沼泽水

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沼泽水(marsh water),积于沼泽表面或含于沼泽草根层和泥炭层中,以自由水(也称重力水)和粘着水(包括毛管水、薄膜水、渗透水和化合水)两种形式存在的水体。

水文特征

沼泽水有各种补给来源,位于分水岭上的沼泽体,沼泽水的唯一补给来源是大气降水。缓坡上的沼泽体,以大气降水补给为主,低洼处常有地表径流过境。地下水出露带上的沼泽,以地下水补给为主。平原地区流域分水线处的沼泽,由大气降水和当地径流补给,河流阶地坡脚处还有地下水补给。河漫滩上的沼泽,大多为河水、地下水和大气降水共同补给。海滨沼泽由海水和降水补给。内陆干旱区的沼泽多为地下水补给。另外,无论沼泽发育在何种地貌部位上,只要沼泽表面发育成凸形,就只有大气降水补给。

沼泽表面上水的流动与一般地表径流相同。沼泽水的渗流呈层流状态,服从达西定律,其流速大小与渗透系数和水力坡度有关。渗透系数可用经验公式表示:

沼泽水渗透系数.gif

式中K为渗透系数;Z为潜水位埋深;A和m为常数。渗透系数取决于草根层和泥炭层的结构。沼泽表层以下结构稍紧实,渗透系数随之减小。

泥炭沼泽从表面到潜水位活动带的下界为活动层,其下为惰性层。无泥炭沼泽的草根层与泥炭沼泽的活动层大体相当,其下为腐质泥层,再下为潜育层。活动层和草根层的表层孔隙大,沼泽水流动速度大,一般每天2~3米,有的能达几十米。当潜水位下降到惰性层或腐质泥层时,沼泽水的流速几乎等于零。

沼泽草根层和泥炭层中的水流叫沼泽表层流(也称表底流),其流量随潜水位埋深增加而减少。

沼泽水除由植物棵间直接蒸发外,还被植物根系吸收并通过枝叶散发。因此,表面有薄层积水的沼泽,其总蒸发量比纯水面蒸发量大。潜水位下降,而毛管水仍能达到地表时,总蒸发量还相当大。泥炭沼泽中表面凸起者的蒸发量小于表面平坦或凹形者的蒸发量。

化学性质

沼泽水浑浊,呈黄褐色,有腥臭味。有机酸和铁锰含量较高者,水面常呈现红褐色。除干旱地区的盐沼和海滨沼泽外,矿化度都较低,一般不超过500毫克/升。硬度很低,pH为3.5~7.5,呈弱酸性或中性反应,其中呈弱酸性者居多。沼泽水中的主要阴离子有HCO3-、SO42-、Cl-,主要的阳离子有Ca2+、Mg2+、K+、Na+以及Fe2+、Fe3+、NH4+、Mn2+等。沼泽水中含有较多的腐植酸,含量从每升几毫克到上百毫克。水中溶解的气体主要有CO2、O2、H2S、N2等。水化学类型主要为重碳酸型和硫-氯型两类。

发育在地形较高处的沼泽和沼泽表面凸起的部位,沼泽水的矿化度最低,一般不超过45毫克/升,pH值3.5~5.9,腐植酸的含量较高,约85~140毫克/升,多属硫-氯型;发育在地形较低处的沼泽,表面平坦或呈凹形的沼泽部位,沼泽水的矿化度较高,可达500毫克/升,pH值6.0~7.5,腐植酸多在每升几毫克到数10毫克之内;内陆盐沼和海滨沼泽中的沼泽水,含盐量较高。沼泽中的耐盐喜水植物起着调节沼泽水中含盐量的作用。

中国若尔盖高原(属高寒地区)上的草本泥炭沼泽,沼泽水的矿化度100~500毫克/升,pH值6.2~7.5,二氧化碳含量最高可达700毫克/升。主要为重碳酸钙镁型和重碳酸钙钠型,也有重碳酸钙和重碳酸氯钙型的。三江平原无泥炭沼泽中的沼泽水,矿化度40~500毫克/升,pH值6.2~7.5,硬度0.5~3.0毫克当量/升,腐植酸含量0. 65~15毫克/升,含铁量可达6毫克/升,主要为重碳酸钙镁型。

水量平衡

蒸发量大、径流量小是沼泽水量平衡的重要特点。湿润地区,例如苏联的西北部,蒸发量占总支出量的75%,径流量占25%;在水分不稳定地带,例如中国的三江平原的沼泽地,蒸发量占总支出量的84%,径流量占16%。水量平衡中蒸发量与径流量也有季节变化:冬季蒸发量很小,径流是主要支出项;夏季径流量大,蒸发量也大;暮秋至初冬蒸发迅速减小。这些地带的沼泽区因近地面气层湿度大,沼泽特殊的热学性质等原因,在9~10月还能观测到凝结水的现象,其蒸发量为负值。