1.1.7. Зміни водних об’єктів в часі

Любі об’єкти знаходяться у постійній взаємодії, постійних змінах. Змінам відповідає філософська категорія “рух”, який є атрибутом матерії поряд із взаємодією. Зміни гідрологічних об’єктів бувають: однонаправлені довготривалі, однонаправлені катастрофічні, однонаправлені антропогенні, циклічні (періодичні), тимчасові (епізодичні), часткові, загальні, кількісні, якісні та інші.

Гідрологічні об’єкти проходять певні стадії еволюції, що змінює їх будову, основні характеристики, особливості функціонування. Розглянемо деякі основні приклади змін водних об’єктів.

Природні води Землі утворюються внаслідок так-званого процесу дегазації мантії. Фактично це складний комплекс довготривалих процесів, який ще досліджується геологами, геофізиками, геохіміками. Зародження первинної гідросфери відносять до часу більше 4,0 млрд. років тому. Первинні атмосфера та гідросфера мали зовсім інший хімічний склад ніж сучасні. Надалі вони поступово змінювали свою масу та склад. Вважають, що приблизно 400-500 млн. років тому (середина палеозою) маса гідросфери складала понад 90% від сучасної. Сольовий склад Світового океану (основної частини гідросфери) стабілізувався приблизно 1 млрд. років тому. Особливим питанням є зміни (розвиток) океанічних котловин. Воно пов’язане із загальними тектонічними процесами Землі.

Природні води приймають участь у таких глобальних процесах як гіпергенез, вивітрювання, денудація, утворення товщ осадових порід. Ці процеси не менш грандіозні ніж тектонічні. При цьому самі водні об’єкти та їх системи зазнають розвитку та змін. Слід також зауважити, що їх стан тісно пов’язаний з кліматом і фізико-географічними умовами в цілому. Тому водні об’єкти ніби включені у загальні еволюційні процеси приповерхневої частини Землі.

Прикладом відносно менш довготривалих циклів є льодовикові періоди (десятки і сотні тисяч років). Вони пов’язані з функціонуванням кліматичної системи Землі і поділяються на льодовикові епохи. Вважають, що ми живемо наприкінці чергового міжльодовиков’я останнього льодовикового періоду. Накопичення льоду відбувається за рахунок вод Світового океану. Тому його рівень може періодично значно понижуватись. При цьому осушуються значні частини шельфу і тут відбуваються процеси характерні для суходолу.

Режим океану та вод суходолу тісно пов’язаний із загальним кліматом. Засновник сучасної кліматології О.І. Воєйков характеризував річки як продукт клімату. Певним чином взаємопов’язані циклічні зміни водних об’єктів та клімату. За даними сучасних досліджень межа короткочасних (багаторічних) і вікових та геологічних його змін складає приблизно 20-25 років. Цей критерій можна віднести і до водних об’єктів. Охопивши один, або декілька таких періодів (циклів) можна судити про їх основні, стійкі характеристики.

Весь комплекс змін характеризує розвиток гідросфери та її складових. Дослідження його законів є основним завданням гідрології.

1.1.8. Основні гідрологічні поняття та терміни

Кожна наука користується певною системою понять та термінів, яка виникає і розвивається у відповідності до специфіки предмету та об’єкту. В ній виділяються деякі базові, основні поняття. Вони пов’язані з основними властивостями (характеристиками) та законами розвитку об’єктів. Специфіка географічних об’єктів полягає у поєднанні фізичних, хімічних, біологічних та інших характеристик. Закони їх розвитку вивчені ще недостатньо. Крім того, він відбувається, як правило, на протязі тривалого часу. Тому більша увага приділена вивченню змін стану об’єктів в сучасний період. Їх поділяють на однонаправлені та періодичні. Розвиток проявляється через режим тому вивчення останнього є необхідним етапом в дослідження водних (та інших) об’єктів. Найбільш загальним поняттям є гідрологічний режим — закономірні (періодичні та однонаправлені) зміни гідрологічного стану водного об’єкту. Аналогічним поняттям в метеорології та кліматології є клімат — режим погод. Гідрологічний стан об’єкту визначається як сукупність його характеристик в даний момент часу. Велика різноманітність характеристик може бути згрупована навколо провідних процесів та явищ. Тому виділяють аспекти, або складові режиму:

1) водний режим — зміни характеристик пов’язаних з багатоводністю об’єкту, його водним балансом;

2) тепловий, температурний режим — зміни характеристик пов’язаних з тепловим та радіаційним балансами, потоками енергії, температурою різних частин об’єкту;

3) льодовий режим — послідовність процесів розвитку та руйнування льодових утворень на поверхні (та всередині) водних об’єктів, поєднується з розвитком снігового покриву (не слід змішувати з поняттями льодовикового режиму територій та режиму льодовиків);

* можна розглядати також льодотермічний режим, або навіть воднольодотермічний режим (наприклад при руйнуванні снігового покриву, льодового покриву, підтаювання мерзлих грунтів);

4) режим переміщення наносів — зміни умов руйнування порід та ґрунтів, поступання наносів з інших об’єктів, їх транспортування та перевідкладання; у водоймах можна говорити про режим седиментації (осідання) наносів;

5) морфологічний режим — зміна морфометричних характеристик та форм об’єктів;

6) гідрохімічний режим — зміни хімічного складу (домішок) та гідрохімічних процесів;

7) гідробіологічний режим — зміни складу та стану водних екосистем;

8) режим використання — сукупність процесів використання водного об’єкту.

Коливання гідрологічних характеристик можуть бути: багаторічні, сезонні (річні), короткочасні (декілька тижнів, діб) та добові. Тому кажуть також про відповідні складові гідрологічного режиму.

Дослідження провідних, конкретних гідрологічних процесів також потребують введення певних понять та термінів. Це буде зроблено у відповідних розділах підручника.