5. Использование природных вод. Практическое значение гидрологии

По характеру использования все отрасли народного хозяйства подразделяют на водопотребителей и водопользователей.

Водопотребители – это отрасли, которые изымают воду из естественных источников (водотоков, водоемов, водоносных пластов, морей и океанов и др.) и используют для получения продукции и часто возвращают в те же водоемы , но худшего качества. К отраслям водопотребителям относят промышленность, атомная и тепловая энергетика, сельское хозяйство, коммунальное хозяйство.

Водопользователи – отрасли народного хозяйства, которые не изымают воду из водных объектов , а используют ее как среду или элемент ландшафта. К водопользователям относят гидроэнергетику, водный транспорт, рыбное хозяйство, туризм, водные виды транспорта.

Традиционные способы использования водных ресурсов в первую очередь для хозяйственного использования и недостаточно эффективные способы восстановления качества водных объектов, а также повсеместное загрязнение территорий водосборов привело к резкому ухудшению качества воды в водотоках и водоемах, что привело к резкому ухудшению условий водоснабжения в большинстве водосборов и требует разработки неотложных мер по охране водных объектов.

Практическое значение гидрологии определяется использованием природных вод и необходимостью сохранения водных объектов как источника жизни. Для развития всех отраслей водного хозяйства и разработки мероприятий по охране водной среды необходимо знание гидрологических характеристик и оценке их изменения во времени и пространстве.

Промышленность заинтересована в оценке количества воды в водном объекте и его качестве , земледелие в данных об источнике орошения или гидрологическом состоянии водоприемников для осушения, водный транспорт нуждается в сведениях о режиме водных объектов, рыбное хозяйство и рекреации – качество водной среды. Для строительства сооружений на водных объектах в умеренных и холодных климатических поясах необходимы сведения о ледовом режиме.

Для разработки мероприятий по охране окружающей среды необходимы сведения о гидрологических характеристиках и режиме водного объекта, качестве его воды.

6. Краткая истории гидрологии

Первые гидрологические наблюдения люди стали проводить еще в глубокой древности. Они были вызваны непосредственной потребностью в воде для приготовления пищи и использованием водных объектов для транспорта и рыболовства.

Научные гидрологические представления в мифологической форме были характерны для Древнего Китая, Древней Индии, Египта, цивилизаций ацтеков и инков, Шумерского царства, Урарту. Более близкие к современным знания о свойствах водных объектов впервые были представлены в Древней Греции и Риме. Современные взгляды изложены в трактате об архитектуре римского инженера – Витрувия. Однако этим взглядам все таки были были присущи умозрительность и недостаток измерений. Большой вклад в изучение механики потоков, разработку методов измерения и представления о круговороте воды внес выдающийся художник, архитектор и фортификатор Леонардо да Винчи.

Современная научная гидрология создана трудами 3 ученых – французов Пьера Перро, и Эдма Мариотта и англичанина Галлея. Датой создания научной гидрологии считается трактат «О происхождении источников», написанный Пьером Перро и изданный анонимно в 1674 г в Париже. В этом трактате Пьер Перро впервые на основании данных измерений показал, что атмосферных осадков достаточно для обеспечения стока р.Сены у Дижона. Эдм Мариотт – монах и основатель молекулярной физики (закон Бойля-Мариотта), провел инструментальные измерения расхода воды Сены у моста в Париже, измерение осадков и испарения и также сделал вывод о достаточности осадков для обеспечения стока р.Сены у Парижа. Галлей – известный астроном (комета Галлея) долгое время изучавший звездное небо южного полушария на острове Святой Елены в Атлантическом океане провел наблюдения за испарением морской воды и показал, что испарения с поверхности океана достаточно для образования осадков на суше и наполнения ими русел рек.

18 и 19 век были временем экстенсивного развития гидрологии: развивались методы измерения (измерение глубин мирового океана, гидрометрическая вертушка Вольтмана, гидравлика). Основными отраслями хозяйства, требовавшими применение гидрологических знаний, были водный транспорт, мельницы. Потребовались знания водного режима и гидрографии. Начаты первые систематические гидрологические наблюдения. В конце 19 в. во Франции и Германии созданы Государственные службы наблюдений за характеристиками водных объектов.

В это время наблюдения начаты в России. Особенно большой вклад Петра I в развитие гидрологических наблюдений в России. Им был впервые измерен расход воды в низовьях Волги. В 1715 г. Петром I создан первый гидрологический пост в Европе (СПб, Петропавловская Крепость). Большой объем работ был проделан в петровское время в ходе строительства каналов (Шлисбургского), строительства горных заводов на Урале и Алтае (гидротехник Фролов).

Новый толчок развитию гидрологии дала гидроэнергетика, бурное развитие мелиорации, дорожное строительство. Возникли службы гидрологических прогнозов (французский инженер Бельгран, русский инженер Клейбер).В Начале 19 в. в России были созданы три гидрометрических части , которые возглавили крупнейшие специалисты (в Европейской части и Срелней Азии – В.Г.Глушков, в Крыму – Д.И.Кочерин, в Закавказье – Эссен). С 1916 г. в России стал издаваться журнал «Гидрологический вестник » под ред. А.И.Воейкова. В 1919 г. указом В.И.Ленина создано первое в мире государственное учреждение, занимающееся гидрологическими исследованиями – Государственный Гидрологический Институт, во главе которого стал крупнейший гидролог В.Г.Глушков. В институте были собраны лучшие специалисты России в области гидрологии, гидравлики ии и океанологии – В.И.Вернадский, Христианович, Н.Н. Павловский, Книппович. Бурное развитие хозяйства вызвало значительный спрос на гидрологические исследования. В 40-е годы ГГИ являлся крупнейшим гидрологическим институтом мира.

Значительные исследования были проведены в США (Мид, Р.Хортон , Снайдер), анличанин – Херст, сильная французская школа гидрологии.

После войны развитие гидрологии усилилось. Созданы целые отрасли гидрологических наук, усилились экспериментальные исследования, создана сеть гидрологических наблюдений в развитых странах. В СССР центром гидрологических исследований являлся ГГИ, Институт водных проблем АН СССР, отраслевые институты. Новые исследования проводились в районах освоения целинных и залежных земель, Средней Азии (орошение), Нечерноземье (осушение). Развитие системы гидрологических наблюдений к 1970 г. достигло своего максимума. Создано много экспериментальных водобалансовых станций во всех географических зонах.

С 1964 г. началось активное международное сотрудничество в области гидрологии по линии ЮНЕСКО (ООН). Исследования на международном уровне объединяются Международной организацией гидрологических наук. С 1964 г. были проведены исследования по 7 международным гидрологическим программам. С 2005 г. начался новый этап международного сотрудничества – программа HELP.

Общая тенденция в мире – переход на комплексное изучение водосборов с обеспечением финансирования исследований за счет заинтересованных коммерческих организаций.