湖泊的功能與類型
第二節(jié) 湖泊的功能與類型
一、 湖泊的功能
湖泊及其流域是人類賴以生存的重要場所,也是重要的國土資源。湖泊作為陸地水圈的組成部分,具有調(diào)節(jié)河川徑流、蓄洪、航運(yùn)、農(nóng)業(yè)灌溉、提供工業(yè)和飲用水源、繁衍水生生物等多種功能,在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。同時,湖泊及其流域是人類賴以生存的重要場所,湖泊本身對全球變化響應(yīng)敏感,在人與自然這一復(fù)雜的巨系統(tǒng)中,湖泊是地球表層系統(tǒng)各圈層相互作用的聯(lián)結(jié)點,是陸地水圈的重要組成部分,與生物圈、大氣圈、巖石圈等關(guān)系密切,具有調(diào)節(jié)區(qū)域氣候、記錄區(qū)域環(huán)境變化、維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)平衡和繁衍生物多樣性的特殊功能。
1. 湖泊對流域水量的調(diào)節(jié)
河流補(bǔ)給湖泊,湖泊吞吐江河,發(fā)揮著巨大的調(diào)節(jié)效應(yīng)。汛期湖泊蓄積了一定的水量,抬高了湖泊水位;汛期一過,蓄積在湖泊內(nèi)的水量,將從湖內(nèi)緩緩泄出,增加了河川徑流。人工湖泊——水庫更是可以起到攔蓄洪水,并按人們的需要來調(diào)節(jié)河川徑流變化的作用。湖泊蓄積的水量是城市生活用水、農(nóng)業(yè)灌溉用水和工業(yè)給水的重要來源。
2. 湖泊對氣候的調(diào)節(jié)
在較大湖區(qū)附近(如我國太湖、巢湖),氣候相對適宜,晝夜溫差不大。湖泊的影響可波及附近一定距離的陸地,使之具有湖泊氣候的某些特征。
3. 湖泊的水力資源
許多分布在高原山區(qū)的湖泊不但具有豐富的水量資源,而且其出口有較大的水位落差,因此蘊(yùn)藏了豐富的水力資源。我國水力資源蘊(yùn)藏量較大的湖泊有洱海、日月潭、鏡泊湖等。其中,洱海的梯級水電站裝機(jī)容量就接近臺灣日月潭和東北鏡泊湖水電站裝機(jī)容量的總和。
4. 湖泊的航運(yùn)功能
在水陸運(yùn)輸中,水運(yùn)的費(fèi)用較低廉。湖泊航運(yùn)對溝通城鄉(xiāng)物資交流,促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展發(fā)揮了巨大作用。湖泊與江河融會貫通,水系縱橫交錯,形成了四通八達(dá)的航運(yùn)網(wǎng)。
5. 湖泊的生物資源和礦物資源
湖泊中繁衍著多種水生動植物,如魚、蝦、蟹、貝類、蘆葦、蒲草、蓮、藕、菱、芡等,蘊(yùn)含豐富的水產(chǎn)資源。湖泊還是鳥類繁衍生息的天堂,許多湖區(qū)都被列為重要的自然保護(hù)區(qū),如美國的黃石公園國家自然保護(hù)區(qū)、歐洲的斯雷巴那自然保護(hù)區(qū)、我國的扎龍自然保護(hù)區(qū)等。湖泊中還蘊(yùn)藏著極其豐富的鹽類和礦物資源,具有重要的經(jīng)濟(jì)價值。
6. 湖泊的旅游資源
世界上許多湖泊都因“煙波浩渺”或“風(fēng)光旖旎”而成為著名的風(fēng)景區(qū),是人們向往的旅游和休閑勝地。湖泊還豐富了人們的精神文化生活,成為文人墨客們爭先吟詠的對象,由此也使湖泊有了更加深厚的文化積淀。
二、湖泊的類型
1. 按湖盆的成因分類
(1)構(gòu)造湖:是在地殼內(nèi)力作用形成的構(gòu)造盆地上經(jīng)儲水而形成的湖泊。其特點是湖形狹長、水深而清澈,如云貴高原上的滇池、洱海和撫仙湖,青海湖、新疆喀納斯湖,東非大裂谷沿線的馬拉維湖、坦噶尼喀湖、維多利亞湖等。構(gòu)造湖一般具有十分鮮明的形態(tài)特征,即湖岸陡峭且沿構(gòu)造線發(fā)育,湖水一般都很深。同時,還經(jīng)常出現(xiàn)一串依構(gòu)造線排列的構(gòu)造湖群。
(2)火山口湖:系火山噴火口休眠以后積水而成,其形狀是圓形或橢圓形,湖岸陡峭,湖水深不可測,如白頭山天池深達(dá)373 m,為我國第一深水湖泊。
(3)堰塞湖:由火山噴出的巖漿、地震引起的山崩和冰川與泥石流引起的滑坡體等壅塞河床,截斷水流出口,其上部河段積水成湖,如五大連池、鏡泊湖等。
(4)巖溶湖:是由碳酸鹽類地層經(jīng)流水的長期溶蝕而形成的巖溶洼地、巖溶漏斗或落水洞等被堵塞,經(jīng)匯水而形成的湖泊,如貴州省威寧縣的草海。威寧城郊建有觀海樓,登樓眺望,只見湖中碧波萬頃,秀色迷人,湖心島上翠閣玲瓏,花木扶疏,有水上公園之稱。
(5)冰川湖:是由冰川挖蝕形成的坑洼和冰磧物堵塞冰川槽谷積水而成的湖泊。如新疆阜康天池,又稱瑤池,相傳是王母娘娘沐浴的地方。還有北美五大湖,芬蘭、瑞典的許多湖泊等。
(6)風(fēng)成湖:沙漠中低于潛水面的丘間洼地,經(jīng)其四周沙丘滲流匯集而成的湖泊,如敦煌附近的月牙湖,四周被沙山環(huán)繞,水面酷似一彎新月,湖水清澈如翡翠。
(7)河成湖:由于河流擺動和改道而形成的湖泊。它又可分為三類:一是由于河流擺動,其天然堤堵塞支流而潴水成湖,如鄱陽湖、洞庭湖、江漢湖群(云夢澤一帶)等。二是由于河流本身被外來泥沙壅塞,水流宣泄不暢,潴水成湖,如蘇魯交界處的南四湖等。三是河流截灣取直后廢棄的河段形成牛軛湖,如內(nèi)蒙古的烏梁素海。
(8)海成湖:由于泥沙沉積使得部分海灣與海洋分割而成,通常稱作瀉湖,如里海、杭州西湖、寧波的東錢湖。約在數(shù)千年以前,西湖還是一片淺海海灣,以后由于海潮和錢塘江挾帶的泥沙不斷在灣口附近沉積,使灣內(nèi)海水與海洋完全分離,海水逐漸淡化,形成今日的西湖。海成湖中大多屬于潟湖(xì hú)?!皾暋敝负_呄趟n的土地,也稱咸鹵地。潟湖就是指那些位于海邊咸鹵地帶的湖泊。
“潟湖”經(jīng)常和“瀉湖”混淆,如果用“瀉湖”二字代表海邊咸鹵地帶的海跡湖,則無法從字面的意思上說明這種海成湖的任何特點;如果將“瀉湖”作為“潟湖”的簡體字寫法,顯然也說不通。潟湖作為一個地理名詞,它是指由離岸沙洲與海岸間部分被沙洲攔阻的海水水域。潟湖內(nèi)的水最初為純海水,而內(nèi)外海水可以借離岸沙州間的潮口互相流通,由于離岸沙洲屏障了波浪涌動,因此潮流所挾帶泥沙逐漸沉積于潟湖內(nèi)。久而久之,潟湖海灣與大海隔開,甚至可能繼續(xù)演化成淡水湖。潟湖具有以下功能:① 防洪功能,可宣泄區(qū)域排水,使之很少發(fā)生水災(zāi)。② 保護(hù)海岸的功能,由于外有沙洲的阻擋可防止臺風(fēng)暴潮侵蝕沖刷海岸。③ 是天然的養(yǎng)殖場,潟湖是魚、蝦、貝和螃蟹的孕育場,也是天然的養(yǎng)殖場。④ 由于潟湖外側(cè)往往有沙洲作為防波堤,其內(nèi)風(fēng)平浪靜,因此有時可以改建為人工港。
2. 按湖水補(bǔ)排情況分類
可分為吞吐湖和閉口湖兩類。前者既有河水注入,又能流出,例如,洞庭湖、鄱陽湖;后者只有入湖河流,沒有出湖水流,例如,羅布泊、青海湖(只有布哈河等河流匯入湖內(nèi))。
閉口湖湖水耗于蒸發(fā)而導(dǎo)致湖水含鹽量增加,吞吐湖湖水通過地表或地下徑流流走,湖水量收支的凈差額,隨入流量和出流量的周期性或非周期性的變化而變化,這種差額引起水位的變化。水位通常在雨季或稍后上升,蒸發(fā)旺季下降。以冰川融水為主要補(bǔ)給的湖泊,水位變化既與熱季又與雨季相應(yīng)。
3. 按湖水與海洋溝通情況分類
可分為外流湖與內(nèi)陸湖兩類。外流湖通過出流河匯入大海,內(nèi)陸湖則與海洋隔絕。
4. 按湖水礦化度分類
湖水含鹽量是衡量湖泊類型的重要標(biāo)志,通常把含鹽量或礦化度達(dá)到或超過50 g/L的湖水,稱為鹵水或者鹽水,有的也叫礦化水。鹵水的含鹽量,已經(jīng)接近或達(dá)到飽和狀態(tài),甚至出現(xiàn)了自析鹽類礦物的結(jié)晶或者直接形成了鹽類礦物的沉積。所以,把湖水含鹽量50 g/L作為劃分鹽湖或鹵水湖的下限標(biāo)準(zhǔn)。
依據(jù)湖水含鹽量或礦化度的多少,將湖泊劃分為6種類型,各種類型湖泊的劃分原則如下:
(1)淡水湖:湖水礦化度小于或等于1 g/L。
(2)微(半)咸水湖:湖水礦化度大于1 g/L,小于35 g/L。
(3)咸水湖:湖水礦化度大于或等于1 g/L,小于50 g/L。
(4)鹽湖或鹵水湖:湖水礦化度等于或大于50 g/L。
(5)干鹽湖:沒有湖表鹵水,而有鹽類沉積的湖泊,湖表往往形成堅硬的鹽殼。
(6)砂下湖:湖表面被砂或黏土粉砂覆蓋的鹽湖。
5. 按湖水營養(yǎng)物質(zhì)分類
按湖水所含溶解性營養(yǎng)物質(zhì)的不同,湖泊可分為貧營養(yǎng)湖、中營養(yǎng)湖、富營養(yǎng)湖3大基本類型。
6. 按湖水溫度分類
(1)暖湖:暖湖又稱熱帶湖。湖水溫度在最冷月份也在4 ℃以上,湖內(nèi)不會出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象。云南的滇池、洱海等湖泊屬暖湖。
(2)溫湖:溫湖亦稱溫帶湖。最熱月的水溫可達(dá)20~30 ℃或更高,最冷月份的水溫可降至4 ℃以下。我國多數(shù)湖泊,均屬此類。
(3)冷湖:冷湖又稱極地湖,湖泊的水溫通常在4℃以下,即使最熱月份水溫也不超過4 ℃。
湖泊的類型決定其形態(tài)和發(fā)展過程。構(gòu)造湖一般水深岸陡,但隨著湖泊的變遷,有的構(gòu)造湖的某些特征可逐漸消失。火口湖通常面積小,深度大,如長白山天池面積僅9.8 km2,而深達(dá)373 m,湖泊主要通過入湖河川徑流、湖面降水和地下水而獲得水量。
湖泊形態(tài)特征影響湖水的物理化學(xué)性質(zhì)和水生生物的分布規(guī)律。湖泊形態(tài)參數(shù)有:面積,一般指最高水位時的湖面積。容積,指湖盆儲水的體積,它隨水位而變化。長度,沿湖面測定湖岸上相距最遠(yuǎn)兩點之間的最短距離,根據(jù)湖泊形態(tài),可能是直線長度,也可能是折線長度。寬度,分最大寬度和平均寬度,前者是近似垂直于長度線方向的相對兩岸間最大的距離,后者為面積除以長度。岸線長度,指最高水位時的湖面邊線長度。岸線發(fā)展系數(shù),指岸線長度與等于該湖面積的圓的周長的比值。湖泊補(bǔ)給系數(shù),湖泊流域面積與湖泊面積的比值。湖泊島嶼率,湖泊島嶼總面積與湖泊面積的比值。最大深度,最高水位與湖底最深點的垂直距離。平均深度,湖泊容積與相應(yīng)的湖面積之商。湖泊形態(tài)參數(shù)定量表征湖泊形態(tài)各個方面,是湖泊規(guī)劃、設(shè)計和管理的基本數(shù)據(jù),也可用來對比不同湖泊的水文特性。
湖泊一旦形成,就受到外部自然因素和內(nèi)部各種過程的持續(xù)作用而不斷演變。入湖河流攜帶的大量泥沙和生物殘骸年復(fù)一年在湖內(nèi)沉積,湖盆逐漸淤淺,變成陸地,或隨著沿岸帶水生植物的發(fā)展,逐漸變成沼澤。干燥氣候條件下的內(nèi)陸湖由于氣候變異,冰雪融水減少,地下水水位下降等,補(bǔ)給水量不足以補(bǔ)償蒸發(fā)損耗,往往引起湖面退縮干涸,或鹽類物質(zhì)在湖盆內(nèi)積聚濃縮,湖水日益鹽化,最終變成干鹽湖,某些湖泊因出口下切,湖水流出而干涸。此外,由于地殼升降運(yùn)動,氣候變遷和形成湖泊的其他因素的變化,湖泊會經(jīng)歷縮小和擴(kuò)大的反復(fù)過程。
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