II. Содержание курса

Введение. Вода в природе и жизни человека. Понятие о гидросфере. Водные объекты: водотоки, водоемы, особые водные объекты. Гидрологические процессы. Гидрология как наука. Структура гидрологии. Предмет и задачи. Методы исследования. Практическое значение гидрологии. Основные этапы развития.

Химические и физические свойства природных вод. Вода как химическое соединение. Строение молекулы воды и важнейшие химические свойства воды. Вода как растворитель. Химический (солевой) состав природных вод и его классификация. Газы, биогенные и органические вещества, микроэлементы в природных водах. Загрязнение природных вод и борьба с ними.

Физические свойства природных вод. Агрегатные состояния воды. Фазовые переходы. Плотность воды и ее зависимость от температуры, минерализации, содержания взвешенных веществ и давления. Зависимость температуры замерзания и температуры наибольшей плотности от солености воды. Тепловые свойства воды, ее теплоемкость и теплопроводность. Вязкость воды, Поверхностное натяжение. Физические основы процессов в гидросфере. Фундаментальные законы физики: сохранение вещества, сохранение энергии и изменения импульса (количества движения), их использование при изучении водных объектов. Понятие о водном балансе, балансе взвешенных и растворенных веществ, тепловом балансе водоемов.

Понятие о применении законов механики к движению воды. Ламинарное и турбулентное, установившееся и неустановившееся, равномерное и неравномерное движение воды. Числа Рейнольдса и Фруда. Силы, действующие в водных объектах.

Круговорот воды в природе и водные ресурсы Земли. Вода на Земле, гипотезы ее происхождения. Единство гидросферы. Глобальный круговорот воды в природе и его звенья. Водный баланс земного шара, Мирового океана, суши. Миграция наносов и солей. Влияние гидрологических процессов на природную среду (облик планеты, ее климат, рельеф, развитие жизни).

Гидрология ледников. Снеговой баланс и снеговая линия. Происхождение, типы ледников и их распространение. Строение ледника, его режим, движение и источники питания. Гидрологическое значение ледников.

Гидрология подземных вод. Происхождение подземных вод и их классификация по условиям происхождения. Водно-физические свойства горных пород. Виды воды в почвогрунтах. Движение подземных вод. Закон фильтрации Дарси. Классификация подземных вод. Типы подземных вод по характеру залегания: воды зоны аэрациии зоны насыщения. Грунтовые воды, межпластовые напорные и безнапорные, трещинные и карстовые подземные воды. Подземные воды зоны распространения многолетней мерзлоты. Условия залегания, питание и режим подземных вод. Источники. Минеральные воды. Взаимосвязь речных и подземных вод. Береговое регулирование руслового стока.

Гидрология рек. Река. Речная сеть. Водосбор и речной бассейн. Морфометрические характеристики бассейна реки. Долина и русло реки. Поперечный и продольный профиль реки, уклоны.

Типы рек. Климатическая классификация рек А.И.Воейкова. Источники питания и фазы водного режима рек. Количественная характеристика источников питания (расчленение гидрографа). Классификация рек по источникам питания (М.И.Львовича). Водный баланс речного бассейна. Фазы водного режима рек. Классификация рек по водному режиму (Б.Д.Зайкова).

Движение воды в реках. Распределение скоростей течения воды по живому сечению (с глубиной и по ширине русла). Формула Шези. Поперечные циркуляции. Уровни воды и скорость течения воды в реках, Методы их измерения.

Речной сток и его составляющие, понятие о стоке воды, наносов, растворенных веществ, тепла. Влияние физико-географических условий на сток. Количественные характеристики стока реки: расход, объем стока, слой стока, модуль стока и коэффициент стока. Норма стока и ее выражение. Методы изучения расхода воды. Определение расхода воды графическим способом. Способы определения нормы стока (при коротком ряде наблюдений, при отсутствии материалов наблюдений). Особенности распределения стока по территории России и сопредельных стран, факторы его определяющие.

Плановые очертания речных русел. Типы меандрирования. Морфологические элементы речных русел и пойм. Типы русловых процессов. Устойчивость русла. Формирование и основные характеристики речных наносов. Взвешенные и влекомые наносы. Закон Эри. Мутность рек и распределение их по территории России и сопредельных стран. Сели.

Термический режим рек. Тепловой баланс, распределение температуры по живому сечению и по длине реки. Ледовый режим, фазы ледового режима. Толщина льда на реках

Химический и гидробиологический режим рек, Источники загрязнения рек и меры по охране вод.

Хозяйственное значение рек. Влияние хозяйственной деятельности на режим рек. Регулирование стока. Антропогенное изменение стока рек.

Гидрология озер Озера и их распределение по земному шару. Типы озер по происхождению котловин и характеру водообмена. Морфология и морфометрические характеристики озер. Водный баланс сточных и бессточных озер. Уровенный режим и динамические явления в озерах (течения, волнения, перемешивание водных масс). Термический и ледовый режим озер. Явление термического бара. Химический состав озерных вод. Гидробиологические особенности озер. Биомасса и продуктивность озер. Илы. Наносы и донные отложения в озерах. Водные массы озер. Источники загрязнения озер и меры по их охране.

Гидрология водохранилищ Водохранилища – назначение и размещение на земном шаре, типы водохранилищ и их классификация. Морфология и водный баланс водохранилищ. Уровенный режим водохранилищ и особенности термического и ледового режима водохранилищ. Динамический режим водохранилищ. Особенности гидрохимического и гидробиологического режима водохранилищ. Водные массы водохранилищ, их отличие от речных и озерных вод. Формирование берегов и заиление водохранилищ. Влияние водохранилищ на речной сток и окружающую среду.

Гидрология болот Образование и морфология болот. Типы болот. Гидрологический режим болот. Водный и тепловой баланс болотных массивов. Распределение болот по территории России и сопредельных стран. Влияние болот и их осушения на речной сток. Хозяйственное значение болот.

Гидрология океанов и морей. Мировой океан и его части. Классификация морей. Происхождение, строение и рельеф дна мирового океана. Водный баланс и водообмен океанов и морей. Состав морской воды. Соленость и солевой баланс морской воды. Распределение солености по поверхности Мирового океана и с глубиной. Термика вод Мирового океана. Тепловой баланс. Распределение температуры на поверхности Мирового океана и с глубиной. Ледовый режим океанов и морей. Образование, структура и свойства морского льда. Основные свойства морской воды: плотность, давление, сжимаемость, адиабатическое изменение температуры воды, устойчивость, прозрачность, цвет, свечение моря. Колебания уровня океанов и морей. Средний уровень. Нуль глубин. Волны в океанах и морях. Классификация. Элементы волны. Волны зыби, ветровые волны. Деформация волн у берега. Приливы и отливы. Приливообразующие силы. Течения Мирового океана (классификация). Теория ветровых течений. Спираль Экмана. Плотностные и геострофические течения. Циркуляция вод в Мировом океане. Течения Мирового океана и их влияние на климат. Водные массы Мирового океана.

Гидрография Удмуртии. Подземные воды Удмуртии. Характерные особенности гидрологии рек Удмуртии. Озера, болота, пруды.