
- •Гидрология конспект лекций
- •Введение
- •Лекция №1
- •Введение в гидрологию.
- •2. Распространение воды в природе и её значение для живых организмов.
- •3. Классификация водных объектов.
- •4. Круговорот воды в природе.
- •5. Водообмен
- •6.Свойства воды и их значение для биосферы.
- •Лекция №2.
- •2.1. Характеристика источников водоснабжения и показатели качества вод.
- •2.2. Органолептические показатели.
- •2.3. Химические показатели качества воды.
- •Биологические показатели.
- •Бактериологические показатели.
- •Виды и свойства воды в грунтах.
- •3.1 Виды воды в грунтах
- •3.2 Химически связанная вода.
- •Физически связанная вода
- •3.4 Твердая вода
- •3.5 Капиллярная вода
- •Свободная вода.
- •Лекция № 4. Свойства горных пород по отношению к воде. Классификация подземных вод по условиям залегания.
- •Теории происхождения подземных вод:
- •Факторы, влияющие на химический состав подземных вод:
- •Лекция № 5. Верховодка. Грунтовые воды.
- •Лекция № 6.
- •Движение подземных вод. Закон Дарси.
- •Сооружения для забора подземной воды.
- •Реки. Речные системы.
- •Виды питания рек.
- •Разрушительная деятельность рек. Виды эрозии.
- •Река Днепр.
- •Озера. Формирование и классификация.
- •Моря и океаны.
Разрушительная деятельность рек. Виды эрозии.
Эрозия - углубление и разрушение дна водным потоком. Процесс развития каждой реки и разработка ее долины и русла происходит от устья к истоку. В верхнем течении реки имеют более значительные уклоны, поэтому они производят большую работу по разработке своих долин в глубину, истирание и перенос материала. В среднем и нижнем течениях реки разрабатывают свои долины реки главным образом в ширину.
Максимальное углубление долин зависит от базиса эрозии.
Базис эрозии – это уровень бассейнов, куда впадает река.
В горных реках преобладает донная эрозия (углубление), а в степных – боковая эрозия (расширение долин).
Виды водной эрозии:
Плоскостная эрозия – это равномерный смыв почвы водой не успевающей впитываться;
Струйчатая – образование неглубоких промоин;
Глубинная.
Факторы влияющие на эрозию:
Скорость реки или уклона;
Количество взвешенных частиц;
Форма русла;
Тип горных пород, слагающих русло.
Борьба с эрозией:
Укрепление берегов – строительство набережных, подпорных стенок, наброска бутового камня, укладка железобетонных плит.
Регулирование течения реки – струенаправляющие стенки, дамбы, буны.
Укрепление подводной части – ниже меженного горизонта – наброска камней, фашинных тюфяков, загруженных камнями.
Защита от паводков – земляные дамбы, отсыпка камня и т.д.
Река Днепр.
Длина реки 2285км
Среднегодовой сток 53,4 км3.
Площадь бассейна 504 тыс. км2.
Исток с Валдайской возвышенности в 165 км от г. Смоленска.
Река включает в себя 27 тыс. рек и речушек.
Течение Днепра делят на три части:
- верхнее – от истока до г. Киева;
- среднее – от г. Киева до г. Запорожья;
- нижнее от г. Запорожья до устья.
В верховьях Днепр протекает в лесной зоне, ниже до Кременчуга в лесостепи и далее по степи.
В верховьях Днепр протекает по холмистой местности, ниже г. Могилева – по равнинной местности.
Правый берег выше левого и обычно круто обрывается к реке. У г. Киева его высота достигает 70м.
Возле г. Смоленска, в устье Припяти, ниже Десны – река имеет обширную пойму, поросшую лесом и кустарником.
Ниже Лоева – луговая пойма, изрезанная рукавами, со старечными и мелкими озерами.
Почти на всем протяжении среднего течения долина реки широкая; характеризуется развитием древних террас, в основном по левому берегу.
Главные притоки справа: Березина, Припять, Ингулец, Базавлук, Тетерев, Рось.
Главные притоки слева: Сож, Десна, Сула, Псёл, Ворскла, Орель, Самара, Конская.
Основное питание снеговое (50%), доля грунтового питания различно.
Лекция № 10.
Озера. Формирование и классификация.
Озера – это естественные водоемы с замкнутым водообменом, образовавшиеся в результате заполнения водой впадин на поверхности суши.
О́зеро — замкнутое углубление суши, в которое стекают и накапливаются поверхностные и подземные воды. Озёра не являются частью Мирового Океана.
Общая площадь озер Земли примерно 2,7 млн.км2 (1,8%). Самые глубокие озера: Байкал (1742м) и Танганьика (1435м). Самое большое – Каспийское море.
Озера – это природные водоемы в углублениях суши (котловинах), заполненные в пределах озерной чаши (озерного ложа) разнородными водными массами и не имеющие одностороннего уклона.
Озерное ложе делится на:
1) Литораль – мелководная прибрежная часть, подверженная действию волн;
2) Профундаль — часть озера, для которой характерна значительная глубина и отсутствие волновых движений, ветрового перемешивания и донной растительности. Профундаль может отсутствовать, если озеро мелководно. Дно профундали покрыто, как правило, мощной толщей ила. Из живых организмов доминируют бактерии и грибки.
Побережье делится на:
1) Сухое;
2) Супралитораль – зона заплесков;
3) Элитораль – затопляемое водой при высоких уровнях.
Озёрные котловины по происхождению делят на:
Тектонические (озеро Байкал);
Ледниковые (озеро Ладога);
Речные (старицы);
Приморские (лагуны и лиманы);
Провальные (карстовые и термокарстовые);
Вулканические (в кратерах потухших вулканов);
Завально-запрудные;
Искусственные (озеро Искандеркуль).
По химическому составу воды озера бывают пресные и минеральные (соленые).
Котловины озера постепенно заполняются отложениями, сглаживающими первичный рельеф дна. Донные отложения озера состоят из обломочного материала, химических осадков и органического вещества – продуктов распада водных организмов.
Сапропели – осадки с большим количеством продуктов распада водных организмов.
Озера питаются водой за счет поверхностного и грунтового притока и атмосферных осадков. Потери воды из озера происходят за счет поверхностного и подземного стока, а так же за счет испарения.
По водному балансу озера бывают:
Проточные (характерны для зон с обильной влажностью, минерализация невелика и близка к средней минерализации притоков);
Бессточные (в умеренно сухих условиях);
Глухие (ни притока ни стока).
Уровень воды в озерах зависит от соотношения притока и стока. Течения в большинстве носят временный характер и вызываются в основном ветрами. Вода озер бывает в основном голубого, зеленого, желтого и коричневого цвета (в зависимости от количества органических примесей).
В озерах формируются образования свойственные только озерам: сапропель, торф, мергели, иногда мел, трепел.
Сапропель используют как удобрение.
Мергель – осадочная горная порода, переходная от известняков и доломитов к глинистым породам. Содержит от 50 до 80% CaCO3 и MgCO3 20-50% глинистых материалов используется в строительстве.
Трепел – тонкопористая осадочная порода состоящая из микроскопических зерен опалового кремнезема (в строительстве как наполнитель, сорбент).
По биопродуктивности озера делятся на:
Олиготрофные – бедные биогенными соединениями;
Мезотрофные озера. В них происходит рост щелочного резерва, pH и общей минерализации. Увеличивается содержание биогенов, первичной и конечной биопродукции.
Эвтрофные – неглубокий, хорошо прогреваемый водоем, с большой продуктивностью и повышенным содержанием органических веществ. В конце лета и зимы вследствие относительного застоя водной массы в эвтрофных озерах наблюдается острый дефицит кислорода. Ежегодно на дно оседает столько органического вещества, что значительная часть его не может минерализоваться и накапливается в виде сапропеля.
Дистрофные – обагащенные гуминовыми веществами. Дальнейшее заиление, обмеление, зарастание и заболачивание озер, при обновременном усилении гумификации органики, делает озера буроводными. Активная реакция по всей толще воды становится кислотной, а вода - слабо минерализованной, мягкой. При кислотном значении pH гумусовые кислоты в большинстве своем из раствора выпадают в осадок в виде бурых хлопьев, играющих видную роль в образовании гумусового сапропеля.
В процессе эволюции озера заполняются наносами. В условиях влажного климата они превращаются в болота, а в условиях сухого – в солончаки.
Озера совершают разрушительную и созидательную функции. Разрушительная работа озер определяется волнами, которые прибоем подмывают берега. Создаются озерные абразионные террасы (выработанные в коренных берегах) и аккумулятивные терассы (сложенные озерными осадками).
Тип озерных котловин |
Форма рельефа |
Примеры |
Примечание |
Тектонические |
Прогибы земной коры на равнинах и в горах, предгорные впадины; Рифтовые впадины |
Ладожское, онежское, Верхнее (США), Иссык-Куль, Балхаш, Байкал, Танганьика (Заир-Танзания) |
Озера этого типа обычно большие и глубокие. |
Вулканические |
Кратеры и кальдеры углубления лавовых покровов, маары. |
Кронецкое (Камчатка), Аверинское (Италия), Камариное (Исландия), Лахерское (ФРГ) |
О. Ява, вулкан Келу. 25 мааров в Германии. На Камчатке маары. |
Метеорические |
Углубления от падения метеоритов |
14- Канада Каали – Эстония, 1км2 Австралия 13 кратеров |
Около 120 озер, Африка, Алжир, Марокко, Ливия |
Ледниковые |
Долины выпахивания кары, цирки, трыи, мореный холмистый рельеф |
Озера Карелии, Финляндии оз. Женевское |
Распространены в горных странах. Характерны для областей древнего оледенения |
Водно-эрозионные и водно-аккумулятивные:
|
Речные долины, долины рек, морские побережья |
|
Расширения русла рек |
Озера старицы плесовые; конечносточные озера в ложбинах стока ледниковых вод дельтовые |
|
Оз. Лобнор (КНР), Оз. Лаче, Воже (Архангельская область)
Озера Кубанских плавней "ильменги" в Волжской дельте |
|
Лиманные и лагунные фиордовые |
|
|
Отрезанные от моря перешейком суши |
Провальные карстовые, суфозионные, термокарстовые |
Впадины, образовавшиеся при выщелачивании и выносе частиц грунтовыми водами и протавании многолетних мерзлых грунтов |
|
В результате указанных явлений на поверхности суши образуются понижения, которые заполняются водой |
Эоловые |
Котловины выдувания, понижения между дюнами и барханами |
|
Обычно небольших размеров |
Подпрудные |
Речные долины, перегороженные горными обвалами, оползнями, моренами ледников, лавовыми потоками |
Оз. Севан (Армения) Самое большое и глубокое из запрудных лавовых озер – оз. Киву, Восточная Африка (глубина 500м). |
Возникла в тектонической впадине подпроженной лавовым потоком |
Органогенные |
Заболоченные области |
|
Озера, расположенные в пределах болота. |
РИФТ – (англ. rift – ущелье, трещина, разлом) – крупная линейная тектоническая структура земной коры протяженностью в сотни тысяч километров, шириной в десятки, иногда первые сотни километров, образованные при горизонтальном растяжении земной коры, обычно происходящем на фоне обширного поднятия.
КАЛЬДЕРА – (португ. caldera – котел, котловина) – огромная вулканическая впадина округлого очертания, достигающая в поперечнике 25-30 км, образовавшаяся на месте исчезнувшего центрального вулкана или верхней части конуса.
МААР – (немец. maar) – потухший центральный вулкан взрывного типа, имеющий вид широкой воронки в поперечнике от 200до 3200м, глубиной 150-400м.
КАР – (шотланд. corrie) – нишеобразное углубление, врезанное в верхнюю часть гор, расположенное выше ледникового цирка; озера формируются в реликтовых корах.
Ледниковый цирк – котловина в виде амфитеатра, замыкающая на верхнем конце ледниковую долину.
ТРОГ – (нем. trog – корыто) – ледниковая (эрозионная) долина, разработанная ледником с крутыми бортами и вогнутым дном.
Байкал – одно из древнейших озер, его возраст 25 млн. лет, самое глубокое озеро 1637м, площадью 31500 тыс км2.
Лекция № 11.