西南大学水文学期末重点分析.docx

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西南大学水文学期末重点分析

第三章地下水的结构和运动

1、含水层、含水介质和隔水层

含水介质：

指既能透水，又饱含水的多孔介质。

含水层：

指贮存有地下水，并在自然状态或人为条件下，能够流出地下水的岩土体，如砂岩、砂砾岩等。

隔水层：

含水但几乎不透水或透水能力很弱的岩体。

如致密的火成岩、变质岩以及孔隙细小的页岩和黏土岩等均是良好的隔水层。

2、孔隙度、裂隙率和溶隙率226页

孔隙度是指某一体积岩石中孔隙体积所占比例

裂隙率是裂隙体积Vr与包括裂隙在内的岩石体积V的比。

溶隙率指溶穴体积Vr与包括溶穴在内的岩石体积V的比。

3、含水介质的水理性质及其含义？

227页

含义：

含水介质中与水的贮容、释出、运移有关的岩石性质。

包括岩土体的容水性、给水性、持水性、贮水性以及透水性。

容水性：

指岩石容纳水量的性能，主要取决于岩石的空隙量。

容水度：

岩石完全饱和时所能容纳的最大的水体积与岩石体积的比值。

容水度与孔隙度相当，但对膨胀性粘土，容水度大于孔隙度。

给水性：

指在重力作用下，饱水岩土能自由排出一定水量的性能。

给水度：

饱水岩土体在重力作用下，能自由排出的水的体积与岩土总体积之比。

持水性：

指在饱水岩石在重力作用下释水后，依靠分子力和毛管力仍然保持一定水分的能力。

透水性：

指在一定条件下，岩石允许水通过的能力。

影响因素：

首先与空隙的直径大小和连通性有关，其次才是空隙的多少。

贮水性：

指承压含水介质的贮水性能。

贮水系数（s）：

承压水头变化一个单位时，从单位面积的含水介质中释放出来的水体积。

4、包气带的垂直分带233页

包气带水分分层：

土壤水带：

在包气带顶部根系活动带通常发育土壤层，土壤富含有机质，具有固粒结构，能以毛细水形式大量保持水分，维持植物生长。

毛细水带：

在包气带底部构成毛细水带，有时也是饱水的。

中间水带：

是水分蓄存和传送带，厚度变化取决于包气带厚度

5、上层滞水、潜水与承压水的区别？

235、238页

承压水是指充满于两个稳定隔水层之间的含水层的地下水。

若含水层并没被充满曾无压层间水。

承压水的主要特征

（1）、承压性，由于隔水顶板而承受的压力。

（2）、补给区域与分布区不同

（3）、受外界影响相对要小，动态变化稳定

（4）、水质类型多样，变化大

潜水与承压水区别：

（1）潜水上面无稳定的隔水层，潜水面通过包气带与大气紧密相通，所以其面上气压与大气压相同，所以不承受静水压力。

（2）潜水与大气圈的联系密切，深受外界气象/水文因素的影响，动态变化大。

丰雨季节：

潜水贮量增加,潜水面增高，厚度增大，埋深变浅，水质变淡，矿化度低。

枯水季节：

与上反之

上层滞水：

存在于包气带中，局部隔水层以上的重力水。

特征：

（1）、存在于包气带中，周围被空气所包围。

（2）、没有连续的水面，没有稳定的隔水层，蓄水是分散的。

接受大气降水补给，以蒸发形式或向隔水底板边缘排泄。

（3）、分布范围小，水量少，开发利用的保证率低。

主要出现在雨季，供季节性开发利用。

（4）、动态变化大

6、孔隙水、裂隙水与岩溶水的形成条件及其动态特点？

238-242页

孔隙水：

松散岩层连通性好，含水层内水力联系密切，地下水具有统一水面，透水性和给水性变化小，多呈层流运动状态。

分为潜水径流带、潜水溢出带、垂直交替带。

[

（1）冲积平原的地下水：

埋藏条件：

冲积物颗粒上细下粗、下部透水性好，局部具承压性；

水源充足，河水与潜水相互联系较好，可以得到河水补给。

山上的潜水也会补给阶地上的潜水。

（2）洪积物中的地下水：

埋藏和水源条件：

沉积物的结构条件，上粗下细。

有利于河水渗透和地下水的蓄积。

有充分的山区水源补充。

]

裂隙水

裂隙水埋藏和分布极不均匀；

裂隙水动力性质比较复杂；

基岩裂隙发育具有明显的分带性，裂隙水在垂直方向上亦存在分带现象。

岩溶水

空间分布不均匀；

水流动态不稳定；

地表径流和地下径流，无压流和有压流相互转化

7、洪积扇中的潜水的形成条件及分带特征？

241页

埋藏和水源条件：

沉积物的结构条件，上粗下细。

有利于河水渗透和地下水的蓄积。

有充分的山区水源补充。

潜水径流带：

洪积扇上部，接受大气降雨及山地水流补给，为洪积扇主要补给区；

潜水溢出带：

洪积扇中部，组成物质颗粒变细，径流条件差，适宜条件下以泉或沼泽溢出地表；

垂直交替带：

洪积扇下部逐渐过度到平原，沉积物为细粒亚砂土和亚黏土。

径流条件极差，以垂直方向水量交换为主。

8、地下水的主要补给水源，以及地下水与地表水之间的互补关系？

243页237页？

地下水的补给来源：

1.降水入渗补给（降水入渗系数a）

2.地表水入渗补给

3.地下水的人工补给

地下水与地表水之间的互补关系：

潜水与地表水的水力联系？

9、地下水排泄的主要方式及其特点。

246页

1.点状排泄——泉（上升泉、下降泉）

上升泉：

水受静水压力而流出地表

下降泉：

水在重力作用下流出地表

2.线状排泄——河流、湖泊

3.面状排泄——蒸发

10、达西定律的基本描述及其物理意义。

1）等径圆筒装入均匀砂样（uniformsand），断面为A。

2）上下各置一个稳定的溢水装置——保持稳定水流。

3）实验时上端进水，下端出水。

4）砂筒中安装了2个测压管。

5）下端测出水量（outflow）—Q得出：

Q-渗透流量；

A-过水断面面积；

△h-水头损失（H1-H2）；

L-渗流途径；

K-渗透系数；

I-水力梯度（△h/L）

11、水力梯度和渗透系数的概念。

254页

水力梯度为沿渗透途径上水头损失与相应的渗透长度的比值。

水头损失的原因：

克服水质点间的摩擦阻力；水头损失的表现：

消耗水势，水头降低。

令I=1，则V=k

12、地下水的主要矿化过程。

13、地下水的化学分类（库尔洛夫表达式和舒卡列夫表达失）。

第四章湖泊与沼泽

1、我国湖泊的主要分区，内流湖与外流湖的特点。

我国湖泊众多，以青藏高原和长江中下游平原分布最为集中。

1.长江中下游平原湖区，全部为外流湖、淡水湖

2.青藏高原湖区是世界上海拔最高的高原湖区，也是我国湖泊分布最为集中的区域。

绝大多数属内流湖，为咸水湖和半咸水湖。

内流湖与海隔绝，主要是咸水湖，湖水主要输出方式是蒸发。

外流湖是湖水能通过出流河汇入大海，主要是淡水湖，湖水主要输出方式是外流河流出。

2、水库的特征水位及相应库容151页

3、水库异重流的概念及其形成过程。

155页

异重流是两种重率不同的流体相汇合，由于重率的差异而发生的相对运动。

在运动过程中，各层流体能保持其原来的特性，不因交界面上的紊动作用而发生全局性的掺混现象。

4、沼泽、潜育层的概念。

163页

沼泽：

陆地上潮湿积水、喜湿性植物大量生长并有潜育层发育的地方。

潜育层：

指在整个土体或土体下部，土壤长期处于水分饱和，缺乏空气的还原状态，如二价Fe、Mn，从而形成一层颜色呈兰灰或青灰色的还原土层。

（它是季节性灌溉水渗淋下形成的，它既有物质的淋溶，又有耕层中下淋物质的淀积。

）

5、沼泽的形成条件及其影响因素163页

沼泽一般发育于地势低平、排水不畅、蒸发量小于降水量、地表物质粘重不易渗透的自然地理条件。

影响因素：

（1）气候条件：

土壤表层经常过湿是沼泽形成的直接原因，而土壤水分状况主要决定于气候。

（2）地质地貌条件和新构造运动：

对地表形态的影响直接而明显。

一个地区长期下沉，造成四周高、中间低洼的地貌结构，并堆积有深厚的疏松物质，地表坦荡低平，侵蚀能力弱，河流蜿蜒曲折，排水能力低，有利于水分的汇集和停滞。

（3）水文条件：

地表水和地下水是沼泽补给的直接水源，而补给量的大小与径流条件有直接关系。

（4）人为因素的影响：

一些森林砍伐迹地和被火烧的迹地上，常演变发育成沼泽，大中型水库周围和回水范围内，因抬高了地下水位而逐渐沼泽化。

第五章冰川

1、冰川的类型及其分布P141

（一）根据冰川的形态、规模和运动特征分类

1、大陆冰川（冰盖）

面积大、冰层厚、分布不受下伏地形限制，常淹没规模宏大的山脉，只有极少数山峰在冰面上出露，形成冰原岛山。

2、山岳冰川，

分布在中低纬度山区，冰川规模和厚度远不及大陆冰川，冰川形态和运动受下伏地形限制，在重力作用下冰川由高处向低处流动

山岳冰川的形态和所处的位置，又可分为悬冰川、冰斗冰川、山谷冰川和山麓冰川

（二）根据气候条件和冰川的物理性质

1、海洋性冰川

又称暖冰川，发育在降水丰沛的湿润气候区。

一般冰川主体温度较高，接近0℃或压力融点。

冰川补给量较多，消融量也大。

运动速度快，年运动约100m或更大，冰川进退幅度大，侵蚀作用强。

　如挪威北部，阿拉斯加海岸山地的冰川和阿尔卑斯山的冰川，我国西藏东南、川西山地冰川等。

2、大陆性冰川

又称冷冰川，指在干冷的气候条件下发育成的冰川。

以较低负温为特点，冰川运动缓慢，冰川进退幅度小，侵蚀作用较弱。

如南极大陆、格陵兰冰川，以及我国天山、祁连山的中部和东部，昆仑山、青藏高原内部山地至喜马拉雅山中段北坡的冰川

2、冰川冰的形成过程。

3、冰川对全球气候和自然环境的影响。

一、冰川对气候的影响

冰川表面的气温通常比非冰川表面的要低2℃左右，而湿度却高得多；气温低、湿度大，水汽就容易饱和，有利于降水的形成，因而有冰川覆盖的山区降水量要高于无冰川覆盖的山区。

山岳冰川，规模较小，只对附近地区的气候产生影响。

而大陆冰川对气候影响的范围要广得多甚至影响全球气候。

如南极大陆冰川本身是一巨大“冷源”，在那里可形成强大稳定的反气旋，使南半球保持强劲和稳定的极地东风带。

同时，稳定的冷高压使气旋难以深入南极大陆，故在南极冰盖中心部分降水量仅约数十毫米，几乎与撒哈拉沙漠相当。

二、冰川对水循环和河流水情的影响

（一）冰川进退将影响海平面升降

（二）冰川常成为河流的发源地，冰川融水对河川径流起着重要调节作用。

三、冰川作用是塑造地表形态重要外营力。

四、冰川的进退不仅影响着气候、水文、地形，而且也影响着生物和土壤

　　冰川推进时，将毁灭它所覆盖地区的植被，动物被迫迁移，土壤发育过程也将发生中断，自然地带将相应地向低纬和低海拔地区移动。

冰川退缩时，植被、土壤将重新发育，自然地带也相应地向高纬和高海拔地区移动。

第六章海洋

1、海水的化学组成。

P178

海水组成：

已发现80多种化学元素：

其中Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、Si、F等12种元素占海水化学元素总含量的99.8-99.9%。

该12种元素的比例几乎保持不变

多种盐类物质，主要是NaCl（70%）和MgCl2（14%），其次是硫酸盐类（10.8%）。

2、海水表层盐度的分布特征及其影响因素。

P26

1、水平分布规律：

规律①：

地带性分布，赤道附近较低，辐热带高压区最高（20°N，20°S）然后向高纬和低纬降低。

原因：

受降水（P）和蒸发（E）的共同影响。

分布线与E-P线基本一致。

规律②：

在辐热带高压区出现了闭合的高盐中心。

原因：

受大洋环流的影响。

规律③：

北半球大洋西岸的盐度梯度大，东岸的梯度小。

原因：

不同性质的洋流

规律④：

盐度分布的地带性，南半球地带性比北半球强。

原因：

A、南半球的海洋面积大，海水在纬向可以充分交换。

B、南半球的洋流以纬向的西风漂流为主，环流较弱，对盐度分布的地带性影响小。

北半球洋流以环流为主，地带性遭到破坏。

2、海洋盐度的垂直分布

（1）影响垂直分布的因素：

①、结冰：

使表层盐度增大，垂直梯度减小②、融冰：

使表层盐度减小，垂直梯度增大③、垂直环流：

海水在中、下层所产生的洋流，流向多为径向。

来水盐度高于周围的海水时，产生高盐舌，低于周围的海水时称为低盐舌。

高盐舌，盐度上部形成正梯度，下部形成负梯度。

低盐舌，盐度上部形成负梯度，下部形成正梯度。

（2）盐度垂直分布规律：

①在低、中纬区（40°N—40°S）

A、表层0-150m，对流作用强，盐度均匀而且较高。

B、400-800m，受极地来的低盐舌影响，出现最低值。

C、在深层或底层，受影响不大，盐度保持较高，而且上下分布均匀。

②40°N或40°S以上的高纬区

A、在混合层以上盐度较低，因为表层受冷，溶解度减小，而使盐类物质下沉，同时表层受极地冰雪融水的冲淡，而使盐度降低。

B、在混合层以下分布较均匀。

3、海水温度的水平分布规律及其影响因素。

1、表层海水温度的水平分布规律：

规律①：

温度从低纬向高纬逐渐递减，等温线大致呈带状。

南北回归线之间等温线较稀，在40°S和40°N附近等温线较密。

原因：

A.热力条件：

B.洋流影响：

在40°S和40°N附近西风漂流带，是冷暖洋流交汇之地，所以温差大。

规律②：

同样纬度上北半球水温高于南半球，而温度的梯度小于南半球。

原因：

A.热赤道北移（在3°N附近）北半球受热量多于南半球；

B.南半球一部分热带海水通过洋流进入北半球，如大西洋的湾流；

C.北半球的大洋海水受极地低温海水的影响较小。

D.北半球大洋的环流势力较强，使高低纬之间的海水能够充分混合，南半球主要以西风漂流为主，高低纬之间的海水交换不够充分，因而南北温差大。

规律③:

A、在北半球，大洋西侧的温差大，等温线密集，东侧温差小，等温线稀疏。

B、北回归线穿过的太平洋的西岸水温高于东岸

原因：

洋流影响

2、海水温度的垂直分布规律

①中低纬区（40°S—40°N）：

海水温度分两层，分界深约600—1000m，上层为暖水对流层，下层为冷水平流层。

上层顶部约100m为扰动层，水温均匀而高，底部为温跃层，水温变化很大。

冷水平流层中水温低而均匀，最低不低于4℃。

②高纬地区；分两层，对流层的深度较小，且对流很弱，海水温差很小。

上层低，下层高，但最高不高于4℃。

4、海水的结冰过程。

海水结冰需要三个条件：

①气温比水温低，水中的热量大量散失；

②相对于水开始结冰时的温度（冰点），并有相当深的一层海水出现过冷却现象；

③水中有悬浮微粒、雪花等杂质凝结核。

5、风浪和涌浪的形成和特点P187

风浪：

指在风力直接作用下引起的海面波动即风力作用引起的波浪

1、风浪的生成和成长理论

（1）波动的共振理论

波动由频率不同的成分构成，当压力和波动中同一频率的成分发生共振时，其波动成分随时间增大，形成风浪。

（2）平流不稳定理论

两种密度不同的介质相互接触，并发生运动时，其界面就要产生波动。

风浪的特点：

波形两侧不对称，迎风面坡度比背风面小；

涌浪：

当风开始平息，或波速超过风速时风浪会离开风区传到远处，这称为涌浪。

涌浪的出现，表示风浪已进入消衰阶段。

涌浪的特点是：

随着传播距离的增长，波高逐步变小，波长和周期却不断增加，因而涌浪变得越平缓，波形越接近摆线波。

由于波长长的速度大，短的速度小，波长长的越来越在前面，短的越来越落后。

同时，波长短的衰减快，所以，最后剩下一些周期和波长都大的涌浪。

这些周期和波长大的涌浪传播速度快，比大风的速度还要快，传播的距离远，每昼夜能穿越2000km。

涌浪的特点：

波峰比较圆滑，波形两侧对称，波高小，波长和周期长。

6、海啸和风暴的形成和特点P189

1、地震海啸：

指由海底或海边地震、火山爆发以及海中的核爆炸等引起的长周期波动，其周期为数分钟至数十分钟不等。

海啸特点：

具有长波性质，波长长、波速快，到浅海区波高很大，破坏力惊人。

2、风暴海啸（风暴潮）

是一种灾害性的自然现象。

由于剧烈的大气扰动，如强风和气压骤变（通常指台风和温带气旋等灾害性天气系统）导致海水异常升降，使受其影响的海区的潮位大大地超过平常潮位的现象，称为风暴潮。

又可称“风暴增水”、“风暴海啸”、“气象海啸”或“风潮”。

1）温带风暴潮

中纬度沿海由温带气旋、寒潮大风引起的风暴潮，主要发生在春秋季节。

北海、波罗的海沿岸，美国东岸，日本沿岸，渤海沿岸。

（2）热带风暴潮

台风引起的风暴潮主要发生在夏秋季节；中国台风季节长，频数多，强度大，是风暴潮多发的国家和地区之一。

最大风暴潮高度居世界第三。

7、海浪的分类P181

1、根据周期分类

表面张力波、短周期重力波、重力波、长周期重力波、长周期波、长周期潮波。

各种波的原动力、恢复力都不同，其中周期为3~15秒的重力波对海岸工程问题比较重要。

8、海浪的绕射和折射P191

（一）波浪的绕射

波浪进入被岛屿、海岬或防波堤等遮蔽的水域时，可以绕过障碍物继续向前传播的

2、波浪的折射

当波浪传播进入浅水区时，如果波向线与等深线不垂直而成一偏角，则波向线将逐渐偏转，趋向于与等深线和岸线垂直，这种现象称为波浪折射。

现象。

9、潮汐和引潮力。

潮汐是指由日、月天体引潮力作用下所引起的海面（海水位）周期性涨落的现象。

一般情况下，每昼夜有两次涨落，我国古代把白天出现的海水涨落称为“潮”，晚上出现的海水涨落称为“汐”，合称“潮汐”。

潮汐的基本要素

高潮（满潮）：

在潮汐涨落的每一周期内，当水位上涨到最高位置时，叫高潮或满潮；

低潮（干潮）：

当水位下降到最低位置时，叫低潮或干潮：

涨潮：

从低潮到高潮过程中，水位逐渐上升，叫涨潮；

落潮：

从高潮到低潮过程中，水位逐渐下降，叫落潮。

天体的引力与地球绕地月公共质心旋转时所产生的惯性离心力的合力，叫做引潮力。

它是引起潮汐的原动力。

引潮力在不同时间、不同地点都不相同。

在地球上处于月球直射点的位置，吸引力大于惯性离心力，所涨的潮称为顺潮；在地球上处于月球对趾点的位置（下中天），则离心力大于引力,亦同时涨潮，称为对潮。

在距直射点900处，则出现低潮。

地球自转一周，地面上任意一点与月球的关系都经过不同的位置，所以对同一地点来说，有时涨潮，有时落潮。

10、洋流的成因和分类？

（1）概念：

又称漂流或吹流，是指风作用于海面所引起的海水流动。

世界大洋表层洋流系统，主要是风海流。

（2）形成：

盛行风（定常风、恒定风）经常作用于海面上，由于风对海面的摩擦力作用，以及风对波浪迎风面所施加的压力，推动着表层海水随风漂流，并借助于水体的内摩擦作用，上层海水带动下层海水流动，形成规模巨大的洋流，叫风海流（漂流、吹流）

密度流指由于海水温度、盐度的不均匀，使得海水密度分布不均匀，进而导致压力分布不均匀，海面发生倾斜而引起的海水流动，又叫热盐环流。

由于风力和密度差异所形成的洋流，使海水流出的海区海水减少，相邻海区的海水便会流出来补充，这样形成的洋流叫补偿流。

寒流（coldcurrent）：

水温低于流经海区的温度，通常从较高纬度海区流向较低纬度海区，沿途水温逐渐升高，对沿途气候具有降温减湿作用，在洋流图中，一般用蓝色箭头表示；

暖流（warmcurrent）：

水温高于其流经海区的温度，通常从较低纬度海区流向较高纬度海区，水温沿途逐渐降低，对沿途气候具有增温增湿作用，在洋流图中一般用红色箭头表示。

11、什么是风海流，有何特点？

1）概念：

又称漂流或吹流，是指风作用于海面所引起的海水流动。

世界大洋表层洋流系统，主要是风海流。

特点：

①受地转偏向力影响，洋面流流向与风向不一致，在北半球偏于风向右方45°，在南半球偏于风向左方45°。

②洋流流向与风向的偏角随深度的增加而加大。

③洋流流速随深度增加迅速减小，存在一极限深度米（100-300）。

④风海流的整个海水体积运输方向与风向不一致，北半球偏离风向之右90°，南半球偏离风向之左90°。

12、世界大洋表层环流系统的生成及特点？

生成：

特点：

规律一：

中低纬度以副热带海区为中心，反气旋型大洋环流

规律二：

北半球中高纬海区,气旋型大洋环流。

规律三：

40oS附近海区,形成环绕全球的西风漂流

规律四：

南极大陆形成绕极环流

规律五：

北印度洋环流形成季风环流区

13、洋流对全球气候和环境的影响？

暖流对流经沿岸地区的气候起增温、增湿的作用；寒流对沿岸地区的气候起降温、减湿的作用

14、厄尔尼诺现象极其影响？

现象：

赤道太平洋东、中部的热带海洋的海水温度异常地持续变暖，使整个世界气候模式发生变化，造成一些地区干旱而另一些地区又降雨量过多。

影响;厄尔尼诺发生时，秘鲁沿岸温度升高，渔获量减产，并波及世界饲料市场供应；鱼类死亡，污染海域；沿海岛屿上的海鸟因缺乏食物而纷纷逃离；更为严重的是往往酿成全球性的灾难性气候异常，如1982～1983年的厄尔尼诺，使赤道东太平洋沿岸降水骤增，洪水泛滥；太平洋西侧的澳大利亚、印尼等地持续干旱，并引发森林大火，整个非洲更是干旱异常；

对我国的影响主要表现在：

（1）西太平洋热带风暴（台风）的产生次数即在我国沿海登陆次数均较正常年份少；

（2）北方地区夏季容易出现干旱、高温，南方易发生低温、洪涝。

近百年来我国的严重洪水，如1931年、1954年和1998年长江中下游地区的洪水，都发生在厄尔尼诺现象出现的次年；

（3）厄尔尼诺现象发生后的冬季，我国北方地区容易出现暖冬。