第三节 湖泊与沼泽一、湖泊

（一）湖泊的成因和类型

地面上洼地积水形成比较宽广的水域称为湖泊。内力作用和外力作用都可以形成湖盆。例如，一部分地壳断陷、下沉可以形成构造湖；死火山口或熔岩高原的喷口可以形成火山湖；冰蚀洼地中，冰碛丘陵间或终碛后方可以形成冰川湖；山崩、熔岩流或冰川阻塞河谷可以形成堰塞湖；风蚀盆地积水可以形成风蚀湖；岩溶作用可以形成岩溶湖；浅水海湾或海港被沙堤或沙嘴与海水分隔开来，可以形成潟湖；河流曲流裁曲取直后可以形成牛轭湖；多年冻土区地下冰融化后，地表下陷积水，可以形成热融湖；人工筑坝，建造水库，形成人工湖，等等。

湖泊的分类是多种多样的，常见的有：

  1. 按照湖水的来源，把湖泊分为海迹湖和陆面湖两大类。海迹湖过去曾经是海洋的一部分，以后才与它分离，而陆面湖则包括了陆地表面的绝大部分湖泊。

  2. 依据湖水与径流的关系，把湖泊分为内陆湖和外流湖。内陆湖完全没有径流入海，常属非排水湖。外流湖以河流为排泄水道又称排水湖，湖水最终注入海洋。

  3. 根据湖水的矿化程度，把湖泊分为淡水湖和咸水湖。其中咸水湖又可根据水中溶解盐类的主要成分，进一步分为碳酸盐湖、硫酸盐湖、氯化物盐湖等。排水湖为淡水湖，非排水湖多为咸水湖。

  4. 按湖水温度状况，把湖泊分为热带湖、温带湖和极地湖等。

  5. 以湖水存在的时间久暂，湖泊可分为间歇湖、常年湖。

（二）湖水的性质

  1. 颜色和透明度湖水一般呈浅蓝、青蓝、黄绿或黄褐色。湖水颜色以含沙量多少、泥沙颗粒大小、浮游生物的种类和数量多少为转移。一般说，含沙量小、泥沙颗粒小、浮游生物少，则湖水呈浅蓝或青蓝色；反之则呈黄绿或黄褐色。

湖水透明度与太阳光线、湖水含沙量、温度及浮游生物都有关系。确定湖水透明度的方法与海水透明度相同。

  1. 温度 太阳辐射热量是湖水的主要热量来源。水汽凝结潜热、有机物分解产生的热和地表传导的热，也是湖水热量收入的组成部分。而湖水向外辐射和蒸发，则是热量损耗的主要方式。

淡水在 4℃时密度最大。当湖面温度低于 4℃时，水温随深度增加而升高，这种温度分布称为逆列状态，多出现于冬季；湖面温度增到 4℃时，表水密度增大下沉，较冷水因密度小而上升，这样对流的结果，水温趋于均匀，

称为等温状态，多发生在春季；湖水温度增到 4℃以上，密度又降低，最热层位于湖面，水温随深度增加而降低，这种温度分布称为正列状态，多发生于夏季。热带湖水温常年在 4℃以上，故温度分布始终为正列状态。温带湖随季节不同而分别出现逆列、正列、等温状态。高山和极地湖泊的水温常年低于 4℃，多为逆列状态。

  1. 化学成分 湖水的化学成分大致是相同的，但各种化学元素的含量及其变化情况，却可以因时因地而有比较大的差异。作为补给来源的降水、地表径流和地下水，含有许多溶解气体和盐类，例如雨水含氮、氧、氢、二氧化碳、亚硝酸，地下水除含氮、氧、氢及二氧化碳外，还有碳酸钙、碳酸钠、硫酸钠、硫酸镁、氯化镁、食盐、硅酸。河水还含有机酸。

在不同的自然条件下，降水、地表径流和地下水带入湖泊的化学元素种类和含量有差别。降水量和蒸发量的不同，使湖水盐分增加或减少的量不同。湖水排泄状况良好与否，使盐分积累过程发生迥然不同的区别。湖岸岩石性质，水生物繁殖状况等，都影响湖水的化学成分。

（三）湖泊水文特征1.湖水的运动

  1. 定振波：全部湖水围绕着某一个或几个重心而摆动的现象，称为定振波。大小湖泊都可以形成定振波。大气压力发生急剧变化、暴雨、从山地来的下沉气流冲击湖面等都使湖面大部分水的平衡遭到破坏，都可以发生定振波。但是，定振波和暴风雨的关系最为密切。定振波和波浪的不同处在于：定振波不只是水面，而是整个水体的水分子都在运动。整个水体一侧上升，另一侧下降。摆动作用力消失后，摆动仍可延续一些时间。

湖的形状千差万别，决定了定振波的摆动现象比较复杂。但通常可以分为单定振波和双定振波两种（图 5-14）。

2L

T =

式中，L 为动力方向线上的容器长度；g 为重力加速度；H 为容器平均深度。

L

双定振波的周期T = gH

多节定振波的周期T = L

n gH

  1. 湖流：湖水流动产生的原因很多。有河流注入的湖，河流入口处的水面比外泄处略高，于是湖水就发生单向缓慢流动。风的作用可使湖水随湖面风向运动，如果风向稳定，水量将集中于向风岸，并在那里下沉，背风岸则发生水的上升运动，从而湖水形成闭合的垂直环流。定振波造成水面倾斜，湖水在重力作用下也可发生湖流。最后，水温变化造成湖水的垂直循环，

也产生湖流。温带湖因水温正列、逆列和等温状态周期性的更替，每年可发生两次对流，称为双对流。热带和极地或高山湖水温分别成正列或逆列状态，每年只发生一次对流，分别称为热单对流和冷单对流。

2.水位变化和水量平衡湖水的水位变化是与水量平衡紧密联系的。当湖水收入超过支出，水量成正平衡，水位就上升；相反，若湖水支出超过收入， 水量成负平衡，水位就下降。排水湖的水量平衡方程式可以写作：

x+y+z+k-y＇-z＇-e=±△w

式中，x 为湖面降水量；y 为入湖地表径流量；y＇为出湖地表径流量；z 为入湖地下径流量；z＇为湖水渗漏量；k 为湖面水汽凝结量；e 为湖面蒸发量；

△w 为一定时期内湖的水量变化。

若湖没有出口，则取消出湖地表径流量 y＇，此式仍然适用。k 的数值很小，可以略去。

湖水收支季节差异，使湖水位发生相应的季节升降。融雪补给的湖，春季出现最高水位；冰川补给的湖，夏季出现最高水位；雨水补给的湖，雨季出现最高水位。此外，多年的气候变化、湖盆淤塞和湖岸升降都可以反映在湖的水位变化上。