Гидрология - определения

Гидрология - наука, изучающая природные воды, явления и процессы, в них протекающие. Предмет изучения гидрологии - все виды вод гидросферы в океанах, морях, реках, озерах, водохранилищах, болотах, почвенные и подземные воды. Гидрология:

- исследует круговорот воды в природе, влияние на него деятельности человека и управление режимом водных объектов и водным режимом отдельных территорий;

- проводит анализ гидрологических элементов для отдельных территорий и Земли в целом;

- дает оценку и прогноз состояния и рационального использования водных ресурсов;

- пользуется методами, применяемыми в географии, физике и других науках.

Гидрология подразделяется на океанологию и гидрологию суши.

Гидрологический процесс - процесс формирования гидрологического режима. При гидрологическом процессе вода вступает во взаимодействие с природной средой.

Гидрологические характеристики - параметры, характеризующие водную среду и ее пограничные слои:

- температура, соленость и плотность морской воды;

- скорость распространения звука в воде;

- состояние дна;

- химический состав и радиоактивность воды;

- электрические и оптические свойства воды и т.д.

Гидрологический режим - закономерные изменения состояния водного объекта во времени и пространстве, обусловленные главным образом климатическими особенностями данного бассейна. Естественный гидрологический режим нередко существенно видоизменяется под воздействием хозяйственной деятельности человека.

Соленость морской воды - состав и количество солей, растворенных в воде; количество солей в граммах на 1000 г раствора. В открытых частях океана морская вода в среднем содержит солей 35 г на 1000 г. Колебания величины солености зависят от соотношения количества осадков и величины испарения; во внутренних морях большое значение имеет количество воды, приносимой реками.

Кругооборот воды в природе - непрерывный процесс циркуляции воды на земном шаре между геосферами, обусловленный солнечной энергией, действием силы тяжести и геологическими процессами.

В процессе кругооборота вода испаряется с поверхности океана, водяные пары перемещаются вместе с воздушными течениями, конденсируются, и вода возвращается в виде атмосферных осадков на поверхность суши и моря. Различают:

- большой кругооборот воды, при котором вода, выпавшая в виде осадков на сушу, возвращается в моря путем поверхностного и подземного стоков; и

- малый кругооборот воды, при котором осадки выпадают на поверхность океана.

Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая все воды, находящиеся в жидком, твердом и газообразном состояниях. Гидросфера включает воды океанов, морей, подземные воды и поверхностные воды суши. Некоторое количество воды содержится в атмосфере и в живых организмах.

Свыше 96% объема гидросферы составляют моря и океаны, около 2% - подземные воды, около 2% - льды и снега, около 0,02% - поверхностные воды суши.

Водный объект - постоянное или временное сосредоточение природных вод на поверхности суши либо в горных породах, имеющие характерные формы распространения и черты режима.

Водными объектами являются моря, океаны, реки, озера, болота, водохранилища, подземные воды, а также воды каналов, прудов и другие места постоянного сосредоточения воды на поверхности суши (в виде снежного покрова).

Вода - устойчивое в обычных условиях химическое соединение водорода и кислорода, существующее в жидком, твердом и газообразном состояниях.

Лёд — кристаллическое состояние воды, минерал

Водяной пар — газообразное состояние воды. Образуется молекулами воды при ее испарении.

Водные ресурсы - пригодные для использования в национальной экономике запасы вод суши, Мирового океана, подземных вод, почвенной влаги, льдов, снежного покрова и их энергия: механическая или тепловая.

Общий объем (единовременный запас) водных ресурсов составляет 1390 млн.куб.км, из них около 1340 млн.куб.км - воды Мирового океана. Менее 3% составляют пресные воды, из них технически доступны для использования - всего 0.3%.

Минерализация воды - суммарная концентрация анионов, катионов и недиссоциированных растворенных в воде неорганических веществ, выражающаяся в г/куб.дм.

Водный баланс - соотношение прихода и расхода воды с учетом изменения ее запасов за выбранный интервал времени для рассматриваемого объекта.

Водный баланс может быть рассчитан для водосбора или участка территории, для водного объекта, страны, материка и т.д.

Ледник - движущееся естественное скопление льда и фирна на земной поверхности, возникающее в результате накопления и преобразования твердых атмосферных осадков при положительном многолетнем балансе. Ледники подразделяются на покровные, шельфовые и горные. Основными типами ледников суши являются горные и покровные ледники.

Оледенение - совокупность длительно существующих природных льдов: ледников, наледей, многолетних морских и подземных льдов.

Оледенение - процесс значительного расширения площади ледников, связанный с изменением климата.

Выпадающий на поверхность ледника снег постепенно накапливается, уплотняется под давлением вышележащих слоев и под влиянием рекристаллизации и частичного таяния и замерзания просочившейся воды превращается в зернистый снег

Глетчерный лёд — лёд, возникающий из снега в областях выше снеговой линии.

Абляция - совокупность процессов денудации и плоскостного смыва, способствующих удалению продуктов выветривания.

Режим ледника - совокупность процессов, происходящих на поверхности и в толще ледника.

Снеговая линия - условная линия на земной поверхности, выше которой снег на горизонтальных площадках не стаивает даже летом. Выше снеговой границы накопление твердых атмосферных осадков преобладает над их таянием и испарением.

Высота снеговой линии определяется температурными условиями и количеством твердых осадков, связанными с широтой местности и степенью континентальности климата. В Антарктике снеговая граница опускается до уровня моря, на Тибетском нагорье - поднимается до 7 тыс.м.

Фирновая линия - линия, являющаяся границей между фирном и льдом на поверхности ледника.

Фирн - плотный зернистый снег, образующийся на ледниках и снежниках выше снеговой границы вследствие давления вышележащих слоев, поверхностного таяния и вторичного замерзания воды, просочившейся в глубину. Под давлением вышележащих слоев может превратиться в сплошной лед.

РЕЖЕЛЯЦИЯ - 1) повторное замерзание кристаллов или отдельных массивов льда в местах их соприкосновения в условиях высокого удельного давления; 2) попеременное промерзание и оттаивание рыхлых влажных горных пород

Конжеляция – повторное замерзание талой воды на поверхности льда.

Сердж – временное ускорение движения ледника.

Подземные воды - воды, находящиеся в верхней (до глубины 12-16 км) части земной коры в жидком, твердом и парообразном состоянии.

По условиям залегания подземные воды подразделяются на почвенные, верховодку, грунтовые, межпластовые.

Грунтовые воды - воды первого от поверхности постоянного водоносного горизонта, залегающие на выдержанном водоупорном горизонте.

Артезианские воды - в современном понимании - напорные пластовые (межпластовые) воды, ограниченные водоупорами.

Артезианские воды - первоначально - напорные подземные воды, самоизливающиеся при вскрытии.

Почвенные воды - так называется вода, скопившаяся в грунте на известной глубине от поверхности, питающая обыкновенные колодцы и вытекающая, в виде родников и ключей, в оврагах и долинах.

Верховодка - безнапорные подземные воды, залегающие на незначительной глубине и имеющие ограниченное распространение. Такие воды обычно подстилаются слоем водоупорных глин или суглинков, имеющим небольшую протяженность. Воды верховодки:

- быстро расходуются на внутригрунтовое испарение, просачивание и стекание вниз;

- (в случае больших запасов) могут служить источником местного водоснабжения;

- легко подвергаются загрязнению.

Просачивание - проникновение воды в почву и движение ее вниз.

Инфильтрация - в гидрологии - проникновение воды с поверхности земли в толщу горных пород. Инфильтрация является одним из главных источников питания грунтовых вод.

Закон Дарси (Анри Дарси, 1856) — закон фильтрации жидкостей и газов в пористой среде. Выражает зависимость скорости фильтрации от градиента напора в виде формулы:

V = K * i

где: V — скорость фильтрации, K — коэффициент фильтрации, i — градиент напора.

Река - водный (постоянный) поток сравнительно больших размеров, питающийся стоком осадков атмосферных со своего водосбора и подземными водами. Река имеет четко очерченное русло.

Водосбор - часть земной поверхности и толща почв и горных пород, откуда вода поступает к водному объекту. Различают поверхностный и подземный водосборы.

Бассейн реки – это часть суши, включающая данную речную систему и ограниченная водоразделом.

Речная сеть - часть русловой сети, состоящая из отчетливо выраженных русел постоянных водотоков. Речная сеть характеризуется густотой водотоков.

Половодье - фаза водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в данных климатических условиях в один и тот же сезон, характеризующаяся наибольшей водностью, высоким и длительным подъемом уровня воды, и вызываемая снеготаянием или совместным таянием снега и ледников. Различают весеннее, весеннелетнее и летнее половодья.

Паводок - фаза водного режима реки; сравнительно кратковременное и непериодическое поднятие уровня воды в реке, возникающее в результате быстрого таяния снега, ледников, обильных дождей. В отличие от половодья паводок может возникать в любое время года.

Межень - фаза водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в один и те же сезоны, характеризующаяся малой водностью, длительным стоянием низкого уровня и возникающая вследствие уменьшения питания реки.

Сток воды – это процесс стекания воды с водосборов вместе с содержащимися в ней веществами и теплом.

Расход воды - объем воды, протекающей через поперечное сечение потока в единицу времени. На основании регулярных измерений расхода воды вычисляется сток за длительный период.

НОРМА СТОКА (лат. norma — правило) — средняя величина стока за определённый период времени (год, сезон, месяц и т. д.), вычисляемая по многолетнему ряду наблюдений. Н. с. является одной из осн. характеристик стока для физ.-географич. условий речного бассейна.

Гидрограф - график изменения во времени расхода воды в створе реки или иного водотока. Гидрограф отражает характер распределения водного стока в течение года, сезона, половодья (паводка), межени.

Изотахи - изолинии одинаковых скоростей (ветра, течения воды и т.п.) на картах.

ИОННЫЙ СТОК - количество минеральных растворимых веществ в жидком стоке.

Сало - поверхностные первичные ледяные образования, состоящие из иглообразных и пластинчатых кристаллов в виде пятен или тонкого сплошного слоя серого цвета.

Забереги - полосы льда, окаймляющие берега водотоков, озер и водохранилищ, при незамерзающей остальной части водного пространства.

Снежура - скопление снега, плавающего в воде. Снежура:

- образуется при обильном выпадании снега на охлажденную воду;

- быстро смерзается в плотный эластичный покров сравнительно большой толщины.

Шуга - скопления рыхлого губчатого льда в водной толще или на поверхности водоема. Шуга образуется главным образом из кристалликов глубинного (внутриводного и донного) льда. Шуга возникает до ледостава преимущественно на горных и порожистых реках.

Зажор - скопление шуги с включением мелкобитого льда в русле водотока. Зажор:

- вызывает стеснение (закупорку) водного сечения, подъем уровня воды и затопление прибрежных участков;

- возникает перед ледоставом;

- обычно формируется ниже порогов.

Затор – закупорка русла плывущими льдинами, часто происходят на узких участках русла, в местах разделения реки на рукава.

Пятры - скопления донного льда, выросшие до поверхности воды.

Наледь - нарост льда, возникающий при замерзании:

- подземных вод, изливающихся на поверхность земли; или

- вод водотоков (речных вод), выходящих на поверхность ледяного покрова.

Наледи распространены в области многолетнемерзлых горных пород.

Ледостав - процесс образования на поверхности водоема или водотока неподвижного льда.

Полынья - пространство чистой воды среди сплошных льдов или на их границе. При сильных морозах поверхность воды в полынье обычно заполняется ледяной кашей.

Полыньи образуются на реках в местах с быстрым течением, в местах выхода грунтовых вод, в нижних бьефах плотин водохранилищ, в местах сброса теплых вод промышленными предприятиями, в истоках рек из озер, при разрыве льдов во время их движения и т.п.

Закраина - в гидрологии - полоса открытой воды между ледяным покровом и берегом, образующаяся перед вскрытием реки или взломом припая в море в результате отхода льда от берега или сквозного протаивания льда.

Ледоход - движение льдин и ледяных полей на реках и озерах под действием течения, ветра, температуры воды. Различают весенний и осенний ледоходы.

Долина водотока - относительно узкое и вытянутое в длину, обычно извилистое углубление в земной поверхности, образованное вековой деятельностью стекающей по поверхности земли воды, с наличием русла современного водотока и характеризующееся продольным уклоном дна.

Русло - вытянутое понижение земной поверхности, выработанное линейной эрозией; наиболее пониженная часть речной долины, по которой происходит сток воды в межпаводочные периоды.

Меандр - плавный изгиб русла (равнинной) реки. Меандры возникают в результате действия течений, не совпадающих с направлением основного речного потока, при которых поверхностные струи направляются к вогнутому берегу, подмывая его, а донные - к выпуклому, откладывая наносы.

Осередок – затапливаемые подвижные повышения дна.

Плесы – более высокие, более стабильные и закрепленные растительностью острова, глубокие и мелкие участки русла.

ПЕРЕКАТ (русск.) — мелководный участок русла реки в виде вала, подводной гряды с пологим скатом, обращенным против течений, и крутым — по течению.

Водность — количество воды, проносимое рекой с её бассейна за отрезок времени (месяц, сезон и т. д.) по сравнению с нормой (средним значением) для данного периода.

Различают малую (межень), среднюю и большую (половодья и паводки) водность.

Водоносность – абсолютная средняя многолетняя величина стока реки.

Питание реки - поступление (приток) воды в реку от источника питания. Питание может быть дождевое, снеговое, ледниковое, подземное (грунтовое), чаще всего смешанное, с преобладанием того или иного источника питания на отдельных отрезках реки и в разное время года.

Число Рейнольдса - отношение сил инерции к силам вязкости.

Число Рейнольдса используется в гидродинамике для моделирования условий обтекания потоком различных тел.

Re = ρ·vср·r/μ, где ρ - плотность жидкости;

vср - средняя (по сечению трубы) скорость потока; μ - коэффициент вязкости жидкости; r - характерный геометрический размер, в частности, радиус сечения цилиндрической трубы.

Число Фруда — один из критериев подобия движения жидкостей и газов, является безразмерной величиной. Применяется в случаях, когда существенно воздействие силы тяжести.

Fr = v2/gh, где h – глубина потока, g - ускорение свободного падения.

ФОРМУЛА ШЕЗИ - выражает зависимость средней скорости потока от основных влияющих факторов для равномерного движения воды в речном русле: v = С/RI, где v - средняя скорость потока, м/с; С - коэф. Шези, являющийся интегральной характеристикой сил сопротивления, действующих в речном русле; R - шидравлический радиус потока, примерно равный средней глубине потока, м; I - уклон потока.

Модуль стока - количество воды, стекающее с единицы площади водосбора в единицу времени.

Закон Эри.

Масса обломков, перемещаемых потоком, пропорциональна скорости течения в шестой степени, а их диаметр соответственно пропорционален квадрату скорости.

Fg ^D3^u6дно0.

Эрозия водная - процесс разрушения почв, геологических пород и строительных материалов талыми, дождевыми и текучими водами.

Дейгиш – быстрое разрушение берегов.

Побочень - гребневая часть крупной гряды, пересекающей русло, обычно затопляемая в половодье и обсыхающая в прибреговой части в межень.

Заструга - скопление наносов в русле реки в форме прибрежной гряды. Разрастаясь, заструги переходят в песчаные косы.

Затон - длинный непроточный залив реки, образованный из старицы, протоки или отделенный от основного русла косой.

Затон - естественная или искусственная речная акватория, защищенная от течения и ледохода и служащая для отстоя судов и их ремонта. Обычно затоны устраивают в портах. В затонах часто располагают судостроительные и судоремонтные верфи.

Старица - замкнутый водоем; полностью или частично отделившийся от реки участок ее прежнего русла. Старица имеет продолговатую извилистую или подковообразную форму.

Старицы обычно образуются при спрямлении русла, когда в половодье воды, идущие по пойме, успевают промыть более короткий путь. Река, вернувшаяся в свои берега, использует этот новый участок русла, а старый, более длинный, оказывается ненужным. Постепенно входы в старицу заносятся песком и илом. Старица некоторое время сохраняется как озеро, а затем превращается в болото или сырой луг.

Дельта - форма устья реки; низменность в низовьях крупных рек, впадающих в мелководные участки моря или озера, образованная речными отложениями. Обычно дельта образуется на мелководных участках моря или озера при впадении реки, несущей большое количество наносов. С течением времени дельта растет в сторону моря.

Устье - место впадения реки в другую реку, озеро, водохранилище или море.

Основными типами устьев являются: нормальные устья, эстуарии и дельты.

Пойма - часть ложа долины, прилегающая к руслу водотока и затопляемая при подъемах уровня воды в водотоке. При разливе река выносит в пойму наносы, постепенно повышающие ее уровень.

Эстуарий - воронкообразный, суживающийся к вершине залив, образующийся в результате подтопления низовьев речной долины и преобразованный воздействием волнового, речного и приливного факторов.

Эстуарий - однорукавное воронкообразное устье реки, расширяющееся в сторону моря. Эстуарий образуется, когда приносимые рекой наносы уносятся приливно-отливными течениями, а прилегающая часть моря достаточно глубока, так что накопления наносов не происходит.

Коса - низкая и узкая намывная полоса суши:

- одним концом, причлененная к берегу моря, озера, реки; а

- другим концом, вдающаяся клином в пределы акватории.

Коса образуется в результате перемещения обломочного материала волнами и течениями и аккумуляции этих наносов на участках, где при огибании выступов берега ослабевает энергия волн.

Береговой вал - аккумулятивная форма рельефа, образованная действием прибойного потока и расположенная в тыловой части пляжа.

Береговой вал - песчано-галечная или ракушечная невысокая гряда на берегу, сформированная из донного материала и вытянутая вдоль береговой линии.

Устьевой бар – характерная отмель, являющаяся начальным элементом, из которого формируется дельта.

Рифели – небольшие донные гряды.

Гряды - вытянутые, относительно невысокие положительные формы рельефа различных размеров, высоты и происхождения.

Озеро - природный водоем с замедленным водообменом. Озера:

- располагаются в углублениях суши (котловинах);

- заполнены в пределах озерной чаши (озерного ложа) разнородными водными массами; и

- не имеют одностороннего уклона.

Котловина - понижение земной поверхности в пределах суши, дна океанов или морей, преимущественно округлых очертаний, замкнутое со всех сторон или открытое с одной стороны (если из котловины вытекает река) или с двух сторон (если река протекает через котловину).\

Литораль - пограничная полоса между сушей и морем, регулярно затопляемая во время прилива и осушаемая при отливе. Литораль представляет собой зону морского дна, расположенную между уровнями самого высокого прилива и самого низкого отлива. В литорали представлены все типы царства животных.

Пелагиаль – глубоководная часть озера.

Профундаль – дно озера. Профундаль - глубинная часть озер, где отсутствуют волновые движения, ветровое перемешивание и донная растительность.

Евтрофные озера – озера с большим поступлением питательных веществ, большим содержанием органического вещества.

Олиготрофные озера – глубокие озера с малым количеством питательных веществ и малой продукцией органического вещества.

Гомотермия - явление однородности температуры воды по глубине водоема.

Металимнион

Слой температурного скачка - слой водной толщи водоема, в пределах которого происходит резкое падение температуры и повышение плотности воды с глубиной.

Сгонно-нагонные явления - повышение или понижение уровня моря или озера под воздействием ветра, дующего со стороны водоема на сушу или наоборот.

Сейши - стоячие волны большого периода (от нескольких минут до десятков часов); свободные колебания уровня воды в замкнутых или полузамкнутых водоемах без распространения профиля волн по поверхности водоема, происходящие по инерции после прекращения действия вынуждающей их внешней силы.

При сейшах поверхность озера наклоняется попеременно то в одну, то в другую сторону.

Конвективное перемешивание вод - свободная конвекция в океане; вертикальное движение воды, вызванное изменением ее плотности в результате изменения температуры или солености. Конвекция ведет к перемешиванию воды и выравниванию по вертикали ее физических и химических характеристик, обогащению кислородом нижележащих слоев и питательными солями - вышележащих слоев.

Термический бар – вертикальный пояс с температурой воды 4 градуса С. - раздел между теплой и холодной водой, где они соприкасаются и где вода от поверхности до дна имеет температуру 4°

Припай - форма неподвижного льда; сплошной ледяной покров, образующийся главным образом вдоль побережий арктических и антарктических морей путем замерзания воды или примерзания к берегу дрейфующих льдов. Припай может простираться на расстояние от нескольких метров до сотен километров от берега.

Сапропель — это отложения пресноводных водоемов, состоящие из органического вещества и минеральных примесей, формирующиеся в результате длительных природных процессов из остатков растительных и животных организмов, населяющих водоем.

ЭПИЛИМНИОН, верхний теплый и богатый кислородом слой воды в различных водоемах. В глубоких водоемах Э. располагается над металимнионом, в мелких может занимать всю толщину воды.

ГИПОЛИМНИОН - толща воды в глубоких водоемах, в пределах которой температура мало изменяется в течение года.

Водохранилище - искусственный водоем, предназначенный для хранения воды и регулирования стока и образованный:

- либо водоподпорным сооружением на водотоке;

- либо использованием естественной или искусственной впадины на поверхности земли;

- либо обвалованием части территории.

Пруд - искусственный водоем, выкопанный или созданный путем постройки плотины в долинах небольших рек, ручьев, в балках или оврагах площадью обычно не более 1 кв.км.

Заиление водохранилища - процесс заполнения чаши водохранилища мелкими наносами.

– отложение в водохранилище крупных наносов.