2. Водні об’єкти та їхній гідрологічний режим

Водні об’єкти – це скупчення природних вод на земній поверхні чи у літосфері. За розміщенням водні об’єкти поділяють на поверхневі відкриті та підземні закриті; за походженням – на природні (море, озеро, річка, Болото) та штучні (водосховище, ставок, канал). Водним об’єктам властивий певний гідрологічний режим. Виділяють три групи водних об’єктів за динамікою вод: водотоки, водойми та особливі водні об’єкти.

Водотоки – це водні об’єкти, для яких характерними є переміщення води у напрямі нахилу по заглибині на земній поверхні (річки, струмки, канали).

Водойми – це водні об’єкти у заглибині на суші, для яких характерним є уповільнене переміщення води або повна його відсутність (океани, моря, озера, водосховища, ставки, болота).

Особливі водні об’єкти – це льодовики і підземні води (водоносні горизонти та артезіанські басейни).

Водні об’єкти можуть бути постійними й тимчасовими (пересихаючими).

Гідрологічний режим – сукупність змін стану певного водного об’єкта, що закономірно повторюються та притаманні йому, на відміну від інших водних об’єктів. Визначається кліматичними, гідрогеологічними і гідрографічними особливостями території. На гідрологічний режим впливає також антропогенна діяльність. Часові зміни гідрологічного режиму проявляються у вигляді багаторічних, річних, сезонних і добових коливаннях: рівня води (режим рівня); водності (режим стоку); льодових явищ (льодовий режим); температури води (термічний режим); кількості та складу перенесеного потоком твердого матеріалу (режим наносів); складу та концентрації розчинених речовин (гідрохімічний режим); змін русла річки (режим руслових процесів). Просторові зміни гідрологічного режиму відбуваються по гідрологічних зонах, від витоку до гирла річки і т. ін.

Явища і процеси, які характеризують гідрологічний режим водного об’єкта, називаються елементами гідрологічного режиму (наприклад, коливання рівня, витрат, температури тощо).

Елементи гідрологічного режиму описуються за допомогою певного набору гідрологічних характеристик. Гідрологічні характеристики – кількісна оцінка елементів гідрологічного режиму та морфологічних особливостей річкових басейнів (характерні витрати і рівні води, швидкість течії тощо).

Сукупність гідрологічних характеристик даного водного об’єкта в даному місці і в даний момент часу – гідрологічний стан водного об’єкта. Він завжди залежить від багатьох факторів і визначається характером процесів, що відбуваються у водному об’єкті, його зв’язок з іншими водними об’єктами, атмосферою, літосферою, впливом господарської діяльності людини тощо. Але внаслідок складності і багатофакторності цих процесів і зв’язків та недостатньої кількості знань про них, ми дуже часто повинні підходити до оцінки гідрологічного стану водного об’єкта як до явища, яке зазнає випадкових змін, що підкорюються імовірним законам і піддаються статистичному аналізу.

3. Методи гідрологічних досліджень

Важливе місце в гідрології належить методам польових досліджень. Основними серед них є експедиційний та стаціонарний.

Експедиційний метод – це проведення порівняно короткочасних (від декількох днів до кількох років) експедицій на водних об’єктах. Такий метод дослідження дає якісні матеріали й опис вод певних територій з проведенням лише окремих вимірювань (рівня, течії, хвилювання, температури води, льодових явищ тощо).

Стаціонарний метод – це проведення тривалих (багаторічних) спостережень на окремих місцях водних об’єктів – на спеціальних гідрологічних станціях та постах за спеціальними програмами. Стаціонарні спостереження ведуться безперервно з року в рік і дають цінний матеріал для складання довідників, водного кадастру, гідрологічних прогнозів, проведення гідрологічних розрахунків та вирішення інших теоретичних і практичних задач.

Останнім часом стали застосовувати дистанційні методи спостереження і вимірювання за допомогою локаторів, аерокосмічні зйомки і спостереження, автоматичні реєструючи системи (автоматичні гідрологічні пости на річках, буйкові станції в океанах).

В гідрології використовується й експериментальний метод дослідження. Розрізняють експерименти в лабораторії та експерименти у природі. У першому випадку явище чи процес відтворюється у лабораторних умовах, а в другому, спостереження проводяться в природних умовах. Так, у лабораторіях вивчають рух води й наносів при різних похилах, руслові процеси, хімічні властивості води тощо. В польових умовах на спеціально обладнаних експериментальних майданчиках або невеликих водозборах вивчають формування стоку, поглинання води ґрунтом, випаровування з водної поверхні й суші та ін.

Широко застосовують у гідрології метод математичної статистики й теорії ймовірності. За допомогою цих методів можна отримати ймовірні крайні значення елементів водного режиму, визначити ступінь ймовірності очікування цих величин, встановити типові риси режиму для водотоку певних територій.

Завершальним етапом гідрологічних досліджень є теоретичне узагальнення і аналіз. Теоретичні методи в гідрології базуються на використанні законів фізики і на географічних закономірностях просторово-часових змін гідрологічних характеристик. Серед цих методів в останній час на перший план виходять методи математичного моделювання, системного аналізу, гідролого –географічних узагальнень, включаючи гідрологічне районування і картографування, геоінформаційні системи.