湖泊形態參數

湖泊形態參數，陸地上窪地積水形成的、水域比較寬廣、換流緩慢的水體。在地殼構造運動、冰川作用、河流沖淤等地質作用下，地表形成許多凹地，積水成湖。露天採礦場凹地積水和攔河築壩形成的水庫也屬湖泊之列，稱人工湖。湖泊因其換流異常緩慢而不同於河流，又因與大洋不發生直接聯繫而不同於海。在流域自然地理條件影響下，湖泊的湖盆、湖水和水中物質相互作用，相互制約，使湖泊不斷演變。湖泊稱呼不一，多用方言稱謂。中國習慣用的陂、澤、池、海、泡、盪、淀、泊、錯和諾爾等都是湖泊之別稱。

基本介紹

• 中文名：湖泊形態參數
• 所屬學科：地理學

分布

世界湖泊分布很廣，著名湖泊如表1。中國湖泊眾多，面積大於1平方公里的約2300個，總面積達71000多平方公里。另一說為2848個，面積為83400平方公里。青海湖面積為4000多平方公里，是中國最大的湖泊。西藏的納木錯，湖面高程為4718米，在全球湖面積為1000平方公里以上的湖泊中，是海拔最高的湖泊。位於白頭山上的天池（中國朝鮮界湖），水深達373米，是中國最深的湖泊。柴達木盆地的察爾彝鹽湖，以豐富的湖泊鹽藏量著稱於世。中國主要湖泊見表2。 表1　世界主要湖泊 表2　

中國主要湖泊 　　

湖盆

指蓄納湖水的地表窪地。湖盆底部的原始地形及平面形態，在頗大程度上取決於湖盆成因。根據湖盆形成過程中起主導作用的因素，湖盆概括為以下幾類：由地殼的構造運動（如斷裂和褶皺等）形成的構造湖盆；因冰川的進退消長或冰體斷裂和冰面受熱不勻而形成的冰川湖盆；火山噴發後火口休眠形成的火口湖盆；山崩、滑坡或火山噴發使物質阻塞河谷或谷地形成的堰塞湖盆；水流沖淤或水的溶蝕作用形成的水成湖盆；由風力吹蝕形成的風成湖盆；此外尚有大隕石撞擊地面形成的隕石湖盆等。 　　

湖泊演變

湖泊一旦形成，就受到外部自然因素和內部各種過程的持續作用而不斷演變。入湖河流攜帶的大量泥沙和生物殘骸年復一年在湖內沉積，湖盆逐漸淤淺，變成陸地，或隨著沿岸帶水生植物的發展，逐漸變成沼澤；乾燥氣候條件下的內陸湖由於氣候變異，冰雪融水減少，地下水水位下降等，補給水量不足以補償蒸發損耗，往往引起湖面退縮乾涸，或鹽類物質在湖盆內積聚濃縮，湖水日益鹽化，最終變成乾鹽湖，某些湖泊因出口下切，湖水流出而乾涸。此外，由於地殼升降運動，氣候變遷和形成湖泊的其他因素的變化，湖泊會經歷縮小和擴大的反覆過程，不論湖泊的自然演變通過哪種方式，結果終將消亡。 　　

湖泊的形態決定於其成因和發展過程。構造湖一般水深岸陡，但隨著湖泊的變遷，有的構造湖的某些特徵可逐漸消失。火口湖通常面積小，深度大。如中國白頭山天池面積僅9.8平方公里，而深達373米。湖泊形態特徵影響湖水的物理化學性質和水生生物的分布規律。湖泊形態參數有：面積，一般系指最高水位時的湖面積。容積，指湖盆儲水的體積，它隨水位而變化。長度，沿湖面測定湖岸上相距最遠兩點之間的最短距離，根據湖泊形態，可能是直線長度，也可能是折線長度。寬度，分最大寬度和平均寬度，前者是近似垂直於長度線方向的相對兩岸間最大的距離，後者為面積除以長度。岸線長度，指最高水位時的湖面邊線長度。岸線發展係數，指岸線長度與等於該湖面積的圓的周長的比值。湖泊補給係數，湖泊流域面積與湖泊面積之比值。湖泊島嶼率，湖泊島嶼總面積與湖泊面積之比值。最大深度，最高水位與湖底最深點的垂直距離。平均深度，湖泊容積與相應的湖面積之商。湖泊形態參數定量表征湖泊形態各個方面，是湖泊（水庫）規劃、設計和管理的基本數據，也可用來對比不同湖泊的水文特性。 　　

湖泊分類

按湖盆成因湖泊可分為：構造湖、冰川湖、火口湖和堰塞湖等。按湖水排泄條件分：湖水通過江河排入海洋的外流湖和不能流入海洋的內陸湖。按湖泊熱狀況分：湖水平均溫度全年均在4°C以上，除秋冬全同溫以外均為正分層的熱帶湖；湖水平均溫度有時在4°C以上，有時在4°C以下，夏季正分層，冬季逆分層，春秋兩季為全同溫的溫帶湖，和平均溫度全年均在4°C以下，除春夏全同溫外均為逆分層的寒帶湖。按湖水上、下循環現象分：湖面終年封凍，湖水穩定無循環期的無循環湖；水溫在4°C以下，僅在夏季出現一個循環期的冷單循環湖；水溫在4°C以上，僅在冬季出現一個循環期的暖單循環湖；春秋兩季經歷兩個循環期的雙循環湖；水溫在4°C以上，分層穩定、偶爾可能發生循環的寡循環湖；水溫年變化小，分層弱，白晝獲得充分熱量，夜間散熱產生循環的多循環湖。按湖水礦化度分：礦化度＜1克/升的淡水湖；礦化度為1～35克/升的鹹水湖；礦化度＞35克/升的鹽湖。按湖水中的營養物質分:富營養湖、中營養湖和貧營養湖。還有一些按其他標準劃分的各類湖泊。 　　

湖水運動

按運動要素隨時間的變化的特性，分為周期性運動，如湖泊波浪、湖泊波漾、伴隨波漾產生的湖流；非周期性運動，如漂流、吞吐流等。按運動方式分為混和、湖流、增減水、波浪和波漾等。按運動發生在湖水中的垂直位置可分為表面運動與內部運動。各種形式的運動常互相影響，互相結合。湖水運動形式取決於湖水成層結構，內部密度分布，作用力的性質、歷時、周期性、空間分布，湖盆形態等因素。外力作用停止後，湖水運動受粘滯力與摩擦力作用和湖泊邊界的阻礙而逐漸衰減，以至最後消失。 　　

湖泊水位

按變化規律分為周期性和非周期性兩種，周期性的年變化主要取決於湖水的補給。降水補給的湖泊，雨季水位最高，旱季最低；冰雪融水補給為主的高原湖泊，最高水位在夏季，最低在冬季；地下水補給的湖泊，水位變動一般不大。有些湖泊因受湖陸風、海潮、凍結和冰雪消融等影響產生周期性的日變化，非洲維多利亞湖因湖陸風作用，多年平均水位日間高於夜間9.9厘米。非周期性的變化往往是因風力、氣壓、暴雨等造成的。中國太湖在持續強勁的東北風作用下引起的增減水，在同一時段中，能使迎風岸水位上升1.1米，背風岸水位下降0.75米。此外，由於地殼變動、湖口河床下切和灌溉發電等人類活動也可使水位發生較大變化。 　　

湖水熱學特性

湖面吸收太陽能，獲得熱量，而通過水麵蒸發、水面有效輻射和水面與大氣的對流熱交換等失去熱量。湖泊熱量的輸送和交換，可以用湖泊熱量平衡方程來表達和計算（見湖水熱動態）。由於湖泊熱量平衡的某些要素（如湖泊蒸發率）不易精確測定，因而通常用水溫來表達湖中的熱動態。太陽輻射主要是增高湖水錶層的溫度，而下層湖水的溫度變化主要是湖水對流和紊動混合造成的。湖水因溫度不同也可造成密度差異，在水層不穩定狀態下產生對流循環，在對流循環達到的深度以上，水溫趨於一致。風的擾動可使淺水湖泊在任何季節產生同溫現象；而風的擾動對於深水湖泊只能涉及湖水上層，因而在垂向上會產生上層與下層不同的溫度分布。上、下水層之間溫度變化急劇的中間層稱為溫躍層。湖水溫度具有一定的年變化和日變化，這種變化在湖水錶層最為明顯，隨著深度的增加而減弱。湖水的冰點取決於湖水鹽度和靜水壓力。此外，湖水結冰還與風力有關，在相同的氣候條件下，不同的湖泊或者一個湖泊中的不同部分，結冰現象並非同時出現（見湖泊冰情）。 　　

湖水的輻射和光學特性　

湖水的輻射特性決定湖水溫度，影響湖水物理化學性質的分布，而湖水中各種生物的繁殖、生長和發展也都與湖水輻射特性有關。射在湖面的太陽光部分進入水體，部分被反射。進入水體內的太陽光部分被吸收，部分散射，即使在淺水湖泊中也只有很少一部分透過水層被湖底吸收。射入湖水中的太陽光極大部分為水的最上層所吸收，只有1～30％達到1米深處的水層，透入5米深處的只有0～5％，而進入10米深處的不足1％。湖水吸收太陽光和使太陽光散射的能力與水中的各種懸浮質的數量和顆粒大小有關，懸浮質越多、顆粒越大，對光的吸收和散射能力越強，同時散射到水面的分量也越小。光線透入水中的深度，隨湖水的混濁度增加而減少（見湖水光學現象）。在渾濁不清的湖水中光線只能深入數米，而在清澈的湖水中，200米深水中尚能存在微弱的光線。 　　

湖水化學特性　

根據湖水所含主要離子的種類不同，湖水通常分為碳酸鹽水、硫酸鹽水和氯化物水等。湖水的化學類型反映了隨湖水含鹽量變化而引起的水質變化過程。湖水含鹽量地區差異懸殊，也有季節變化。中國的淡水湖泊主要集中在長江中、下游平原，湖水的礦化度一般為150～500毫克/升。鹹水湖和鹽湖主要分布在青藏高原、內蒙古和新疆地區。鹹水湖的礦化度大多為1～20克/升，濃度有日益增高的趨勢。鹽湖的礦化度一般為300克/升左右，化學類型齊全。溶解氣體中的氧、游離二氧化碳，水中氮、磷、矽、鉀、鋅、鐵等生物營養元素和有機質的含量，對於湖中水生生物具有特別重要意義。 　　

湖泊資源

湖水是全球水資源的重要組成部分，地球上湖泊（包括淡水湖、鹹水湖和鹽湖）總面積約為2058700平方公里，總水量約176400立方公里，其中淡水儲量約占52％，約為全球淡水儲量的0.26％。湖水可以不斷更新，不同湖泊的更新期不一，湖水更換期的長短取決於其容積和入湖、出湖年徑流量。中國鄱陽湖水更新一次僅9.6天，太湖水更新一次約299天。湖泊淡水儲量的地區分布很不均勻，貝加爾湖、坦噶尼喀湖和蘇必利爾湖等40個世界大湖儲存的淡水量占全球湖泊淡水總量的4/5。中國的鄱陽湖、洞庭湖、太湖、巢湖和洪澤湖的淡水總量約為553億米3。湖泊利於舟楫，是水路交通的重要組成部分。湖泊盛產魚、蝦、蟹、貝，生產蓮、藕、菱、芡和蘆葦等，是水產和輕工業原料的重要來源。湖泊作為旅遊資源，正日益受到重視。湖泊資源的不合理開發會造成湖泊漁業資源衰減，湖泊面積縮小和湖泊周圍土地的沼澤化等不良後果。