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文檔簡介
自然地理學(xué)
緒論自然地理學(xué)的研究對象和分科自然地理學(xué)的任務(wù)自然地理學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)係一,自然地理學(xué)的研究對象和分科(一)自然地理學(xué)的研究對象自然地理學(xué)是研究地球表層包括天然的和人為的自然地理環(huán)境,它具有一定的組分和結(jié)構(gòu),分佈於地球表層並構(gòu)成一個(gè)地理圈。天然的—只受人類間接或輕微自然地理環(huán)境影響。人為的—受人類直接影響和長期作用。
組分和結(jié)構(gòu):由地貌、氣候、水體、土壤和生物等組分(要素)相互聯(lián)繫和相互作用,通過物質(zhì)和能量迴圈交換構(gòu)成一個(gè)完整、有序的自然地理系統(tǒng)。地理圈:該系統(tǒng)在空間上具有一定的厚度,構(gòu)成一個(gè)完整的地理圈(實(shí)際上包括巖石圈、大氣圈、水圈、土壤圈和生物圈)。(二)自然地理學(xué)的分科主要涉及兩個(gè)層次:一是研究自然地理各組成要素,稱為部門自然地理,包括地質(zhì)地貌學(xué)、氣候?qū)W、水文學(xué)、土壤地理學(xué)和生物地理學(xué);二是研究自然地理環(huán)境的整體特徵,稱為綜合自然地理。返回二,自然地理學(xué)的任務(wù)1)研究各自然地理要素的特徵、形成機(jī)制和發(fā)展規(guī)律。2)研究各要素間物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的動態(tài)過程和變化規(guī)律。3)研究自然地理環(huán)境的空間分異規(guī)律。4)參與自然條件和自然資源的評價(jià)。5)研究人為環(huán)境的變化、發(fā)展,尋求開發(fā)利用和整治的途徑。返回三,自然地理學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)係1)與地質(zhì)科學(xué)的關(guān)係2)與生物學(xué)的關(guān)係3)與環(huán)境科學(xué)的關(guān)係第一章地球第一節(jié)地球在宇宙中的位置一.宇宙和天體(一)宇宙宇宙:是一個(gè)永恆的物質(zhì)世界,它包含無數(shù)的天體和極其廣闊的空間。即空間上無邊無際、時(shí)間上無始無終。1,宇宙的起源——宇宙大爆炸宇宙大爆炸是由愛德華.哈勃和伽莫夫提出宇宙大爆炸發(fā)生於約150億年前目前已知的宇宙空間半徑約130光年(每光年96400×108Km)2.天體的類型:恒星、行星、衛(wèi)星、流星、彗星、星雲(yún)等。行星恒星衛(wèi)星流星彗星星雲(yún)3.天體的運(yùn)動及星系:
天體的運(yùn)動是宇宙中最具規(guī)律性的運(yùn)動,這種規(guī)律性運(yùn)動便構(gòu)成不同形態(tài)、不同級別的星系??傂窍岛阈窍岛阈?500億個(gè)行星10億多個(gè)衛(wèi)星(二)地球的宇宙環(huán)境1,銀河系是總星系中10億多個(gè)恒星系的一個(gè)2,太陽和太陽系
是銀河系中1500億個(gè)恒星中的一個(gè),太陽和環(huán)繞其8個(gè)行星構(gòu)成太陽系。水星金星地球火星木星土星天王星海王星3,地月系統(tǒng)
地球、衛(wèi)星與人造地球衛(wèi)星第二節(jié)地球的形狀與大小一,地球的形狀及其地理意義1.地球形狀的認(rèn)識過程圓球形(第一級近似)旋轉(zhuǎn)橢球體(第二級近似)大地水準(zhǔn)體(第三級近似)
“梨”形(最高級)從太空中觀察的地球模擬固體地球的形狀2.地球形狀的物理意義球形地球的不同緯度因正午太陽高度角不同,所接受的太陽輻射不同,從而造成地球上熱量及其相關(guān)的自然現(xiàn)象的地帶性分佈.二,地球的大小及其地理意義1.地球的大小赤道半徑(a):6378.137Km兩極半徑(c):6356.752Km扁率(f):1:289,257,2220102.地球的其他數(shù)據(jù)地球表面積:51000萬平方Km(海洋占70.8%,陸地占29.2%)陸地最高點(diǎn):8846.27m(珠穆朗瑪峰)海洋最深點(diǎn):-11034.38m(馬利亞納海溝)3.地球大小的地理意義
地球的品質(zhì)與大氣圈的形成.第三節(jié)地球的運(yùn)動一,地球的自轉(zhuǎn)及其地理意義1.地球的自轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn):地球繞地軸旋轉(zhuǎn).方向週期速度地球自轉(zhuǎn)的方向:
自西向東週期:恒星日與太陽日的比較
參照物時(shí)間旋轉(zhuǎn)角度
恒星日恒星23時(shí)56分4秒360o太陽日太陽24時(shí)360o59′自轉(zhuǎn)的速度角速度:單位時(shí)間內(nèi)掃過的角度線速度:單位時(shí)間內(nèi)掃過的弧長2.地球自轉(zhuǎn)的地理意義1)地球自轉(zhuǎn)決定晝夜更替,並使地表各種過程具有晝夜節(jié)奏.晝半球夜半球昏線晨線太陽平行光線2)地球的自轉(zhuǎn)使在其上作水準(zhǔn)運(yùn)動的物體發(fā)生偏離,北半球偏右,南半球偏左.3)地球自轉(zhuǎn)造成同一時(shí)刻.不同經(jīng)線上具有不同的地方時(shí)間.4)月球和太陽的引力使地球發(fā)生彈性變形.5)地球的整體自轉(zhuǎn)運(yùn)動與地球局部運(yùn)動有密切關(guān)係.二.地球的公轉(zhuǎn)及其地理意義1.地球的公轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn):地球繞太陽的運(yùn)動方向速度*四季的形成第四節(jié)地球的圈層構(gòu)造一,地球圈層的分化1)46~38億年前,地球是由C、O、Si、K、Na、Mg、Fe、Ni等元素以各種物態(tài)(氣、液、固)出現(xiàn)的接近均質(zhì)的物體。2)重力作用導(dǎo)致物質(zhì)和物態(tài)的分離,由外向內(nèi)逐漸形成大氣圈(C、O、N)、水圈(H、O)和固體地球(Si、K、Na、Ca、Mg、Fe、Ni)。3)地?zé)岷椭亓ψ饔靡仓鸩绞构腆w地球分異形成地殼、地幔和地核。地殼:O、Si、K、Na,密度2.65,剛性。地幔:Si、Ca、Mg,密度2.95,剛性和塑性。地核:Fe、Ni,密度13左右,剛性和塑性。二,地球的內(nèi)部構(gòu)造根據(jù)地震波的傳播速度,地球內(nèi)部存在著兩個(gè)不連續(xù)面,即莫霍面(33Km深)和古登堡面(2900Km深),據(jù)此將地球分為地殼、地幔和地核。(一)地殼根據(jù)地殼的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可分為:1)大陸地殼(陸殼)平均厚度35Km,最大65Km,上部成分以O(shè)、Si、Al、K、Na為主,成分與花崗巖相似,稱花崗巖質(zhì)層或矽鋁層。下部以O(shè)、Si、Al、Fe、Mg、Ca為主,成分與玄武巖相似,稱玄武巖質(zhì)層或矽鎂層。2)大洋地殼(洋殼)平均厚度5~6Km,為玄武巖質(zhì)層或矽鎂層。(二)地幔介於莫霍面與古登堡面之間(35~2900Km)大約在1000Km深處分為上地幔和下地幔。1)上地幔深35~1000Km,由O、Si、Fe、Mg為主的橄欖巖質(zhì)巖石構(gòu)成。大約在60~250Km深度間,物質(zhì)多呈塑性狀態(tài),稱為軟流圈。一般認(rèn)為是巖漿的發(fā)源地。2)下地幔深1000~2900Km,由O、Si、Fe、Mg為主的橄欖巖質(zhì)巖石構(gòu)成。密度較大。(三)地核古登堡面以下至地心,由Fe、Ni等緻密物質(zhì)組成。三,地球的外部構(gòu)造(一)大氣圈自地表向上至10000Km高度,主要成分為N(78%)和O(21%),其次為Ar、CO2和水蒸汽。(二)水圈主體是世界大洋(71%),陸地上的河流、湖泊、沼澤、冰川、地下水等構(gòu)成。
(三)生物圈生物圈是地球生物及其分佈範(fàn)圍所構(gòu)成的一個(gè)極其特殊、極其重要的圈層,它與大氣圈、水圈和巖石圈相互滲透。一,海陸分佈地球表面明顯分為海洋和陸地兩部分。
海洋面積占地球表面積的71%,連續(xù)廣闊的海洋稱為世界大洋,其主體有太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋(即四大洋)。
陸地面積占地球表面積的29%,其主體有歐亞大陸、非洲大陸、北美大陸、南美大陸、南極大陸、澳大利亞大陸(即七大洲)二,海陸起伏曲線第二節(jié)地球表面的基本形態(tài)和特徵三,島嶼大陸島:位於大陸附近並在地質(zhì)構(gòu)造島嶼上與大陸有密切聯(lián)繫?;鹕綅u:海底火山噴發(fā)引起海洋島珊瑚島:由珊瑚礁構(gòu)成的。四,地球表面的基本特徵1,太陽輻射集中於地表,太陽能的轉(zhuǎn)化也主要在地表進(jìn)行。2,固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)物質(zhì)同時(shí)並存於地表。3,地球表面具有其特有的、由其本身發(fā)展形成的物質(zhì)和現(xiàn)象。4,相互滲透的地表個(gè)圈層之間,進(jìn)行著複雜的物質(zhì)和能量交換和迴圈。5,地球表面存在著複雜的內(nèi)部分異,即緯向和非緯向。6,地球表面是人類社會發(fā)生、發(fā)展的環(huán)境。構(gòu)造運(yùn)動與地質(zhì)構(gòu)造大地構(gòu)造學(xué)說火山與地震第一節(jié)構(gòu)造運(yùn)動與地質(zhì)構(gòu)造一,構(gòu)造運(yùn)動的特點(diǎn)與基本方式(一)構(gòu)造運(yùn)動的一般特點(diǎn)構(gòu)造運(yùn)動:由地球內(nèi)力引起的地殼機(jī)械運(yùn)動。它導(dǎo)致地殼發(fā)生變形和變位,形成各種地質(zhì)構(gòu)造,並常常造成巖漿活動和變質(zhì)作用。一般特點(diǎn):普遍性、永恆性、方向性、非均速性、幅度與規(guī)模差異性。(二)構(gòu)造運(yùn)動的基本形式1,水準(zhǔn)運(yùn)動:地塊沿大地水準(zhǔn)面切線方向的運(yùn)動。常見的有分離和彙聚。如:非洲大陸與南美洲大陸的水準(zhǔn)分離。2,垂直運(yùn)動:即升降運(yùn)動。如:深滬灣的升降運(yùn)動等。二,構(gòu)造運(yùn)動與巖相、建造和地層接觸關(guān)係(構(gòu)造運(yùn)動的主要證據(jù))(一)巖相巖相:沉積物質(zhì)和沉積環(huán)境的總合。有海相、陸相和過渡相。海侵層序:巖相從陸相逐漸變?yōu)楹O?,沉積物自下而上由粗變細(xì)。保存較為完好?!貧は陆岛M藢有颍簬r相從海相逐漸變?yōu)殛懴啵练e物自下而上由細(xì)變粗。往往缺失部分地層。——地殼上升(二)沉積建造沉積建造:特定的構(gòu)造運(yùn)動階段所形成的一套特殊的沉積巖組合。如:複理石建造——地槽回返初期的產(chǎn)物;磨拉石建造——地槽回返後期的產(chǎn)物。(三)巖層的接觸關(guān)係1,整合:新老地層產(chǎn)狀一致且相互平行,之間無缺失地層。2,平行不整合:新老地層產(chǎn)狀一致且大致平行,之間缺失部分地層。3,角度不整合:新老地層產(chǎn)狀不一致,之間缺失部分地層。4,侵入接觸:侵入體與圍巖之間的接觸關(guān)係。靠近侵入體一側(cè)常見捕虜體。5,侵入體的沉積接觸:以侵入體為基底的沉積接觸關(guān)係。三,地質(zhì)構(gòu)造(一)水準(zhǔn)構(gòu)造:雖經(jīng)垂直運(yùn)動,但未發(fā)生褶皺,巖層產(chǎn)狀仍保持水準(zhǔn)或近水準(zhǔn)。(二)傾斜構(gòu)造:巖層經(jīng)構(gòu)造運(yùn)動後,與水平面形成一定交角。可以是褶皺(翼)或差異性斷層造成的。
巖層產(chǎn)狀的三要素:走向——傾斜巖層在水平面上的延伸方向。傾向——巖層的傾斜方向。傾角——巖層的層面與水平面的交角。(三)褶皺構(gòu)造褶皺:巖層在側(cè)向壓應(yīng)力的作用下產(chǎn)生彎曲。單個(gè)彎曲稱褶曲,基本形式有:背斜和向斜。褶皺要素:核、翼、軸面、樞紐等。褶皺主要類型:根據(jù)軸面和兩翼地層產(chǎn)狀:直立褶曲,傾斜褶曲,倒轉(zhuǎn)褶曲,平臥褶曲;根據(jù)樞紐產(chǎn)狀:水準(zhǔn)樞紐,傾伏樞紐等。(四)斷裂構(gòu)造斷裂:巖石受力後發(fā)生破裂,導(dǎo)致巖層的連續(xù)性遭到破壞?;拘问接校汗?jié)理和斷層。節(jié)理:巖石受力後發(fā)生破裂,但巖塊未發(fā)生明顯的位移。常見有垂直節(jié)理、X節(jié)理。斷層:巖石受力後發(fā)生破裂,但巖塊發(fā)生明顯的位移。是斷層面與水平面的交線。
斷層要素:斷層面、斷層線、斷盤和斷距。斷層類型:根據(jù)兩盤相對運(yùn)動特點(diǎn)分為:
正斷層——上盤相對下降。
逆斷層——上盤相對上升。(斷層面傾角大於40度為沖斷層,小於25度為逆掩斷層)
平移斷層——兩盤沿水準(zhǔn)方向相對位移。斷層組合:地壘與地塹,疊瓦式構(gòu)造。返回第二節(jié)大地構(gòu)造學(xué)說一,板塊構(gòu)造學(xué)說(一)大陸漂移說1915年由魏格納提出。1950年古地磁提供資料得以證實(shí)。(二)海底擴(kuò)張說1960年由迪茨和赫斯提出。要點(diǎn):1)地幔物質(zhì)對流是大陸漂移的主要動力。2)海嶺為對流上升區(qū),海溝為下降區(qū)。3)海底巖石年齡僅有2~3億年。4)地球的體積基本恒定,海盆面積不變。(三)板塊構(gòu)造學(xué)說20世紀(jì)60年代後期,由勒比雄等人提出主要立論依據(jù):1,巖石圈劃分為六大板塊:歐亞板塊、美洲板塊、非洲板塊、太平洋板塊、澳洲板塊和南極板塊。2,上地幔的物質(zhì)對流是板塊運(yùn)動的原動力3,根據(jù)板塊運(yùn)動的性質(zhì),板塊邊界有三種類型:
擴(kuò)張型(生長)邊界:如洋脊裂谷帶。
俯衝型:如環(huán)太平洋海溝彙聚型(消亡)邊界島弧帶。碰撞型:如地中?!柴R拉雅山脈帶(地縫合線邊界)。
轉(zhuǎn)換斷層(次生)邊界:橫切洋脊的轉(zhuǎn)換斷層構(gòu)成的次一級板塊邊界。二,地槽——地臺學(xué)說
地槽區(qū):地殼運(yùn)動最強(qiáng)烈的地帶。早期以下降為主,形成狹長帶狀的凹陷海盆並接受巨厚的碎屑沉積;晚期回返上升形成褶皺山系並伴有大規(guī)模的巖漿活動。
地臺區(qū):地殼相對穩(wěn)定的區(qū)域。三,地質(zhì)力學(xué)地球自轉(zhuǎn)及其角速度的變化引起的地殼水準(zhǔn)運(yùn)動。返回第三節(jié)火山與地震一,火山(一)火山的類型與分佈火山噴發(fā):巖漿噴出地表的自然現(xiàn)象。它是地球內(nèi)部物質(zhì)和能量快速猛烈釋放的一種形式。裂隙式:多見大洋裂谷。類型寧靜式:只噴發(fā)熔巖,無火山碎屑。中心式中間型:爆炸式:噴發(fā)時(shí)具有猛烈爆炸現(xiàn)象,以火山碎屑為主?;鹕椒謥眩悍謥鸯洞笮“鍓K的邊界上。主要有:大洋裂谷火山帶;環(huán)太平洋火山帶;地中?!∧峄鹕綆А#ǘ┗鹕降孛捕?,地震地震:大地快速震動的自然現(xiàn)象。是地殼運(yùn)動的一種特殊形式。地震要素:
震源:指地震發(fā)生的位置。
震中:震源在地面的垂直投影。觀測點(diǎn)到震中的距離為震中距。
震源深度:震中到震源的鉛直距離。小於70Km為淺源地震;70~100Km為中源地震;大於100Km為深源地震。
震級:表示地震本身大小的等級。
烈度:地震對地面和建築物的破壞程度。
地震分佈:1)環(huán)太平洋地震活動帶。2)地中?!柴R拉雅地震帶。3)大洋中脊地震帶。4)東非裂谷地震帶。第一節(jié)地球水迴圈與水量平衡
一,地球上水的分佈水圈:由海洋.河流.湖泊.沼澤.地下水.大氣水.和冰川組成.水的分佈:海洋約占97%.陸地水約占3%.(河流占總水量的十萬分之七.二,水迴圈與水量平衡(一)水迴圈及其類型水迴圈:地球上的水在太陽輻射能和地心引力的作用下,產(chǎn)生蒸發(fā).水氣輸送.凝結(jié)降水.地表及地下徑流等基本環(huán)節(jié)的周而復(fù)始變化現(xiàn)象.類型:大循環(huán)和小迴圈(二)水量平衡水量平衡原理:依據(jù)品質(zhì)守恆定律,全球或任一地區(qū).任一時(shí)段水分的收入量與支出量之差.必等於其蓄水變數(shù).通用水量平衡方程:Q-I=⊿S即(P+R表入+R下入+q)-(E+R表出+R下出)=S2-S1
P+R表入+R下入-E-R表出-R下出)=S2-S1水量平衡三要素:
降水量P.蒸發(fā)量E.徑流量R.第二節(jié)海洋起源與海水物理化學(xué)性質(zhì)一,世界大洋及其區(qū)分海洋的基本形態(tài)單元大洋海它是海洋的主體,且遠(yuǎn)離大陸。面積約占整個(gè)海洋面積的89%,水深一般超過3000m以上。具有獨(dú)立的潮波系統(tǒng)和海流系統(tǒng),水色深,透明度大。靠近大陸、或受大陸包圍,位於大洋邊緣的水域。以狹窄的海峽與大洋相連的稱為海,以島鏈與大洋相連的稱為海灣,水深一般在3000m以下。潮汐從大洋傳來,水色低,透明度小??煞譃椋哼吘壓?、陸間海和內(nèi)陸海(一)海洋的劃分及其特徵(二)全球海洋的地理分佈1.世界海洋的分佈2,海及其分類內(nèi)海,邊緣海,外海,島間海。二,海水的組成(一)海水的化學(xué)成分
海水化學(xué)組成的恒定性特點(diǎn)。(二)海水的鹽度和氯度鹽度的定義:S‰。氯度:Cl‰。鹽度與氯度的關(guān)係:鹽度=0.03+1.805×氯度鹽度的地理分佈:以副熱帶海區(qū)為中心分別向赤道和兩極海區(qū)逐漸遞減,呈馬鞍形分佈,且具有緯度地帶性。三,海水的溫度、密度和透明度第三節(jié)海水的運(yùn)動
一,潮汐與潮流(一)潮汐現(xiàn)象與引潮力潮汐現(xiàn)象:由引潮力引起的海面週期性升降現(xiàn)象。漲潮與落潮。高潮與低潮。潮差。大潮與小潮。引潮力:地球上的任何一點(diǎn),同時(shí)受到月球、太陽的引力作用和地球繞地月共同質(zhì)心運(yùn)動所獲得的慣性離心力的作用,這兩個(gè)力的合力即為引潮力。潮汐類型:半日潮、混合潮、全日潮(二)潮流潮流:伴隨潮汐現(xiàn)象而產(chǎn)生的海水大規(guī)模週期性的水準(zhǔn)運(yùn)動。潮流對自然地理環(huán)境產(chǎn)生著重要的影潮流類型:
回轉(zhuǎn)流:在外海和開闊的海區(qū),潮流受地轉(zhuǎn)偏向力和大洋潮波的影響形成回轉(zhuǎn)流。是潮流最普遍的形式。往復(fù)流:在近岸海峽和海灣,潮流受地形的影響形成往復(fù)流。在特殊的喇叭形海灣或河口,往往形成怒潮。二,海洋中的波浪(一)波浪及其類型波浪:海水質(zhì)點(diǎn)以其原有的平衡位置為中心,在垂直方向上作週期性圓周運(yùn)動現(xiàn)象。
風(fēng)浪:風(fēng)的切應(yīng)力作用。波浪類型
海嘯:地震或風(fēng)暴引起的。
氣壓波:氣壓突然變化引起的。波浪的變形和破碎:深水區(qū)—淺水區(qū)—近岸區(qū)
(二)波浪的折射及其對近岸的作用波浪折射:波浪在向淺水區(qū)和近岸區(qū)傳播過程中,若波向線與岸線或等深線不垂直,那麼波向線將逐漸發(fā)生偏轉(zhuǎn),趨於與岸線或等深線相垂直。波浪對海岸的作用:波浪折射比如導(dǎo)致波能在岬角產(chǎn)生輻聚並對其產(chǎn)生侵蝕作用;在海灣和產(chǎn)生輻散並對其產(chǎn)生堆積作用。
洋流分類暖流寒流風(fēng)海流密度流補(bǔ)償流性質(zhì)成因三、洋流(一)洋流的分類與成因洋流(海流):海水穩(wěn)定地從一個(gè)海區(qū)水準(zhǔn)地或垂直地向另一海區(qū)大規(guī)模的運(yùn)動現(xiàn)象。1.風(fēng)海流概念:是在風(fēng)的切應(yīng)力為主的作用下而產(chǎn)生的一種穩(wěn)定海流。它是洋流最普遍、最重要的類型之一。形成:風(fēng)海流是在風(fēng)的切應(yīng)力為主,並兼有地轉(zhuǎn)偏向力和海底摩擦力共同作用下形成的。根據(jù)“艾克曼漂流理論”,深海風(fēng)海流主要受風(fēng)的切應(yīng)力和地轉(zhuǎn)偏向力的作用,表面洋流的流向理論上為兩個(gè)合力的方向?!颈卑肭蚱蝻L(fēng)向之右(南半球偏左)45°】。研究表明,風(fēng)海流由深海向淺海流動,流向與風(fēng)向的交角在45-0°之間變化,即受越來越強(qiáng)的海底摩擦力的作用。太平洋··海水質(zhì)點(diǎn)風(fēng)的切應(yīng)力地轉(zhuǎn)偏向力表面流流向海底摩擦力風(fēng)海流的形成理論圖示南北半球盛行風(fēng)所形成的風(fēng)海流
2.密度流概念:由於海水的密度分佈不均,海水在水準(zhǔn)壓強(qiáng)梯度力為主,並兼有地轉(zhuǎn)偏向力的作用下產(chǎn)生的海流(熱鹽環(huán)流)。形成:當(dāng)?shù)葔好鎯A斜時(shí)如圖(a),垂直於等壓面的壓強(qiáng)梯度力分解成垂直水平面D1和平行水平面D2,D1與重力方向相反,故被取消了。D2就是梯度流產(chǎn)生的原動力。梯度流一旦產(chǎn)生,地轉(zhuǎn)偏向力便立即對海流產(chǎn)生作用。海峽或運(yùn)河密度流直布羅陀海峽地中海底層海水流向大西洋蘇伊士運(yùn)河紅海海底層海水流向地中海曼德海峽紅海海底層海水流向印度洋霍爾木茲海峽波斯灣海底層海水流向印度洋梯度流的主要表現(xiàn)地域3.補(bǔ)償流
由於風(fēng)海流或密度流的流動,使洋流流出的海區(qū)海水減少,相鄰海區(qū)的海水便會自動流入進(jìn)行補(bǔ)充,這樣形成的洋流叫做補(bǔ)償流。補(bǔ)償流有水準(zhǔn)的,也有垂直的。垂直補(bǔ)償流又分為上升流和下降流兩種。在太平洋和大西洋的東海岸如加利福尼亞、秘魯、西北非洲海岸都有上升流,它把含營養(yǎng)鹽豐富的次表水帶至海面,為海洋生物的生長和繁殖提供了條件。如:秘魯漁場的形成,就是得益於附近海區(qū)盛行的上升流。冷海水上泛,將深處的磷酸鹽、矽酸鹽帶到表層,給浮游生物提供豐富的養(yǎng)料,浮游生物又是魚類的餌料。海區(qū)補(bǔ)償流離岸風(fēng)北太平洋東岸加利福尼亞寒流東北信風(fēng)南太平洋東岸秘魯寒流東南信風(fēng)北大西洋東岸加那利寒流東北信風(fēng)南大西洋東岸本格拉寒流東南信風(fēng)南印度洋東岸西澳大利亞寒流東南信風(fēng)補(bǔ)償流的分佈地域(二)大洋表層形成模式1.大洋表層洋流模式40o0o60o90oN90oS40o60o30o30o40o0o60o90oN90oS40o60o30o30o
大洋表層洋流模式:主要是由穩(wěn)定的盛行風(fēng)引起的風(fēng)海流。環(huán)流由於海陸分佈不均,氣壓帶被割裂成幾個(gè)不連續(xù)的氣壓中心。因而,由風(fēng)引起的海流只能成為圍繞高壓中心的環(huán)流。在北半球,繞副熱帶高壓而流動的,為一順時(shí)針方向的環(huán)流;繞副極地低壓(中緯度低壓)流動的,為一逆時(shí)針方向環(huán)流。副極地低壓與極地高壓基本上呈帶狀,那裏的海流與緯圈平行。在南半球,與副熱帶高壓區(qū)相應(yīng)的環(huán)流為逆時(shí)針方向。副極地低壓與極地高壓基本上呈帶狀,那裏的海流與緯圈平行。因此,與北半球相應(yīng)的那個(gè)氣旋(順時(shí)針方向)環(huán)流便不存在。2.世界大洋表層洋流的分佈
大洋表層洋流的分佈規(guī)律:1)南北半球低緯海區(qū)形成反氣旋式環(huán)流,大陸東岸海區(qū)為暖流,大陸西岸海區(qū)為寒流。2)北半球高緯海區(qū)形成氣旋式環(huán)流,大陸東岸海區(qū)為寒流,大陸西岸海區(qū)為暖流。3)南半球高緯海區(qū)不形成氣旋式環(huán)流,而是被強(qiáng)大的西風(fēng)漂流所代替。4)北印度洋形成特殊的季風(fēng)漂流,冬季形成東北季風(fēng)漂流;夏季形成西南季風(fēng)漂流。5)在極地東風(fēng)作用下,南極形成一個(gè)獨(dú)特的繞極西向環(huán)流。學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注意以大陸為中心來考慮大陸不同緯度的東西兩岸洋流的分佈特徵和規(guī)律3.大洋垂直環(huán)流
大洋表層的環(huán)流,勢必出現(xiàn)某海區(qū)深層減水或增水。根據(jù)海水的連續(xù)性,必然出現(xiàn)上升流和下降流,從而形成垂直環(huán)流。1)信風(fēng)和赤道逆流區(qū),2)大洋西部暖流區(qū),3)副熱帶高壓區(qū),4)大洋東部寒流區(qū),5)極地區(qū)
綜上所述,全球大洋的洋流是由表層環(huán)流和垂直環(huán)流所構(gòu)成的統(tǒng)一的環(huán)流體系。一般在正常年份,大洋系統(tǒng)遵循著穩(wěn)定的環(huán)流模式,從而形成沿岸穩(wěn)定的氣候特徵。但在某些年份也會出現(xiàn)環(huán)流異常,最為典型的事發(fā)生在赤道以南太平洋東岸的“厄爾尼諾”現(xiàn)象和“拉尼娜”現(xiàn)象。
一,七萬年來的海平面變化二,近百年的海平面變化三,21世紀(jì)海平面上升預(yù)測第四節(jié)海平面變化第五節(jié)海洋資源和海洋環(huán)境保護(hù)海洋資源的概念
狹義上,是指在海水中生存的生物,溶解與海水中的化學(xué)元素和淡水,海水中所蘊(yùn)藏的能量以及海底的礦產(chǎn)資源。廣義上除了指上述的物質(zhì)與能流量外,還包括港灣、航線、水產(chǎn)養(yǎng)殖空間、海洋上空的風(fēng)、海底地?zé)?、海洋景觀、海洋空間以及海洋的納汙能力等。根據(jù)上述概念,本節(jié)重點(diǎn)介紹海洋生物資源、海洋礦產(chǎn)資源、海洋能資源、海洋化學(xué)資源和海洋空間資源等。(一)海洋生物資源分類和儲量分類:按海洋利用的類型分為水產(chǎn)資源、觀賞資源、工業(yè)資源、藥用資源和生物遺傳基因功能資源。水產(chǎn)資源包括魚類、貝類、甲克類、頭足類、哺乳類和藻類等。其中魚類是最重要的一類。儲量和開發(fā)潛力:據(jù)估計(jì),全球海洋初級生產(chǎn)力每年達(dá)1350億噸的有機(jī)碳,海洋生物的蘊(yùn)藏量約342億噸,海洋動物325億噸,而陸地上的動物還不足100億噸。到目前為止,海洋生物資源被開發(fā)的僅是一小部分,科學(xué)家以有機(jī)碳計(jì)算的目前開發(fā)水準(zhǔn)僅達(dá)到海洋初級生產(chǎn)力的0.03%。這表明海洋生物資源儲量豐富,開發(fā)海洋生物資源的潛力難以估量。
一、海洋生物資源與人類漁業(yè)開發(fā)(二)世界漁場的分佈與海洋漁業(yè)開發(fā)
(三)海洋漁業(yè)中的過量捕撈問題部分經(jīng)濟(jì)魚類的捕撈量大大超過了該類群體的自然生長量,漁產(chǎn)品的數(shù)量和品質(zhì)下降,許多近海漁場的資源趨向枯竭,各國對大洋漁業(yè)資源的爭奪加劇,海洋生物資源的多樣化受到嚴(yán)重的威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì),截止1999年,已有近1/4的海洋資源被消耗,近50%的漁儲量被開發(fā)至其生物極限水準(zhǔn)而瀕臨耗盡。接近75%的主要魚類資源已被充分或過量捕撈。據(jù)估計(jì),全世界的漁船捕獲能力超過魚類資源的承受能力30%~40%。(四)海洋水產(chǎn)增養(yǎng)殖與海洋開發(fā)前景
海洋漁業(yè)發(fā)展非常迅速,而其中海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展最快。平均每年增長10%。
全世界養(yǎng)殖的貝類有近100種,主要由牡蠣、扇貝、蛤子、鮑魚等。養(yǎng)殖的魚類目前約100種,養(yǎng)殖對蝦近30種,世界蝦類養(yǎng)殖產(chǎn)量80%集中在中國和東南亞一帶。世界藻類養(yǎng)殖的主要產(chǎn)品有海帶、紫菜、裙帶菜、江籬、石花菜、麒麟菜等。
目前世界海洋捕撈和養(yǎng)殖的範(fàn)圍只占大洋面積的10%,絕大多數(shù)海域尚未開發(fā)。世界漁獲量的90%來自於大陸架淺海區(qū),各國對大洋和深海魚類捕撈甚少。在各大洋中,南大洋是世界上尚未開發(fā)的最大海洋生物資源基地。大洋性和深海生物資源的開發(fā)應(yīng)該是今後海洋生物資源開發(fā)的主要方向。二、海洋礦物資源的開發(fā)(一)海洋礦物資源的種類與儲量
在地球上發(fā)現(xiàn)的100餘種元素中,有80多種存在於海洋中。其中能直接開發(fā)利用的有60多種。在近岸帶,廣泛分佈著濱海砂是重要的建築材料,其中也蘊(yùn)含有豐富的貴重金屬和稀有金屬礦物。目前世界已探明的有工業(yè)價(jià)值的濱海礦有20多種。濱海砂礦是未來增加礦產(chǎn)儲量的最大潛在資源之一。在深海洋底的錳結(jié)核有以錳為主的30多種元素構(gòu)成,是公認(rèn)的具有開發(fā)價(jià)值的礦產(chǎn)資源,它們不連續(xù)地分佈在水深2000~6000m的大洋底部,主要集中在北太平洋,號稱地球上最大的“金屬資源庫”。
(二)世界海底油氣資源的分佈與開發(fā)
石油是一種重要的礦產(chǎn)資源,被稱為“工業(yè)的血液”。據(jù)估計(jì),全世界石油有限儲量約10x1012t,可采儲量3000x108t,其中海上可采儲量約1350x108t
,已探明的海上石油儲量為400x108t,天然氣為30x104m3
。全世界100多個(gè)國家和地區(qū)從事海上石油開發(fā),至今已發(fā)現(xiàn)數(shù)百個(gè)海底油氣田,產(chǎn)石油超過9x108t,占世界石油產(chǎn)量的1/3。海洋天然氣產(chǎn)量達(dá)4420多億m3
。從地區(qū)分佈上看,世界海上油氣資源儲量主要集中在波斯灣、北海、幾內(nèi)亞灣、墨西哥灣、加利福尼亞沿岸海域等幾個(gè)地區(qū)。這些地區(qū)的油氣資源總儲量占全部海上探明儲量的80%。未探明的油氣區(qū)主要集中在北極地區(qū)、南極地區(qū)、非洲、南美洲和澳大利亞周圍海域。
(一)海洋能資源的種類及其開發(fā)潛力
海洋能是指海洋的自然能量(動能、勢能和熱能),包括潮汐能、波浪能、海流能、溫差能和鹽度差能等海洋能資源屬可再生資源,是人類取之不竭的“能源寶庫”,成為21世紀(jì)地球能源開發(fā)的重要領(lǐng)域。目前,具有商業(yè)開發(fā)價(jià)值的是潮汐能和波能。三、海洋能資源開發(fā)(二)海洋潮汐能開發(fā)在目前的技術(shù)下,只有潮差超過3m的地方才具有開發(fā)的意義。全世界潮差超過3m的地方約有23處,主要分佈在淺海港灣與河口處。我國正在運(yùn)行發(fā)電的潮汐電站共有8座:浙江樂清灣的江廈潮汐試驗(yàn)電站、海山潮汐電站、沙山潮汐電站,山東乳山縣的白沙口潮汐電站,浙江象山縣嶽浦潮汐電站,江蘇太倉縣瀏河潮汐電站,廣西飲州灣果子山潮汐電站,福建平潭縣幸福洋潮汐電站等。以上8座潮汐電站總裝機(jī)容量為6000kW,年發(fā)電量1000萬餘千瓦時(shí)。我國潮汐發(fā)電量,僅次於法國、加拿大,居世界第三位。(三)海洋波能開發(fā)目前世界上有許多國家,包括日本,英國,美國,中國等都在研究波能發(fā)電。我國波能發(fā)電研究成績也很顯著。20世紀(jì)70年代以來,上海、青島、廣州和北京的五六家研究單位開展了此項(xiàng)研究。用於航標(biāo)燈的波力發(fā)電裝置也已投入批量生產(chǎn)。向海島供電的岸式波力電站也在試驗(yàn)之中。四、海洋水及其化學(xué)資源開發(fā)(一)海洋水資源及其開發(fā)
1.海水的直接利用指用海水代替淡水作工業(yè)用水(主要包括冷卻、洗滌等)、農(nóng)業(yè)用水(主要包括海水養(yǎng)殖等)、商業(yè)和城市生活用水(主要包括沖廁、消防、浴池、游泳等),緩解沿海地區(qū)淡水資源的短缺矛盾。
2.海水的淡化利用
海水淡化是20世紀(jì)50年代後期才迅速發(fā)展起來的,現(xiàn)在已成為具有相當(dāng)規(guī)模的重要工業(yè)部門。世界海水淡化能力的55%分佈在中東;其次是美國,占14.6%;歐洲和亞洲其他地區(qū)分別占11.4%和7.9%。(二)海水中的化學(xué)資源開發(fā)海水淡化工廠制鹽工業(yè)鹽堿工業(yè)氯有關(guān)工業(yè)原子能發(fā)電廠水鉀工業(yè)鉀鹽溴工業(yè)溴有關(guān)工業(yè)海水濃鹽水鎂工業(yè)燒結(jié)鎂燒鹼有關(guān)工業(yè)氯堿有關(guān)工業(yè)海水資源的綜合開發(fā)圖海洋水中含有80多種元素,各類溶解鹽約48000萬億t。目前,海水資源的綜合開發(fā)利用已經(jīng)成為一個(gè)發(fā)展趨勢。五、海洋空間資源的開發(fā)與海洋運(yùn)輸業(yè)(一)海洋空間資源利用方式現(xiàn)代海洋空間開發(fā)是指為了發(fā)展生產(chǎn)和改善生活的需要,把海上、海中、海底和海岸帶的空間用作交通、生產(chǎn)、儲藏、軍事和娛樂場所的海洋開發(fā)活動。(二)世界海運(yùn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
海洋運(yùn)輸是海洋空間資源開發(fā)的傳統(tǒng)領(lǐng)域,同時(shí)也是現(xiàn)代海洋產(chǎn)業(yè)中的支柱產(chǎn)業(yè)。目前國際貿(mào)易運(yùn)輸量(以噸計(jì))70%左右和貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量(以噸千米計(jì))的90%以上都是通過海洋航運(yùn)完成的。
20世紀(jì)60年代至70年代之間,是世界商船隊(duì)快速發(fā)展的時(shí)期。近年來,這種增長趨勢有所減緩,在20世紀(jì)90年代最後幾年裏,其增長速度保持在1.3%~2.3%,且逐年下降。目前,世界航運(yùn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢就是集裝箱運(yùn)輸規(guī)模的迅速擴(kuò)大。六、海洋污染與環(huán)境保護(hù)(一)海洋污染及其危害海洋污染的特點(diǎn):污染源多、持續(xù)性強(qiáng)、危害大、擴(kuò)散範(fàn)圍廣和控制難度大。海洋污染的主要來源:陸源與海岸帶開發(fā)污染、大陸架鑽探與深海採礦、海洋傾廢、船源污染以及大氣污染等。種類石油污染是海洋污染中的一個(gè)重要方面。全世界進(jìn)入海洋的石油污染多達(dá)三四百萬噸重金屬污染全世界每年進(jìn)入海洋的汞約10×104t,銅約25×104t,鋁約30×104t,鋅約
390×104t固體廢物污染有些是通過江河自然排入的,有的是人們在海上或海濱活動中無意丟棄的,有些是專門用船隻把垃圾從陸地運(yùn)往海上的有機(jī)物污染與赤潮是近岸最普遍的污染現(xiàn)象。有機(jī)物分解後使海水出現(xiàn)富營養(yǎng)化,加快了海水中某些海藻的生長,從而導(dǎo)致赤潮產(chǎn)生放射性污染源於大量向海洋中傾泄核廢料、核潛艇的海上失事等海洋放射性污染破壞了海洋的生態(tài)系統(tǒng)海洋污染種類有機(jī)物污染引起的赤潮石油污染工廠排汙污染海洋污染調(diào)查與監(jiān)測是通過定期測定海洋環(huán)境中各種污染物的濃度及其他指標(biāo),獲得全面、系統(tǒng)、長期的資料,掌握海洋污染狀況及其變化趨勢,使得當(dāng)海水或特定生物體內(nèi)污染物濃度超過“標(biāo)準(zhǔn)”時(shí)發(fā)出警報(bào)。海洋污染監(jiān)測的載體一般分為水質(zhì)監(jiān)測、底質(zhì)監(jiān)測和生物監(jiān)測。海洋調(diào)查與監(jiān)測的常用的方法有現(xiàn)場取樣和室內(nèi)分析。20世紀(jì)70年代初,遙感技術(shù)開始應(yīng)用於海洋污染監(jiān)測。(二)海洋污染調(diào)查與海洋監(jiān)測(三)國際社會保護(hù)海洋環(huán)境的努力《聯(lián)合國海洋法公約》關(guān)於海洋環(huán)境保護(hù)的義務(wù):沿海國家有權(quán)在其領(lǐng)海範(fàn)圍內(nèi)採用本國的環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)並實(shí)施海洋污染控制;沿海國家在其專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)有義務(wù)預(yù)防、控制源於其管轄區(qū)的各種污染。對於外國船隻的海洋污染行為,沿海國家不能按其本國法律,而應(yīng)遵守《公約》或其他國際法規(guī)則予以約束。船舶註冊國有義務(wù)依本國法律約束其註冊船隻在任何海域所造成的海洋污染行為,即使這些船隻處於本國主權(quán)管轄範(fàn)圍以外或公海區(qū)域。外國船隻進(jìn)入的港口國家,可以採用本國或其他可應(yīng)用的國際法約束進(jìn)入船隻的污染行為。國際海底區(qū)域的開發(fā)活動的環(huán)境影響由國際海底管理局(ISA)來進(jìn)行評價(jià)。由開發(fā)商或合同者所在國負(fù)責(zé)其產(chǎn)生的環(huán)境損害。自1982年的《公約》出臺以來,國際社會在海洋環(huán)境保護(hù)方面取得了許多重要進(jìn)展。特別是關(guān)於不同來源的海洋污染預(yù)防措施,或以法律捆綁協(xié)議或以行動綱領(lǐng)等形式,極大地推動了海洋環(huán)境保護(hù)事業(yè)。
一,河流、水系和流域的基本概念
(一)河流河流:地表水在重力的作用下,沿地表線狀窪地形成經(jīng)常性或週期性的水流。河流分段:單一的一條河流自河源至河口,一般可分為三段:上游、中游和下游。各段的河床幾水流特徵差別較大。河流縱斷面:平行河流水流方向下切的假想面與河床底部的交線。
一般可分為四種類型:A直線形,B下落形,C折線形,D平滑下凹形。河流縱斷面可以很好地反映河流的比降(單位河長的落差)。河流橫斷面:垂直於河流水流方向下切的假想面與河流的交線。對於計(jì)算流量具有重要意義。
(二)水系
水系:在地表一定的集水區(qū)域內(nèi),大大小小的河流和湖泊構(gòu)成脈絡(luò)相通的系統(tǒng)。一個(gè)水系往往有一條幹流和若干條各級支流組成。水系類型:扇狀水系、羽狀水系、樹枝狀水系、格子狀水系、平行狀水系等。
(三)流域流域:水系分水線所包圍的集水區(qū)域。流域的面積、形態(tài)、坡度和坡向直接影響河流的產(chǎn)流和匯流過程。二,水情要素
(一)水位水位:河流中某一標(biāo)準(zhǔn)基面或測站基面上的水面高度。標(biāo)準(zhǔn)基面為該河流河口處的海平面;測站基面為某水文站測點(diǎn)最枯水位以下0.5-1m處。水位變化:河流水位因降水和融水等因素的影響,產(chǎn)生日變化、季節(jié)變化和年際變化。常用水位過程線表示。(二)流速流速:水質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)移動的距離。流速的測量:1)採用水文流速儀進(jìn)行實(shí)測。2)利用水力學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算。即薛齊公式。其輔助公式有:滿寧公式(我國常用)和巴普諾夫斯基公式。主要參數(shù):c-薛齊常數(shù),R-水力半徑,I-比降,n-河槽糙率係數(shù)(三)流量流量:單位時(shí)間內(nèi)通過某一過水?dāng)嗝娴乃?。流量的推求:?yīng)用水位-流量關(guān)係曲線推求流量。三,河川徑流
(一)徑流的形成和集流過程1,停蓄階段
①植物截流,②下滲,③填窪——此階段地表尚未產(chǎn)生徑流,對於徑流的形成而言,它是一個(gè)水量的耗損過程。2,漫流階段在滿足停蓄階段所需的水量後,隨著降水的持續(xù)進(jìn)行,多餘的水量便沿地表天然坡向流動形成坡面漫流。坡面漫流可以片流、溝流和壤中流三種形式流動並直接匯入各級河槽中。
3,河槽集流階段漫流進(jìn)入各級支流後,沿河網(wǎng)向出口斷面彙集的過程。河槽集流過程中的河岸雙向調(diào)節(jié)作用:
漲水——河水補(bǔ)給河岸地下水。
退水——河岸地下水補(bǔ)給河水。(二)徑流計(jì)量單位1,流量:Q=AV2,徑流總量:W=QT3,徑流模數(shù):M=Q/F——流域產(chǎn)流率。4,徑流深度:y=W/F5,徑流變率:K=M1/M0=Q1/Q0=y1/y06,徑流係數(shù):α=y/x——徑流轉(zhuǎn)化率。(三)徑流的變化1,年徑流量和正常徑流量的概念年徑流量:一個(gè)年度內(nèi)通過河流某斷面的水量,稱為該斷面以上流域的年徑流量。正常徑流量:河流的多年平均徑流量,當(dāng)統(tǒng)計(jì)的實(shí)測資料年數(shù)無限大時(shí),多年平均徑流量將趨於一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值。2,徑流的年際變化反映徑流年際變化幅度,可以用年徑流量的離差係數(shù)Cv值表示。Cv值大,年徑流量變化劇烈,反之,變化小。3,徑流的年內(nèi)(季節(jié))變化隨著氣候週期性變化,一年中河流補(bǔ)給狀況、水位、流量等也發(fā)生相應(yīng)變化,大致分為汛期、平水期、枯水期或冰凍期等幾個(gè)水文特徵期。
一,地下水的物理性質(zhì)和化
學(xué)成分(一)地下水的物理性質(zhì)溫度:常溫層。地?zé)嵩鰷丶墸?3m/℃)。按水溫高低將地下水分為:冷水(﹤20℃)、溫水(20~50℃)和熱水(﹥50℃)嗅感和味感:因地下水所含氣體和鹽分不同而異。其他性質(zhì):(二)地下水的化學(xué)成分化學(xué)成分:1,氣體:生物化學(xué)成因CH4、CO2、H2S等??諝獬梢騉2、N2等?;瘜W(xué)成因H2、、CO2、H2S等。放射性成因He、Re、Th、Ar等。2,離子:H+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等。3,膠體:HsiO3-等氫離子濃度:常用pH值表示。pH﹤7為酸性,pH=7為中性,pH﹥7為鹼性。離子濃度分佈:在淡水中陰離子以HCO3-為主,陽離子以Ca2+為主,隨著礦化度的增加,陰離子按HCO3-——SO42-——Cl-次序遞增,陽離子中Na+、K+的含量增加,Mg2+的含量也有所增加。(三)地下水的總礦化度和硬度總礦化度:指水中的離子、分子和化合物的總含量。根據(jù)礦化度大小可分為:淡水、弱礦化水、中等礦化水、強(qiáng)礦化水和鹽水。地下水的礦化度與所在地區(qū)的自然地理環(huán)境關(guān)係密切。硬度:指水中Ca2+、Mg2+的總量??煞譃闀簳r(shí)硬度和永久硬度。地下水的硬度大小常用德國度(10mgCaO/L)和Ca2+、Mg2+的
mmol/L表示。根據(jù)硬度的大小可分為:極軟水、軟水、弱硬水、硬水和極硬水。二,巖石的水理性質(zhì)
(一)容水性巖石容納外來水量的性能。用容水度表示。與巖石的空隙大小和連通情況有關(guān)。(二)持水性在重力作用下,巖石依靠分子力和毛管力在其空隙中保持一定水量的性能。用持水度表示。與巖石的空隙大小有關(guān)。
(三)給水性在重力作用下,飽水巖石流出一定水量的性能。用給水度表示。與巖石的空隙大小有關(guān)。一般情況下,容水度=持水度+給水度(四)透水性巖石透過水分的性能??煞譃槿悾和杆畮r石、半透水巖石和不透水巖石。
三,地下水的動態(tài)和運(yùn)動(一)地下水的動態(tài)地下水的流量、水位、溫度和化學(xué)成分等,在各種因素影響下發(fā)生日變化和季節(jié)變化的過程。(二)地下水的運(yùn)動1,線性滲透定律(達(dá)西公式)
Q=KA×h/l(Q-單位時(shí)間內(nèi)透過巖石的水量,K-滲透係數(shù),A-巖石斷面面積,h-水頭降低值,l-滲透距離)2,非線性滲透定律
V=KI1/m四,地下水按埋藏條件分類(一)上層滯水上層滯水:存在於包氣帶中局部隔水層之上的重力水。特點(diǎn):①一般分佈範(fàn)圍不廣,補(bǔ)給區(qū)與分佈區(qū)基本一致。②主要補(bǔ)給來源為大氣降水和地表水,主要排泄形式為蒸發(fā)和滲透。③接近地表,易受氣候、水文影響,水量不大,季節(jié)變化強(qiáng)烈,且易受污染。(二)潛水潛水:埋藏在地表之下第一個(gè)穩(wěn)定隔水層之上具有自由水面的重力水。潛水面(水準(zhǔn),傾向或曲面)。埋藏深度。含水層。特點(diǎn):①一般分佈範(fàn)圍很廣,補(bǔ)給區(qū)與分佈區(qū)基本一致。②大氣降水、凝結(jié)水和地表水可以通過包氣帶下滲直接得到補(bǔ)給,主要排泄形式為蒸發(fā)和下泄。③
潛水水量大,但潛水面之上通常沒有隔水層分佈,受氣候、水文影響潛水位常發(fā)生明顯的季節(jié)性升降。在河流切割的區(qū)域常構(gòu)成地下水與河流的水力聯(lián)繫(即水量的互補(bǔ)關(guān)係)。④潛水具有明顯的緯度地帶性和垂直帶性分佈。(三)承壓水承壓水:充滿於兩個(gè)隔水層之間的重力水。特點(diǎn):①補(bǔ)給區(qū)與分佈區(qū)不一致。②地下水承受一定壓力,在條件適宜時(shí)可形成自流水。③主要補(bǔ)給來源為大氣降水和地表水,主要以泉的形式進(jìn)行排泄。④不具有自由水面,少受氣候、水文影響,供水穩(wěn)定且少受污染。
類型:①自流盆地:由向斜構(gòu)造形成的承壓水。②自流斜地:由單斜構(gòu)造形成的承壓水,包括斷層阻水和相變阻水。第一節(jié)地貌成因與地貌類型一,影響地貌發(fā)育的主要因素(一)構(gòu)造運(yùn)動與地貌發(fā)育構(gòu)造運(yùn)動是地球內(nèi)力作用的主要表現(xiàn)形式,它造成地球表面的巨大起伏,因而成為形成地表地貌特徵的決定性因素。如:板塊運(yùn)動所造成的沿邊界分佈的高大山系和裂谷地貌等。(二)地貌形成的氣候因素大多數(shù)地貌外動力都受氣候因素的控制。氣候水熱組合狀況不同導(dǎo)致外動力性質(zhì)、強(qiáng)度和組合狀況發(fā)生差異,最終將形成不同的地貌類型及地貌組合。如:高緯和高山地區(qū)的冰川地貌,溫濕地區(qū)的流水地貌。(三)巖性對地貌形成的影響各種巖石因其礦物成分、硬度、膠結(jié)程度、水理性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與產(chǎn)狀不同,抗風(fēng)化和抗外力剝蝕的能力常表現(xiàn)出很大差異,形成的地貌類型和地貌輪廓往往很不相同。如:碳酸鹽巖易遭溶蝕而形成喀斯特地貌等。(四)人類活動對地貌的影響人類活動對地貌發(fā)育的影響通常有兩種方式:一是通過改變地貌發(fā)育條件加速或延緩某種地貌過程。如封山育林降低地表的侵蝕。二是直接干預(yù)地貌過程,甚至改變地貌的發(fā)育方向。如:人工開挖坡腳所造成的滑坡和崩塌現(xiàn)象。二,基本地貌類型(一)山地山地是山嶺、山間谷地和山間盆地的總稱。根據(jù)絕對高度分為:極高山(大於5000m)高山(3500~5000m)中山(1000~3500m)低山(小於1000m)。絕對高度小於100m相對高度不足100m的稱為丘陵。(二)平原平原是一種廣闊、平坦、地勢起伏很小的地貌形態(tài)類型。根據(jù)海拔高度分為:1,低平原(平原)地勢低(小於200m)而平緩,切割深度和切割密度均很小的地面。常進(jìn)一步分為剝蝕平原和堆積平原。2,高平原(高原)地勢較高(沿海大於500m,內(nèi)陸大於1000m)切割相對強(qiáng)烈的地面。高平原或低平原被四周山地包圍所構(gòu)成的相對負(fù)地形,稱盆地。三,地貌在地理環(huán)境中的作用(一)導(dǎo)致地表熱量的重新分配和溫度分佈狀況複雜化(二)改變降水量分佈格局(三)地貌對生物界的影響(四)地貌對自然界地域分異的影響(五)地貌對土地類型分化的影響第三節(jié)流水地貌一,概述二,坡面流水與溝穀流水地貌(一)坡面流水地貌坡面流水及其侵蝕:雨水或冰雪融水在坡面直接形成薄層片流,片流受坡面微小起伏的影響彙聚為無數(shù)沒有固定流路的網(wǎng)狀細(xì)流,因而坡面流水對地表的侵蝕比較均勻。坡面流水地貌:中下段多見侵蝕紋溝。坡麓多見堆積的坡積裙。(二)溝穀流水地貌溝穀流水:坡面流水最終在溝穀彙集為流路相對固定,侵蝕能力顯著增強(qiáng)的溝穀水流。(暫時(shí)性水流)侵蝕地貌:切溝,沖溝和溝穀流水地貌
坳溝。堆積地貌:沖出錐或洪積扇(三)泥石流泥石流:含大量固體碎屑或粘土的特殊性洪流。可分為稀性泥石流和粘性泥石流兩類。泥石流的條件:1)固體鬆散物質(zhì)儲備豐富。2)坡面坡度和溝穀的縱比降較大。3)可從高強(qiáng)度降水或冰雪融水獲得充足的水源供給。泥石流地貌:通過區(qū)(中游)多形成深切、狹窄和陡峭的峽谷。堆積區(qū)(下游或穀口)形成獨(dú)特的堆積地貌——泥石流扇(輻射狀礫石壟崗)三,河流地貌(一)河谷的發(fā)育河谷的基本形態(tài)(結(jié)構(gòu))穀底:河床和河漫灘。河谷穀坡:階地。河谷的發(fā)育:河谷發(fā)育初期,河流以下切為主,橫剖面多為“V”型;河流下切受侵蝕基面(海平面,堅(jiān)硬巖坎,干支流會
中後期河流轉(zhuǎn)為側(cè)蝕,河谷拓寬,多形成寬廣的河漫灘,河谷橫剖面多為“U”型。在河谷發(fā)育的過程中,侵蝕基面常因地殼運(yùn)動、氣候變化和海平面變化而變化,導(dǎo)致河谷發(fā)育的複雜性。(二)河床與河漫灘河床:平水期河水淹沒的穀底部分。河漫灘:平水期露出水面,訊期被洪水淹沒的穀底。1,深槽與淺灘在平原沖積性河床上,常見淺灘和深槽在縱向上相間出現(xiàn)。2,邊灘與河漫灘1)在彎曲的河段,由於橫向環(huán)流的作用,河床在凹岸發(fā)生側(cè)向侵蝕,在凸岸發(fā)生側(cè)向堆積並先期形成邊灘——河床相沖積物。2)隨著側(cè)向侵蝕和堆積的進(jìn)一步加強(qiáng),邊灘隨之展寬、加高成為大邊灘。3)訊期洪水?dāng)y帶大量懸移物質(zhì)在大邊灘之上產(chǎn)生沉積——河漫灘相沉積物,最終形成具有“二元結(jié)構(gòu)”的河漫灘。4)隨著河床的進(jìn)一步彎曲,河床便發(fā)生裁彎取直,在自由曲流上,被裁去的河彎,稱牛軛湖;在深切河曲上,被裁去的河彎所包圍的山丘,稱離堆山。3,心灘與江心洲在河床由窄變寬的河段,水流多呈複式環(huán)流,在複式環(huán)流的作用下,河床兩側(cè)發(fā)生侵蝕中部發(fā)生堆積,形成心灘,心灘接受訊期洪水?dāng)y帶物的堆積,便形成江心洲。(三)三角洲1,河口三角洲三角洲:在河流和海洋的共同作用下,由河流夾帶的泥沙在河口地區(qū)形成具有陸上和水下沉積體系的泥沙堆積體。
三角洲平原帶(陸上部分)三角洲分帶
三角洲前緣帶
前三角洲帶(水下部分)三角洲分類:1)鳥足狀三角洲:如密西西比河三角洲
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