺左右，位于塔里木盆地的最低處,

塔里木河、孔雀河、車爾臣河、疏勒河等匯集于此，為中國(guó)第二大咸水湖。公元330年以前

湖水較多，西北側(cè)的樓蘭城為著名的"絲綢之路"咽喉，之后由于氣候變遷及人類水利工程影

響，導(dǎo)致上游來(lái)水減少，直至干涸，現(xiàn)僅為大片鹽殼。

（二）水庫(kù)的結(jié)構(gòu)、分級(jí)與類型

水庫(kù)是人們按照一定的目的，在河道上建壩或堤堰創(chuàng)造蓄水條件而形成的人工湖泊，

其水體運(yùn)動(dòng)特性及各種過(guò)程，基本上與天然湖泊相似。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界己建和在建水庫(kù)的總庫(kù)容約5萬(wàn)多億立方米，水庫(kù)總面積約40萬(wàn)平方

千米。我國(guó)是世界上水庫(kù)最多的國(guó)家，目前已建大、中、小型水庫(kù)約86800座，總庫(kù)容約

4169億立方米，另外還有庫(kù)容在10萬(wàn)立方米以下的塘壩630多萬(wàn)個(gè)，如此眾多的水庫(kù)塘

壩，對(duì)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境有著巨大的影響。

1.水庫(kù)的結(jié)構(gòu)

1）水庫(kù)的組成水庫(kù)一般由攔河壩、輸水建筑和溢洪道3部分組成。

攔河壩也稱擋水建筑物，主要起攔蓄水量（抬高水位）的作用；輸水建筑物是專供取

水或放水用的，即引水發(fā)電、灌溉或放空水庫(kù)等，也能兼泄部分洪水；溢洪道也稱泄洪建

筑物，供宣泄洪水、作防洪調(diào)節(jié)與保證水庫(kù)安全之用，

故有水庫(kù)的太平門之稱。

此外，有些水庫(kù)為了航運(yùn)、發(fā)電和排除泥沙，往

往增設(shè)通航建筑物、水電站廠房及排沙底孔等。

2）特征庫(kù)容與特征水位一個(gè)水庫(kù)的總庫(kù)容通常

包括防洪庫(kù)容、興利庫(kù)容和死庫(kù)容。相應(yīng)于各種庫(kù)容

有各種特征水位，如圖3-59所示。

⑴死庫(kù)容與死水位（設(shè)計(jì)最低水位）水庫(kù)在調(diào)蓄過(guò)程中有一個(gè)設(shè)計(jì)最低水位，它是

根據(jù)發(fā)電最小水頭和灌溉最低水位而確定的，同時(shí)也考慮到泥沙的淤積情況。這個(gè)水位也

稱死水位，死水位以下的庫(kù)容不能用以調(diào)節(jié)水量，稱死庫(kù)容。

（2）興利庫(kù)容（有效庫(kù)容）與正常高水位為了滿足灌溉、發(fā)電等需要而設(shè)計(jì)的庫(kù)容，

稱為興利庫(kù)容。興利庫(kù)容相應(yīng)的水位，稱正常高水位，即水庫(kù)在正常運(yùn)用條件下允許保持

的最高水位，它也是確定水工建筑物的尺寸、投資、淹沒(méi)損失、發(fā)電量等的重要指標(biāo)。

（3）防洪庫(kù)容與設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位和汛前限制水位為調(diào)蓄上游入庫(kù)洪水、削減

洪峰、減輕下游洪水威脅，以達(dá)到防洪目的的庫(kù)容，稱防洪庫(kù)容。

在水庫(kù)正常運(yùn)行情況下，當(dāng)發(fā)生設(shè)計(jì)洪水時(shí)，水庫(kù)允許達(dá)到的最高水位（與防洪庫(kù)容），

產(chǎn)為設(shè)計(jì)洪水位或最高洪水位。當(dāng)發(fā)生特大洪水時(shí)，水庫(kù)允許達(dá)到的最高水位，稱為校核

）洪水漫過(guò)壩頂下泄易沖毀壩腳，所以在河床、岸邊或水壩上部設(shè)計(jì)溢洪道，向下游泄水。

~任汛期到來(lái)之初，常預(yù)先把水庫(kù)放空一部分,利用這部分放空的庫(kù)容增加攔畜洪水的~

能力，以削弱洪峰。相應(yīng)于放空的那部分庫(kù)容的水位稱為汛前限制水位，即水庫(kù)調(diào)洪起始

水位，它是由洪水特性和防洪要求綜合考慮確定的，在洪水來(lái)臨前，水庫(kù)不能超過(guò)此水位。

2.水庫(kù)的分級(jí)水庫(kù)的總庫(kù)容是指與校核洪水位相應(yīng)的水庫(kù)容積，它包括了死庫(kù)容、

興利庫(kù)容、防洪庫(kù)容和超高庫(kù)容。我國(guó)目前大中小型水庫(kù)是按總庫(kù)容的大小劃分等級(jí)的，

見表3-14。

表3-14水庫(kù)分級(jí)表

大型小型

水庫(kù)級(jí)別中型塘壩

巨型大型?。ㄒ唬┬托　抖┬?/p>

總庫(kù)容（米3）>10億1~1。億0.1~1億100-1000萬(wàn)10~100萬(wàn)<10萬(wàn)

3.水庫(kù)的類型由于興建水庫(kù)的河段地形特征及建筑物規(guī)模的不同，水庫(kù)可分湖泊型

和河川型兩大類。不同類型的水庫(kù)，其形態(tài)特征、水流運(yùn)動(dòng)及泥沙淤積規(guī)律也各異。

1)湖泊型水庫(kù)壩身高，庫(kù)容大，形狀渾圓，水面比降很小，流速小，河流入庫(kù)時(shí)水

面突然展寬，水面比降突然變小，進(jìn)水量多，出庫(kù)水量少，泥沙淤積主要在河流入庫(kù)口附

近呈三角洲的淤積形式，并有異重流現(xiàn)象。

2)河川型水庫(kù)壩身低，庫(kù)容小，庫(kù)形狹長(zhǎng)，水面展寬不大，比降大，流速較大，水

庫(kù)基本保持原河流形狀，略加寬和抬高了水位，故泥沙入庫(kù)后呈帶狀均勻淤積。

二、湖泊、水庫(kù)水的運(yùn)動(dòng)

湖泊雖屬流動(dòng)緩慢的滯流水體，但是，在風(fēng)力、水力坡度力和密度梯度力及氣壓突變

等的作用下，湖泊中的水總是處在不斷地運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)中。

湖水運(yùn)動(dòng)具有周期性升降波動(dòng)和非周期性的水平流動(dòng)兩種形式。前者如波浪、波漾運(yùn)

動(dòng)，后者如湖流、混合、增減水等。

通常波動(dòng)與流動(dòng)往往是相互影響、相互結(jié)合同時(shí)發(fā)生的。湖水運(yùn)動(dòng)是湖泊最重要的水

文現(xiàn)象之一，它影響著湖盆形態(tài)的演變、湖水的物理性質(zhì)、化學(xué)成分和水生生物的分布與

變化，因此，研究湖水的運(yùn)動(dòng)是有重大意義的。

(一)湖水的混合

湖水的混合是湖中的水團(tuán)或水分子在水層之間相互交換的現(xiàn)象。

湖水混合過(guò)程中，湖水的熱量、動(dòng)量、質(zhì)量及溶解質(zhì)等，從平均值較大的水域向較小

的水域轉(zhuǎn)移，他湖水表層吸收的握射能及其它理化特性傳到深處，并便湖底的營(yíng)養(yǎng)鹽類傳

湖水垂直密度梯度=湖水密度的微分/水深的微分；湖水穩(wěn)定度=整個(gè)湖水質(zhì)量x重心偏離距離。

湖水混合的結(jié)果，使湖水的理化性狀在垂直及水平方向上均趨于均勻，從而有利于水

生生物的生長(zhǎng)。

湖水的混合方式有紊動(dòng)混合和對(duì)流混合，前者也稱紊動(dòng)擴(kuò)散，是由風(fēng)力和水力坡度力

作用產(chǎn)生的，后者也稱對(duì)流擴(kuò)散，主要是湖水密度差引起的。

湖水混合的速度會(huì)受到各水層阻力的影響，各水層密度差異越大，阻力就越大，這種

阻力稱為湖水的穩(wěn)定度。當(dāng)湖水密度隨深度增大而增大時(shí)，就比較穩(wěn)定，反之就不穩(wěn)定。

湖水穩(wěn)定度一般可用垂直密度梯度來(lái)表示，即：E=dp/dh(3-57)

式中，E為湖水垂直穩(wěn)定度的密度梯度，以克/厘米2計(jì)；p為湖水密度；h為水深。

另一種表示湖水穩(wěn)定度的方法是以要改變水團(tuán)穩(wěn)定度所需作的功來(lái)表示。在一個(gè)湖泊

內(nèi)，層間密度不同的湖水處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)時(shí)，水團(tuán)的重心位置必低于湖水處于均勻狀

態(tài)時(shí)的水團(tuán)重心位置，因此，所需作的功為：

Sy=Ma(3-58)

式中，Sy為湖水穩(wěn)定度；M為整個(gè)湖水的質(zhì)量；。為層間密度不同的湖水與均勻狀態(tài)的湖

水兩者重心間的距離。

(二)湖泊波漾

湖泊整體或局部水域，由于風(fēng)力、氣壓突變、地震等影響，發(fā)生周期性的擺動(dòng)稱波漾，

也稱駐波、定振波。

波漾擺動(dòng)的軸心稱波節(jié)，波節(jié)處無(wú)水面升降運(yùn)動(dòng)，如

圖3-60中N點(diǎn)，波節(jié)兩邊水面交替發(fā)生順向的傾斜，因

而湖邊水位是有節(jié)奏的升降變化著的。

兩個(gè)波節(jié)間水位垂直升降變化的最大幅度處稱為波

腹，即圖中的ab和cd。湖泊的波漾基本上是單節(jié)的，亦圖3-60單節(jié)波漾

有雙節(jié)或多節(jié)的，如圖3-61(a)和3-61(b)。

(a)(b)

圖3-61雙節(jié)波漾

影響波漾波腹大小、周期長(zhǎng)短的主要因素是湖盆形態(tài)、面積和湖水深度等。面積小、

深度大的湖泊，通常波漾擺動(dòng)快、周期短、水位變幅也大；反之則周期長(zhǎng)、變幅小。

例如，日內(nèi)瓦湖湖長(zhǎng)72千米，平均水深173米，其波漾平均周期為73分鐘，最大波

腹可達(dá)2米；而匈牙利的巴拉頓湖長(zhǎng)76千米，平均水深僅3米，其波漾平均周期長(zhǎng)達(dá)10~12

小時(shí)。

同一湖泊也可有不同變幅和不同周期的波漾，例如，洱海，長(zhǎng)41.4千米，平均寬6.3

千米，平均水深10.5米，測(cè)得波漾有兩種周期，一為167.5分鐘，另一為19.5分鐘，而振

幅相應(yīng)為70毫米與16毫米。

分析表明，波漾周期和振幅的突變，與氣壓、降水和風(fēng)場(chǎng)分布的突變有關(guān)。

波漾可視為兩個(gè)方向相反，波長(zhǎng)、周期相同的波浪疊加的結(jié)果。如果行進(jìn)波遇到陡岸

發(fā)生反射，在全反射的情況下，反射波與入射波的振幅、波長(zhǎng)基本相同，兩者相互疊加成

波漾，疊后其結(jié)果是波腹處的振幅為入射波的2倍，而波長(zhǎng)不變，如圖3-62所示。

單節(jié)波漾周期=2x水體長(zhǎng)度/根號(hào)下一(重力加速度x水深)；波長(zhǎng)=波速x周期。

圖3-62人射波與反射波疊加示意圖圖3-63雙節(jié)駐波水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)

波漾水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是開敞的，不是沿著圓周運(yùn)動(dòng)，而是沿著拋物線運(yùn)動(dòng)。

單節(jié)波漾的周期按下式計(jì)算：

T=2L/C=2L/V(gH)(3-59)

式中，T為周期；L為水體的長(zhǎng)度；g為重力加速度；H為水深，C為波漾的波速。

單節(jié)波漾的波長(zhǎng)人按下式計(jì)算：

A=2L=CT(3-60)

多節(jié)波漾，如n為波節(jié)數(shù)，則上兩式可化為：

T=2L/[nV(gH)](3-61)

A=2L/n(3-62)

(三)湖泊增減水

由于強(qiáng)風(fēng)或氣壓驟變引起的漂流，使湖泊迎風(fēng)岸水量聚積，水往上漲，背風(fēng)岸水往下

降，前者稱為增水，后者稱減水。

一岸增水，一岸減水，必然造成兩岸水位差，湖面變成傾斜狀態(tài)。傾斜的湖面反過(guò)來(lái)

又阻滯著漂流作用。并在水下形成與漂流流向相反的補(bǔ)償流。

如圖3-64形成了全湖性的垂直環(huán)流系統(tǒng)，在深水湖岸，補(bǔ)償流的范圍可超過(guò)漂流的厚

風(fēng)

增水

度，如果湖盆平緩，水的密度差別不大，補(bǔ)償流的范圍可達(dá)

湖底。

增減水的主要特征是水位的變化，水位變化的幅度可以

實(shí)測(cè)，也可通過(guò)下式近似確定

圖3-64增減水示意圖

Ah=Cs-ra-L-cosa/(pgH)(3-63)

式中，臥為增減水位變幅；Cs為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，可取1~15；ta為風(fēng)應(yīng)力；L為水體長(zhǎng)度；p為

水的密度；g為重力加速度；H為水體平均深度：a為風(fēng)向與L線方向的夾角。

可見水位變幅的大小決定于風(fēng)力的強(qiáng)弱、湖盆的形態(tài)、湖水的深度（反比關(guān)系）等。

通常淺水湖遠(yuǎn)大于深水湖，例如，平均水深為10.2米的洱海，一般測(cè)到的增減水水位

變幅僅80—90毫米，這與該湖的風(fēng)速較小也有關(guān)。而平均水深僅1.9米的太湖，在強(qiáng)風(fēng)

作用下增減水位變幅一般為0.2—0.3米，如

遇臺(tái)風(fēng)，變幅增大，例如，1956年8月1日4.50./\

全湖水位不變情況下，迎風(fēng)岸新塘和背風(fēng)岸"Go/Z'、

胥口水面一升一降，相差可達(dá)2.45米，見圖三塘

3-65.套|.......\人.去鳥,“百口

風(fēng)力越大、水體長(zhǎng)度越大、密度越小、水越淺、風(fēng)向與湖身長(zhǎng)軸夾角越小，水位變化幅度越大。

（四）水庫(kù)異重流2-50?....???

異重流是兩種重率不同的流體相匯合，2.Ool------------------.-------------------------------------1---------------

7月31日8月1日8月2日8月3日

由于重率的差異而發(fā)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)時(shí)間

過(guò)程中，各層流體能保持其原來(lái)的特性，不圖3-65太湖增減水過(guò)程（1956）

因交界面上的紊動(dòng)作用而發(fā)生全局性的摻混現(xiàn)

象。

水流比重差異多數(shù)是由于水溫、含沙量、

溶解質(zhì)的含量不同所致。溫差異重流常見于熱電

站冷卻水的引水口，鹽水異重流常見于入海河

口，而渾水異重流則主要發(fā)生在河流入庫(kù)處，如

圖3-66?圖3-66水庫(kù)異重流示意圖

1.水庫(kù)異重流的形成挾沙水流進(jìn)入水庫(kù)壅水段后（如圖3-67中A點(diǎn)），由于水深增

加，流速減低，水流中所挾帶的泥沙不斷向底部沉降，水面的流速與含沙量逐漸趨向于零。

向底部沉降的泥沙，較粗的部分將就地落淤，形成三角洲

淤積，較細(xì)的則由于沉降速度小，還能繼續(xù)保持懸浮狀態(tài)。進(jìn)

到B點(diǎn)以后，表層水開始變清，形成一個(gè)明顯的清渾水交界面，

這時(shí)該區(qū)段內(nèi)出現(xiàn)兩種比重不同的流體，在重力作用下，潛入

底部的水流就有可能攜帶著所剩下來(lái)的懸浮物質(zhì)，以一定的速

度向前運(yùn)動(dòng)，形成異重流，如圖3-67中的C點(diǎn)。含沙量分布---

由于異重流在向水庫(kù)區(qū)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，將帶動(dòng)一部分交界圖3-67自挾沙明梁水流過(guò)渡到異或流的

過(guò)程中流速和含沙粒的沿程變化

面上的清水相隨同行，因而其表層就會(huì)出現(xiàn)相反方向的補(bǔ)償流。

這種補(bǔ)償流的回流將推動(dòng)水面的漂浮物質(zhì)向B點(diǎn)附近聚集，這就是水庫(kù)異重流產(chǎn)生的一個(gè)

標(biāo)志，B點(diǎn)通常稱為異重流的潛入點(diǎn)，即水庫(kù)異重流形成和插入庫(kù)底的潛入點(diǎn).

清渾水的重量差是形成水庫(kù)異重流的根本原因。據(jù)研窕，入庫(kù)渾水的含沙量大于庫(kù)水

含沙量千分之一即可產(chǎn)生異重流，而渾水含沙量大于10—15公斤/米3時(shí)，異重流才比較穩(wěn)

定；其次是組成異重流泥沙的顆粒一般要細(xì)小，通常以d=0.01毫米的粒徑為界限粒徑。此

外，如果入庫(kù)的渾水能持續(xù)不斷，庫(kù)底又有足夠的坡降，則異重流能在水庫(kù)中長(zhǎng)距離運(yùn)行，

以至到達(dá)壩前。

此外，如果壩體底孔開啟異重流就可以排出水庫(kù)。因此，弄清異重流運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對(duì)采

取異重流排沙，減緩水庫(kù)淤積速率將有重要的意義。

2.水庫(kù)異重流的特性異重流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與一般明渠水流有類似的地方。異重流發(fā)生后，

維持異重流前進(jìn)的動(dòng)力與明渠一樣，也是重力。但由于異重流體受到上層清水的包圈，并

受上層流體的浮力作用，故異重流體的有效重力大大減小。

據(jù)研究，渾水的有效重力為原重力的1/100—1/1000。由于重力作用大大削弱，使慣

性力的作用相對(duì)顯得十分突出。相對(duì)突出的慣性力作用，使異重流能夠輕易超越障礙及爬

高，坡?杲一般水流i云動(dòng)做不到的(圖3-68).

湖面降水量+入湖地表、地下徑流量=蒸發(fā)量+出湖地表、地下徑流量+工農(nóng)業(yè)用水量+變化量：

此外，由于重力作用減弱，阻力作用也顯得十分突出，由；-

于阻力作用相對(duì)增強(qiáng)，故異重流的運(yùn)動(dòng)速度是很小的，通常只1m

及一般水流的1/10—1/30。因此，異重流要維持長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)，<?)(W

清渾水交界面在水流方向上必須有足夠的坡度。?3-68舁重選超越障礙物⑷及廢高⑹

、,,1.清水：2.異前流

三、湖泊、水庫(kù)水量平衡與調(diào)節(jié)作用

(一)湖泊水庫(kù)的水量平衡

1.湖泊的水量平衡湖泊水量，由于入流和出流在數(shù)量上不盡相等而發(fā)生變化，湖泊

水量的這一變化過(guò)程，可用水量平衡方程式來(lái)表示：

Vp+Vrdi+Vrgi=VE+Vrd2+Vrg2+Vq±AV

式中，Vp為湖面降水量：Vrd”Vrdz分別為入、出湖地表徑流量；V?、Vrgz分別為入、出

湖地下徑流量；VE為湖面蒸發(fā)量；Vq為工農(nóng)業(yè)用水量；AV為計(jì)算時(shí)段始末湖水貯量的變

量。以上各項(xiàng)均為按計(jì)算時(shí)段計(jì)算，單位為億立方米。

對(duì)于閉合流域，因無(wú)地下徑流的流入與流出，則上式簡(jiǎn)化為：具，

Vp+Vrdi=VE+Vrd,+Vq±AV(3-64)

對(duì)于內(nèi)流湖泊，因無(wú)地表徑流自湖內(nèi)流出，則上式又可簡(jiǎn)化為：

Vp+Vrd產(chǎn)VE+Vq士AV(3-65)

2.我國(guó)主要湖泊的水量平衡

衰3-IS我國(guó)一些湖泊水■平衡(億立方米)

我國(guó)主要大湖水量平衡如表3-15：收入攻支出項(xiàng)

期名

%40計(jì)%V.%合計(jì)

1607.7633.881641.641599.0230.9811.64!641.64

1)從湖水補(bǔ)給看濕潤(rùn)的東部97.9%2.1%100%97.4%1.9%0.7%100%

MfiM3182.1850.83232.983150.0038.2044.783232.98

平原區(qū)，入湖地表徑流量占湖泊總98.4%1.6%100%97.4%1.2%1.4%100%

大葡61.5125.173.3890.0667.1822.8890.06

補(bǔ)給水量比重很大，其中又以湖泊68.3%27.9%3.8%100%74.6%25.4%100%

洪洋湖337.5421.2623.98382.78362.819.98382.78

88.2%5.5%6.3%100%94.8%5.2%100%

補(bǔ)給系數(shù)(指流域面積與湖水面積巢湖24.126.209.5439.8632.867.039.86

60.5%15.6%23.9%100%82.4%17.6%100%

的比值)大的洞庭湖(56.2)、鄱陽(yáng)湖閏海10.633.1313.7810.393.3913.78

77.3%22.7%100%75.4%24.6%100%

(47.7)更為突出；干旱半干旱的西北浪池9.022.9812.005.974.331.7012.00

75.2%24.8%100%49.8%36.1%14.1%100%

內(nèi)陸地區(qū)，湖面降水及入湖地下徑鉞泊湖32.20.501.7434.4432.40.591.4534.44

93.5%1.4%5.1%100%94.2%1.7%4.1%100%

流占據(jù)了一定比重，入湖地表徑流博斯村湖25.81.03.3130.il9.5515.844.7230.II

85.7%3.3%IJ.0%100%31.7%52.6%15.7%100%

布倫托海4.600.722.310.68.238.238.23

所占比重相對(duì)較小，其中青海湖入55.9%8.7%28.1%7.3%100%100%100%

賽里木湖3.062.04S.104.540.565.10

湖地表徑流所占比重甚至還不及湖60%40%100%89%11%100%

艾比朝17.22L2818.5018.5018.50

面降水的比重。93.1%6.9%100%100%100%

Jr海1.080.681.761.540.221.76

從湖水的消耗看外流湖泊61.4%38.6%100%87.5%12.5%100%

2)升海湖12.2815.646.395.7740.0840.0840.08

以出湖地表徑流量為主；內(nèi)陸湖的30.6%39.1%15.9%14.4%100%100%100%

程卓章你6.342.208.548.548.54

74.2%25.8%100%100%100%

入湖水量幾乎全為湖泊蒸發(fā)所消耗。

3）從湖水補(bǔ)給量地區(qū)分布看極不平衡，江淮流域的

湖泊年補(bǔ)給量為5000—6000億立方米，東北、內(nèi)蒙古的

湖泊為100億立方米，新疆博斯騰湖為30億立方米，青

藏高原的湖泊則更小了。

此外，據(jù)研究，我國(guó)湖泊補(bǔ)給水量年際變化較大，豐

枯水年的水量差一般多為2—5倍，洪澤湖可達(dá)23倍，見

圖3-69。

閉合流域的地面、地下分水線重合，流域降水產(chǎn)生的地表、地下徑流全部通過(guò)出口斷面排出。

豐水年湖泊貯水量一般有所增加，而枯水年則減少，湖

泊水量年內(nèi)變化則更為顯著，最大入湖月徑流量與最小入

湖月徑流量的比值，鄱陽(yáng)湖、洞庭湖為6~15,見圖3-70,

而鏡泊湖和烏倫古湖則可達(dá)100以上。年內(nèi)分配隨流域降雨

的年內(nèi)變化和湖泊貯水能力大小而變。

3.湖泊的換水周期及其意義湖泊是換水緩慢的滯流水

體，從湖內(nèi)大量引水，導(dǎo)致湖泊水位的下降，湖水面積的縮

小，使湖區(qū)生態(tài)環(huán)境發(fā)生一系列的變化，造成許多不利的影

響。

湖泊換水周期的長(zhǎng)短，可以作為判斷能否引用湖水資源

的一個(gè)參考指標(biāo)。

T=W/（Qx86400）（3-66）

式中，T為換水周期，以天計(jì)；W為湖泊貯水量，以立方米計(jì)；Q為年平均入湖流量，以

立方米/秒計(jì)。

上式表示湖泊貯水量被年平均入湖水量完全替換所需的時(shí)間，根據(jù)此式，可以計(jì)算湖

泊的換水周期。表3-16為我國(guó)湖泊換水周期表，由表可見：東部平原5大淡水湖換水周期

均小于1年，說(shuō)明入湖徑流量大，湖水利用后，能很快得到恢復(fù)，不會(huì)引起生態(tài)環(huán)境的惡

性循環(huán)。

表3-16中國(guó)湖泊換水周期表

湖名

貯水枇（億立方米）入潮流GU立方米/秒）換水周期（天）

鄱陽(yáng)湖

2595093.159

洞最湖17310353.020

洪洋湖24.41064.3.27

m湖18.0164.3127

太湖44195264

洱海2633.8891

浪池1228.6485

鏡泊湖16.3102.1184.8

博斯騰湖77.392.31969

布倫托海5921.93117

羊卓班湖16020.12911

青海湖74238.9422054

布倫托海、羊卓雍湖、青海湖的換水周期分別大于8.5年、25.2年和60.4年，則不宜

引用。因?yàn)閬?lái)水量太小，一經(jīng)引用難以得到恢復(fù)，這些湖又處于干旱半干旱地區(qū)，水量得

不到補(bǔ)充，湖泊生態(tài)環(huán)境會(huì)發(fā)生嚴(yán)重變化。

4.水庫(kù)的水量平衡水庫(kù)水量平衡方程基本上與湖泊類似，只是庫(kù)岸調(diào)節(jié)及庫(kù)區(qū)、壩下

滲漏損失比湖泊大。

此外，在支出方面，還需考慮棄水水量問(wèn)題。

A

如果庫(kù)區(qū)有一定的水文地質(zhì)資料，庫(kù)岸調(diào)節(jié)量V計(jì)算式為:▽

Vw=0ABCxLxti（3-67）\.

式中，L為計(jì)算地段庫(kù)岸長(zhǎng);“為庫(kù)巖的巖石土壤平均給水度,I3ABCV/?

為時(shí)段始末壅水曲線包圍的面積，見圖3-71。Y

圖3-71庫(kù)岸調(diào)節(jié)示意圖

據(jù)官?gòu)d水庫(kù)的實(shí)測(cè)資料，VW平均約為水庫(kù)蓄水量的10%o

（二）湖泊水庫(kù)的調(diào)蓄作用

1.水庫(kù)的調(diào)節(jié)運(yùn)用水庫(kù)蓄容徑流的能力來(lái)抬高水位，集中落差，并對(duì)入庫(kù)徑流在時(shí)

程上、地區(qū)上，按各用水部門的需要，重新分配過(guò)程，稱水庫(kù)調(diào)節(jié)。

水庫(kù)的防洪、灌溉、發(fā)電及航運(yùn)等效益均建筑在水庫(kù)調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)上。水庫(kù)建成之

后的調(diào)度運(yùn)行，其主要工作就在于如何合理調(diào)配水量。

按調(diào)節(jié)周期的長(zhǎng)短，水庫(kù)調(diào)節(jié)可分日調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)及多年調(diào)節(jié)。其中日調(diào)節(jié)是指通過(guò)

調(diào)節(jié)使水庫(kù)在一晝夜之內(nèi)，完成一個(gè)循環(huán)，日調(diào)節(jié)時(shí)間不長(zhǎng)，要求的調(diào)節(jié)庫(kù)容較小，見圖

來(lái)水大于用水，水庫(kù)從死水位充蓄到正常蓄水位；來(lái)水小于用水，就從正常蓄水位泄放到死水位。

用水流量

T

SM

.X

、

EI&N

l

蠅

黑-R

汨烝

1224

E

/

Z庫(kù)水位

々過(guò)程線

娼

乂

供水蓄水笄水?供水

窗1224

時(shí)間t/h時(shí)間〃月

圖

3-徑流日調(diào)節(jié)示意圖圖3-73徑流年調(diào)節(jié)示意圖

年調(diào)節(jié)是指利用水庫(kù)攔蓄能力，將豐水期多余水量蓄存起來(lái)，以備枯水期使用，其調(diào)

節(jié)周期為一年，故稱年調(diào)節(jié)。

當(dāng)水庫(kù)已蓄滿，來(lái)水量仍大于用水量，將發(fā)生棄水，如圖3-73所示。此種僅能調(diào)節(jié)部

分多余水量的徑流調(diào)節(jié)，稱不完全年調(diào)節(jié)，水庫(kù)如能攔蓄年度內(nèi)全部來(lái)水量，稱完全年調(diào)

節(jié)。

多年調(diào)節(jié)是指水庫(kù)將豐水年多余的水量蓄存起來(lái)，以補(bǔ)枯水年水量的不足，其調(diào)節(jié)周

期可連續(xù)好幾年。

在進(jìn)行水庫(kù)調(diào)節(jié)計(jì)算時(shí)，常利用如下相對(duì)指數(shù)來(lái)表示水庫(kù)的工作特性。

庫(kù)容系數(shù)B，即水庫(kù)興利庫(kù)容v興，與多年平均徑流總量w。之比：B=v興/w。。

一般當(dāng)。=8%~30%時(shí)，可進(jìn)行年調(diào)節(jié)；如果徑流年內(nèi)分配比較均勻，則0=2%~8%時(shí),

亦可進(jìn)行年調(diào)節(jié)。

利用系數(shù)n，即水庫(kù)多年平均利用水量Wv與多年平均徑流總量w。之比值，即

n=wv/w。或n=（Wo-wc）/wo

式中Wc為多年平均棄水量。

2.湖泊的調(diào)蓄作用湖泊作為天然水庫(kù)，除了能攔蓄本流域上游來(lái)水，減輕下游洪水

的壓力外，還可分蓄江河洪水，降低干流河段的洪峰流量，滯緩洪峰發(fā)生的時(shí)間，發(fā)揮調(diào)

蓄作用。

以洞庭湖為例，洞庭湖是我國(guó)第二大淡水湖。它的水源：北有松滋、太平、藕池、調(diào)

弦（已封堵）4口分泄長(zhǎng)江水入湖（占入湖總水量37.7%）,南、西有湘、資、沅、澧4大水

系人匯（占53.9%）,湖區(qū)四周中小河注入（占8.4%）,各方水流入湖停蓄后，在湖區(qū)東北

角經(jīng)城陵磯出湖入長(zhǎng)江?，F(xiàn)有水域2691平方公里，最大水深10.5米，最大容積200余億

立方米。故接納4水、吞吐長(zhǎng)江的洞庭湖，是調(diào)蓄長(zhǎng)江中游干、支流洪水的重要的天然水

庫(kù)。

洞庭湖的削峰作用從表3-17可見，4水、4口的入湖洪水，經(jīng)過(guò)洞庭湖調(diào)蓄，多年

（1951—1983）平均削減了洪峰流量的28.4%。1954年最大削峰量可達(dá)20653立方米/秒，削

減了入湖洪水的1/3o

表3-17洞庭湖多年平均削峰統(tǒng)計(jì)

入湖洪峰流肽出期洪峰流址削峰值削峰值占

年份

（立方米/秒）（立方米/秒）（立方米/眇）入湖洪峰（％）

1951—196042156289101324631.5

1961—197043179312401193927.7

1971—198036452262701018227.9

1981—19833412628467565916.6

1951—198333年平均40200288001140028.4

最大1954.764053434002065332.2

最小19782250017100540024

洞庭湖對(duì)長(zhǎng)江干流的分洪作用和削峰作用見表3-18和表3-19。據(jù)統(tǒng)計(jì)4口1951-1983

年多年平均分流量為H80億立方米，占入湖總量37.7%,而多年平均汛期（5—10月）分流

量為1094億立方米，故長(zhǎng)江分流入湖水量中92.7%是在汛期入湖的。顯然洞庭湖已成為長(zhǎng)

江汛期的天然分洪、滯洪區(qū)了。

表3-184口分流比值變化衰

口平均年徑旅所口占長(zhǎng)江徑流盤

年份44口占入湖年徑流總信4

（億立方米）（%）（%）

1951—1960148444.833.9

1961—1970!33340.429.3

1971—198080830.419.3

1981—198389829.619.7

表3-194口與宜昌洪峰流量對(duì)比（立方米/秒）

年份4口洪峰平均值宜昌洪峰平均值4口占宜昌（%）

三門峽水庫(kù)初期蓄水?dāng)r沙，I960年建成后水庫(kù)經(jīng)常保持高水位，泥沙大量淤積在庫(kù)內(nèi)，末端向上游延

伸，危害陜西關(guān)中平原，潼關(guān)河床抬高4米。后改為汛期泄洪排沙，非汛期蓄水運(yùn)用，即蓄清排渾。

最大洪峰19542746055000*49.9

?為宜昌與四口洪峰相應(yīng)的洪峰流盤

1954年特大洪水時(shí)，洞庭湖甚至削減了長(zhǎng)江干流約1/2的洪峰流量，因而洞庭湖的調(diào)

蓄，對(duì)保護(hù)荊江大堤及武漢城市的安全，發(fā)揮了巨大的作用。

然而從此3表中也可以看出，近30多年來(lái)，洞庭湖的調(diào)蓄能力在不斷地減弱，這是由

于湖區(qū)泥沙淤積，湖泊容積不斷減少所致。

多年平均入湖泥沙達(dá)1.335億立方米，其中又以長(zhǎng)江4口挾帶的泥沙為主，約占其中

82%,而多年平均出湖泥沙僅0.351億立方米，平均每年沉積在湖區(qū)的泥沙為0.984億立方

米，洞庭湖通過(guò)蓄渾吐清，固然對(duì)減輕長(zhǎng)江干流河床泥沙的沉積、穩(wěn)定干流河床起著有利

的作用，但是，泥沙沉積湖底，日積月累就使洞庭湖的面積、容積逐年減小，從而削弱了

其調(diào)蓄能力。

據(jù)1954年及1983年湖區(qū)實(shí)測(cè)地形圖對(duì)比，城陵磯水位23米時(shí)，容積減少59%,33

米時(shí)，容積減少40%。

一般與河流相通的外流湖均有調(diào)蓄作用。鄱陽(yáng)湖在一般年份可調(diào)節(jié)來(lái)水量的15%~30%,

而特大洪水年，如1954年，它削減了入湖峰量的50%以上，其削峰量為23400立方米/秒。

湖泊調(diào)蓄能力的大小，首先決定于湖泊容積，其次決定于內(nèi)湖水位與外江水位之間的

漲落關(guān)系及差值。以江漢湖群為例，在沿江口門未設(shè)控制閘前，江湖相通，內(nèi)湖與外江水

位漲落同步變化，故調(diào)節(jié)能力有限。江湖分家后，一般根據(jù)預(yù)報(bào)、汛前泄空湖容，洪水期

再開閘蓄洪，因而提高了湖泊的蓄洪能力。

湖區(qū)泥沙沉積影響湖泊的調(diào)蓄是自然因素，而盲目圍湖造田、人為因素削弱湖泊的調(diào)

蓄能力和破壞湖泊資源的現(xiàn)象，更應(yīng)該引起重視，已出現(xiàn)的問(wèn)題也要采取還田為湖等措施

妥善解決。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅洞庭湖、鄱陽(yáng)湖、江漢湖群因圍墾而失去湖泊容積達(dá)350億立方米，導(dǎo)致

可調(diào)蓄的淡水資源損失相當(dāng)于淮河正常徑流量的1.3倍，比東線南水北調(diào)計(jì)劃引水1000立

方米/秒的流量還多35億立方米的水量。

大流量壩身泄洪，會(huì)沖刷下游，使壩體振動(dòng)，故多另辟壩外溢洪道。建國(guó)后修建多種溢流拱

壩，如跌坎、挑坎、高低坎對(duì)沖、轉(zhuǎn)向挑坎式，較好地達(dá)成了消能防沖、抗震減蝕。

蘆林湖是江西廬山風(fēng)景名勝區(qū)內(nèi)一處著名景點(diǎn)和重要水源地，它是利用原有河谷地形筑

壩形成的人工湖，湖水清澈，湖畔濃蔭馥郁（圖10）。某研學(xué)小組實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在該湖東

北不遠(yuǎn)處的谷地里建有一座小型溢流