- •В. Г. Клименко загальна гідрологія Навчальний посібник для студентів
- •Вступ. Модуль 1. Фізико-хімічні властивості води. Гідрологія річок Вступ
- •Блок 1. Гідрологія як наука. Її місце у вивченні географічної оболонки
- •1.4. Фізичні основи гідрологічних процесів
- •1.5. Розвиток гідрології як науки
- •Блок 2. Розподіл води на земній кулі. Кругообіг води
- •2.1. Розподіл води на земній кулі
- •2.2. Зміна кількості води на земній кулі
- •2.3. Кругообіг води в природі
- •2.4. Водний баланс
- •2.5. Водні екосистеми
- •2.6. Водні ресурси України
- •3.1. Хімічний склад води
- •3.2. Фізичні властивості води
- •4.1. Типи річок
- •4.2. Морфологія й морфометрія річки та її басейну
- •4.2.1. Водозбір і басейн річки
- •4.2.2. Морфометричні характеристики басейну річки
- •4.2.3. Фізико-географічні й геологічні характеристики басейну річки
- •4.2.4. Річка і річкова мережа
- •4.2.5. Річкова долина й русло річки
- •4.2.6. Поздовжній профіль річки
- •4.3. Живлення річок
- •Класифікація о. І. Воєйкова
- •Класифікація м. І. Львовича
- •4.4. Водний баланс басейну річки
- •4.5. Водний режим річок
- •4.5.1. Види коливання водності річок
- •4.5.2. Рівневий режим річок
- •4.5.3. Фази водного режиму
- •4.5.4. Розчленування гідрографа за видами живлення
- •4.5.5. Класифікація річок за водним режимом
- •4.6. Річковий стік
- •4.6.1. Складові річкового стоку
- •4.6.2. Основні характеристики стоку
- •4.7. Рух води в річках
- •4.8. Річкові наноси
- •4.10. Руслові процеси
- •4.11. Термічний режим річок
- •4.12. Льодовий режим річок
- •4.13. Гідрохімічний режим річок
- •4.14. Гідробіологічні особливості річок
- •Модуль 2. Характеристика водойм (озер, водосховищ, боліт) та особливих водних об’єктів (підземних вод, льодовиків)
- •5.1. Типи озер
- •5.2. Морфологія і морфометрія озер
- •5.3. Водний баланс озер
- •5.4. Коливання рівня води в озерах
- •5.5. Рух озерної води
- •Хвилювання на озерах
- •Течії в озерах
- •Температурна класифікація озер
- •5.7. Льодовий режим озер
- •5.8. Оптичні явища в озері
- •5.9. Донні відклади озерної улоговини
- •5.10. Водні маси озер
- •5.11. Хімічний склад озерних вод
- •5.12. Гідробіологічна характеристика озера
- •5.13. Значення озер
- •6.1. Типи водосховищ
- •6.2. Основні характеристики водосховищ
- •6.3. Водний режим водосховищ
- •6.4. Термічний і льодовий режим водосховищ
- •6.5. Гідрохімічний і гідробіологічний режим водосховищ
- •6.6. Замулення водосховищ і переформування їх берегів
- •6.7. Водні маси водосховищ
- •6.8. Значення водосховищ та їх вплив на річковий стік і природне середовище
- •7.1. Типи боліт
- •7.2. Морфологія та гідрографія боліт
- •7.3. Водний баланс боліт
- •7.4. Рух води в болотах
- •7.5. Термічний режим боліт
- •7.6. Вплив боліт на стік річок. Практичне значення боліт і їх вивчення
- •8.1. Походження льодовиків та їх поширення на земній кулі
- •8.2. Типи льодовиків
- •8.5. Баланс льоду і води в льодовику
- •8.7. Робота льодовиків
- •8.8. Поширення та значення льодовиків
- •9.1. Походження підземних вод
- •9.2. Фізичні властивості ґрунтів
- •9.3. Водні властивості ґрунтів
- •9.4.Види води в порах ґрунту
- •9.5. Фільтраційні властивості порід і рух підземних вод
- •9.6. Класифікація підземних вод
- •9.7. Умови залягання підземних вод
- •9.8. Водний баланс і режим підземних вод
- •9.8.1. Водний баланс підземних вод
- •9.8.2. Режим підземних вод
- •9.9. Особливості хімічного складу підземних вод
- •9.10. Роль підземних вод у фізико-географічних процесах
- •9.11. Розповсюдження підземних вод
- •10.1. Світовий океан та його частини
- •10.2. Основні особливості будови земної кори під морями та океанами
- •10.3. Рельєф дна океанів
- •10.4. Донні відклади
- •10.5. Сольовий склад вод Світового океану
- •10.6. Солоність морської води
- •10.7. Водний баланс Світового океану
- •10.8. Густина і тиск морської води
- •10.9. Термічний режим океанів і морів
- •10.10. Лід в океанах і морях
- •Класифікація морської криги
- •Дрейф льоду
- •10.11. Водні маси океану
- •10.12. Оптичні та акустичні властивості морської води
- •Швидкість звуку (у м/с) в морській воді при різній солоності і температурі
- •10.13. Рівень океанів і морів
- •10.14. Хвилювання в океанах і морях
- •10.15. Течії в океанах і морях
- •10.16. Припливи і відпливи
- •10.17. Ресурси Світового океану та їх використання
- •10.18. Проблеми охорони вод Світового океану
- •Робоча програма навчальної дисципліни
- •Опис навчальної дисципліни
- •Мета та завдання навчальної дисципліни
- •За модулем 1
- •За модулем 2
- •За модулем 3
- •Також студенти повинні вміти: За модулем 1
- •За модулем 2
- •За модулем 3
- •Програма навчальної дисципліни
- •Тема 2. Кругообіг води у природі й водні ресурси Землі. Розподіл води на земній кулі. Єдність гідросфери. Зміна запасів води на Землі. Кругообіг води в природі та його енергетичні фактори.
- •2.1.1. Нормативні навчальні елементи за модулем 1
- •Тема 5. Гідрологія льодовиків. Вивчення умов й особливостей похо-
- •2.1.1.Нормативні навчальні елементи за модулем 2
- •Тема 1.Світовий океан та його частини. Класифікація морів. Гіпотези виникнення Світового океану. Будова, рельєф дна океанів і морів. Донні відклади в океанах і морях.
- •Тема 2.Термічний режим океанів і морів. Загальна схема теплообміну в системі океан-атмосфера-літосфера. Тепловий баланс океану. Розподілення температури води у Світовому океані.
- •Тема 3.Перемішування та обмін в океані. Види перемішування в морському середовищі: молекулярне, турбулентне. Методи розрахунку перемішування та обміну.
- •2.1.2. Нормативні навчальні елементи за модулем 3
- •4. Структура навчальної дисципліни
- •6. Теми лабораторних занять
- •7. Самостійна робота
- •8. Індивідуальне навчально –дослідне завдання
- •9. Методи навчання
- •10. Методи контролю
- •11. Розподіл балів, які отримують студенти
- •Шкала оцінювання
- •12. Методичне забезпечення
- •13. Рекомендована література Базова
- •Допоміжна
- •14. Інформаційні ресурси
- •Виконання роботи
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 2 Побудова поперечного профілю русла річки і обчислення його морфометричних характеристик
- •Зміст роботи
- •Виконання роботи
- •Порядок виконання
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 3 Середній багаторічний стік
- •Зміст роботи
- •Виконання роботи
- •Порядок виконання
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 4 Розчленування гідрографа річкового стоку
- •Зміст роботи
- •Виконання роботи
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 5 Розподіл температури води в озері з глибиною
- •Зміст роботи
- •Виконання роботи
- •Питання для самоперевірки
- •Питання для самоперевірки
- •Лабораторна робота № 7 Зміна температура води у Світовому океані
- •Зміст роботи
- •Виконання роботи
- •Питання для самоперевірки:
5.10. Водні маси озер
Основні властивості водної маси у водоймі – її генетична однорідність. За генезисом виділяють два типи водних мас: первинні та основні.
Первинні воднімаси озер формуються на їх водозборах і надходять до водойми у вигляді річкового стоку. Властивості цих водних мас залежать від природних умов водозборів і змінюються за сезонами залежно від гідрологічного режиму. Основна особливість первинної водної маси фази повені – низька мінералізація, підвищена мутність води, достатньо високий уміст розчиненого кисню. Температура первинної водної маси в період нагрівання зазвичай вища, ніж у водоймі, і нижча в період охолодження.
Основні водні масиформуються безпосередньо у водоймі; їх характеристики відображають особливості гідрологічного, гідрохімічного і гідробіологічного режимів водойм. Частинку властивостей основні водні маси спадкують від первинних водних мас, частинку набувають внаслідок процесів, які відбуваються всередині водойми, а також під впливом обміну речовиною і енергією між водоймою, атмосферою та ґрунтами дна. У межах основної водної маси водойми в окремі сезони року виділяють її модифікації: поверхневу, проміжну, глибинну та придонну. Модифікації основної водної маси визначаються перш за все розходженнями за температурою води по глибині водойми, вмістом кисню й органічних речовин.
Поверхнева водна маса– це верхній найбільш нагрітий шар води (епілімніон),глибинна водна маса– зазвичай найбільш потужній і відносно однорідний шар більш холодної води (гіполімніон),проміжна водна масавідповідає шару стрибка температури (металімніон),придонна водна маса– це вузький шар води на дні з підвищеною мінералізацією та специфічними організмами.
Унаслідок взаємодії первинної (річкової) та основної (озерної) водних мас формується зона змішування, в якій одна водна маса трансформується в іншу. В межах цієї зони знаходитьсягідрологічний фронт– це відносно вузька смуга з найбільшими горизонтальними градієнтами основних характеристик води (мінералізація, температура та ін.). Гідрофронт розділяє різні водні маси.
5.11. Хімічний склад озерних вод
Рівняння хімічного (сольового) балансу має такий вигляд:
R+річ+ R+підз+ Rх= R-річ+ R-підз+ Rвітр+ Rос ± ∆R,
де R±річ, R±підз– надходження та витрати солі з поверхневим та підземним стоком;
Rх– надходження солі з атмосферними опадами;
Rвітр– винесення солі з поверхні озера вітром;
Rос– кількість солі, що осідає на дні озера;
±∆R – зміна кількості солі у воді озера за проміжок часу.
Для стічних озернайбільший внесок до сольового балансу мають надходження і витрати солі за рахунок річкового стоку.
Для мінералізованих безстічних озер посушливої зониу прибутковій частині рівняння зростає роль притоку солі з підземним стоком, а у витратній – осадження солі та винесення солі вітром.
У воді озер тундрипереважають іони НСО3-, в озерах лісової зони –
НСО-3і Сa2+, в озерах степової зони –SO2-4, НСО-3, Na+ і К+, в озерах пустелі – C1- і Na+.
Для зони недостатнього зволоженняхарактернімінеральні озера, у воді яких переважають окремі хімічні сполуки. Воду мінеральних озер називаютьрозсолом або ропою. За походженням ропи мінеральні озера поділяються наморські й континентальні.Склад води озер морського походженняспочатку подібний до складу морської води, потім поступово він під впливом кліматичних факторів (опади, випаровування, температура тощо) і поверхневого річкового стоку змінює свій склад.В озерах континентального походженнясолі накопичуються поступово за рахунок розчинення солей, які містяться в ґрунтах і гірських породах, що складають водозбірний басейн і приносяться поверхневими і підземними водами.
Окрім розчинених солей, вода озер утримує біогенні речовини(сполуки азоту, фосфору, кремнію, заліза тощо), розчинені гази (кисень, азот, сірководень тощо); органічні речовини.
Газинадходять у воду або з атмосфери, розчиняючись у верхніх шарах води, або утворюються внаслідок біохімічних процесів, які відбуваються у водній масі озера. В озерну водукисеньнадходить з атмосфери, а також за рахунок фотосинтезу. На глибину озера кисень проникає під час осіннього та весняного перемішування.
Збагачення товщі води киснем відбувається під час інтенсивного вертикального конвекційного і динамічного перемішування (зазвичай у період весняної та осінньої гомотермії).
Вуглекислий газутворюється в усій товщі озера, а використовується у верхніх шарах, тому його найменше біля поверхні води.
Сірководеньвиникає в придонних шарах деяких озер при розкладанні органічних речовин і процесах відновлення при відсутності кисню в основному взимку, коли доступ повітря у воду ускладнюється.
Інтенсивність і спрямованість газообміну водойми з атмосферою визначається ступенем насиченості води газами, що у свою чергу залежить від розчинності газу при визначених значеннях температури і тиску. Якщо вода поверхневого шару озера не зовсім насичена, наприклад, киснем, то відбувається його поглинання з атмосфери; якщо ж вода перенасичена киснем, то частина його відходить в атмосферу.