第二章　陆地水文灾害

第一节　陆地水文灾害概述

一、陆地水

陆地水（land water）是相对于海洋而言的，指陆地上各种形态和各种分布方式水体的总称，占地球总水量的3.5%。按空间分布不同，可分成地表水和地下水。其中，地表水又包括河流、湖泊、沼泽、冰川等。

1.河流

河流与人类历史的发展息息相关。黄河流域曾经是我们中华民族的发祥地；埃及的尼罗河、西南亚的美索不达米亚两河流域等，都是古代文明的摇篮。河流是地球表面陆地水体的重要组成部分，论面积、水量等方面，均是个极小的水体，河网静态储水只占地球总水量的2/100万，占地球淡水总量的6/10万。但它同人类关系最为密切，是地球上重要的淡水资源，在灌溉、发电、航运、水产养殖等方面发挥巨大的作用。河流还是活跃的外营力，对地表形态的形成和改造，对气候和植被等都具有重要的影响。而且河流常给人类带来洪涝灾害，危害人民的生命财产安全。

降水或由地下涌出地表的水，汇集在地面低洼处，在重力作用下经常或周期地沿流水本身造成的洼地流动，这就是河流。河流沿途接纳很多支流，并形成复杂的干支流网络系统，这就是水系。一些河流以海洋为最后的归宿，另一些河流注入内陆湖泊或沼泽，或因渗漏、蒸发而消失于荒漠中，于是分别形成外流河和内陆河。

每一条河流和每一个水系都从一定的陆地面积上获得补给，这部分陆地面积便是河流和水系的流域。实际上，它也就是河流和水系在地面的集水区。河流和水系的地面集水区与地下集水区往往并不是重合的，但地下集水区很难直接测定。所以，在分析水文地理特征或进行水文计算时，多用地面集水区代表河流的流域。由两个相邻集水区之间的最高点连接成的不规则曲线，即为两条河流或两个水系的分水线。对于任何河流或水系来说，分水线之内的范围就是它的流域。

2.湖泊

湖泊是陆地表面具有一定规模的天然洼地的蓄水体系，是湖盆、湖水以及水中物质组合而成的自然综合体。由于湖泊是地表的一种交替周期较长的、流动缓慢的滞流水体，加之它深受其四周陆地生态环境和社会经济条件的制约，因而，与河流和海洋相比，湖泊的动力过程、化学过程及生物过程均具有鲜明的个性和地区性的特点。在地表水循环过程中，有的湖泊是河流的源泉，起着水量储存与补给的作用；有的湖泊（与海洋沟通的外流湖）是河流的中继站，起着调蓄河川径流的作用；还有的湖泊（与海洋隔绝的内陆湖）是河流终点的汇集地，构成了局部的水循环。

陆地表面湖泊总面积约270万km2，占全球大陆面积的1.8%左右，其水量约为地表河流溪沟所蓄水量的180倍，是陆地表面仅次于冰川的第二大水体。世界上湖泊最集中的地区为古冰川覆盖过的地区，如芬兰、瑞典、加拿大和美国北部。我国也是一个多湖泊的国家，湖泊面积在1km2以上的有2800余个，总面积为8万km2，占全国总面积的8%左右。我国湖泊的分布以青藏高原和东部平原最为密集。

3.沼泽

通常把比较平坦或稍微低洼而过度湿润的地面称为沼泽。沼泽中生长各种喜湿植物，并有泥炭层。在沼泽物质中，水占85%～95%，干物质（主要是泥炭）只占5%～10%。水分条件是沼泽形成的首要因素。只有过多的水分才能引起喜湿植物的侵入，导致土壤通气状况恶化，并在生物作用下形成泥炭层。沼泽形成过程基本上有两种情况，即水体沼泽化和陆地沼泽化。

沿湖岸水生植物或漂浮植毡向湖中央生长，使全湖布满植物，大量有机物质堆积于湖底，形成泥炭，湖渐变浅，最后形成沼泽。低洼平原的河流沿岸沼泽化过程与此相似。当河水不深、流速不大时，水生植物从岸边生长，造成泥炭堆积，最终导致河流沿岸的沼泽化。这些都属于水体沼泽化。

陆地沼泽化表现为多种形式，但基本形式是森林沼泽化和草甸沼泽化两种。在过湿区域的森林砍伐迹地或火烧迹地上，草本植物大量繁殖，一方面阻碍木本植物的生长，另一方面又成为苔藓植物的温床，最后形成苔藓沼泽。这是森林沼泽化。地表长期处于过湿状态，特别是河水泛滥及邻近水体沼泽化的影响，使潜水位升高或地下水出露地表，造成草甸的过度湿润，以致低洼处水分积聚，土壤中形成嫌气环境，死亡有机质在嫌气细菌作用下，缓慢分解而形成泥炭层。这是草甸沼泽化。此外，海滨高低潮位之间反复被海水淹没的平坦海岸地带，也可形成沼泽，高山或高原多年冻土区的古夷平面、宽广河流阶地甚至平坦分水岭上，冻土层阻碍地表水下渗，即使降水量并不丰富，地表仍能处于过湿状态，形成沼泽。

4.冰川

冰川是指发生在陆地上，由大气固态降水演变而成的，通常处于运动状态的一种天然冰体。它随气候变化而变化，但不是在短期内形成或消亡。雪线触及地面是发生冰川的必要条件。因此，冰川是极地气候和高山冰雪气候的产物。

冰川是地球上淡水的主体，占地球淡水总量的68.7%，全球冰川总体积为2400万～2700万km3。如果全球冰川全部融化，将会使世界海平面上升66m，陆地将有逾100万km2的面积被海水淹没。目前，全球冰川覆盖的总面积约1550万km2，约占陆地总面积的10%以上。南极大陆是世界上冰川最集中的地区，冰盖面积约1260万km2，包括四周的边缘冰棚，则为1320万km2，冰盖平均厚度约2000m。北极地区包括格陵兰岛、加拿大极地群岛和斯匹次卑尔根群岛，冰川总面积约200万km2，其中格陵兰冰盖面积就达173万km2，巴芬岛上的巴伦斯冰帽面积达5900km2，得文岛冰帽面积超过15500km2。

亚洲冰川面积共有11.4万km2，主要分布在兴都库什山、喀喇昆仑山、喜马拉雅山、青藏高原、天山和帕米尔高原。其中我国冰川总面积共5.8万km2，略超过50%。

5.地下水

相对地表水而言，地下水是指埋藏在地表面以下各种岩石土层空隙中的水，包括包气带水和饱和带水。但狭义地下水仅指赋存于饱水带岩土空隙中的重力水。地下水资源量指地下含水层的动态水量，通常用地下水的补给量来表示，为区域水资源总量的重要组成部分。特别是在地表水较为缺乏和地表水污染比较严重的地区，地下水的开发和利用日益重要。

地下水的分类方法有多种，并根据不同的分类目的、分类原则与分类标准，可以区分为多种类型体系。如按地下水的起源和形成，可区分为渗入水、凝结水、埋藏水和初生水等；按地下水的力学性质可分为结合水、毛细水和重力水；按矿化程度不同，可分为淡水、微咸水、咸水、盐水和卤水；按其储存空隙的种类又可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。应用最为广泛的是按照地下水的储存和埋藏条件进行的分类。这种分类首先按照储存部位将地下水分为包气带水和饱水带水，然后按力学性质进行次一级分类。在次一级分类中，包气带水被分为结合水、毛管水（毛细水）和重力水，其中结合水又分为吸湿水和薄膜水，毛管水又分为毛管悬着水和毛管上升水，重力水又分为上层滞水和渗透重力水；饱水带水分为潜水和承压水，其中承压水分为自流水和半自流水。

包气带水指位于潜水面以上空隙未被水充满而包含空气的岩土层中的水，主要有土壤水和上层滞水。土壤水是位于地表附近土壤层中的水，主要为结合水和毛细水。它主要靠降水入渗、水汽凝结和地下潜水面的补给。上层滞水是存在于包气带中局部隔水层或弱透水层之上的重力水。

潜水是埋藏在地表下第一个稳定隔水层上具有自由表面的重力水。这个自由表面就是潜水面。从地表到潜水面的距离称为潜水的埋藏深度。潜水面到下伏隔水层之间的岩层称为含水层，而隔水层就是含水层的底板。潜水面以上通常没有隔水层，大气降水、凝结水或地表水可以通过包气带补给潜水，所以大多数情况下，潜水的补给区和分布区是一致的。潜水具有自由水面，不具有承压性，在重力作用下由水位高处向水位低处渗流，形成潜水径流。潜水的排泄方式有径流排泄和蒸发排泄两种。

承压水是指充满于两个稳定隔水层之间的含水层中的地下水。承压含水层上部的隔水层为隔水顶板，下部的隔水层为隔水底板，隔水层之间的距离为含水层厚度。

二、陆地水文灾害

各种陆地水体异常运动和变化对人类生命财产和生存条件带来危害作用的事件与现象称为陆地水文灾害，主要包括洪灾、涝灾、内渍、地下水位下降、冰川退缩、水体污染、淡水荒等。陆地水文灾害也可分为河流水文灾害、湖泊水文灾害、冰川水文灾害、地下水水文灾害等。