
- •160 Кафедра «Гідравліка і теплотехніка» 2010 Дисципліна «Гідрологія»
- •З навчальної дисципліни «Гідрологія»
- •1. Методичні поради до використання посібника
- •2. Мета та завдання дисципліни «Гідрологія»
- •3. Вимоги до знань, умінь та навичок вивчення дисципліни «гідрологія»
- •1. Завдання навчальної дисципліни «Гідрологія» та її роль в навчальному процесі при підготовці фахівців
- •Лекція № 1. Вступ. Введення до дисципліни «гідрологія» План лекції:
- •1. 4. Біохімічні і біологічні кругообіг хімічних елементів.
- •1. 5. Біогеохімічні цикли деяких хімічних елементів.
- •1. 6. Біогеохімічні цикли азоту. Запитання для самостійної підготовки Контрольні запитання:
- •1. 1. Гідрологія як наука.
- •1. 2. Водні ресурси земної кулі взагалі та України зокрема
- •1. 3. Загальні відомості про кругообіг у природі і його значення.
- •1. 3. 1. Кругообіг води в природі.
- •1. 3. 2. Водний баланс земної кулі та запаси води України.
- •1. 4. Біохімічні і біологічні кругообіги хімічних елементів
- •1. 4. Біогеохімічні цикли деяких хімічних елементів
- •1. 5. Біогеохімічні цикли азоту
- •Та будові річкового русла
- •Запитання для самостійної роботи Контрольні запитання:
- •2. 1. Поняття про режим вод суші. Одиниці виміру стоку.
- •2. 2. Гідрографічна мережа. Річкові системи.
- •2. 32.2. Основи гідрології суші
- •2. 4. Водний баланс річкового басейну
- •2. 5. Структура річкового русла. Русло в плані.
- •1 Нормативно – правова база дисципліни «Моніторинг довкілля»
- •2. Закон України про охорону навколишнього природного середовища.
- •3 П’ятий розділ Закону України про охорону навколишнього природного середовища
- •4 Організація моніторингу навколишнього природного середовища в Україні
- •3. 1. Про шляхи вивчення водних ресурсів
- •3. 2. Аналіз складових рівняння водного балансу річкового басейну
- •3. 2. 1. Атмосферні опади. Їх характеристика, вимірювання та обчислення.
- •3. 1. 2. Випарування. Його вимірювання та обчислення.
- •3. 3. Організація мережі гідрологічних станцій і постів
- •4. Організація спостережень за станом вод морів і океанів
- •4. 1 Завдання і програми спостережень за забрудненням морського середовища
- •3. 4. Водний кадастр. Його видання.
- •Режим стоку річок
- •Запитання для самостійної роботи
- •Контрольні запитання:
- •4. 1 4. 6 Водні ресурси річок України
- •4. 2 Поняття про живлення річок
- •4. 3 Фази річкового стоку.
- •4. 4 Типові гідрографи стоку. Розчленування гідрографів.
- •4. 5 Фактори річкового стоку
- •4. 6 Зимовий режим річок
- •Поняття про твердий стік та руслові процесі План лекції:
- •5. 1. Формування річкових насосів
- •5. 2. Механізм переміщення наносів
- •5. 3. Селеві потоки
- •5. 4. Деформація русла. Руслові процеси
- •Підземні води План лекції:
- •6. 1 Обґрунтування необхідності використання води із підземних джерел для господарчої та виробничої діяльності
- •6. 2 Характеристика споживачів води
- •6. 3 Головне поняття рідина. Рідина реальна та ідеальна (рідина ньютонівська і не ньютонівська)
- •6. 4 Методи вивчення рідини в гідравліці
- •6. 5 Рух рідини і твердого тіла
- •6. 6 Сировинні запаси води України
- •6. 7 Нормування та вимоги до якості питної води в системі постачання
- •6. 8 Основи гідрогеології
- •6. 9. Основні різновиди підземних вод
- •6. 10 Сучасний стан підземних вод України.
- •6. 11. Походження підземних вод.
- •6. 12. Запаси підземних вод в Україні
- •6. 13. Використання підземних вод.
- •6. 14. Характеристика якості підземних вод
- •6. 15. Захищеність підземних вод від забруднення.
- •Озера та водосховища
- •Контрольні запитання:
- •7. 1. Загальні відомості про озера та водосховища
- •7. 2. Типи озер
- •Велика група котловинних озер виникла в результаті вулканічних і тектонічних процесів.
- •7. 3. Морфометиричні характеристики озер
- •7. 4. Водний баланс озер та їх вплив на режим річкового стоку
- •7. 5. Біологічні процеси, що протікають в озерах.
- •Лекція 8. Болота План лекції:
- •Контрольні запитання:
- •8. 1. Причини утворення боліт та болотних масивів.
- •8. 2. Класифікація боліт
- •8.3. Характерні стадій розвитку болотних масивів.
- •8. 4. Гідрологічна роль боліт.
- •9. 1. Загальні відомості з використання заходів щодо охорони навколишнього природного середовища
- •9. 3. Умови скидання стічних вод в каналізацію та водоймища.
- •9. 4. Розрахунок еколого – економічних показників стічних перед скиданням або розчинення.
- •9. 4. 1. Необхідний ступінь очищення стічних вод перед скиданням визначається:
- •9. 4. 2. Ступінь очищення або розчинення:
- •9. 4. 3. Ступінь очищення або розведення:
- •9. 4. 4. Ступінь очищення або розчинення:
- •9. 4. 5. Кратність розведення перед скиданням у водоймище в цьому випадку:
- •9. 5. Перевірка стічних вод перед скиданням здійснюється за всіма формулами.
- •12 Список літературних джерел а Нормативно - правова література
- •Б. Навчальні підручники та посібники
- •В. Електронні ресурси
1. 4. Біогеохімічні цикли деяких хімічних елементів
До формування на нашій планеті біосфери вуглець знаходився основному у вигляді графіту і алмазу у затверділій магмі і частково у вигляді легких вуглеводнів, карбіду і діоксиду вуглецю. В атмосфері переважав СО2 (91 %).
Формування біосфери різко змінило розподіл вуглецю. У наш час в атмосфері вуглець знаходиться теж у вигляді діоксиду вуглецю, вміст його не перевищує 0,03 %. У земній корі вуглецю міститься 0,35 %, і знаходиться він в основному у вигляді карбонатів і частково у вигляді графіту і алмазу. Найбільша кількість вуглецю сконцентрована у живій речовині – близько 18 % (див. табл. 1), Біофільність вуглецю (за Перельманом) складає 7800.
Таблиця 1
Розподіл кисню і вуглецю у природі
ОБ’ЄКТИ |
О2 (КІСЕНЬ) |
С (ВУГЛЕЦЬ) |
Літосфера |
47/1 |
(0,1 – 0,02)/1 |
Жива речовина |
70/1/5 |
18/(180 – 900) |
Грунт |
(50 - 60)/(1 – 1,3) |
(2 - 3)/(20 – 150) |
Атмосфера |
23/0,5 |
1,01/ (0,1 – 0,05) |
Примітка: У числівнику – проценти, у знаменнику – «коефіцієнт концентрації» (відношення вмісту елемента в об’єкті, що вивчається, до вмісту в літосфері).
Нагадаємо, що вуглець, як і азот, складає основу всіх форм життя. Вуглець атмосфери і гідросфери за період існування біосфери неодноразово пройшов через живі організми. Розраховано, що рослинний покрив суші засвоює весь вуглець атмосфери за 3 – 4 роки. За цей період відбувається повне оновлення вуглецю в атмосфері, тобто одиниця ритмічності біогеохімічного циклу вуглецю для атмосфери складає 3 – 4 роки, тоді як для гумусосфери (гумусовї оболонки Землі) вона дорівнює 300 – 400 рокам. Різниця в тривалості біогеохімічного циклу для атмосфери і гумусосфери пояснюється тим, що вуглець, який бере участь у фотосинтезі, надовго залишається в живих організмах і в органічних залишках, що надходять на поверхню ґрунту, де він включається в біогеохімічний цикл гумусосфери. Вміст вуглецю в гумусосфері складає 2 – 3 % від її маси, або (4,8 – 7,2) 1010 т.
1. 5. Біогеохімічні цикли азоту
Азот такий же суттєво важливий елемент, як і вуглець. Біофільність азоту (за Перельманом) дорівнює 160. Основна маса азоту (75 % від його загальної маси) зосереджена в атмосфері, де він здебільшого зустрічається в молекулярній формі (N2). У цьому полягає головна особливість біогеохімічний цикл кругообігу азоту – накопичуватися в атмосфері в молекулярній формі.
Живі організми, зокрема рослини, споживають з ґрунту азот у вигляді аміаку і солей азотної кислоти, тобто у вигляді сполук, а не у формі N2. Це друга особливість біогеохімічний кругообігу – запобігати накопиченню молекулярного азоту в атмосфері.
Зв’язування молекулярного азоту в сполуки здійснюється деякими мікроорганізмами, водоростями і лишайниками. Після їхнього відмирання відбуваються процеси мінералізації – амоніфікації і денітрифікації. Частина нітратів, що утворилася, захоплюється рослинами, частина закріплюється в гумусі (рис. 4). Решта азоту вимивається з ґрунтів, бо солі амонію і азотної кислоти легко розчинити. Тому ґрунти завжди збіднені азотом. У ґрунтовому гумусі азоту міститься звичайно 3 – 5, рідко 19 %.
За час існування біосфери на поверхні Землі, тобто у біосфері, накопичилося більше 150 109 т. зв’язаного азоту, однак розподілений він по компонентах біосфери нерівномірно. Найбільша кількість його (в тонах) зосереджена в органічних сполуках ґрунтів (1,5 1011), а менша в рослинах (1,1 109) і найменша в біомасі тварин (6,1 107).
За розрахунками В. Н. Кудеярова (1974 ) річна норма споживання азоту однією людиною становить 5 кг. Сумарне споживання азоту людством у 2000 році складало 32,5 109 т. Задовільнення потреб людей у азоті можна тільки шляхом збільшення урожайності сільськогосподарських культур, особливо багатих білком (пшениця, соя) та шляхом розвитку тваринництва. Вирішення цієї проблеми потребує внесення до ґрунту високих мінеральних добрив, особливо азотних.
NО2
Рис. 4. Схема біогеохімічного циклу азоту
Лекція № 2. ЗАГАЛЬНІ ПОНЯТТЯ ПРО РЕЖИМ ВОД СУШІ