4. Водный баланс

Для оценки круговоротов воды используется метод водного баланса, который является частным случаем закона сохранения вещества в природе. Он основан на очевидном свойстве: разность между приходом и расходом воды на какую-либо территорию, равна изменению количества воды на этой территории. Уравнение водного баланса – это количественное выражение этого свойства.

В зависимости от задач расчетов в гидрологии рассматриваются водные балансы различных водных объектов, водосборов, отдельных территорий, районов и т.п. за различные промежутки времени.

Так, для Океанов уравнение водного баланса имеет вид:

Хо + У - Ео = ± ∆ Wо,

где Хо – осадки на поверхность океанов,

У – сток в океан,

Ео – испарение с поверхности океанов,

∆ Wо - изменение запаса воды в океанах.

Для континента, а также для отдельных участков суши, в т.ч. речных водосборов:

Хс - Ес - У = ± ∆ Wс,

где Хс – осадки на поверхность континента,

У – сток с континента,

Ес – испарение с поверхности суши,

∆ Wc – изменение запаса воды на континенте (в почвах, грунтах, подземных водах, в бессточных понижениях).

5. Водные ресурсы и водообеспеченность

В общем виде водными ресурсами называют воды Земли, пригодные для использования человеком в процессе его жизнедеятельности.

К ним относят относят все воды на Земном шаре, за исключением воды, физически или химически связанной с минералами и биомассой.

С точки же зрения водообеспеченности территории к водным ресурсам следует отнести лишь те природные воды, которые могут быть использованы на данном или на перспективном уровне социально-экономического и технического развития страны, региона или района при конкретном состоянии водного источника. На практике водными ресурсами называют запасы поверхностных и подземных вод какой-либо территории. Самыми ценными являются пресные воды, которых на Земле по сравнению с водами Океана, очень мало (см. раздел 3).

Водные ресурсы, в отличие от других природных ресурсов, например, углеводородных, возобновляются и поэтому при разумном отношении к ним могут использоваться практически вечно.

Для оценки водных ресурсов используют расчетные формулы и картограммы элементов водного баланса, которые позволяют получать количественные характеристики запасов пресных вод на любой территории. Сопоставляя их с потребностью в воде на коммунальные и промышленные нужды, судят о водообеспеченности этой территории. Воды может не хватать в отдельных районах и в отдельные годы, что негативно отражается на их социально-экономическом развитии. В этих условиях необходимо выработать определенную стратегию по экономии водных ресурсов или переброски стока с других территорий. Как правило, рассматриваются и экономически просчитываются несколько вариантов решения проблемы нехватки водных ресурсов. Причем, оптимальный вариант может не быть наиболее выгодным с экономической точки зрения. Приоритетными критериями оптимальности могут приниматься не экономические, а социальные или экологические критерии.

Тема № 2

Гидрографическая сеть суши. Основные

элементы речных систем. Типы питания рек.

Фазы водного режима

1. Гидрографическая сеть суши

Вода, поступающая на поверхность земли в виде осадков, талой воды или выходящая из подземных источников, собирается в понижениях рельефа и стекает под действием силы тяжести, образуя отдельные струйки, ручейки и ручьи. Соединяясь, ручьи образуют реки.

Система, включающая постоянные и временные водотоки, озера, болота, водохранилища, представляет собой гидрографическую сеть суши.

В строении гидрографической сети наряду с ручейками и ручьями, образующимися на склонах, выделяют ложбины, лощины, суходолы и долины.

Ложбина – слабо выраженная вытянутая впадина водно-эрозионного происхождения с пологими обычно задернованными склонами. Площадь водосбора ложбин – в среднем от 10 до 50 га.

Лощина – следующее после ложбины звено гидрографической сети с большой крутизной и высотой склонов, появлением форм донного и берегового размывов. Площадь водосбора – до 3-5 км².

Суходол –нижнее звено гидрографической сети без постоянного водотока, характеризуется ассиметрией склонов, наличием извилистого русла временного водотока. Площадь водосбора - до 10-15 км².

Отметим, что при пересечении дорогой ложбины или лощины, как правило, устраиваются малые водопропускные сооружения. Сток из ложбин отводится в придорожный кювет.

Речная долина – относительно узкая, вытянутая в длину пониженная форма рельефа, которая характеризуется общим наклоном своего ложа к устью. Это наиболее полно разработанная водой звено гидрографической сети. Долины, встречаясь между собой, никогда не пересекаются, а соединяются вместе в одно целое понижение. По форме их поперечного профиля различают: каньоны, ущелья, трапецевидные и корытообразные долины. В зависимости от происхождения - тектонические, вулканические, ледниковые и эрозионные долины.

В составе долины выделяют следующие элементы (рис. 3):

1. Дно или ложе – самая низкая часть долины. Часть ложа, постоянно занятое водой реки, называется руслом.

2. Склоны – повышенные участки долины, ограничивающие с боков ложе.

3. Пойма – затапливаемая в период паводков и половодий часть ложа.

4. Терраса – относительно горизонтальный участок склона.

Рис. 3. Элементы речной долины

Линия сопряжения дна долины со склоном называется подошвой склона, характеризуется более или менее заметным изломом в поперечном профиле долины. Линия сопряжения склонов долины с прилегающей местностью называется бровкой. Линия сопряжения поверхности воды с берегом является урезом воды.