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沼泽水文特征-《水文学原理(第2版)》的研究成果

时间:2023-08-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:沼泽水有如下基本特征。一般来说,潜育沼泽、低位沼泽蒸发量较大。因有机酸和铁锰含量较高,沼泽水面常出现红色。

沼泽水文特征-《水文学原理(第2版)》的研究成果

1.沼泽水的运动

沼泽水多以重力水、毛管水、薄膜水等形式存在于泥炭和草根层中。泥炭是良好的蓄水体,按含量计,一般含有89%~94%的水分。当潜水出露地面成为地表积水或汇成小河、小湖、常年积水、季节积水或临时积水、片状积水,深度小于50cm,有草丘时,水分积于丘间洼地。沼泽水有如下基本特征。

水分运动缓慢。沼泽地表积水较浅,湿生植物丛生,排水不畅,水分运动十分缓慢,且上层运动速度大于下层。表层为枯枝落叶,在有大气降水和地表径流补给时径流速度可达30~50m/d;下层泥炭层中,孔隙较少,径流极为缓慢,只2~3 m/d。

垂直运动旺盛。沼泽水的垂直运动具体表现为渗透和蒸发蒸腾。沼泽水的渗透性主要取决于泥炭的分解程度,分解程度轻则渗透快,反之则慢。一般来说沼泽表层为枯枝落叶,疏松多孔,渗透性能很强,渗透速度多数超过20cm/s;下层泥炭的渗透性能较弱,1m深处渗透速度多数在0.001cm/s左右。损失主要靠蒸发蒸腾。沼泽上层孔隙较大,当沼泽地下水与沼泽表面的距离在毛管作用以内时,因毛管作用能将大量的水分输送到沼泽表面,供蒸发消耗,其蒸发量接近于水面蒸发量。当沼泽地下水面在毛管作用深度以下时,蒸发作用只在表层孔隙中进行,蒸发较弱。沼泽植物的蒸腾作用也是沼泽水分损失的途径之一。据计算,沼泽水蒸发和蒸腾的水分损失占循环水量的75%左右。所以,水分的垂直运动是沼泽水的主要运动形式。

沼泽径流中除部分沼泽在个别时段有表面流外,大都是孔隙介质中侧向渗透的沼泽表层流。表层流存在于潜水位变动带内,呈层流状态,可用达西定律描述。速度与水力坡度和渗透系数成正比。通常水力坡度与沼泽表面坡降相同,渗透系数各层不一。流量的大小取决于潜水位的高低、各层渗透系数和泥炭层或草根层的厚度。

2.沼泽水量平衡(www.xing528.com)

蒸发量大、径流量小是沼泽水量平衡的重要特点。在多年变化中,前者变化小,后者变化相对较大。沼泽蒸发量的大小与沼泽类型、气候条件及沼泽蓄水量有关。一般来说,潜育沼泽、低位沼泽蒸发量较大。沼泽蓄水多时,蒸发量与辐射平衡值呈正相关;在夏季,当沼泽前期蓄水量基本耗尽时,沼泽蒸发与降水量也呈正相关。

3.沼泽的温度、冻结和解冻

表面有积水或表层水饱和的沼泽,其表面温度及日变幅都小于一般地面;地表无积水而近于干燥的泥炭沼泽和干枯的潜育沼泽则相反。沼泽温度日变化波及的垂直深度一般均很小。高纬地区的沼泽有冻结现象:当潜水位到达沼泽表面时,冻结过程开始较晚,冻结慢、深度小;当表层有机物质近于干燥时,冷却快、冻结早,但下层冻结很迟缓,冻结深度也小。同理高纬地区春天解冻迟、化透时间晚。例如,三江平原,盛夏的7月,沼泽表面温度可高于20℃,但有的沼泽表面以下仍有冻层存在。

4.沼泽水水质特征

沼泽水富含有机质和悬浮物,生物化学作用强烈。水体混浊、呈黄褐色。因有机酸和铁锰含量较高,沼泽水面常出现红色。沼泽水矿化度较低,除干旱区的盐沼和海滨沼泽外,一般不超过500mg/L,水的硬度很低,pH值3.5~7.5,呈酸性和中性反应、弱酸性反应多,腐殖质的含量从每升几毫克到每升上百毫克不等。

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