同学们好！
我们上节课介绍了海洋，这节课呢，我们就介绍陆地上的水——河流与湖泊。
河流是在重力作用下集中于地表凹槽内的，经常性或周期性的天然水道的通称。沃耶伊科夫被称为俄国水文第一人，他提出“河流是气候的产物”：降水的形式、总量、强度、过程及其空间分布，对河川径流的形成和变化有着直接的影响；而蒸发的强弱又制约着降水转变为径流量的多少。降水和蒸发又与气温、湿度、风速和气压等因素有关，因此这些因素实际上对河川径流起着间接的作用。通常，气温湿润地区大气降水多，河网密集，径流充沛；而气候干燥地区降水少，河网稀疏，蒸发强烈，径流贫乏。这说明气候状况严格制约着河流的发育和地理分布。所以，河流是流域内自然地理要素综合作用的产物，在诸要素中，气候起主导作用。
河流沿途会接纳很多支流，形成复杂的干流-支流网络系统，这就是水网系统，称作水系。多数河流以海洋为最后归宿，称作外流水系；另一些河流注入内陆湖泊或沼泽，或消失于荒漠中，称作内流水系。一个水系中，流域面积的确定，可根据地形图勾出流域分水线，然后求出分水线所包围的面积大小。
河源是河流的发源地，指最初具有地表水流形态的地方。河源以上可能是冰川、湖泊、沼泽或泉眼。2009年经我国三江源科考队考证，依据“河源唯远”的原则，确定卡日曲为黄河源头；当曲为长江源头；扎曲为澜沧江源头，澜沧江流出我国国境后被称为“湄公河”。该地有这么多河流的源头产生，因此三江源地区也被赞誉为中华水塔！
我们顺便说一下呀，有一个商家很喜欢的对联，上联是生意兴隆通四海，下联是：财源茂盛达三江。这里的四海，我们知道是渤海、黄海、东海、南海。那么“三江”呢，是否我们这里所指的黄河、长江和澜沧江呢？我经过一番考证，发现这里不是固定的某三条江的名称，并没有自然属性与政区属性的专指性；对联中的“三江”，应当是泛指外流河系里众多江河水道的总称。
关于河流的形态特征，山区河流与平原河流差别还是挺大的。在山区，水源是来自地势较高的地下水，冰雪融水或降雨，河床陡峭，水位和流量变化大，但持续时间短，水面狭窄，河道也较深，河床多为基岩，鹅卵石等组成；而平原地区的水源是地下水和季节性的雨水，水位和流量变化小，持续时间长，河床多由细沙组成，比较宽阔，河道不深，多河漫滩。我们看到的这个河谷横剖面形态图，是一个典型的平原河流，我们可以看到有明显的河漫滩。河漫滩位于河床主槽一侧或两侧，在洪水时被淹没，枯水期大片露出水面。
河漫滩本来就是水的地盘，如果人类一定要在这里建豪华市区，那最终还是会受到报复的。比如南京的河西区，就是建在河漫滩上的，但免不了在夏天的洪水季节被淹。2012年，南京地产骄傲地称十年完成了从河漫滩到现代化国际性城市中心的改造。但2016年的暴雨导致地产商宣称的河西不淹水的神话被打破。而与此形成鲜明对比的是南京的老城区，那是特意避开河漫滩而建的历史都城，从这个网上的吐槽和积水分布图，我们可以领略一下违背大自然规律的现实。
“开封城，城摞城，地下埋有几座城？”这是河南开封的一个民谣。的确，大量的考古和发掘表明，河南开封地下有6座城，我们将这些城的名字列在这里了。河南，古代称为豫州，基本上是在黄河以南，从河南这个名字也可以看出是这样的意思吧。古时候黄河是大致沿着河南北部的省际线流动的。一次次的黄河决堤，使得她越来越向南方迁移，终于在开封的北部定下了她的身躯。现在的黄河，比开封的地平面高了十几米，成了悬在开封市头上的一把达摩克利斯之剑。现在的开封，在地下3米至12米处，总共叠压着6座城池。那是一千多次黄河决堤造成的奇观。当然，这里面有天灾，也有人祸，秦军和李自成为了攻城，都曾经开黄河放水。由于这样的地理条件，开封，正从一个国际帝都沦落成一个省会，又从省会变成后来的地级市，据说不久要和郑州融城。也许不久的将来，我们所说的开封，将会成为郑州的一个区了。
我们前面讲了山区河流与平原河流的差别，其实也就是从上游到下游的一种变化。上游河谷比较狭窄、虽然水量小但流速大，所以侵蚀强烈，有比较多的急滩和瀑布。中游河谷就和缓多了，河床位置比较稳定，侵蚀和堆积作用大致保持着平衡，纵断面呈现出平滑的下凹曲线。到了下游，河谷变得宽广，河水流速小但流量还是很大的，淤积作用明显，河道也就变得弯曲，到处可见沙滩和沙洲。
让我们来看一下长江。湖北宜昌，江西湖口，这两个城市分别是长江上、中、下游的分界，宜昌以上为上游，宜昌与湖口之间为中游，湖口以下为下游。
在长江的上中下游之间，变化最大的是它们的落差。我们来看看这张长江干流的纵向剖面图。大家可以看到，从上游到中游的落差很大，有数千米，而从中游到下游只有几百米或者几十米的差距了。
河水的运动方式，一般有三种形式。
（1）层流，水体质点的运动轨迹与总体运动方向平行，这通常发育于流速缓慢、河床平坦的区域。
（2）紊流，水质点的运动方向与运动速度随时改变，这是河水中的主要运动方式，层流在流动中，随着流速的增大，就会转变为紊流。如果河床的底部有障碍物，也可以产生紊流旋涡等。
（3）环流，水质点的运动轨迹绕总体运动方向的轴线作环状运动。正如我们这张图所显示的，可以形成单向环流或者双向环流。
江河奔流中所裹挟的泥沙等杂质，溶解在淡水中，在入海口处遇到有电解质的海水，发生絮凝，淤积起来，逐渐成为河口岸边新的湿地，继而形成三角洲平原。“三角洲”翻译自英文delta，即希腊文Δ的转写，我们看到，希腊文Δ的形状就是一个三角形。
大多河口地区的河床是一个堆积的环境，当河流来沙不能全部输送至深海，则在河口地区发生沉积。淤积部位处于河口段与河口外滨海段的交接地区，亦即河口门附近，称之为拦门沙。该图是长江河口的拦门沙，天长日久，水中的细颗粒泥沙絮凝，在河口下段浩浩荡荡的水面之下形成了约60公里的拦门沙区段，然后逐步形成了如今的崇明岛，长兴岛、横沙岛和九段沙。一方面为上海造就了更多的海滨湿地和土地资源，当另一方面也造成了长江口航道需要不断治理和疏浚，现在即使经过了疏浚，长江口航道也仅仅维持在7米的通航水深，所以是又爱又恨。
长江河口的岛屿一直在增加，从1950年到2000年50年时间，崇明岛的面积就增加了一倍。上面这些图是我们根据历史资料绘制的长江河口诸岛屿的空间变化情况及面积增长。
再给大家比较一下近20年来长江河口的变化情况。该图是我们采用谷歌的云计算平台进行分析的最新结果。大家比较后，看看究竟在哪些地方发生了什么变化，其原因是什么？这同样也是一个思考题，请大家尽早准备一些素材。
我们这里有从1996年-2016年完整的变化图，如果需要，请直接向我或者助教索取。
说完了河流，下面我们再来看看湖泊。湖泊具有调节河川径流、灌溉、提供工业和饮用水源、繁衍水生生物、沟通航运，改善区域生态环境以及开发矿产等多种功能，是人类赖以生存的重要场所，也是地球表层系统各圈层相互作用的联结点，具备维持区域生态系统平衡和繁衍生物多样性的特殊功能。可惜，由于大多湖泊离人类的活动空间很近，干扰也比其他的生态系统要更严重，所以我们在听到有关湖泊的故事的时候，听到的更多关键词是“萎缩、污染”
下面，我先来看看不同的湖泊。构造湖：是在地壳内力作用形成的构造盆地上经储水而形成的湖泊。其特点是湖形狭长、水深而清澈，如云南高原上的滇池、洱海和抚仙湖；青海湖、新疆喀纳斯湖等。
火山口湖：系火山喷火口休眠以后积水而成，其形状是圆形或椭圆形，湖岸陡峭，湖水深不可测，长白山天池就是一个典型的火山口湖，深373米，也是我国第一深水湖泊。
在一个河道附近，如果发生了火山喷发、地震、冰川与泥石流，那么由火山喷出的岩浆，地震引起的山崩，以及冰川与泥石流引起的滑坡体，就会壅塞河床，截断水流的出口，上部河段积水成湖，这样的湖泊称为堰塞湖。比如，黑龙江的五大连池风景区，顾名思义，是由相互连通的五个池子构成的串珠状湖群，每个湖其实有它们自己的名字，但大家可能记不住，索性就称为头池，二池、三池、四池和五池。同样位于黑龙江省的镜泊湖，那是历经五次火山爆发修炼而来的，它由熔岩阻塞河流形成高山堰塞湖，也是世界上少有的高山湖泊。
碳酸盐类的地层，如果有长期的流水溶蚀，那么就可能形成岩溶洼地、岩溶漏斗或落水洞等低洼区，当其出水口慢慢被堵塞后，这个低洼区域就会汇水形成湖泊，这称为岩溶湖。如贵州威宁县的草海，是贵州最大的淡水湖。从这张照片中可以看到，湖中草本植物繁多，所以这个名字也是挺形象的。
冰川在山谷中缓慢流淌时，对流过的地形会进行各种方式的侵蚀和刨蚀。冰川流动中还夹带着不少的泥沙和碎石，这些沙石会逐渐堆积起来，堵塞河川或冰川本身，形成冰积物，那么周边就留下一些湖泊，这样的湖泊称为冰川湖。如天山的天池，又称瑶池，相传是王母娘娘沐浴的地方。还有北美的五大湖、芬兰、瑞典的许多湖泊等等，都是冰川湖。
沙漠中的沙丘，有流动的，也有半固定的。众多沙丘逐渐流动，可能会形成沙丘链，沙丘链和沙丘链之间，可能形成盆地或洼地，如果这些沙丘间的盆地或洼地有降水或地下水补给，便形成了风成湖。最著名的风成湖，要数敦煌附近的那个月牙湖了，四周被沙山环绕，水面酷似一弯新月，湖水清澈见底。
河成湖，其形成往往与河流的发育和河道变迁有着密切的关系。因受地形起伏和水量丰枯等影响，河流摆动和改道，因而形成了多种类型的河成湖。主要分为三类，也有人分得更细，分成五类。我们还是看看主要的三种类型吧：第一种就是河流摆动，河流在流动过程中有支流汇入，如果河流与支流附近多为平原，也可能有一些山地或丘陵，河流旁边就可能留下一些湖泊。如长江上的鄱阳湖、洞庭湖、太湖和江汉湖群等，就是长江河道的摆动而留下的。
第二种呢，是由于河流本身被外来泥沙壅塞，水流宣泄不畅，潴水成湖。如江苏山东交界的南四湖。南四湖是串联在一起的微山湖、昭阳湖、独山湖、南阳湖四个湖的总称；第三种，河流截湾取直后，废弃的河段形成牛轭湖。如内蒙的乌梁素海。
河成湖由于是注入河流的来水，在丰水期湖泊一般会扩大。当水量较平衡时，河成湖形态较稳定，当水量变化较大时，河成湖形态变化多端。这是鄱阳湖在不同水量输入条件下的变化情况。
这是洞庭湖在不同水量输入条件下的变化情况。
海洋与陆地的分界线称之为海岸线。海岸线受海浪的冲击、侵蚀，其形态也在不断地发生变化。有时，海岸线由平直变成弯曲，形成海湾，海湾口两旁往往由狭长的沙咀组成。如果狭长的沙咀愈来愈靠近，海湾渐渐的与海洋失去联系，形成一个与海隔绝的湖泊，称为海成湖。比如，杭州西湖，在数千年以前，还是一片浅海海湾，以后由于海潮和钱塘江挟带的泥沙不断在湾口附近沉积，使湾内海水与海洋完全分离，海水经逐渐淡化形成了今日的西湖。
海成湖，也称潟湖，注意这个字的写法。但有人喜欢写成泻湖，因为他们理解“潟”是这个“泻”的繁体字，因为现在要用简体字嘛，所以写成这个样子。对吗？不对。因为“泻”的繁体字是这样的。有些尴尬吧。“潟”这个字的确很少见于现代汉语，其实际含义是卤咸的意思，由于该字在日语更常见，所以不少人以为是日本人造的和制汉字，其实不然。所以，这两种写法都是错误的，正确的写法是潟湖。
当水体中的N、P等植物营养物的浓度超过一定数值时，会引起湖泊生态系统发生一种恶性循环。大量含有氮磷的污水进入湖泊，藻类快速生长，其尸体为湖泊微生物提供了充足的养料，大量繁殖并快速消耗水中的溶解氧。藻类生长进一步限制了阳光的入射深度和氧气补充速度，更加剧了这一过程。最后系统终于崩溃，藻类也由于缺氧而开始大量死亡，形成“赤潮”。水体富营养化是一个自然过程，但人类活动加快了这个进程。这是发生在太湖的严重水体富营养化事件后的照片。
既然水体富营养化的错魁祸首是氮和磷的输入，那么上游控制磷是否就可避免这样的情况发生呢？如果仅从单个湖泊来考虑，控制磷的输入就能很好地保护这个水体免受藻华的困扰。但是，从一个流域来看，这种做法可能是错误的，因为随着磷输入的减少，藻类生长和氮的同化也随之下降，将氮输送到湖底的生物泵的活动也减缓了。这些没有移除的氮，则只能输出到下游水体，最终导致沿海水域的氮污染，而恰恰在这些区域生长的藻类是受到氮的限制的。因此，在上游湖泊中降低磷的输入可能会大大增加全流域硝酸盐污染的可能性。
水和水体是我们经常会说的两个词，我们甚至根本就不加区分，但是区分“水”和“水体”两个概念十分重要。水是地表水、地下水和海洋的总称。水体不仅仅就是水，还包括水中的溶解物、悬浮物、水生生物和底泥，被当作一个完整的系统看待。例如，重金属污染物易于从水中转移到底泥里，水中的重金属含量一般都不高，若着眼于水，似乎水污染并不严重，但是从整个水体看，污染就可能很严重。可见，水体污染不仅仅是水污染，还包括底泥污染和水生生物污染。
进入水体的污染物，可造成该水体中某些物质，特别是对生物有毒性，或造成水体水质恶化的物质，超过了水体的本底值或水体的自净能力，从而使得该水体部分或全部失去它的功能或用途。而受到污染（特别是有机污染）的水体中，微生物消耗或吸收了水中的污染物，使得水体向净化的方向转变。造成这一转变的生物化学过程被称作生物降解，它们在微生物作用下，有机化合物转化为低级有机物和简单无机物。所以，自然水体是具有一定的自我修复能力的，比如水流三尺水至（自）清。随着水的流动，污染物的含量慢慢降低到一个可让水生生物很好生长的环境。
我们将埋藏在地表以下，存在于岩石和地表松散堆积物的孔隙、裂隙及溶洞中的水，统称为地下水。它是重要的淡水来源，占淡水量的22%。地下水主要来源于大气降水，还可能在沉积岩形成的时候就将水保留下来，一直埋藏在沉积岩内；岩浆活动也可以释放一部分水分，并保留在岩层中，这是一种矿质化泉水，也是制作矿泉水的好材料，那些大自然的搬运工们就源源不断地搬到我们的饮料瓶中；在沿海地区，海洋水还可以通过岩石向陆地渗透，这也是地下水的一种来源。地下水当然也有三态，其中以液态为主。
地表以下地层复杂，地下水流动极其缓慢，因此，地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。地下水一旦受到污染，即使彻底消除其污染源，也得十几年，甚至几十年才能使水质复原。因此，对于地下水污染，我们只能预防，不能指望治理。
好，这一部分的内容到此结束。
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