【正文】 12 ）。這主要是洋流對局部海區(qū)水溫影響的結果。 ? 原因：太陽輻射是海水最主要的熱量來源。 1）海冰的主要物理性質 （ 1）淡水的冰點 Ti為 0℃ ，最大密度的溫度 TM是℃ （約 4℃ ）；而海水的冰點和最大密度的溫度都不是固定值，都隨鹽度值的增加而線性下降，但冰點溫度降低較和緩。 ? （ 2）要有結晶核存在 ? 如巖屑、礦物碎屑等。 冰情 ：河水結冰要放熱，對水溫的降低起抑制作用；河冰解凍要吸熱，對水溫升高起抑制作用。若氣溫持續(xù)保持在 0℃ 以下，河流就會出現冰情。可見，太陽輻射在水中分布十分不均勻，由表面向下迅速遞減。 湖溫的時間變化 ? 湖水溫度具有日變和年變的特點。地殼表層（包括地下水）的熱源主要來源于太陽輻射，而內部則來自地球內部的熱能。一般中緯地帶比赤道和兩極深，一般為20－ 30米。所以溫度變化直接影響水的密度變化，見表 16。 我們知道，純水在 4 ℃ （ ℃ ）密度最大，而海水最大密度溫度是個變值，隨鹽度值增加而降低。它并不是太陽光線透人海水中的光的顏色，也不是日常所說的海水的顏色。 ? 世界大洋以大西洋中部的馬尾藻海透明度最大，達 。 單位體積天然水中各種元素的離子、分子與化合物的總量或烘干后殘余物的重量稱為礦化度。以 100克膠體中吸附離子的摩爾數來表示。而在深層承壓水中，因含氧不足，就不會出現這種情況。 ?Ca(HCO3)2→CaCO 3↓+H 2O+CO2↑ ?產生地區(qū)：巖溶地區(qū)（碳酸鹽巖分布區(qū)）。 按主要離子成分比例分類 ? 1）地表水分類 ? （前蘇聯(lián)）阿列金提出一個簡單的水化學分類系統(tǒng)。 ? 分類要點如下： ? （ 1）將六種主要離子成分進行組合，以橫坐標代表陰離子組合類型（七種），縱坐標代表陽離子組合類型（七種），共組成 49種類型。每年從海面濺入大氣的鹽分估計有 1010噸；②風從地面吹起的揚塵；③火山爆發(fā)噴入大氣的易溶物質及塵埃；④人類活動向大氣排放的廢氣和煙塵。這種規(guī)律稱為“海水組成的恒定性”。一種說法是，海水中的鹽類是由河流帶來的。 ? 在使用 AgNO3滴定海水的氯含量時，海水中的溴、碘離子也同時參與反應。 ?這種規(guī)律主要是受蒸發(fā)量與降水量差值影響的結果（見P131圖 4－ 2）。 ? 河水溶解物質的來源：一是來源于空中降水；二是來源于與地表、地下環(huán)境的接觸。 ? 2） .河水中各種離子的含量差異很大 ? 河水中各種離子含量見表 11 112。 ? ? 按照礦化度，通常將湖泊分為淡水湖（＜ 1克 /升）、微咸水湖（ 1— /升）、咸水湖（ — 35克 /升）、鹽湖（＞ 35克 /升）幾種類型。隨著礦化度的增加，陰離子按 HCO3→SO42→Cl次序遞增；陽離子中 Na+的含量增多，逐漸代替Ca2+成為主要成分，而且 Mg2+的含量稍有增加。從地表到地下深處，介質的溫度、壓力、滲流運動等熱力、動力條件大不相同，使得土壤和巖石圈各種元素及化合物都可能存在于地下水中。不同湖泊的離子含量與比例常有很大差別，甚至同一湖泊的不同湖區(qū)也有所不同。 ? 通常，洪水期（汛期），地表水補給（降雨或冰雪融水）相對增加，地表徑流增多，河水礦化度降低；枯水期，地表水補給減少，地下水補給相對增加，使河水礦化度增高。 a、歐洲地中海把大量的高鹽海水輸送到大西洋深層，然后通過垂直混合作用影響到大洋表面。冰晶中只保持 3－ 7 ‰ 的鹽分。其符號 S、 S‰ ，單位為克 /千克、 ‰ 和 10－ 3。 ? 海水中的鹽分不僅種類多，而且總量大得十分驚人。 ? 海水中含量大于 1mg/l的元素有 12種，即氯 Cl、鈉Na、鎂 Mg、硫 S、鈣 Ca、鉀 K、溴 Br、碳 C、鍶 Sr、硼 B、硅 Si、氟 F（ P24表 1－ 13）。大氣降水的 pH值小于 雨。例如，沼澤水、硫化礦床水和煤田礦坑水 。 ?Ca2+/Mg2++2HCO3－ → CaCO3(MgCO3)↓+CO 2↑+H 2O ?永久硬度：指把水加熱煮沸以后，仍不發(fā)生沉淀的鈣鎂離子總含量。 混合作用 ?指兩種或多種礦化度不同或成分不同的天然水相遇，相互混合以后的礦化度和化學組成都要發(fā)生變化的作用。3H2O ? 游離的硫酸進而侵入圍巖中的 CaCO3。 ?其作用特點：：①離子交換是可逆反應，處于動態(tài)平衡；②離子交換以當量關系進行，即離子間交換以離子價為依據作等價交換；③離子交換遵守質量作用定律。有機膠體主要是腐殖酸。海水透明度取決于光線強弱和水中懸浮物質和浮游生物的多少。 之間 100m左右水層內，密度最小，并且在 50米以內垂直梯度極小，幾乎沒有變化； 50100米深度上，密度垂直梯度最大，出現密度的突變層（躍層）。 ?在現場溫度、鹽度和壓力條件下所測定的海水密度，稱為 現場密度或當場密度。它通過一定的通道，例如，沿斷裂破碎帶、鉆孔等上涌，致使地熱增溫級大大提高，這種地區(qū)叫地熱異常區(qū)。 ?③水溫和地溫年變幅隨深度增加面減小。水溫月平均最高值多出現在 8月，月平均最低值多出現在 2月，湖溫年較差比氣溫年較差小，大湖較小湖小。 ▲ 當湖泊出現正溫層時，在湖面以下一定深度常常形成溫躍層，即上下層水溫有急劇變化的一段。如黃河河套段和山東境內，幾乎每年春季都發(fā)生凌汛。 ②補給狀況： 高山冰雪融水補給河流，水溫沿程增加。其原因是水的熱容量大，對熱量變化的反應比較遲緩，變化速度稍落后于氣溫，變幅也較氣溫小。由于對流，下層海水熱量向上輸送，使海水的冷卻速率減慢，因此海水結冰非常困難。水溫年變深度，一般可達 100— 150米，最大深度可達 500米左右。 在南北緯 40176。 ? 海洋表層水溫的這一分布特點，主要受太陽輻射控制。也就是說，把水加熱到某一溫度，要比重量相同的其它物質加熱到同一溫度，需要更多的熱量。從表 1－ 1可見： 表 1－ 1 不同水溫水分子聚合體的分布（％） 分子式 冰 水 0℃ 0℃ 4℃ 38℃ 98℃ H2O 0 19 20 29 36 (H2O)2 41 58 59 50 51 (H2O)3 59 23 21 21 13 （二）水的三態(tài)及其轉化 固態(tài) 液態(tài) 氣態(tài) 1）隨著水溫的升高，水分子聚合體不斷地減少，而單水分子不斷地增多。水在溫度變化和三態(tài)轉化過程中，不僅要克服分子間的范德華作用力，而且還要克服氫鍵的束縛，分解雙水分子和三水分子聚合體，因此需要較多的熱量。 ? 熱赤道位處赤道以北，大致處在 5176。 （ 4）夏季海面水溫普遍高于冬季，但南北水溫梯度冬季大于夏季 ? 原因是：夏季不僅太陽高度角大，而且日照時間（白晝時間）長，則太陽總輻射量多，水溫高。水溫日變深度，一般可達 10— 20米，最大深度可達 60— 70米。 （ 2）當海水鹽度 S＞ 10－ 3時 ? 其結冰過程非常困難緩慢。原因是水的熱容量大。 ? 暖季，兩岸水溫高，由岸邊向河心、由河面向河底，水溫升高。 ?（ 3）解凍期（解凍階段） ?次年春季，氣溫回升到 0℃ 以上，冰蓋逐漸融化、破裂，形成許多冰塊，再次出現流冰，直至河冰全部消融，稱為解凍。 ②逆溫層： 當湖溫隨水深的增加而升高時，即水溫垂直梯度成正值時，將出現上層水溫低，下層水溫高，但最高值不高于 4℃ 。高山、高原區(qū)湖泊水溫年變幅最小。 ?原因：水的熱容量比巖土大，則變幅小。如在新火山地區(qū)，地下水溫可達 100℃ 以上；而在寒帶、極地及高山、高原地區(qū)，地下水的溫度很低，有的可低至 5℃ 。海水的密度狀況，是決定海流運動的最重要因子之一。在三大洋的南極海區(qū)，密度均很大，可達 （ 27）以上。 （二） 海水的透明度 ? 海水的透明度，是表示海水透明程度的物理量，即海水的能見度。有的細菌可致病。 ?產生地區(qū)：分布廣泛，尤其易溶巖分布地區(qū)。 氧化作用 ? 天然水中的氧化作用，包括使圍巖的礦物氧化和使水中有機物氧化。因此蒸發(fā)濃縮作用的結果，不僅使礦化度增高，而且水中基本鹽類的比例發(fā)生了變化，水化學類型也發(fā)生改變，由重碳酸鹽水 → 硫酸鹽水 → 氯化物水。分總硬度、暫時硬度和永久硬度三種。Ⅲ 型水包括高礦化度的地下水、湖水和海水。大氣水的化學成分和性質有以下特點： ?在天然水中，雨水的礦化度較低 ?一般為 20— 50毫克 /升，在海濱有時超過 100毫克 /升。 1）、海水中的化學元素 ? 氫和氧是海水中最主要的元素。 ? 海水中的化學元素主要以離子形式存在，部分以不解離的無機化合物和氣體形式存在。 海水的鹽度和氯度 ? 從化學中知道，反映溶液溶質含量大小，常用濃度表示。 ? 鹽度＝ ＋ （ E－ P） ? ②洋流的性質 ? 暖流的水溫和鹽度較高，寒流的水溫和鹽度相對較低。大西洋西北部，溫暖而高鹽的灣流與寒冷面低鹽的拉布拉多寒流相遇；太平洋西北部，黑潮暖流與親潮寒流相遇，鹽度的水平梯度很大，有的竟達到每海里 ‰ 以上。一般地，干旱地區(qū)因蒸發(fā)濃縮作用，河水礦化度比濕潤地區(qū)高；巖溶地區(qū)，巖石土壤中含易溶鹽類豐富的地區(qū)以及鹽漬土分布廣泛的地區(qū)，河水礦化度較高。湖泊的形態(tài)和規(guī)模、吞吐狀況及所處的地理環(huán)境，造成了湖水化學成分及其動態(tài)的特殊性。 （五）地下水的化學特征 ?地下水化學組成類型之多，地區(qū)性差異之大，是其它天然水不可比的。然而地下水中 CO2的含量比較多，因為生物的呼吸、有機質的分解，使土壤空氣中C02的含量可達 1— 7％。在干旱地區(qū)，湖面年蒸發(fā)量遠大于年降水量，內陸湖的入湖徑流全部耗于蒸發(fā)，導致湖水中鹽分積累，礦化度增大，形成咸水湖或鹽湖。 ? 4） .河水化學組成的時間變化明顯 ? 河水補給來源隨季節(jié)變化明顯，因而水化學組成也隨季節(jié)變化。但多數情況是河水礦化度與水溫成正相關關系，即水溫增高，河水溶蝕能力增強，礦化度增高。原因是南半球陸地面積小，尤其南緯 40176。 ? （ 3）鹽度和氯度的關系式 ? 克努森公式：鹽度＝ ＋ 氯度 ? 近年國際多采用公式：鹽度＝ 氯度 ??? A g XAg)IBr( C lX －－－－－ 、2）、鹽度的地理分布 ? 世界大洋的平均鹽度約 35 ‰ ，即標準海水的氯度為 ‰ ，但不同海區(qū)的鹽度是不一樣的，甚至同一海區(qū)在不同時間也有差異。氮、磷、硅的化合物和有機質也大量地被生物所吸收，故海水中這些物質的含量也減少。如果準確地測出各主要成分之間的濃度比值，則可通過測定海水中某一種或幾種主要成分的含量，推算出其它各種主要成分的含鹽量和海水的總含鹽量，這是建立海水鹽度與氯度關系的重要依據。故降水落到地面便具有能使各種元素進入水中的能力。 ? 可見， ，又考慮了礦化度，各個基本類型能大體反映地下水的形成過程。 ③ 然后，在每一組內又按各種離子摩爾的比例關系，分為四個水型： ?Ⅰ 型：［ HCO3］＞［ Ca2++Mg2+］。水化學分類方法很多，其主要有如下分類方法。 ?CaS+CO2+H2O=CaCO3↓+H2S ?在油田地下水、河湖底泥中及封閉的海盆底部，水中的有機質受脫硫細菌作用，也會產生同樣結果。 ? 膠體對各種陽離子的吸附能力不同，并有如下順序： ? H+＞ Fe3+＞ Al3+＞ Ba2+＞ Ca2+＞ Mg2+＞ K+＞ NH 4+＞ Na+＞Li+ ? 特別是在地下水和海水中，陽離子交替作用廣泛存在。這些元素在天然水中的含量與巖石圈的平均組成（克拉克值）相差很大。我國南海透明度為 20－ 30m，黃海只有 3－ 15m。進入海水中的光線，一部分被