河水
(一)水系與流域
一定區域內,河流沿途接納很多支流,並形成複雜的乾支流網路系統,稱為水系。如長江水系,長江是幹流,自上而下接納了雅礱江、岷江、漢水、湘江等支流,構成龐大的長江水系。河流或水系都從一定的面積上獲得水源補給,這樣,河流的集水區域叫流域。流域與流域之間的界線稱為分水嶺。例如,南嶺山地是長江水系與珠江水系的分水嶺;秦嶺是漢水與渭河的分水嶺。分水嶺在山地區域,以山脊線為界,平原地區難以確定。直接或間接流入海洋的河流叫外流河,補給外流河河水的區域叫外流區,如長江流域;不流入海洋,而流入內陸湖泊或窪地,或者中途消失的河流,叫內流河或內陸河,補給內流河河水的區域,稱為內流區域,如塔里木河流域。
(二)河水補給來源
為河流提供水源叫河流補給。
1.雨水補給 大氣降水中的雨水是補給河流的最重要來源。溫暖濕潤地區的河流主要靠雨水補給。降水豐富地區,河流水量豐富;降水稀少地區,河流水量少。我國東部屬於季風氣候,洪水期與夏秋多雨相一致,枯水期與冬春少雨相符合,河流年徑流量,雨水補給占70—90%。
2.冰雪補給 溫帶與寒帶不少地區,冬季積雪不化,至第二年春暖季節,積雪消融補給河流,形成春汛。例如,我國東北松花江就有明顯的春汛,流量有所增大。在高山永久積雪區,冰雪夏日消融,成為河流主要補給來源。例如,青藏高原上的某些河流冰雪融水補給量占60%以上;天山、祁連山等山區河流,以及塔里木、柴達木、河西走廊地區的河流主要靠高山冰雪融水補給。以高山冰雪消融補給的河流,水量比較穩定,這是因為冰雪消融與氣溫關係密切,而這些地區氣溫年際變化是很小的。
3.地下水補給 大氣降水於地表後,下滲到岩石裂縫、孔隙中,儲為地下水,穩定而可靠地補給河流。有不少河流的源頭就是靠地下水涓涓細流補給的。我國西南石灰岩分布區,岩溶發育,有溶洞和地下暗河,穩定地補給江河。例如,西江水量豐富,除大氣降水豐富外,還有豐富的地下水補給。不過,地下水與河流補給關係比較複雜,例如有的
是地下水單向補給河流;有的是洪水期河流補給地下水,枯水期地下水補給河流;有的是河流與地下水相互補給。
4.混合補給 河水補給來源實際上是多方面的,大多數河流以雨水和地下水補給為主;有些大河,上游發源於高山高原,中下游流經溫暖濕潤地區,這樣,雨水、冰雪融水、地下水都參與河流補給;有的河流除上述補給來源外,還有湖泊補給,例如白頭山頂天池補給松花江;長江中游許多湖泊補給長江,對長江水量有巨大的調節作用。
(三)河流徑流的季節變化
河流徑流量在一年內的各個月份並不相同。河流徑流一年內有規律的變化,稱為河流徑流的季節變化。河流徑流的季節變化,主要受流域的氣候制約。以雨水補給為主的河流,徑流主要隨降雨季節變化而
變化。例如,東亞季風氣候區,夏季降水集中,河流徑流豐富,冬季降水稀少,河流徑流量顯著減少;地中海型氣候區域,情況相反。以冰川補給為主的河流,徑流最豐富月份與氣溫最高的月份相一致。
河流徑流的季節變化大小,與人類生產、生活關係密切。例如,徑流季節變化小,說明河流水量穩定,
水資源利用可靠,對工農業生產有利;徑流季節變化大,說明河流水量不穩定,水資源利用不可靠,洪水期水量過大,容易釀成水災,枯水期水量過小,不能滿足工農業生產需要。修建水庫蓄水,調節徑流的季節變化,是保證生產和生活用水的根本措施。
(四)河流徑流的年際變化
大氣降水各年間有多有少,河流徑流量也各年有所不同,稱徑流年際變化。例如,有的年份降水偏多,河流徑流增多,稱為豐水年;有的年份降水偏少,河流徑流相應減少,叫少水年;有的年份則接近多年平均狀況,稱平水年。我國東部廣大地區屬季風氣候區,夏季降水量年際變化較大,所以常有豐水年和少水年情況出現。例如,長江漢口站最大豐水年徑流量是最小少水年徑流量的兩倍。
冰川水
(一)冰川的形成
高緯度地區和高山地區,氣候嚴寒,大氣降水主要以固態(雪)形式下降,地表常年積雪不化。多年積雪經過壓力和重新結晶,轉變為具有可塑性的冰川冰。它在壓力和重力作用下,沿著地表緩慢運動,就成為冰川。全球冰川總面積超過1600萬平方公里,冰川冰儲水量2400多萬立方公里,約占地表淡水總儲量的69%。
(二)冰川類型和分布
地球上的冰川通常分為兩類:大陸冰川和山嶽冰川。大陸冰川是覆蓋著大陸、島嶼的巨大冰體,它面積大,冰層厚,中部隆起呈盾形。南極大陸幾乎全部為冰川覆蓋,東部冰層厚達4000多米,冰面平均海拔2610米。格陵蘭島90%的面積為冰川覆蓋。這兩處冰川面積占全球冰川總面積的97%。大陸冰川向沿海伸出巨大冰舌,一旦斷裂,就漂浮在海洋上形成冰山,對海上交通不利。
山嶽冰川受地形影響較大,常見的有冰斗冰川、山谷冰川(冰河)等。喀喇崑崙山主峰喬戈里峰附近有一條山谷冰川,長70多公里①,是世界上最長的山谷冰川。喜馬拉雅山、喀喇崑崙山、崑崙山、天山、祁連山等,也有不少山嶽冰川分布,總面積約57000平方公里。
地下水
(一)地下水來源及其形成條件
大氣降水降落到地表後,其中一部分下滲到鬆散堆積物中、岩層裂縫中與洞穴中,並在其中儲存起來,這就是地下水。地下水主要來源於大氣降水,因此地下水量多少、地下水位高低變化主要與大氣降水量及其變化有重要聯繫。我國西部內陸乾旱地區山前地帶也埋藏有地下水,這是由於附近高山冰川積雪夏季融化,潛入地下形成的。地下水形成的基本條件是:首先,地表岩石或鬆散堆積物要有空隙、裂隙或洞穴,以利於降水下滲;其次,應有相應的地質構造(如向斜構造)和地貌條件(如盆地),它決定了地下水的儲存與出露狀況;第三,氣候條件(降水多少)、含水層厚度與面積,則決定著地下水儲量。
(二)地下水類型
根據地下水儲存與出露狀況,可分為潛水、承壓水、裂隙水和岩溶水等四類,以前兩者為重要。
1.潛水 地下水埋藏在第一個隔水層之上的重力水,稱為潛水。其上為非飽和帶,同大氣相接觸,接受大氣降水補給。由於潛水充滿岩石或鬆散堆積物所有空隙,因而有統一的自由水面,稱為潛水面。人工打井,就是打到潛水面以下。潛水面因降水量多少、降水季節變化、水位高低等而有升降變化。潛水埋藏深度因地而異。例如,在河流、湖泊附近潛水埋藏很淺,並隨河湖水位變化而變化,有相互補給關係;我國內陸盆地山前地帶埋藏較深,一般在數十米。黃河下游是地上河,河床高於兩岸地面,所以兩岸潛水經常得到河水的補給。
2.承壓水 地下水充滿於上、下兩個隔水層之間的含水層,並承受一定壓力的地下水,稱為承壓水。它在一定條件下, 可自行噴出地表,所以承壓水又叫自流水或噴泉。承壓水是在岩層、岩石性質、地質構造以及地貌諸因素相互配合 下形成的,其中以向斜構造、盆地地貌等最重要。例如, 我國四川盆地、山東淄博盆地等,都屬於承壓水盆地。濟南有泉城之稱,就是由承壓水構造而形成的,它在山區接受大氣降水補給,在城區則以上升泉形式湧出地表。如圖1—71所示。承壓水結構可分為補給區、承壓區和排泄區。承壓區承受水頭壓力,選擇一定部位,打穿上面隔水層,地下水即自行流出地表。在多數情況下,承壓水埋藏較深,封存條件較好,循環交替過程較長,水質較好,一般不受氣象水文條件影響,因而水量也相當穩定。承壓水水量大小與補給區水源多少、承壓區面積和含水層厚度密切相關。