- •1.1. Методы изучения гидрологических процессов
- •1.4. Понятие о гидросфере
- •1.6. Понятие о водных ресурсах
- •1.7. Водные объекты и их виды
- •2. Гидрология рек
- •2.3. Водный баланс речного бассейна
- •.7. Водный режим рек
- •2.8. Классификация рек по водному режиму
- •2.9. Гидрометрия
- •2.10. Русловые процессы на реках
- •2.12. Гидрохимия рек
- •2.13. Антропогенное воздействие на режим рек и речной сток
- •3. Гидрология подземных вод
- •3.1. Вода в земной коре
- •3.2. Интенсивность водообмена подземных вод
- •.3. Происхождение подземных вод
- •3.4. Водные свойства горных пород
- •3.5. Физические свойства и химический состав подземных вод
- •3.6. Классификация подземных вод
- •3.7. Движение подземных вод
- •3.8. Естественные выходы подземных вод на поверхность (источники)
- •3.10. Запасы и ресурсы подземных вод
- •4. Гидрология озер
- •4.1. Типы озер
- •4.2. Морфология и морфометрия озер
- •4.3. Водный баланс озер
- •4.4. Динамика уровня воды в озерах
- •4.5. Движение воды в озерах
- •4.6. Термический режим озер
- •4.7. Ледовые явления на озерах
- •4.8. Гидрохимия озер
- •4.9. Влияние озер на речной сток
- •5.2. Основные морфометрические характеристики водохранилищ
- •5.3. Водный режим водохранилищ
- •5.4. Термический режим водохранилищ
- •5.5. Влияние водохранилищ на окружающую среду
- •6. Гидрология болот
- •6.1. Происхождение болот
- •6.2. Типы болот
- •6.3. Морфология и гидрология болот
- •6.4. Влияние болот на речной сток и хозяйственное значение болот
- •7. Гидрология морей
- •7.2. Водный баланс мирового океана
- •7.3. Морские течения и их классификация
- •7.4. Приливы и отливы
- •7.5. Динамика температуры морской воды
- •7.6. Соленость морской воды
- •7.7. Океан и климат
- •7.8. Экологическое состояние мирового океана
- •Интернет-ресурсы
1.4. Понятие о гидросфере
Гидросфера (греч. hidro – вода и sphaira – шар) – водная оболочка Земли. Она включает в себя всю химически не связанную воду, независимо от ее со- стояния: твердую, жидкую, газообразную.
Из 1,4 млрд км3 общего объема вод гидросферы около 96,5\% составляют моря и океаны; 1,7\% приходится на подземные воды, около 2\% – на ледники и постоянные снега (в основном Антарктиды и Гренландии), менее 0,02\% –
на поверхностные воды суши (реки, озера, болота, искусственные водоемы). Некоторое количество воды находится в атмосфере и в живых организмах. Объем гидросферы постоянно меняется. По данным ученых, 4 млрд лет назад ее объем составлял всего 20 млн км3, то есть был почти в семь тысяч раз мень- ше современного. В будущем, по прогнозам ученых, количество воды на Земле, по-видимому, также будет возрастать, если учесть, что объем воды в мантии Земли оценивается в 20 млрд км3 – это в 15 раз больше современного объема гидросферы (табл. 3). Предполагают, что поступление воды в гидросферу будет
происходить не только выделением ее из мантии, но и при вулканических из-
вержениях.
Гидросфера играет очень большую роль в жизни нашей планеты. Она на- капливает солнечное тепло и перераспределяет его на Земле; с Мирового океана на сушу поступают атмосферные осадки. Мировой океан особенно влияет на климат прибрежных территорий.
Запасы воды в гидросфере
Таблица 3
Виды природных вод |
Площадь |
Объем, тыс. км3 |
Доля в мировых запасах в \% |
|||||||||
млн км2 |
\% площади суши |
от общих запасов воды |
от запасов пресных вод |
|||||||||
Воды на поверхности литосферы |
||||||||||||
Мировой океан |
361 |
- |
1 338 000 |
96,4 |
- |
|||||||
Ледники |
16,3 |
11 |
25 800 |
1,86 |
70,3 |
|||||||
Озера |
2,1 |
1,4 |
176 |
0,013 |
- |
|||||||
в т.ч. пресные |
1,2 |
0,8 |
91 |
0,007 |
0,25 |
|||||||
Водохранилища |
0,4 |
0,3 |
6 |
0,0004 |
0,016 |
|||||||
Вода в реках |
- |
- |
2 |
0,0002 |
0,005 |
|||||||
Вода в болотах |
2,7 |
1,8 |
11 |
0,0008 |
0,03 |
|||||||
Воды в верхней части литосферы |
||||||||||||
Подземные воды в т.ч. пресные |
- |
- |
23 400 |
1,68 |
|
|||||||
- |
- |
10 530 |
0,76 |
28,7 |
||||||||
Подземные льды, зоны многолетнемерзлых пород |
2,1 |
14 |
300 |
0,022 |
0,82 |
|||||||
Вода в атмосфере и организмах |
||||||||||||
Вода в атмосфере |
- |
- |
13 |
0,001 |
0,04 |
|||||||
Вода в организмах |
- |
- |
1 |
0,0001 |
0,003 |
|||||||
Общие запасы воды |
||||||||||||
Общие запасы воды |
- |
- |
1 388 000 |
100 |
- |
|||||||
в т.ч. пресной |
- |
- |
36 700 |
2,64 |
100 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
В настоящее время гидросфера охвачена невиданными по скорости и размерам преобразованиями, связанными с технической деятельностью челове- ка. Ежегодно используется около 5 тыс. км3, а загрязняется в 10 раз больше. Некоторые страны начали ощущать нехватку пресной воды.
Гидросфера взаимодействует со всеми оболочками Земли. О связи ее с литосферой свидетельствует эрозионная и аккумулятивная работа вод, влияющая на формирование рельефа. Взаимодействует гидросфера и с атмо- сферой: облака состоят из паров воды, испарившихся с поверхности морей и океанов. Так как живые существа, населяющие биосферу, не могут жить без во- ды, можно говорить о взаимосвязи гидросферы и с биосферой. Взаимодействуя
с различными оболочками планеты, гидросфера выступает, в свою очередь, как часть целостной природы Земли
Гидросфера едина. Ее единство – в общности происхождения всех при- родных вод из мантии Земли, в их пространственной непрерывности и взаи- мосвязанного в системе мирового круговорота воды в природе.
1.5. круговорот воды в природе
Все воды на Земле – океанические, поверхностные и подземные воды су- ши – благодаря лучистой энергии солнца и силе тяжести тесно взаимосвязаны и образуют единый круговорот воды в природе. Физической основой круговорота воды в природе служит солнечная радиация, способствующая нагреванию во- ды, возникновению горизонтальных градиентов давления, переносу воздушных масс в атмосфере и водных масс в океане, и сила тяжести, заставляющая скон- денсировавшуюся в атмосфере воду выпадать на поверхность Земли в виде осадков и стекать на суше в направлении уклона сначала к рекам, а затем и к океану. Круговорот воды в природе (гидрологический цикл) – процесс цикличе- ского перемещения воды в земной биосфере. Состоит из испарения, конденса- ции и осадков. Моря теряют из-за испарения больше воды, чем получают с осадками, на суше – положение обратное. Вода непрерывно циркулирует на земном шаре, при этом ее общее количество остается неизменным. Три четверти поверхности земного шара покрыто водой. Водную оболоч- ку Земли называют гидросферой. Большую ее часть составляет соленая вода морей и океанов, а меньшую – пресная вода озер, рек, ледников, грунтовые во- ды и водяной пар. Постоянный обмен влагой между гидросферой, атмосферой и земной по- верхностью, состоящий из процессов испарения, передвижения водяного пара в атмосфере, его конденсации в атмосфере, выпадения осадков и стока, получил название круговорота воды в природе. Атмосферные осадки частично испаря- ются, частично образуют временные и постоянные водостоки и водоемы, час- тично – просачиваются в землю и образуют подземные воды. Различают несколько видов круговоротов воды в природе: Большой, или мировой, круговорот – водяной пар, образовавшийся над поверхностью океанов, переносится ветрами на материки, выпадает там, в виде атмосферных осадков и возвращается в океан в виде стока. В этом процессе из- меняется качество воды: при испарении соленая морская вода превращается в пресную, а загрязненная – очищается. Малый, или океанический, круговорот – водяной пар, образовавшийся над поверхностью океана, сконденсируется и выпадает в виде осадков снова в океан. Внутриконтинентальный круговорот – вода, которая испарилась над по- верхностью суши, опять выпадает на сушу в виде атмосферных осадков. В итоге, осадки в процессе движения опять достигают Мирового океана (рис. 4). Скорость переноса различных видов воды изменяется в широких преде- лах, так и периоды расходов, и периоды обновления воды также разные. Они изменяются от нескольких часов до нескольких десятков тысячелетий. Запасы почвенной влаги имеют примерно летний период накопления и расходов. Ат- мосферная влага, которая образуется при испарении воды с поверхности океа- нов, морей и суши и существует в виде облаков, обновляется в среднем через восемь дней. Воды, входящие в состав живых организмов, восстанавливаются в тече- ние нескольких часов. Это наиболее активная форма водообмена. Период об- новления запасов воды в горных ледниках составляет около 1 600 лет, в ледни- ках полярных стран значительно больше – около 9 700 лет. Время очистки и обновления воды в элементах гидросферы приведено в таблице 4. Полное обновление вод Мирового океана происходит примерно через 2 700 лет.
Рис. 4. Круговорот воды в природе: А1 – осадки, выпадающие над сушей; А2 – осадки, выпадающие над океаном; Б1 – испарение с суши; Б2 – транспирация растительностью; Б3 – испарение с озер и рек; Б4 – испарение с океана; В1 – инфильтрация воды в почву; В2 – потребление воды растительностью; В3 – подземный сток воды в реки и озера; В4 – подземный сток воды в океан; Г – поверхностный сток в озера и реки
Таблица 4 Время очистки и обновления воды в элементах гидросферы
Окончание табл. 4
|
