УЧЕНИЕ О ГИДРОСФЕРЕ

препод.: Вера Александровна Дмитриева.

учебник: Общая гидрология – Михайлов, Добролюбова, Добровольский.

09,05

Водные ресурсы жизненно необходимы для человека, они подвержены влиянию со стороны климата. Под водными ресурсами понимаются все водные объекты, в т.ч и атм. влага, а также подземные воды.

Эксплуатационные водные ресурсы- это те водн. ресурсы, кот. может использовать человек.

Водные ресурсы:

1. динамические (реки) – вода движется.

2. статические (озера, болота) – вода не движется.

Наибольшее значение имеют динамические воды. Они берутся в расчет водообеспеченности территории.

Всего в земн. гидр. содерж. 1,45 млрд км³ . Из этого объема динамические воды составляют около 2000 км³. В Воронежской области...

Речной сток формируют природные и антропогенные факторы, главным образом климат. Реки – продукт климата. С момента появления человека он оказывает влияние на речной сток. За посл. 100 лет водные ресурсы изменялись вместе с климатом. В конце ХХ в на речной сток оказывает влияние глобальное потепление. Утверждается, что к 2050г t^о воздуха увеличивается на 1,5 ^о – 2,0^оС. В Воронежской области анализ t^о воздуха показал, что процессы потепления стали заметны с начала 60-х гг. Период отрицательных температур уменьшилась, но экстремальность метеорологических событий нарастает. Доля жидких осадков возрастает, водные запасы в грунте пополняются, грунтовые воды повышаются. Совр. расчеты показали, что за посл. 20 лет сток большинства рек России повысился (на Урале +27,5 ^о , Волга, Сев.Двина 12%, Еншей 8%, Лена 4%). У рек Дон, Кубань, Обь наблюдается снижение стока на 10%, 5% и 0,5 % соотв. Уменьшение стока Дона связано с большим коэффициентом использования пов.вод, а также с особым перемещением циклонов. В целом суммарные ресурсы гидросф. России составляет 4113 км³. С учетом трансграничных ресурсов они составляют 4348 км³ . По объему годового речного стока Россия занимает 2-е место после Бразилии. Водообеспеченность: в России на 1 км² площади приходится 236800 м³ в год. По этому показателю России находится ниже среднемирового уровня. На 1 жителся прих. 27600м³ в год, что в 5 раз выше, чем в среднем по миру. Вододефицитные районы: ЦФО, ПФО, Центрально-Черноземный регион. Цд. водообеспеченность в ЦЧР в 2 раза меньше, чем в среднем по России. С этим связано отсутствие водоемких отраслей в регионе. В наст. время распределение стока в ЦЧР становится в течение года более ровно, главным образом за счет весеннего стока. Создается угроза незаполнения прудов на территории региона. Максимальная водность рек снижается.

Коэфф. использования водных ресурсов:

объем водозабора .

мин. водность рек зимой

В 1995г. этот коэфф. составлял 65%, обычно он не ниже 30%. Дефицит усугубляется расточительным отношением к воде. В динамике водопотребления после 1991г. произошли изменения. Объемы водопотребления существенно сократились. В 1985г. объем потребления в Воронежской обл. составил 1460 млн. м³ . Объем воды в водохранилище – 204 млн м³ . Ежегодно в водохранилище сбрасывают 180 млн км³. 40% сточных вод относятся к загрязненным.

09,12

Дмитриева, Павлова – Учебно-методическое пособие уч. о гидросфере жизни.

Составные части гидросферы по М.И. Львовичу (1974 г).

Номера п/п	Части гидросяеры	Объем (тыс. км3)	% от общего объема гидросф.
1	Мировой океан	1370323	93,96
2	Подземные воды ------------------------ В т.ч зоны активного водообмена	60000 ------------------------ 4000	4,12 -------------------- 0,27
3	Ледники	24000	1,65
4	Озера В т.ч водохранилища	280	0,019
5	Почв. влага	85	0,006
6	Пары в атмосфере	1,2	0,001
7	Речные воды	1,2	0,0001
Всего		1454703,2	100

Таким обр., весь объем гидр. – 1,45 млрд км³. Основная масса сосредоточена в Мировом океане. Площадь мир. океана – 361,8 млн км² при средней глубине 3790м. Точность совр. вычислений объема Мирового океана колеблется в пределах 50 млн. км³ (3% объема гидр.). Высокая точность определения объема стала возможной благодаря эхолотам. В Тихом океане было сделано около 2000 замеров глубин.

Вторую позицию по Львовичу занимают подземные воды. Определение их объема затруднительно. По расчетам Вернадского объем подземн. гидр. 1,3 млрд км³.

Третью позицию занимают ледники. Если бы все ледники растаяли, уровень мирового океана поднялся бы на 64 м. Уровень Мирового океана в наст. время растет.

Почвенная влага зависит от условий погоды. При равномерном распределении воды по пов. слой почв. влаги составляет 570 мм.

Объем воды в атм. был вычислен исходя из влажности воздуха в тропосфере.

Самый малый объем воды содержится в реках (это единовременный объем).

Запасы пресной воды сосредоточены в ледниках, озерах (155 тыс. км³), подземных водах (400 тыс. км³), в почв влаге 83 из 85 тыс. км3, в атм. вся вода пресная. Если величины эти сложить, то получится 28 млн км³. Если исключить ледники, то останется 400 тыс. км³. Это маленький объем, поэтому возникает необх. точного учета, комплексного исп. и охраны вод суши. Расчетами объемов воды занимались и иностранные ученые.

*****************

Д/з : рассмотреть вопрос «части гидросферы» в учебнике.

*****************

Монография «История гидросферы» авторы Р.К Клиге, И.Д Данилов, В.Н Конищев (1998). Авторы представл. гидросф. в 3 составляющих: атмосф. влага, поверхностные воды Земли и подземные воды.

Части гидросферы (1998г)

Осн. части гидросф. и объем (км3)	Пределы распростр. относит. З.П (км)	Подразделы гидросферы	Пределы распр. отн. З.П (км)
Влага возд. оболочки 12-14 тыс км3	От 0 до +300	Тропосф. влага	От 0 до +10
		Стратосф. влага	От +10 до +80
		Ионосф. влага	От +80 до +300
Пов. воды Земли 2000 км3 речн. стока и 1,5 млрд км3 в океанических илах	От +9 до -11	Океаносфера	От -11 до 0
		Пов. воды Земли	От 0 до +9
		Воды криосферы	От -5 до +100
		Воды биосферы	От -11 до +15
Подземные воды 1,9 млрд км3	От 0 до -300	Почв. влага	От -2 до 0
		Зона акт. водообмена	От -16 до 0
		Воды замедл. водообмена	От -25 до -16
		Высокоминерал. р-ры	От -70 до -25
		Хим. связанные в-ва	От -100 до -70

Гидросфера – одна из древнейших оболочек Земли. Она возникла около 4-3,5 млрд лет назад и развивалась в тесном единении с атм., литосферой и с живой природы. Процесс развития гидросферы непрерывен.

09,19

Понятие о водных объектах, гидрологическом состоянии и гидрологическом режиме.

Водн. объекты – скопления природн. вод на П.З и под Землей. Они делятся на водотоки, водоемы и особые водные объекты.

Водотоки - движение воды в направлении уклона З.П. К ним относятся реки, ручьи , искусств. водотоки.

Водоемы – углубления в З.П, заполненные водой , в кот. отмечается замедленное движение воды.

Особые водные объекты – ледники, снежники, подземн. воды, в т.ч. артезианск. бассейны.

Водные объекты: постоянные и временные, перепекающие и перемерз. любой водоем имеет свое гидрол. состояние и режим.

Гидрологическое состояние – совокупность гидрол. характеристик, колич. и кач. определяющих водный объект. Например, реки характеризуют площадь бассейна, длина, скор. течения и др. (толщина ледового покрова, характеристика его). Гидрологический режим – закономерно изменяющийся во времени и пространстве гидрологич. характеристики (или состояние).

Напр., объем стока и водн. ресурсы закономерно изменяются по территории. Пример , в Черноземье объем стока ↓ с сев. – зап. на юго-вост. Гидрол. сост. и режим определяется гидрологич. процессами, происходящими в водн. объектах и в Г.О. в целом. Речной сток – процесс, определяющийся осадками, t^о, физ. состоянием почвы и рельефом. Гидрол. режим и состояние определяются биохимич., химич. и физическими процессами в гидросфере.

Учение о гидросфере как наука.

Уч. о гидросф. – наука о воде, объединяет комплекс наук, изучающих происх., эволюцию, распространение, динамику вод на Земле. Возникновение этой науки связано с Пьером Перо, определившего водный баланс в бассейне р. Сена. В 1964 г. Мельхиром во Франкфурте – на – Майне опубликован труд «Начало учения о водах» , где впервые появился термин гидрология. Гидрологии свыше 300 лет. Уч. о гидросфере – современная наука.

Гидрология делится по объектам иссл., методам иссл. По объектам исследования гидрология включается себя:

Гидрология вод суши имеет самую большую структуру: гидрология рек, озер, ледников, болот, устьев рек.

По направленности и методам исследов. различают общую гидрологию (общие закономерности гидрол. явл. и процессов), региональную гидрологию или гидрографию (изучение вод конкретных терр) , инженерную гидрологию (разрабатывает методы расчетов и прогнозов гидрол. характеристик: гидрол. расчеты, водохозяйств. расчеты, гидрол. прогнозы); специальную гидрологию (гидрофизика, гидрохим. и др.)

Предметом учения о гидросф. явл. воды Земли, изучаемые как единое целое и процессы, в них происходящие под влиянием природных и антропогенных факторов. Задачи науки – определение наиболее общих и осн. процессов в водн. объектах во взамодействии с атмосф., литосф., биосферой. Уч. и гидр. тесно связано с гидрографией, геофрафией и с др. науками.

Круговорот воды на Земном шаре, его осн. Звенья, роль круговорота в природе и хозяйстве.

Круговорот воды в природе – одна из закономерностей в Г.О. Земли. Причина круговорота воды – нагревание З.П и водной пов. лучистой энергий Солнца и выпадение влаги из атм. под действием силы тяж. Вода поглощает очень много тепла, примерно в 2 раза больше, чем суша. Ежегодно океан забирает 90 ккал/см2 в год, а суша 50 ккал/см2, что определяет роль океана в планет. водообмене. Вода превращается в вод пар, поднимается вверх, охлаждается и выпадает на Землю.

Круговорот включает этапы: испарение , конденс. , выпадение осадков, сток осадков и т.д. В большом глобальном круговороте воды выделяют материк. и океанич. звенья. Океанич. или мала звено представл. собой непрерывный процесс, т.е испарение с мирового океана, перенос влаги в океан. атм., конденсация вод. пара над океаном, сток в океане и повторение океанич. круговорота. С пов. океана ежегодно испаряется : Z _ок = 505 000 км³; возвращается в океан x _­ок = 458 000 км³. Разница Z _ок - x _­ок = 47000 км³ переносится возд. течениями на сушу и предст. собой объем влагообмена между океаном и сушей.

Материк. звено также многократно повтор. процесс: Осадки на пов. суши, пов. и подземный сток, испарение с пов. суши, перенос вод. пара, осадки и т.д. На пов. суши ежегодно выпадает х _с = 119000 км³; испаряется Z _c = 72000 км³ . Разница y = Z _c - х _с = 47000 км³, представляет собой материнковый сток. Он поверхностным и подз. путем поступает в Мир. океан. Матер. сток включает в себя речной сток, подземный сток, минуя русла рек, подз. путем идет в Мир. океан, талая вода от айсбергов. Самая большая доля у речного стока.

В материк. звене различают области внешнего и внутреннего стока. В области внешнего стока на пов. суши выпадает х’_c = 110 000 км3, испаряется с пов. Z’_c = 63000 км3. Разница y= 47000 км3 – материковый сток.

В области внутреннего стока x’’_c = 9000 км3, Z’’_c= 9000 км3. Сток равен у = 0.

Объем воды для Земного шара:

505 000 + 72 000 = 577 000 км³ (испарение)

сток: 458 000 + 119 000 = 577 000 км³

Объем 577 000 км³ ежегодно находится в круговороте (из 1,45 млрд км³ общего объема).

На долю областей внешнего стока приходится ~ 80% суши, на долю областей внутрю стока – 20%.

Области внутр. и внешнего стока отделяются друг от друга главным водоразделом. Он делит область внешнего стока на 2 склона: первый склон со стоком в Сев. Ледовитый и Атлант. океан, второй со стоком в Индийский и Тихий океан – 30% суши. Главный водораздел проходит от мыса Горы через Анды (вдоль), по Скалистым горам через Берингов пролив, разграничивая бассейны океанов. Вдоль восточн. окраин Африки также проходит водораздел. К Бассейну Сев. Ледовитого океана отн. 14% суши; Атлантич. – 36%; Тихого – 16%; Индийского -14%.

В круговороте воды есть единство гидросферы. По определению В.И.Вернадского, любое проявление ... воды, глетчерный лед, безмерный океан, река, почвенный раствор, гейзер, минеральный источник представляет собой единое целое, связанное между собой Земной атм. и Земным в-вом.

10,03