【文章內(nèi)容簡介】 水是多種成分的電解質(zhì)溶液、故海水的電導率取決于鹽度、溫度和壓力。在溫度、壓力不變情況下，電導率的差異反映著鹽度的變化，根據(jù)這個原理，可以由測定海水的電導率來推算鹽度。電導比即某一海水樣品的電導率與氯化鉀標準溶液的電導率之比。此標準溶液的濃度為千克溶液中含 克，在℃時，其電導率與鹽度為的標準海水電導率相等。）絕對鹽度（）定義為海水中溶解物質(zhì)的質(zhì)量與海水質(zhì)量的比值。在實際工作中，此量不易直接量測，而以實用鹽度代替。）實用鹽度（）在溫度為℃、壓強為一個標準大氣壓下的海水樣品的電導率，與質(zhì)量比為的標準氯化鉀（）溶液的電導率的比值來定義。當精確地等于時，海水樣品的實用鹽度恰好等于。實用鹽度根據(jù)比值由下述方程式來確定：當海水樣品的電導比是任一溫度下測定時，還需進行溫度訂正?，F(xiàn)已制成實用鹽度與電導比查算表及溫度訂正表，供實際應用。實驗表明，絕對鹽度和實用鹽度呈線性關系，即參數(shù)、依賴于海水的離子組成。各地海水的實用鹽度略小于絕對鹽度，兩者之差不超過。① 世界大洋的平均鹽度是。絕大部分海域表面鹽度變化在—之間。② 海洋表面鹽度分布的總趨勢是從亞熱帶海區(qū)向高、低緯遞減，并形成鞍形（圖、）。③ 赤道附近平均年降水量大于蒸發(fā)量毫米，表層海水被稀釋，普遍為低鹽度海區(qū)。④ 南北緯176。—176。的信風帶海域，蒸發(fā)量超過降水量達—毫米，故三大洋上都出現(xiàn)高鹽度中心。尤以南、北大西洋的亞熱帶表面鹽度最大，達以上。⑤ 西風帶上降水量超過蒸發(fā)量，鹽度逐漸降低到以下。⑥ 極地海域蒸發(fā)量最小，尤其是北冰洋，由于大量河水注入及大陸冰的融化，鹽度減小到以下。（三）河水化學成分的特點河水流動迅速，交替期平均只有天。河水與河床砂石接觸時間短，其礦化作用很有限。河水的水化學屬性幾乎完全取決于補給水源的性質(zhì)及比例。.河水的礦化度普遍低一般河水礦化度小于克升，平均只有—克升。在各種補給水源中，地下水的礦化度比較高，而且變化大；冰雪融水的礦化度最低，由雨水直接形成的地表徑流礦化度也很小。.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、。其含量順序：.河水化學組成的空間分布有差異性大的江河，流域范圍廣，流程長，流經(jīng)的區(qū)域條件復雜，并有不同區(qū)域的支流匯入，各河段水化學特征的不均一性就很明顯。離河源越遠，河水的礦化度越大，同時鈉和氯的比重也增大，重碳酸鹽所占比重減小。.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。以雨水或冰雪融水補給為主的河流，在汛期河水量增大，礦化度明顯降低。夏季水生植物繁茂，使、含量減少?？菟竟?jié)以地下水補給為主，河水礦化度增大，隨著水溫降低，溶解氧增多（表）。由于水生植物減少，、的含量可達全年最大值。（四）湖水化學成分的特點湖泊是陸地表面天然洼陷中流動緩慢的水體。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。湖水的化學成分和含鹽量與海水、河水、地下水有明顯差異。.湖水的礦化度有差異按照礦化度，通常將湖泊分為淡水湖（＜克升）、微咸水湖（—克升）、咸水湖（—克升）、鹽湖（＞克升）幾種類型。不同類型的湖泊，其地理分布具有地帶性規(guī)律。在濕潤地區(qū)，年降水量大于年蒸發(fā)量，湖泊多為吞吐湖，水流交替條件好，湖水礦化度低，為淡水湖。在干旱地區(qū)，湖面年蒸發(fā)量遠大于年降水量，內(nèi)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。不同地區(qū)湖泊具有不同的化學成分和礦化度。湖水與海水在化學成分上的差異，主要體現(xiàn)在湖水主要離子之間，無一定比例關系。.湖中生物作用強烈營養(yǎng)元素（、）在湖水、生物體、底質(zhì)中循環(huán)，各地的淡水湖泊都有不同程度的富營養(yǎng)化的趨勢。.湖水交替緩慢深水湖有分層性隨著水深的增加，溶解氧的含量降低， 的含量增加。在湖水停滯區(qū)域，會形成局部還原環(huán)境，以致湖水中游離氧消失，出現(xiàn)、類的氣體。（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。關于地下水化學成分的起源和形成過程，至今仍有許多長期爭論的問題沒有解決。地下水化學基本特點如下：.地下水充填于巖石、土壤空隙中，與巖石、土壤廣泛接觸，滲流速度很小，循環(huán)交替緩慢，而且地下水貯存于巖石圈上部相當大的深度（公里），構(gòu)成了地下水圈。.礦化度變化范圍大，從淡水直到鹽水。.地下水的化學成分的時間變化極為緩慢，常需以地質(zhì)年代衡量。.地下水與大氣接觸有很大的局限性，僅限于距地表最近的含水層，此層可溶入氧氣成為地下水氧化作用帶。第三節(jié) 地球上水的分布與水資源一、地球上水的分布地球總面積為億平方公里，其中海洋面積為億平方公里（表），約占地球總面積的％。海洋的總水量為億立方公里，占地球總水量的％，折合成水深可達米，如果平鋪在地球表面，平均水深可達米。除海洋外，還有湖泊、河流、沼澤、冰川等。地表約四分之三被水所覆蓋。地表之上的大氣中的水汽來自地球表面各種水體水面的蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)及植物散發(fā)，并借助空氣的垂直交換向上輸送。一般說來，空氣中的水汽含量隨高度的增大而減少。觀測證明，在—米高度上，空氣中的水汽含量已減少為地面的一半；在米高度，減少為地面的十分之一；再向上，水汽含量就更少了，水汽最高可達平流層頂部，高度約米。大氣水在公里以內(nèi)總量約有立方公里，折合成水深約為毫米，僅占地球總水量的％。雖然數(shù)量不多，但活動能力卻很強，是云、雨、雪、雹、霰、雷、閃電的根源。地表之下儲存于地殼約公里范圍含水層中的重力水，稱為地下水。由于全球各地的地質(zhì)構(gòu)造、巖石條件等變化復雜，很難對地下水儲量作出精確估算。從已發(fā)表的研究成果來看，儲量大小之間可差一個數(shù)量級?，F(xiàn)根據(jù)蘇聯(lián)學者年所發(fā)表的研究成果，從地面至深達公里的地殼內(nèi)，地下水總儲量為萬立方公里。土壤水是指儲存于地表最上部約米厚土層內(nèi)的水。據(jù)調(diào)查土層的平均濕度為％，相當于含水深度為米，如果以陸地上土層覆蓋總面積萬平方公里計算，那么土壤水的儲量為立方公里。地球表面生物體內(nèi)的貯水量約為立方公里。地球上的水，水平分布面積很廣，垂直分布存在于大氣圈、生物圈、巖石圈之中，其水量非常豐富，約為億立方公里，所以地球有“水的行星”之稱。二、水資源涵義與特性水是寶貴的自然資源，也是自然生態(tài)環(huán)境中最積極、最活躍的因素。同時，水又是人類生存和社會經(jīng)濟活動的基本條件，其應用價值表現(xiàn)為水量、水質(zhì)及水能三個方面。（一）水資源的涵義.廣義水資源世界上一切水體，包括海洋、河流、湖泊、沼澤、冰川、土壤水、地下水及大氣中的水分，都是人類寶貴的財富，即水資源。.狹義水資源狹義的水資源不同于自然界的水體，它僅僅指在一定時期內(nèi)，能被人類直接或間接開發(fā)利用的那一部分動態(tài)水體。這種水資源主要指河流、湖泊、地下水和土壤水等淡水，個別地方還包括微咸水。這幾種淡水資源合起來只占全球總水量的％左右，約為萬立方公里。淡水資源與海水相比，所占比例很小，但卻是目前研究的重點。這里需要說明的是，土壤水雖然不能直接用于工業(yè)、城鎮(zhèn)供水，但它是植物生長必不可少的條件，可以直接被植物吸收，所以土壤水應屬于水資源范疇。至于大氣降水，它不僅是徑流形成的最重要因素，而且是淡水資源的最主要，甚至唯一的補給來源。（二）水資源的特性.水資源的循環(huán)再生性與其有限性水循環(huán)過程的無限性，再生補給水量的有限性.時空分布的不均勻性.利用的廣泛性和不可代替性從水資源利用方式看，可分為耗用水量和借用水體兩種。.利與害的兩重性三、世界水資源最能反映水資源數(shù)量和特征的是年降水量和河流的年徑流量。世界各國通常采用多年平均徑流量來表示水資源量。包括南極冰川在內(nèi)，世界各大洲陸地年徑流總量為萬（表－），折合平均徑流深為毫米。年全世界人口為億，人均年徑流量為立方米；年世界人口增到億，則人均占有徑流量減為立方米；年世界人均水資源占有徑流量下降為立方米。我國人均為立方米。年徑流量超過億立方米的國家有巴西、加拿大、美國、印度尼西亞、中國、印度等（表－）。世界上人均占有年徑流量超過立方米的國家有多個，其中加拿大是人均徑流量最多的國家，達立方米人，其次為新西蘭達立方米人。水資源在不同地區(qū)、不同年份和不同季節(jié)的分配是極不均衡的。由于工、農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，人口的急劇增加和生活水平的提高，不合理的利用水和浪費水的現(xiàn)象則較為嚴重。在許多國家，不斷增長的需水量與有限的水資源之間的矛盾日益突出。目前世界上％的地區(qū)面臨淡水不足的困境，多個國家的水資源嚴重匱缺。有的國家大量排放污水造成的水資源污染，不僅更加加劇了水源不足的矛盾，而且使世界生態(tài)環(huán)境受到破壞，直接威脅著人類自身的健康和生存條件。四、我國水資源（一）水資源總量一個區(qū)域水資源總量，為當?shù)亟邓纬傻牡乇硭偷叵滤目偤?。由于地表水和地下水互相?lián)系而又相互轉(zhuǎn)化，因此計算水資源總量時，不能將地表水資源與地下水資源直接相加，應扣除相互轉(zhuǎn)化的重復計算量。全國多年平均地表水資源量為億立方米，多年平均地下水資源量為億立方米，扣除兩者之間的重復計算水量億立方米后，全國多年平均水資源總量為億立方米。全國水資源利用分為個一級區(qū)（圖－），北方區(qū)多年平均水資源總量為億立方米，占全國的％，平均產(chǎn)水模數(shù)為萬立方米平方公里，水資源貧乏；南方區(qū)多年平均水資源總量為億立方米，占全國的％，平均產(chǎn)水模數(shù)為萬立方米平方公里，為北方的倍，水資源豐富。全國區(qū)域水資源總量計算成果見表－。（二）水資源時空變化.地區(qū)分布因受海陸位置、水汽來源、地形條件等因素影響，我國水資源的地區(qū)分布很不均勻，總趨勢是由東南沿海向西北內(nèi)陸遞減。降水是水資源的重要補給來源。河川徑流的地區(qū)分布趨勢與降水分布基本一致，但由于受地面因素的影響，地區(qū)分布更不均勻。按照年降水和年徑流的多少，全國大致可劃分為水資源條件不同的個地帶：）多雨豐水帶年降水量大于毫米，年徑流深超過毫米，年徑流系數(shù)在以上。包括浙江、福建、臺灣、廣東等省的大部分地區(qū)，廣西東部、云南西南部、西藏東南隅，以及江西、湖南、四川西部的山地。其中臺灣東北部和西藏東南的局部地區(qū)，年徑流深高達毫米，是我國水資源最豐富地區(qū)。）濕潤多水帶年降水量—毫米，年徑流深—毫米，年徑流系數(shù)為—。主要包括沂沭河下游和淮河兩岸地區(qū)，秦嶺以南漢水流域，長江中下游地區(qū)，云南、貴州、四川、廣西等省區(qū)的大部分及東北的長白山區(qū)。）半濕潤過渡帶年降水量—毫米，年徑流深—毫米，年徑流系數(shù)—。包括黃淮海平原，東北三省、山西、陜西的大部分，甘肅和青海的東南部，新疆北部和西部山地，四川西北部和西藏東部。）半干旱少水帶年降水量—毫米，年徑流深—毫米，年徑流系數(shù)在以下。包括東北地區(qū)西部，內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅的大部分地區(qū)，青海、新疆的西北部和西藏部分地區(qū)。）干旱干涸帶年降水量小于毫米，年徑流深不足毫米，有的地區(qū)為無流區(qū)。包括內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅的荒漠和沙漠，青海的柴達木盆地，新疆的塔里木盆地和準噶爾盆地，西藏北部羌塘地區(qū)。由于降水、地表水和水文地質(zhì)條件的不同，我國平原地區(qū)地下水資源的差異也很大。.多年變化水資源通常以豐枯變化規(guī)律反映多年變化過程，以極值比表示年際變差幅度。1） 豐枯變化規(guī)律根據(jù)全國個有長系列年降水和年徑流資料的測站的模比系數(shù)差積曲線分析，全國水資源豐枯變化規(guī)律大致可歸納為三種類型：① 有比較明顯的—年長周期。屬于這一類測站最多，約占分析站數(shù)的％，其特點是上升段和下降段很長，一般為—年。在地區(qū)上南北方不同步，大致相差半個周期，北方處于上升段，南方則為下降段，北方處于下降段，南方則為上升段，反映了全國時常出現(xiàn)的南澇北旱或北澇南旱的規(guī)律。② 有比較明顯的—年短周期。屬于這一類的測站甚少，約占分析站數(shù)的％，其特點是上升段和下降段短，一般為—年。③沒有明顯的周期性變化規(guī)律。這一類特點是上升段和下降段很短，而且無規(guī)律的出現(xiàn)。屬于這類的測站約占分析站數(shù)的％。）極值比系列中最大值與最小值的倍比值，稱為極值比（），可以作為反映降水、徑流年際變幅的指標。年徑流極值比除了受氣候因素影響外，還與下墊面條件和流域面積大小有密切關系，它的分布規(guī)律與年降水有些差別。全國部分流量站極值比見表－。.季節(jié)變化全國降水量以夏季為最多，冬季很少，春季和秋季介于冬、夏之間。春雨和秋雨各地不同，多氣旋過境地方春雨較多，多臺風過境的地方秋雨較多。河川年徑流量的季節(jié)變化取決于河流的補給條件。按照河流補給情況，全國大致可分為三區(qū)：①秦嶺以南主要為雨水補給區(qū)。河川徑流量的季節(jié)變化主要受降水季節(jié)分配的影響，夏汛比較突出。因流域的調(diào)節(jié)作用，河流少雨季節(jié)一般比多雨季節(jié)滯后一個月左右。②東北地區(qū)、華北部分地區(qū)、黃河上游和西北一些河流，為雨水和冰雪融水補給區(qū)。有春、夏兩次汛期，年徑流過程線呈雙峰型。但一般春汛水量不大，多數(shù)河流占年徑流量的％左右，少數(shù)超過％。③西北內(nèi)陸地區(qū)的祁連山、天山、阿爾泰山、昆侖山以及青藏高原部分河流，主要由高山冰雪融水補給。徑流量的變化與氣溫有密切關系，年內(nèi)分配比較均勻。（三）水資源條件和問題.水資源總量不少，但人均、畝均水量較少，合理利用和保護水資源應作為我國長期堅持的國策。.水資源的地區(qū)分布很不均勻，與人口、耕地的分布不相適應，進行水量的地區(qū)調(diào)配是水資源開發(fā)利用的重要課題。.水量的年內(nèi)、年際變化大，水旱災害頻繁，抗旱防洪澇始終是一項艱巨任務.水土流失和泥沙淤積嚴重，破壞了生態(tài)平衡，增加了江河防洪困難，降低了水利工程效益。.地下水是我國重要水資源，要合理開發(fā)利用，防止過量開采。.天然水質(zhì)相當良好，但人為污染日趨嚴重，防止水質(zhì)惡化，保護水源已是當務之急。復習思考題.水分子為什么具有極性結(jié)構(gòu)？.隨著水溫的升降，水分子有何變化？.固態(tài)水（冰）的結(jié)構(gòu)有何特點？.液態(tài)水“閃動簇團”理論有何優(yōu)點？（作業(yè)）.水的主要物理性質(zhì)如何？.海水的熱量收支受何因素影響？.海水溫度分布有何特點？.湖泊水溫分布有何特點？.海水狀態(tài)方程說明什么問題？.試述天然水化學成分的主要組成？.試述天然水的礦化過程。.試述天然水的分類。.大氣水化學有何特征？.海水化學有何特征？.何謂海水鹽度？.海水鹽度的時空分布如何？（作業(yè)）.河水化學有何特征？.地下水化學有何特征？.湖水化學有何特征？.為什么說地球上水資源是極其豐富的？