13,329
次編輯
變更
湖泊水文学
,'''湖泊水文学'''是水文学的一个分支。研究湖泊水文现象和[[湖水资源]]利用。1938年国际科学水文协会执行委员会[[瑞士]]会议确认limnology一词指湖泊水文学。主要研究湖泊中的水量变化和运动,湖水的物理特性和化学成分、湖泊沉积湖泊的利用等。
'''中文名''':[[湖泊水文学]]
[[File:湖泊水文学1.jpg|缩略图|湖泊水文学[https://dss2.bdstatic.com/70cFvnSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2079454703,3719577049&fm=26&gp=0.jpg 原图链接][https://dss2.bdstatic.com/70cFvnSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2079454703,3719577049&fm=26&gp=0.jpg 图片来源百度网]]]
'''定 义''':[[水文学的一个分支]]
'''研究对象''':[[研究湖泊水文现象]]
''''重点研究''':[[湖泊中的水量变化和运动]]
==发展简史==
湖泊水文现象的研究始于[[古代]]的定性描述。中国清代《[[古今图书集成]]》和《[[行水金鉴]]》记载了中国许多[[湖泊湖水]]的来源及去路、泥沙、水位涨落、河湖调节关系和湖泊变迁过程等。湖泊水文的定量研究,始于17世纪的水文观测。死海从1650年起,已有水位资料。19世纪盛行湖泊测深工作。1891年 F.-A.福雷尔完成了日内瓦湖的研究,出版了《[[日内瓦湖湖泊志]]》 3卷,系统地论述了该湖的地质,气候,湖水运动,[[化学]]、[[热学]]、[[光学]]、[[声学]]特点,湖泊成因和形态,为近代湖泊学确定了基本的研究领域。1909年R.威廷提出湖流流速与风速经验关系式。1910年前后,E.M.[[韦德伯恩]]致力于湖水温度观测,提出了温度振动流体动力学理论。1915年E.A.伯奇根据热量平衡原理开始计算湖泊热量收支和蓄热量。 20世纪20年代以后,由于建筑大型水库,推动了湖泊水文研究,广泛应用水量平衡、沙量平衡、盐量平衡、能量平衡、热量平衡等原理和流体动力学理论,定量分析湖泊水资源;推算水库淤积年限;预估库水的矿化度;改进风浪要素的计算方法;研究湖水温度和确定湖冰厚度等问题。20世纪50年代,[[电子计算机]]、[[同位素]]及[[遥感技术]]等的应用和精密测量仪器的研制,为湖泊水文研究提供了新的手段。60年代以后,国际水文十年 (IHD)把湖泊水文列入研究计划,开始了湖泊水文学研究的国际合作。中国自50年代起,在长江中下游和云南等地陆续开展了湖泊的综合调查。
==学科内容==
现代湖泊水文学研究的主要内容,可归纳为:
===湖泊水量和水位===
研究湖泊蓄水量及其变化规律。在一定时段,进出湖泊的水量不同,引起湖泊[[蓄水]]量的变化。入湖水量包括湖面降水量,入湖的地面、地下径流量。出湖水量则有湖面蒸发量,出湖的地面、地下径流量和工农业自湖泊的引水量。运用湖泊水量平衡方程可以确定湖泊蓄水量的变化,评价湖泊[[水资源]],阐明湖泊对江河的调蓄能力。湖泊蓄水量的变化,直接决定着湖水水位的升降,但在蓄水量不变的情况下,湖泊增减水和湖泊波漾等作用也会引起水位的变化。湖泊[[水位]]资料是估算湖泊水量的依据。最高水位的确定,为湖泊的堤防设计,提供科学依据。
===湖水运动===
研究湖水各种运动方式、相互关系及其发生、发展和停息的机制。湖水有进退运动和升降运动;湖水运动有的发生在湖面,有的在内部;有的有周期性,有的为非周期性。湖水运动除受外部因素影响外,还受湖水面积、深度、[[成层结构]]、[[密度分布]]等内部因素的制约。研究湖水运动可以解说湖岸演变、湖中泥沙运动、湖水物理性质变化和化学成分分布等规律,并为船舶航行作出预报,为护岸工程设计提供资料。湖水运动的研究,以流体动力学为基础,同时采取野外观测与室内模型试验相结合的方法。
[[File:湖泊水文学2.jpg|缩略图|湖泊水文学[https://dss0.bdstatic.com/70cFvHSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2496381462,1321075014&fm=26&gp=0.jpg 原图链接][https://dss0.bdstatic.com/70cFvHSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2496381462,1321075014&fm=26&gp=0.jpg 图片来源百度网]]]
===湖水热动态===
研究湖泊中的热量收支状况。通过湖水热量平衡计算,可以确定湖泊蓄热量的变化。水温升降反映湖中蓄热量的增减。湖水温度随空间而异。较深湖泊的水温在垂向有分层现象。研究温度成层,可以解释[[湖水运动]]、[[化学成分]]、[[水生生物]]变化和分布的原因。
===湖水光学现象===
研究湖面辐射平衡,探讨光线在湖面的反射,湖水对各种[[波长]]光线的吸收、散射和折散等光学特性。研究湖水光学特性,可以了解湖水中[[光线透射]]的深度和照度的大小,阐明浮游生物、水生高等[[植物]]等生长和分布规律。
===湖水化学===
研究湖水化学成分形成特点和湖泊富营养化等问题。湖水中有各种[[离子]]、[[生物营养]]元素、溶解气体、有机物质、微量元素和有毒物质等。湖水水质参数有[[矿化度]]、总[[硬度]]、总[[碱量]]、[[pH值]]等指标。湖水的化学成分的形成和变化特点与湖水流动滞缓、湖泊的大小深浅和气候条件等有关。应用盐量平衡原理可以确定湖泊内盐量变值,查明湖泊、水库矿化度的变化。湖水化学的研究为湖泊水质评价和湖水污染的防治提供依据。
===湖泊沉积===
研究湖中物质的沉积过程及其演变规律。应用沙量平衡原理,即根据时段内进出湖泊的沙量收支状况,可以确定某一时段湖泊淤积量,推算淤积厚度。研究[[泥沙淤积]]、化学沉积和生物沉积,可以预测沉积演变趋势和湖泊寿命。在湖泊沉积研究中也应用遥感技术、同位素技术、[[孢子花粉]]和[[古地磁]]等方法,测定沉积物年代,推测历史气候变迁情况,预测沉积数量和位置。
湖盆的形态、大小和深浅,影响湖水运动、湖泊沉积、湖中热量交换和湖水的化学特性等,因此,湖泊水文学也研究湖盆和湖泊的形态特征。
水库是[[人工湖泊]],与[[天然湖泊]]既有共同之点也有一些特殊研究内容,如水库淤积、水库库岸演变、异重流防治和利用等问题。
==与其他学科的关系==
湖泊水量平衡和水位变化的研究要运用[[气象学]]、[[水文地质学]]、[[水文计算]]的知识和方法;流体力学、热力学和水化学等是研究湖水运动、湖水热动态和湖泊水质等水文物理现象和化学过程的基础。湖盆的研究则要借助地质学、地貌学的理论和方法。
[[File:湖泊水文学3.jpg|缩略图|湖泊水文学[https://ss0.bdstatic.com/70cFuHSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2254782019,2208115621&fm=26&gp=0.jpg 原图链接][https://ss0.bdstatic.com/70cFuHSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2254782019,2208115621&fm=26&gp=0.jpg 图片来源百度网]]]
==研究手段==
湖泊水文学的新手段有:①模型技术,其中包括物理模型和数学模型,用以进行湖泊水文现象的物理和数值模拟,建立湖水动力模型、湖泊水温模型、湖水化学模型、湖泊沉积模型等;②遥感技术,用于探测湖界、[[水温]]、[[水文平衡]]基础理论研究,以阐明湖泊水文现象内部联系;提高水量平衡要素观测和计算精度;推广应用新技术;将湖泊作为系统,了解其中所有因素之间相互关系,研究湖泊的环境效应,湖水资源的保护、开发和利用。
利用资源卫星图像,进行湖泊、水库的分析之图,可以建立湖泊信息系统,这是湖泊[[遥感]]多元分析的新途径,也是湖泊数据更新的重要保证,具有多方面的应用功能。
湖泊水库等地理分布调查,不论高山高寒地区,或是浩瀚无际的沙漠地带以及人烟稀少的边境区域,都能通过[[卫星像片]]的地学分析,标出湖泊等水体的位置、形状、大小等基本特征。有目的地建立湖泊数据库,为水资源调查,开创新技术途径。
湖泊水化学成分、矿化度、水质、水温等,都能从卫星影像特征中进行定性研究,同时也可结合地面有关调查数据作定量分析,还可对地图上湖泊、水库、沼泽洼地等水文要素作更新修正。它们在湖泊信息系统的支持下,利用资源卫星像片修编地图是一条多、快、好、省的途径。这对地物变化快的要素,如湖泊的退缩消长,水库的兴修扩建等图面订正补充,都有很好的效果。
卫星遥感图像具有其周期性、宏观性和现势性特点,因此,运用遥感技术进行湖泊、水库等调查制图,有着快速、实时性的优势。所以,开展湖泊地理信息系统的研制,实时监测湖泊水体,具有广阔的应用前景。
资源卫星对湖泊资源的保护和开发利用,能发挥独特的作用。湖泊是一个多功能的资源库,人们不断地开发索取,其结果引起湖泊生态环境的变化,乃至恶化。而资源卫星获取的像片,能不时地将湖区被围垦,湖面缩小,直至湖泊生态系统的破坏等信息传递给人们,进而可引起有关部门的重视,采取措施积极保护湖泊资源。
80年代后期以来,[[中国科学院]]南京地理与湖泊研究所开展了一系列湖泊数据库--湖泊信息系统的研究,积累了丰富的湖泊信息,并于90年代后期上网发布。
==相关学科==
[[河流水文学]]、[[沼泽水文学]]、[[冰川水文学]]、[[雪水文学]]、[[水文气象学]]、[[地下水水文学]]、[[区域水文学]]和[[海洋水文学]]
==视频==
==河流水和湖泊水、地下水的互补关系分析==
;{{#iDisplay:k0924q6tb1r | 560 | 390 | qq }}
==参考文献==
{{Reflist}}
'''中文名''':[[湖泊水文学]]
[[File:湖泊水文学1.jpg|缩略图|湖泊水文学[https://dss2.bdstatic.com/70cFvnSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2079454703,3719577049&fm=26&gp=0.jpg 原图链接][https://dss2.bdstatic.com/70cFvnSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2079454703,3719577049&fm=26&gp=0.jpg 图片来源百度网]]]
'''定 义''':[[水文学的一个分支]]
'''研究对象''':[[研究湖泊水文现象]]
''''重点研究''':[[湖泊中的水量变化和运动]]
==发展简史==
湖泊水文现象的研究始于[[古代]]的定性描述。中国清代《[[古今图书集成]]》和《[[行水金鉴]]》记载了中国许多[[湖泊湖水]]的来源及去路、泥沙、水位涨落、河湖调节关系和湖泊变迁过程等。湖泊水文的定量研究,始于17世纪的水文观测。死海从1650年起,已有水位资料。19世纪盛行湖泊测深工作。1891年 F.-A.福雷尔完成了日内瓦湖的研究,出版了《[[日内瓦湖湖泊志]]》 3卷,系统地论述了该湖的地质,气候,湖水运动,[[化学]]、[[热学]]、[[光学]]、[[声学]]特点,湖泊成因和形态,为近代湖泊学确定了基本的研究领域。1909年R.威廷提出湖流流速与风速经验关系式。1910年前后,E.M.[[韦德伯恩]]致力于湖水温度观测,提出了温度振动流体动力学理论。1915年E.A.伯奇根据热量平衡原理开始计算湖泊热量收支和蓄热量。 20世纪20年代以后,由于建筑大型水库,推动了湖泊水文研究,广泛应用水量平衡、沙量平衡、盐量平衡、能量平衡、热量平衡等原理和流体动力学理论,定量分析湖泊水资源;推算水库淤积年限;预估库水的矿化度;改进风浪要素的计算方法;研究湖水温度和确定湖冰厚度等问题。20世纪50年代,[[电子计算机]]、[[同位素]]及[[遥感技术]]等的应用和精密测量仪器的研制,为湖泊水文研究提供了新的手段。60年代以后,国际水文十年 (IHD)把湖泊水文列入研究计划,开始了湖泊水文学研究的国际合作。中国自50年代起,在长江中下游和云南等地陆续开展了湖泊的综合调查。
==学科内容==
现代湖泊水文学研究的主要内容,可归纳为:
===湖泊水量和水位===
研究湖泊蓄水量及其变化规律。在一定时段,进出湖泊的水量不同,引起湖泊[[蓄水]]量的变化。入湖水量包括湖面降水量,入湖的地面、地下径流量。出湖水量则有湖面蒸发量,出湖的地面、地下径流量和工农业自湖泊的引水量。运用湖泊水量平衡方程可以确定湖泊蓄水量的变化,评价湖泊[[水资源]],阐明湖泊对江河的调蓄能力。湖泊蓄水量的变化,直接决定着湖水水位的升降,但在蓄水量不变的情况下,湖泊增减水和湖泊波漾等作用也会引起水位的变化。湖泊[[水位]]资料是估算湖泊水量的依据。最高水位的确定,为湖泊的堤防设计,提供科学依据。
===湖水运动===
研究湖水各种运动方式、相互关系及其发生、发展和停息的机制。湖水有进退运动和升降运动;湖水运动有的发生在湖面,有的在内部;有的有周期性,有的为非周期性。湖水运动除受外部因素影响外,还受湖水面积、深度、[[成层结构]]、[[密度分布]]等内部因素的制约。研究湖水运动可以解说湖岸演变、湖中泥沙运动、湖水物理性质变化和化学成分分布等规律,并为船舶航行作出预报,为护岸工程设计提供资料。湖水运动的研究,以流体动力学为基础,同时采取野外观测与室内模型试验相结合的方法。
[[File:湖泊水文学2.jpg|缩略图|湖泊水文学[https://dss0.bdstatic.com/70cFvHSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2496381462,1321075014&fm=26&gp=0.jpg 原图链接][https://dss0.bdstatic.com/70cFvHSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2496381462,1321075014&fm=26&gp=0.jpg 图片来源百度网]]]
===湖水热动态===
研究湖泊中的热量收支状况。通过湖水热量平衡计算,可以确定湖泊蓄热量的变化。水温升降反映湖中蓄热量的增减。湖水温度随空间而异。较深湖泊的水温在垂向有分层现象。研究温度成层,可以解释[[湖水运动]]、[[化学成分]]、[[水生生物]]变化和分布的原因。
===湖水光学现象===
研究湖面辐射平衡,探讨光线在湖面的反射,湖水对各种[[波长]]光线的吸收、散射和折散等光学特性。研究湖水光学特性,可以了解湖水中[[光线透射]]的深度和照度的大小,阐明浮游生物、水生高等[[植物]]等生长和分布规律。
===湖水化学===
研究湖水化学成分形成特点和湖泊富营养化等问题。湖水中有各种[[离子]]、[[生物营养]]元素、溶解气体、有机物质、微量元素和有毒物质等。湖水水质参数有[[矿化度]]、总[[硬度]]、总[[碱量]]、[[pH值]]等指标。湖水的化学成分的形成和变化特点与湖水流动滞缓、湖泊的大小深浅和气候条件等有关。应用盐量平衡原理可以确定湖泊内盐量变值,查明湖泊、水库矿化度的变化。湖水化学的研究为湖泊水质评价和湖水污染的防治提供依据。
===湖泊沉积===
研究湖中物质的沉积过程及其演变规律。应用沙量平衡原理,即根据时段内进出湖泊的沙量收支状况,可以确定某一时段湖泊淤积量,推算淤积厚度。研究[[泥沙淤积]]、化学沉积和生物沉积,可以预测沉积演变趋势和湖泊寿命。在湖泊沉积研究中也应用遥感技术、同位素技术、[[孢子花粉]]和[[古地磁]]等方法,测定沉积物年代,推测历史气候变迁情况,预测沉积数量和位置。
湖盆的形态、大小和深浅,影响湖水运动、湖泊沉积、湖中热量交换和湖水的化学特性等,因此,湖泊水文学也研究湖盆和湖泊的形态特征。
水库是[[人工湖泊]],与[[天然湖泊]]既有共同之点也有一些特殊研究内容,如水库淤积、水库库岸演变、异重流防治和利用等问题。
==与其他学科的关系==
湖泊水量平衡和水位变化的研究要运用[[气象学]]、[[水文地质学]]、[[水文计算]]的知识和方法;流体力学、热力学和水化学等是研究湖水运动、湖水热动态和湖泊水质等水文物理现象和化学过程的基础。湖盆的研究则要借助地质学、地貌学的理论和方法。
[[File:湖泊水文学3.jpg|缩略图|湖泊水文学[https://ss0.bdstatic.com/70cFuHSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2254782019,2208115621&fm=26&gp=0.jpg 原图链接][https://ss0.bdstatic.com/70cFuHSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2254782019,2208115621&fm=26&gp=0.jpg 图片来源百度网]]]
==研究手段==
湖泊水文学的新手段有:①模型技术,其中包括物理模型和数学模型,用以进行湖泊水文现象的物理和数值模拟,建立湖水动力模型、湖泊水温模型、湖水化学模型、湖泊沉积模型等;②遥感技术,用于探测湖界、[[水温]]、[[水文平衡]]基础理论研究,以阐明湖泊水文现象内部联系;提高水量平衡要素观测和计算精度;推广应用新技术;将湖泊作为系统,了解其中所有因素之间相互关系,研究湖泊的环境效应,湖水资源的保护、开发和利用。
利用资源卫星图像,进行湖泊、水库的分析之图,可以建立湖泊信息系统,这是湖泊[[遥感]]多元分析的新途径,也是湖泊数据更新的重要保证,具有多方面的应用功能。
湖泊水库等地理分布调查,不论高山高寒地区,或是浩瀚无际的沙漠地带以及人烟稀少的边境区域,都能通过[[卫星像片]]的地学分析,标出湖泊等水体的位置、形状、大小等基本特征。有目的地建立湖泊数据库,为水资源调查,开创新技术途径。
湖泊水化学成分、矿化度、水质、水温等,都能从卫星影像特征中进行定性研究,同时也可结合地面有关调查数据作定量分析,还可对地图上湖泊、水库、沼泽洼地等水文要素作更新修正。它们在湖泊信息系统的支持下,利用资源卫星像片修编地图是一条多、快、好、省的途径。这对地物变化快的要素,如湖泊的退缩消长,水库的兴修扩建等图面订正补充,都有很好的效果。
卫星遥感图像具有其周期性、宏观性和现势性特点,因此,运用遥感技术进行湖泊、水库等调查制图,有着快速、实时性的优势。所以,开展湖泊地理信息系统的研制,实时监测湖泊水体,具有广阔的应用前景。
资源卫星对湖泊资源的保护和开发利用,能发挥独特的作用。湖泊是一个多功能的资源库,人们不断地开发索取,其结果引起湖泊生态环境的变化,乃至恶化。而资源卫星获取的像片,能不时地将湖区被围垦,湖面缩小,直至湖泊生态系统的破坏等信息传递给人们,进而可引起有关部门的重视,采取措施积极保护湖泊资源。
80年代后期以来,[[中国科学院]]南京地理与湖泊研究所开展了一系列湖泊数据库--湖泊信息系统的研究,积累了丰富的湖泊信息,并于90年代后期上网发布。
==相关学科==
[[河流水文学]]、[[沼泽水文学]]、[[冰川水文学]]、[[雪水文学]]、[[水文气象学]]、[[地下水水文学]]、[[区域水文学]]和[[海洋水文学]]
==视频==
==河流水和湖泊水、地下水的互补关系分析==
;{{#iDisplay:k0924q6tb1r | 560 | 390 | qq }}
==参考文献==
{{Reflist}}