
- •Гідрологія
- •Тема 2. Розподіл води на земній кулі, її кругообіг, властивості та значення 20
- •Тема 3. Хімічні й фізичні властивості природних вод 31
- •Тема 4. Гідрологія річок 43
- •Тема 5. Гідрологія озер, водосховищ 83
- •Тема 1. Гідрологія – наука про воду.
- •1.1 Загальні положення. Предмет вивчення гідрології, поділ її на розділи та значення
- •1.2 Походження води
- •1.3 Види водних об’єктів, їх гідрохімічні показники та гідрологічний режим. Умови формування гідрологічних характеристик
- •1.4 Методи гідрологічних досліджень
- •1.5 Становлення і розвиток гідрології як науки
- •Тема 2. Розподіл води на земній кулі, її кругообіг, властивості та значення
- •2.1 Розподіл води на земній кулі. Єдність гідросфери
- •2.2 Зміна запасів води на Землі. Кругообіг води на Землі
- •2.3 Водні ресурси земної кулі, континентів, України
- •2.3.1 Водні ресурси земної кулі, континентів
- •2.3.2 Водні ресурси України
- •2.4 Заходи, щодо раціонального використання й охорони водних ресурсів
- •Тема 3. Хімічні й фізичні властивості природних вод
- •3.1 Вода як хімічна сполука, її молекулярна структура і ізотопний склад
- •3.2 Хімічні властивості води
- •3.3 Фізичні властивості води
- •3.3.1 Агрегатні стани води і фазові переходи
- •3.3.2 Густина води
- •3.3.3 Teплові властивості води: теплоємність, теплопровідність
- •3.3.4 Загальні закономірності поширення світла I звуку у воді
- •3.4 Хімічний склад природних вод. Умови формування гідрохімічних характеристик. Чинники формування складу I властивості природних вод
- •3.5 Класифікація природних вод
- •3.6 Гідрологічне, фізико-географічне та екологічне значення фізичних властивостей I «аномалій» у воді
- •3.7 Забруднення природних вод та боротьба з ним
- •Тема 4. Гідрологія річок
- •4.1 Гідрографічна мережа. Річки та річкова мережа. Основні елементи річкових систем
- •4.2 Типи річок
- •4.3 Морфологія й морфометрія річки та її басейну
- •4.3.1 Річкова система
- •4.3.2 Водозбір і басейн річки
- •4.3.3 Морфометричні характеристики басейну річки
- •4.4 Річкові долини та їх типи за походженням і характером поперечного профілю. Елементи річкових долин
- •4.5 Річкове русло та його звивистість у плані. Морфометричні елементи русла. Характерні руслові утворення. Поздовжній профіль річки
- •4.6 Живлення річок. Джерела живлення
- •4.7 Водний режим річок
- •4.7.1 Фази водного режиму. Гідрограф стоку. Розчленування гідрографів стоку
- •4.7.2 Класифікація річок за водним режимом. Відповідні рівні
- •4.8 Механізм течії річок. Розподіл швидкості течії води в річках та її екологічна роль
- •4.9 Річковий стік та його складові
- •4.9.1 Поняття про стік води, наносів, розчинених речовин, тепла
- •4.9.2 Фактори річкового стоку
- •4.9.3 Кількісна характеристика стоку. Норма стоку
- •4.10 Енергія та робота річок
- •4.11 Формування річкових наносів
- •4.12 Основні характеристики річкових наносів. Рух річкових наносів
- •4.13 Руслові процеси та їх типізація. Екологічна роль макро-, мезо- і мікроформ русла річки та їх динаміки. Плеси та перекати, меандри.
- •4.14 Термічний режим річок та його фактори
- •4.14.1 Річний термічний режим. Розподіл температури води за живим перерізом та за його довжиною. Тепловий стік.
- •4.14.2 Тепловий баланс
- •4.15 Льодовий режим річок та його фази
- •4.16 Основні риси та особливості гідрохімічного та гідробіологічного режиму річок
- •4.16.1 Гідрохімічний режим річок
- •4.16.2 Гідробіологічний режим річок
- •Тема 5. Гідрологія озер, водосховищ
- •5.1 Озера та їх поширення на земній кулі
- •5.2 Типи озер за походженням, характером водообміну, хімічним складом
- •5.3 Морфологічні та морфометричні характеристики озер
- •5.4 Водний баланс озера. Елементи водного балансу
- •5.5 Рівневий режим
- •5.6 Динамічні явища
- •5.7 Термічний режим
- •5.7.1 Температурний режим озерних вод
- •5.7.2 Сезонний розподіл температури з глибиною
- •5.7.3 Термічні типи озер
- •5.7.4 Особливості льодового режиму
- •5.8 Вплив озер на клімат прилеглої території
- •5.9 Призначення водосховищ та їx розміщення не земній кулі
- •5.9.1 Типи улоговин водосховищ за їх побудовою, їх класифікація
- •5.9.2 Основні морфометричні й гідрологічні характеристики водосховищ
- •5.9.3 Водний баланс водосховищ. Переформування берегів. Вплив водосховищ на річковий стік.
- •Контрольні запитання
- •Тема 1.
- •Тема 2.
- •Тема 4. Гідрологія річок
- •Тема 5. Гідрологія озер, водосховищ
- •Додатки Додаток а
- •Додаток б
- •Додаток в
2.3 Водні ресурси земної кулі, континентів, України
2.3.1 Водні ресурси земної кулі, континентів
Вода, заповнюючи величезні впадини на земній поверхні, утворює водну оболонку земної кулі - Світовий океан. Із загальної площі земної кулі 510 млн. км2, Світовий океан займає 361 млн.км2 або 71%, а суша - 149 млн.км2 або 29 %.
Загальний об’єм води, що міститься в Світовому океані складає 1338 млн.км3. Якщо цей об'єм рівномірно розподілити по земній поверхні, то вона буде покрита шаром води глибиною 2600 м.
Запаси прісної води складають всього 35 млн.км3 (2,52 %). Із них прісні підземні води, з врахуванням запасів підземних вод в зоні вічної мерзлоти, складають 10,83 млн.км3 (30,96 %), вода в льодовиках - 24 млн.км3 (68,7 %), в озерах - 91 тис.км3 (0,25 %), в болотах - 11 тис.км3 (0,03%), біологічна вода - 1,12 тис.км3 (0,003 %) і води в руслах річок - 2,12 тис.км3 (0,006 %). Найбільш доступними для використання в господарській діяльності людини є води, які протікають в руслах річок і постійно поновлюються в процесі кругообігу (в середньому для Землі кожні 17 діб).
Водними ресурсами будь-якої території називаються запаси поверхневих та підземних вод. Інколи під водними ресурсами великих регіонів або окремих країн розуміють середній багаторічний стік річок цих регіонів. Середній багаторічний стік річок земної кулі складає 44,54 тис. км3. Середній багаторічний стік річок України становить 87,1 км3, із них місцевий стік складає 52,4 км3.
2.3.2 Водні ресурси України
В Україні нараховується більше 67 тисяч річок та струмків загальною довжиною біля 248 тис. км. Із них більшість (94,4 %) водотоків коротші 10 км. Їхня загальна довжина складає 131 тис. км. Із більш як 4 тисяч річок довжиною понад 10 км біля 73% мають довжину менше 25 км, біля 23% складають річки довжиною від 26 до 100 км і лише 3 % річок мають довжину більше 100 км. Біля 96% річок мають площу водозбору до 50 км2, 3,5% - 50-500 км2 і лише 0,6% характеризуються величиною водозбору більшою за 500 км2.
Найбільшою річкою України є Дніпро, котрий протікає з півночі на південь і ділить територію України на Правобережну та Лівобережну частини. Його водність складає 1663 м3/с. Далі йдуть Дністер (274 м3/с), Сіверський Донець (159 м3/с), Південний Буг (137 м3/с). Річки Західний Буг, Тиса, Прип’ять, Десна і Псел відносяться до середніх. Середній багаторічний стік річок України розподіляється по басейнах річок таким чином: Дніпра – 64 %, Дністра – 12 %, Сіверського Донця і річок Приазов’я – 8 %, Південного Бугу – 3 %, Дунаю і річок Причорномор’я – 12 %, кримських річок – 1%.
2.4 Заходи, щодо раціонального використання й охорони водних ресурсів
Водні ресурси України використовуються здавна. Зокрема, річки були шляхами сполучення, джерелами водопостачання, гідравлічної енергії, зрошення земель. Розвиток зрошення на півдні України та осушення боліт на півночі має давню історію. Проте інтенсивне використання водних ресурсів розпочалося за часів радянської влади, від періоду так званої індустріалізації, коли бурхливими темпами, причому будь-якою ціною почали розвиватись різні галузі народного господарства. Для покращення судноплавних умов, а головне для виробництва електроенергії на Дніпрі (біля Запоріжжя) в 1932 р. було завершене будівництво Дніпрогесу; в цей же час будувалися ГЕС на малих річках, проводились меліоративні роботи, величезні об’єми води забиралися для водопостачання промисловості і населення. Особлива увага приділялась водозабезпеченню основних промислових районів — Донбасу і Придніпров’я. Донецький промисловий район був першим районом, для якого в довоєнні роки була створена єдина водогосподарська система водозабезпечення і каналізації.
Розвивались такі галузі водного господарства, як водний транспорт, лісосплав, риболовство, сільськогосподарське водопостачання, велись роботи по боротьбі зі шкідливою дією вод. Однак ці водогосподарські заходи на території України в довоєнні роки носили галузевий характер. Галузі водного господарства розвивались відокремлено, що пояснюється порівняно невеликими об'ємами використання водних ресурсів та достатньою кількістю їх для задоволення місцевих потреб.
У післявоєнний період поряд з відбудовою зруйнованих об’єктів розгорнулись роботи по дальшому розвитку водного господарства. Розпочалося інтенсивне гідроенергетичне та воднотранспортне освоєння Дніпра, будівництво сільських ГЕС на малих і середніх річках, рибогосподарське освоєння ставків і водосховищ. Широкого розмаху набули роботи по зрошенню й осушенню земель, водопостачанню, каналізації, боротьбі з повенями тощо. Подальший розвиток промисловості, теплоенергетики, сільського господарства, різке збільшення міського населення супроводжувались збільшенням водоспоживання. Все більше і більше стала відчуватись обмеженість водних ресурсів в окремих районах, що негативно відбилося на їхньому економічному і соціальному розвитку. Тому наукою і практикою були вироблені основоположні принципи використання й охорони водних ресурсів, додержання яких забезпечувало б оптимальне задоволення потреб у воді відповідних галузей народного господарства. Ці принципи зводяться до такого: водні ресурси мають використовуватись раціонально і комплексно: при використанні водних ресурсів не повинні різко порушуватись окремі лапки гідрологічних систем; у процесі використання водних ресурсів обов’язковою є охорона водних ресурсів у комплексі з охороною всього оточуючого середовища.
Раціональне використання — це всебічно науково обґрунтоване використання вод, яке забезпечує оптимально корисний ефект для суспільства в поточний період і протягом прийнятого періоду розрахункової перспективи при неодмінному дотриманні всіх вимог водного і природоохоронного законодавства. Раціональне використання водних ресурсів є обов’язком усіх водокористувачів. Цей принцип повинен забезпечуватись при розміщенні, проектуванні, будівництві і введенні в експлуатацію як нових підприємств, споруд тощо, так і тих, що реконструюються, а також при впровадженні нових технологічних процесів, які впливають на стан вод.
Під комплексним використанням водних ресурсів розуміють одночасне, найдоцільніше задоволення потреб у воді відповідних галузей народного господарства і оптимальне поєднання інтересів усіх водокористувачів. Комплексне використання водних ресурсів має місце, коли одним водним об’єктом користується кілька галузей водного господарства або один водоспоживач для кількох цілей.
Комплексне використання водних ресурсів не означає однакового задоволення всіх потреб у воді. У більшості випадків при комплексному використанні водних ресурсів деяким видам водозабезпеченості надаються переваги, виходячи з місцевих господарських і природних умов. При цьому потреби населення в питній воді задовольняються в першу чергу, оскільки замінити воду нічим іншим неможливо.
Недотримання при водокористуванні принципу непорушності окремих ланок складних гідрологічних систем, сформованих природою, призводить до негативних екологічних наслідків. Такими є, зокрема, підтоплення, заболочування і засолення земель у південних областях України, куди додатково подасться велика кількість води для зрошення; або значне зниження рівнів підземних вод і переосушення боліт у Поліссі внаслідок відведення з них води при інтенсивному осушенні.
З метою оптимального розподілу між споживачами води основних річок України для них були розроблені схеми комплексного використання. Однак такі локальні рішення щодо використання водних ресурсів не задовольняли народне господарство в цілому. Тому в 1965 р. для території України була складена Генеральна схема комплексного використання і охорони водних ресурсів, основним завданням якої було спланувати використання водних ресурсів для забезпечення розвитку народного господарства і потреб населення у воді, виключити можливі диспропорції між потребами у воді та реальними можливостями задоволення цих потреб: розробити необхідні водогосподарські заходи; попередити забруднення, засмічення і виснаження ресурсів природних вод. На основі Генеральної схеми розроблялись басейнові і регіональні схеми з виділенням першочергових об’єктів для будівництва.
Для регулювання використання водних ресурсів і централізованого проведення різних видів водної меліорації був створений спеціальний державний орган — Міністерство меліорації і водного господарства України (нині Державний комітет України по водному господарству). Через спеціалізовану сітку водогосподарських організацій разом з Мінприроди та місцевими адміністративними органами цей комітет здійснює контроль за використанням і охороною вод.
Правовою основою водних відносин в Україні є Водний кодекс України та Закон про охорону навколишнього природного середовища. Так поступово в Україні сформувався і функціонує водогосподарський комплекс — складне системно-структурне формування, яке включає в себе водні ресурси, водокористувачів, органи управління і контролю та характеризується певною функціональною, галузевою і територіальною структурою.
Водокористувачі в складі водогосподарського комплексу виступають не відокремлено, а як окремі галузі народного господарства. Такими галузями-водокористувачами є промисловість, сільське господарство, гідроенергетика, комунальне господарство, водний транспорт, рибне господарство тощо. Сукупність цих галузей-водокористувачів утворює своєрідну галузь народного господарства — водне господарство. Для забезпечення водою споживачів на водних об’єктах споруджують комплексні і некомплексні гідровузли, водозабори, різні водорегулюючі споруди, а для подачі води — канали, водоводи, водопроводи тощо. Сукупність гідравлічно зв’язаних водних об’єктів і водогосподарських споруд, сумісне функціонування яких має оптимально задовольняти запити водокористувачів, утворює водогосподарські системи. Для водопостачання населення, промисловості, зрошення земель, обводнення, розвитку рибного господарства, водного транспорту і гідроенергетики в Україні створені водогосподарські системи комплексного призначення. Зокрема, водогосподарські системи Дніпра, Дністра, Південного Бугу тощо; каналів Сіверський Донець — Донбас, Дніпро — Кривий Ріг, Північно-Кримський канал, Дніпро — Донбас; великі зрошувальні й осушувальні системи. Складні водогосподарські заходи проведені для створення систем водопостачання великих міст, особливо Києва, Харкова, Львова, Кіровограда, Чернівців та деяких інших.