湖泊水物理性质测定实验的开展

钟紫

【摘 要】湖泊水物理性质测定实验是了解湖泊水物理性质的一种重要方法，也是一项研究区域自然地理环境的综合性强的实习项目。本文阐述了湖泊水物理性质测定实验开展意义，分析了湖泊水水深、水温、透明度、水色的物理性质测定的方法，提出了湖泊水物理性质测定实验的注意事项。

【关键词】水文；湖泊；测定

水文学课程是研究地球上水的性质、分布、循环、运动变化规律及其与地理环境、人类社会之间相互关系的科学[1]，是高师地理专业的一门专业基础课程，是中学地理教育教学的重要组成部分。研究水文要素的性质、形成机制和发展规律，通常是通过水文测验来揭示的。水文测验是水文理论研究、地理环境研究和水文工作的基础。水文测验是水文理论研究、地理环境研究和水文工作的基础。湖泊水物理性质测定实验是了解湖泊水物理性质的一种重要方法，也是一项研究区域自然地理环境的综合性强的实习项目，因此很多高校在水文学的教学中都会开展湖泊水物理性质测定实验。笔者根据高校水文实验开展的情况，谈谈湖泊水物理性质测定实验开展意义、内容、方法和注意事项。

1.实验的目的及意义

湖泊是一种最常见的水体，是地球上陆地水的组成部分，具有调节河川径流和区域气候的作用，是人类生活和生产的重要水源。了解湖泊水体的水文现象及其运动变化规律，对完整地认识某一自然地理环境有着重要作用。

学生进行湖泊水文物理特性观测，掌握湖泊水物理性质测定方法，了解湖泊水有关物理性质的分布变化规律，增强水文测验的基本技能，培养野外观察，动手和分析等地理野外工作技能，理论联系实际，进一步巩固和加深水文理论知识。此外学生通过对水库历年水文资料的调查，收集、整理成精确的、具有代表性的基本水文资料分析，可以加强对区域水文的特征分析，探索水文和地理环境的变化规律，拓展地理思维，提升专业技能。

2.实验的主要内容和方法

作为高师地理专业学生的教学实习，湖泊水物理性质测定主要包括水深、水温、透明度、水色的物理性质测定。

2.1水深测量

湖泊水深的测量是分析该湖泊水物理性质变化规律的必要前提。湖泊的水深是指测定水面至湖底的铅直距离，深测量主要为确定测站深度。水深测量测点的选取与布设一般由研究任务来决定，测定密度需根据规范而定。小型湖泊一般用测深杆、测深锤来测深；大型湖泊则用回声测深仪測水深。

2.2水温的测定

湖水热量来源主要是太阳辐射能，而热量的消耗主要是蒸发。由于水的热容量大，导热率小，故在动力混合较弱和水深较大的情况下，上下层水温就有较大的差别[2]。测定不同深度的水温，以了解湖水温度的垂直分布情况。通过水温计测定水温，观测时选择好观测点，如湖中心和湖边缘各取2个观测点。选好观测点后，测定观测点水面以下每隔10m水深的水温。水温测定时，水温计需在待测水深的位置停留5分钟以上。

2.3透明度的测定

湖水的透明度是指湖水的能见度，也就是湖水的清澈程度。因此，湖水透明度的测定，就是测定湖水的透光能力。用透明度盘来进行透明度测定，测定时选择在船甲板的避光处，将直径30cm的白色圆盘（透明度盘）垂直放入水中，当隐约可见白色圆盘时，从水面到白色圆盘的水深，便是透明度值。重复测2至3次，取其平均值，便为湖泊该处的透明度。测定透明度时，需注意检查透明度板是否清洁；悬挂透明度板绳索是否牢固，尺度标记是否准确。

2.4水色的测定

纯水是无色的。自然界水体的水色是由水体的光学性质以及水中悬浮物质、浮游生物的颜色决定的，是水对光线选择吸收和散射作用的结果。湖泊的水色是指自湖面及湖水中发出与湖面外的光的颜色，湖泊水色根据水色计目估确定。水色计是由21支无色玻璃管内分别密封21种不同色级构成的，颜色由深蓝到黄绿直到褐色，并以号码1～21代表水色。由于水色的决定因素与透明度相同，故其测定可在透明度测定后紧接着用水色进行比色测定。将透明度板提到透明度一半的水层里，用水色计对比透明度板上所呈现的湖水颜色，找出水色计上最近似的色级号码，即为所观测的湖水水色。

3.实验的注意事项

3.1加强学生实验安全教育

安全教育是实验教学顺利开展的保障。湖泊水物理性质测定主要在野外进行，学生要爬山涉水、实验的开展存在安全隐患。如野外考察毒植物、动物的生物危害；突发滑坡、崩塌、地震、雷电自然灾害；机械仪器设备不当使用的人身伤害；学生下水、乘船事故、贵重财务遗失、实验仪器损坏、登山失足等问题，都将导致实验不能正常进行，影响实验教学。“安全第一，以生为本”，因此在实验开展前要做好学生的实验安全教育工作，强化学生安全意识。

3.2做好实验示范和指导

首先实验教师要向学生讲解清楚实验目的、实验原理、实验仪器性能以及实验仪器的规范操作步骤、正确观察、记录和处理实验数据的方法等。其次实验教师需先演示实验的规范操作，使学生对实验的规范操作有感性知识，从而更好地进行实验观测从而达到实验效果，获得正确的观测数据。再次，由于学生实验是由学生自行进行的，而不同学生的知识水平与能力层次也各有不同，实验教师还应在实验现场对学生进行巡视指导，及时发现学生在实验中出现的问题并进行纠正和个别指导。最后在实验过程中如出现实验仪器故障，教师应尽快排除故障，以保障实验的顺利进行。

3.3指导学生分析观测结果

实验观测结束后，指导学生分析实验数据，使学生正确分析实验结果。如结合湖泊水物理性质测定的各项实测数据绘制湖水温度垂直分布曲线图，并分析其规律和原因；分析透明度与水色的关系；分析在一天中的不同时间进行水温观测的不同数据，作出表层和不同深度水温在一天中的变化曲线或者折现，并与收集到的当地气温变化数据进行对比，总结规律，查找原因，进行讨论；思考水深和水温的观测的季节变化规律。通过这些实验分析，及时把学生的思维从实验操作中引导到实验总结中来，并根据实验过程中观察到的现象，进行归纳处理，得出正确的实验结论；根据实验操作和已有的知识经验，推理演绎、获取规律性知识拓展学生地理思维。

【参考文献】

[1]黄锡荃，李惠明，金伯欣编.水文学[M].北京：高等教育出版社，1985，6：1.

[2]肖玲主编.地理学实践教程[M].北京：科学出版社，2009，8：105.