Глава 3 Рух вады ў прыродзе

3.1. Сцёк вады ў прыродзе як сусветны працэс

Аб’ём вады сусвету складае каля 1,386 млрд км³. Асноўная частка яе (96,5 %) заключана ў Сусветным акіяне, які пакрывае 71 % паверхні Зямлі. Суша галоўным чынам сканцэнтравана ў паўночным паўшар’і (39 %), у паўднёвым на долю сушы прыходзіцца толькі 19 %. Паверхня сушы мае агульны ўхіл у напрамку акіянаў і мораў, ці ў бок замкнёных бязсцёкавых абласцей, згодна з якім вада пастаянна рухаецца, папаўняецца атмасфернымі ападкамі, удзельнічае а адзіным сусветным працэсу сцёку.

Частка сушы, з якой рэкі нясуць свае воды ў моры і акіяны Сусветнага акіяну называецца вобласцю знешняга сцёку (78 %). Тая частка паверхні, з якой вада сцякае ў замкнёныя вадаёмы і якая не мае сцёку ў акіян, называецца вобласцю ўнутранага сцёку (22, %), ці бязсцёкавай вобласцю.

Большая частка вады знаходзіцца ў Сусветным акіяне. Але вялікія яе запасы ўваходзяць у склад вільгаці глебы, ледавікоў, азёр, балот. Вада цячэ па паверхні зямлі і ў рэках (паверхневы сцёк), прасочваецца ў грунтах (падземны сцёк), знаходзіцца ў парападобным стане ў паветры і рухаецца разам з паветранымі масамі. Аднак, прэсная вада складае ўсяго толькі 2,53 % ад агульнага аб’ёму вады гідрасферы, але яе роля ў жыцці чалавека і прыроды цяжка пераацаніць.

Агульны аб’ём рачнога сцёку вады з паверхні сушы складае 46800 км³ у год. Разам з рачным сцёкам непасрэдна ў акіян сцякае 2200 км³ падземных вод. Ледавіковы сцёк Антарктыды і арктычных астравоў складае 3700 км³. Колькасць вады паветра прыблізна роўна 13000 км³.

Вада на Зямлі знаходзіцца ў безперапынным руху. Яна пераходзіць з аднаго стану ў другі, перамяшчаецца па рэкам, ручаям у азеры, моры, выпарваецца з паверхні вадаёмаў і вадацёкаў у паветра. Галоўнай прычынай такіх рухаў вады з’яўляецца ухіл паверхні Зямлі і сонечная энэргія.

Цеплавая энэргія абумоўлівае як усе працэссы у атмасферы і гідрасферы (выпарванне, ападкі, вятры, цячэнні і г.д.), так і ўсе з’явы арганічнага і неарганічнага жыцця на Зямлі. Выпарванне вады і ўтварэнне воблакаў, выпадзенне ападкаў у выглядз дажджу і снегу, таянне ледавікоў і плыні рэк, высушэнне глебы і вадаёмаў, безперапынна адбываюцца ў прыродзе як самастойныя звення агульнага кругавароту вады на зямным шары.

Колькасць выпаранай вады за год з паверхні Зямлі складае 577 км³. Большая яе частка (505 тыс км³) прыходзіцца на Сусветны акіян і толькі 72 тыс. км³ – на сушу. Для выпарвання такой колькасці вады патрабуецца каля 3 10 20 ккал, ці 22 % ад усёй сонечнай энэргіі, якая дасягае паверх’ні Зямлі.

Пад уплывам сонечнага цяпла вада выпарваецца з апверхні акіянаў, мораў і другіх вадаёмаў, падымаецца ў паветра ў выглядзе вадзяной пары і пераносіцца разам з паветрам на тысячы кіламетраў. У адпаведных умовах вадзяная пара кандэнсуецца і ўтварае воблакі, якія даюць ападкі ў выглядзе дажджу, снегу, граду і г.д. Апошнія прасочваюцца ў глебу і дапаўняюць падземныя воды, сцякаюць па схілам, утвараюць ручаі, рэчкі. Другая частка вады зноў выпарваецца і вяртаецца ў паветра. Вада па рэкам разам з падземным сцёкам зноў трапляе ў мора, акіян, выпарваецца з іх паверхні. Затым працякае перанос вадзяной пары і вяртанне па паверхні зямлі ў выглядзе ападкаў. Гэты нясупынны і замкнуты працэс абмену вільгаццю паміж зямлёй і паветрай, літасферай і гідрасферай называюць кругаваротам вады ў прыродзе.Адрозніваюць два віды кругавароту: малы і вялікі.

Большая частка вады, якая выпарваецца з паверхнія акіяна ці мора, зноў вяртаецца на іх паверхню ў выглядзе ападкаў. Вільгаць, уздымаецца ўверх, кандэнсуецца і вяртаецца ў мора і акіян і завяршае такім чынам малы, або акіянічны кругаварот вады, у якім удзельнічае толькі акіян (мора) і атмасфера.

Другая частка вадзяной пары пераносіцца разам з паветранымі масамі на сушу і дае ападкі. Атмасферныя ападкі папаўняюць вадой рэкі, азёры, балоты, падземныя воды і ў выглядзе рачнога і падземнага сцёку па ухілам паверхні Зямлі вяртаюцца ў мора, акіян. Гэта вялікі кругаварот, які ў сваю чаргу ўключае мясцовы, або ўнутрымацерыковы кругаварот вільгаці.

Мясцовы кругаварот вільгаці працякае непасрэдна на сушы, калі частка выпаўшых атмасферных ападкаў зноў выпарваецца і зноў кандэнсуецца (пераўтвараецца ў воблакі), а затым выпадае ў выглядзе дажджу ці снегу на паверхню Зямлі. Гэтая вільгаць, да тако каб вярнуцца ў акіян, здзясняе некалькі мясцовых кругаваротаў і забяспечвае вільгаццю сушу, якая знаходзіцца далёка ад акіяна або мора.

На сушы заўсёды можна знайсці ўчасткі, якія нахілены ў бок замкнутых катлавін, бязсцёкавых азёр. Гэта так званыя вобласці ўнутранага сцёку, якія знаходзяцца на сушы і не маюць выхаду ў бок акіяна (Арала-Каспійскі басейн, бязсцёкавыя вобласці Сярэдняй Азіі, возера Чад у Афрыцы, Вялікі басейн у Паўночнай Амерыцы. Умоўна на тэрыторыі Беларусі можна знайсці такія невялікія тэрыіорыі з малымі бязсцёкавымі азёрамі, якія акрамя падземнага сцёку не маюць прамога выхаду паверхневых вод ў рэкі.

Калі ўлічваць, што на працягу значнага перыяду геалагічнага часу аб’ём вады на Зямлі практычна не мяняецца, то і колькасць вады кожны год у кругавароце практычна нязменна. А гэта значыць, што асноўныя састаўныя часткі кругавароту (ападкі, выпарванне, сцёк) знаходзяцца ў раўнаважным стане і яго можна адлюстраваць у выглядзе ўраўнення воднага балансу, якое адпавядае прыходу і расходу вады над акіянам і сушай. Для розных абласцей сушы такое ўраўненне мае свае асаблівасці:

Для Сусветнага акіяну (малы кругаварот)

Z_o = X_o + Y_o ( 1 )

Для перэфірыйнай часткі сушы

Z_с = X_с - Y_с ( 2 )

Для абласцей унутранага сцёку сушы

Z_б = X_б ( 3 ),

Дзе Х – ападкі, Z – выпарванне, Y – сцёк , адпаведна над акіянам (о), на сушы (с) і ў абласцях унутранага сцёку (б).

Калі скласці ўраўнені 1, 2, 3, то атрымаем ураўненне воднага балансу Зямлі:

Z_о + Z_с + Z_б = X_о + X_с + X_б, (4)

ці

Z_зш = X_зш, (5)

дзе Z_зш – выпарэнне на Зямлі, Xзш – ападкі на паверхню Зямлі і Акіян.

Прыведзеныя ўраўненні пры ўмовах, што за шматгадовы перыяд павелічэнне колькасці вады ў мнагаводны год кампенсіруецца яе стратамі ў засушлівыя. Аднак у асобныя годы, перыяды з розным увільгатненнем агульная колькасць вады на Зямлі, або на асобных мацерыках можа павялічвацца, ці памяншацца. Тады ўраўненні 1, 2,3.4,5, адпаведна, можна запісаць у наступным выглядзе:

Z_o = X_o + Y_o ±ΔV_о (6)

Z_с = X_с - Y_с ±ΔV_с (7)

Z_б = X_б ±ΔV_б (8)

Z_зш = X_зш ±ΔV_зш, (9)

дзе, ΔV_о, ΔV_с, ΔV_б, ΔV_зш – змяненні колькасці вады за разліковы год (перыяд) у акіяне, на переферыйнай і бязсцёкавай частках сушы і Зямным шары.

Такім чынам, кругаварот вільгаці на Зямлі адбываецца ў выніку ўзаемадзеяння трох працэсаў: утварэнне і выпадзенне ападкаў, выпарванне з воднай паверхні і з зямлі і сцёку з мацерыкоў. Пры гэтым выпарванне з’яўляецца адзіным шляхам страт вады з паверхні акіяну ісушы. Як выцякае з прыведзеных ураўненняў 4 і 5 сцёк вады не змяняе агульнай колькасці вады на Зямным шары. Ён толькі размяркоўвае яе памімж мацерыкамі і акіянамі, а гэта значыць, што сцёк з’яўляецца адным з найбольш важных сусветных працэсаў.