河流动力学第一章
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1.1试分析人工或天然水系中所谓的“死水”和“活水”是否属于动态系统。他们是封闭系统还是开放系统?举例说明本校校园内的人工湖泊、河流属于何种系统。
答:封闭系统与外部环境只有热量交换,开放系统与外部环境既有热量交换又有物质交换。所以“死水”和“活水”都是开放系统,因为它们两者都与大气层有物质交换,都会蒸发失去部分水,或因降雨得到一些水。本校人工湖泊、河流分别属于所谓的“死水”和“活水”,因此他们都是开放系统。
1.2若一个封闭水体与外部环境只有能量交换(太阳能辐射),而没有物质交换(水量的流入流出),试分析水体的演变趋势。考虑两种初始条件:①水体十分纯净,没有任何营养物和微生物;
②受到污染的水体,有大量营养物和微生物存在。
答:①若水体十分纯净,没有任何营养物质和微生物,那么水体不会变化。
②若水体污染,有大量营养物质和微生物,那么微生物因为有营养物质会大量繁殖,会进一步加重水体的污染。
1.3仿照图1-1的例子,是举出更多的实例说明什么是不稳定、亚稳定和平衡状态。
答:例如一本书一小部分露出桌面处于亚稳定;当有一半露出桌面,稍微用点力就会掉时处于不稳定状态;当书掉在地上,不再动,处于平衡状态。
1.4简要说明水文系统所包含的子系统,并指出我国大陆地
区常见的子系统。
答:①水文系统是地球上最大、最复杂的动态系统之一,其中包含了同样复杂的多个子系统。包括:大气层——海洋系统、坡面系统、河流系统、海岸线系统、冰川系统、地下水系统、风成沉积系统。
②我国大陆最常见的子系统为坡面系统‘
1.5在泥沙问题的研究种所采用的时间尺度有几种?她们各适用于什么学科和什么问题的研究?
答:有三种。地质旋回过程中所对应的空间尺度为大陆板块或大地构造单元(如平原、高原等),时间尺度以百万年计,称为地质学时间尺度或地质学时标;在现代河流地貌学中,研究问题时采用的时间尺度为数千年至数十万年;在实际工程中,考虑问题所用的工程学时间尺度为数天至数百年。三者依次适用于地质、地貌学体系与水力学和河流动力学研究体系。