- •Ющенко ю.С.
- •Чернівці Зелена Буковина 2005
- •Наука про природні води
- •Предмет і об’єкт гідрологічних досліджень
- •1.1.1. Уявлення про природні води до Нового часу
- •1.1.2. Формування основ наукової гідрології
- •1.1.3. Сучасна гідрологія
- •1.1.4. Природні води — об’єкт дослідження гідрології
- •1.1.5. Різноманітність водних об’єктів Землі
- •1.1.6. Колообіги та циркуляції природних вод
- •Середньорічний водний баланс Землі [12]
- •1.1.7. Зміни водних об’єктів в часі
- •1.1.8. Основні гідрологічні поняття та терміни
- •Фундаментальні основи гідрологічних досліджень
- •1.2.1. Молекули та надмолекулярні структури води
- •1.2.2. Агрегатні стани та фазові переходи води
- •1.2.3. Густина води
- •1.2.4. Теплові властивості води
- •1.2.5. В’язкість, поверхневий натяг та змочування
- •1.2.6. Деякі фізичні властивості снігу та льоду
- •1.2.7. Умови перебування води в ґрунтах та породах
- •1.2.8. Механіка рідини і дослідження природних вод
- •1.2.9. Основи статики природних вод
- •1.2.10. Загальні поняття та визначення гідродинаміки
- •1.2.11. Види руху водних потоків
- •1.2.12. Два режими руху рідини
- •1.2.13. Рівняння нерозривності
- •1.2.14. Рівняння Бернуллі
- •1.2.15. Рух поверхневих водотоків
- •1.2.16. Спокійні та бурхливі потоки
- •1.2.17. Приклади ламінарного руху
- •1.2.18 Течії у водойомах
- •1.2.19. Хвилі у воді
- •1.2.20. Стратифікація, стійкість та перемішування природних вод
- •1.2.21. Природні води як хімічний розчин
- •1.2.22. Основні типи домішок у природних водах
- •Головні іони в океанічних водах (за с. Бруєвичем)
- •1.2.23 Гідрохімічна класифікація природних вод. Зміни їх складу
- •1.2.24. Забруднення та якість природних вод
- •Методи гідрологічних досліджень
- •1.3.1. Математичні методи, інформатика
- •1.3.2. Системний підхід
- •1.3.3. Експеримент та моделювання
- •1.3.4. Порівняння, типізація, класифікація
- •1.3.5. Історичний метод
- •1.3.6. Прогнозування
- •1.3.7. Експедиційний метод
- •1.3.8. Вимірювання, спостереження, моніторинг
- •1.3.9. Балансові методи
- •1.3.10. Картографічні методи
- •1.3.11. Географо-гідрологічні методи
- •1.3.12. Еколого-гідрологічні методи
- •Гідрологія водних об’єктів
- •Гідрологія океанів і морів
- •2.1.1. Поділ Світового океану
- •Основні характеристики океанів
- •2.1.2. Рельєф дна та донні відклади Світового океану
- •2.1.3. Розподіл основних гідрологічних характеристик та водні маси океану. Процеси перемішування
- •2.1.4 Морський лід
- •2.1.5. Морські хвилі
- •2.1.6. Припливи в океані
- •2.1.7. Морські течії
- •2.1.8. Рівень океанів і морів
- •2.1.9. Життя в океані
- •2.1.10. Моря України
- •Гідрологія льодовиків
- •2.2.1. Процеси утворення льодовиків
- •2.2.2. Рух льодовиків
- •2.2.3. Розповсюдження, основні типи, будова та гідрографічна сітка льодовиків
- •2.2.4. Баланс та режим льодовиків
- •2.2.5. Процеси та явища пов’язані з льодовиками
- •Гідрологія підземних вод
- •2.3.1. Походження підземних вод
- •2.3.2. Класифікації підземних вод
- •2.3.3. Води зони аерації
- •2.3.4. Ґрунтові води
- •2.3.5. Артезіанські води
- •2.3.6. Підземні води у тріщинуватих та закарстованих породах
- •2.3.7. Структури підземної гідросфери
- •2.3.8. Рух підземних вод
- •2.3.9. Підземний стік
- •2.3.10. Природні явища та процеси пов’язані з підземними водами
- •Гідрологія річок
- •Найбільші річки світу
- •2.4.1. Річкові системи
- •2.4.2. Річкові водозбори
- •2.4.3. Річкові долини
- •2.4.4. Русла та заплави річок
- •2.4.5. Рух води в річках
- •2.4.6. Поняття про водний режим річок
- •2.4.7. Процеси водного живлення річок
- •2.4.8. Аналіз водного режиму річок
- •2.4.9. Рівневий режим річок
- •2.4.10. Утворення та основні характеристики річкових наносів
- •2.4.11. Основні категорії та стік наносів
- •2.4.12. Поняття про русловий процес річок
- •2.4.13. Типізації та класифікації руслового процесу
- •2.4.14. Термічний режим річок
- •2.4.15. Льодовий режим річок
- •2.4.16. Гідрохімічний режим та особливості гідробіології річок
- •Гідрологія озер
- •Найбільші озера світу
- •2.5.1. Котловини озер
- •2.5.2. Морфометрія та морфологія озер
- •2.5.3. Термічний режим озер
- •2.5.4. Льодовий режим озер
- •2.5.5. Динаміка озер
- •2.5.6. Водний режим озер
- •2.5.7. Гідрохімічні та гідробіологічні особливості озер
- •2.5.8. Донні відклади озер
- •Гідрологія особливих типів водних об’єктів
- •2.6.1. Сніговий покрив
- •2.6.2. Гідрологічні явища та процеси в зоні багаторічної мерзлоти та холодного клімату
- •2.6.4. Гідрологія водосховищ
- •2.6.5. Канали та гідромеліоративні системи
- •2.6.6. Гідрологія боліт
- •2.6.7. Гідрологія гирл річок
- •Типи гирлових областей річок
- •Загальні гідрологічні явища та процеси
- •Природні води і атмосфера Землі
- •3.1.1. Кліматична система Землі і природні води
- •Характеристики складових кліматичної системи Землі
- •3.1.2. Взаємодія океану та атмосфери
- •3.1.3. Атмосферна ланка колообігу води
- •Водний баланс та стік води з суходолу
- •3.2.1. Водний баланс територій
- •3.2.2. Формування стоку
- •3.2.3. Стік води в річках
- •Природні води і тверде тіло Землі
- •3.3.1. Літосфера та підземні води
- •3.2.2. Ендогенний вплив на поверхневу гідросферу
- •3.3.3. Природні води і рельєф
- •3.3.4. Гідрогенні відклади та акумулятивні утворення
- •Природні води та еволюційні процеси
- •3.4.1. Еволюція географічної оболонки та її складових
- •3.4.2. Біогенний етап розвитку природних вод
- •3.4.3. Антропогенний етап розвитку природних вод
- •Заключення Новітній етап розвитку гідрології
Гідрологія особливих типів водних об’єктів
Поняття про основні типи водних об’єктів з одного боку має об’єктивну основу (розповсюдженість, частка від об’єму гідросфери), а з другого — суб’єктивну (важливість для людей, історію досліджень). Суб’єктивізм, зокрема, полягає в тому, що ми не користуємось якоюсь чіткою і однозначною класифікацією водних об’єктів Землі (яка фактично ще відсутня). Якщо ж виділяти тільки характерні типи, то завжди залишаються перехідні, а також атипічні об’єкти і, нарешті, поза розглядом залишається питання ієрархії (різних рангів, рівнів будови, і навіть просто розмірів). Таким чином особливість об’єктів, що будуть розглянуті у даному розділі, дещо відносна, а також може бути пов’язана з різними обставинами, показниками. Для одних це буде значний вплив рослинності, для інших — змішаний гідрологічний режим, для третіх — штучне походження та особливі характеристики і т.д. Оскільки вся різноманітність об’єктів дуже велика, постільки ступінь розвитку їх гідрологічних досліджень різний. В даному розділі будуть наведені лише окремі приклади, і фактично всі по поверхні суходолу. Це пов’язано як з більшою різноманітнісю умов, так і з відносно більшою значимістю для людей. Найбільш розвинутими є гідрологія боліт, водосховищ, гирл річок, меліоративна гідрологія. Слід також відмітити, що в межах суходолу практично всі водні об’єкти (окрім крупних водойм) можна рахувати земноводними, тобто такими де і рідка вода і тверда речовина мають важливе значення для формування закономірностей їх розвитку.
2.6.1. Сніговий покрив
При відносно стійких від’ємних температурах повітря сніг, що випав на земну поверхню, залишається лежати на ній у вигляді снігового покриву. Загальна площа постійних та сезонних снігів (тимчасових) на Землі досягає 113 млн. км2, тобто понад 22% від площі поверхні планети. В окремі дні сніг навіть не у горах може випадати в дуже низьких широтах (до 20-25° північної широти). Тобто це райони Північної Африки, Сірії, значної частини Флориди, Каліфорнії та інші. Сніговий покрив і сам впливає на клімат, а також на інші природні умови та процеси. В деяких районах світу потужність середньобагаторічного снігового покриву досягає 3-5 м. На Україні найбільші її значення спостерігаються у Карпатах (до 100-150 см), а найменші біля Чорного та Азовського морів (менше 10 см) та на півдні Криму (нестійкий).
Зі сніговим покривом пов’язані сніжники, лавини, процеси утворення льоду, формування снігового живлення річок, підземних вод, озер та інші. Він сам може бути досить складним утворенням і проходить певні стадії розвитку.
Сніжником називають нерухомі скупчення снігу, фірну та льоду в місцях захищених від сонця та вітру. Вони можуть бути сезонні (затримуються на першу частину літа) та постійні («перелітки»). Вони грають певну роль у живленні річок, формуванні мікроклімату та інших процесах.
Сніжні лавини (сніжні обвали) — це маси снігу, що стрімко сходять по крутим схилам і захоплюють з собою нові маси снігу. До основних груп факторів, що впливають на виникнення лавин відносять:
1) метеорологічні;
2) внутрішні (процеси в середині снігового покриву);
3) підстилаючої поверхні.
До метеорологічних факторів в першу чергу відноситься інтенсивне випадання значної кількості снігу. На його перерозподіл впливає вітер. Але за тривалі періоди вітер може також утворювати наст. Велику роль можуть грати відлиги. Вони сприяють сходженню так званих мокрих лавин, оскільки на межі снігу та схилу утворюється водяна плівка (змазка).
До внутрішніх факторів слід віднести утворення гладких льодових кірок та прошарків глибинного інею. У першому випадку при наступному випаданні снігу він дуже слабо затримується на схилах. Глибинний іней виникає внаслідок більш високих температур у нижніх шарах снігу. Водяна пара піднімаючись охолоджується і утворює майже не пов’язані між собою нові кристали льоду. Цей прошарок зменшує стійкість вище розташованих частин снігового покриву і збільшує імовірність сходу лавини.
Стан та характеристики підстилаючої поверхні можуть сприяти, або не сприяти сходу лавин. Гладкі поверхні, полегла за схилом довга трава, розсипи дрібного каміння — сприяють лавинам. Крупне каміння, чагарники — ні.
Таким чином для утворення лавини необхідно поєднання певних факторів які ослабляють зчіплення снігового покриву зі схилом. Стан покриву стає нестійким. Тоді достатньо найменшого, незначного впливу для того, щоб лавина зійшла.
За Г. Тушинським лавини поділяють на три основні типи: 1) осови (снігові осипи), 2) лоткові, 3) стрибаючі. Осовами називають ковзаю-чий широким фронтом сніг поза фіксованими руслами. Лоткові лавини навпаки — рухаються за строго фіксованими руслами. Біля підніжжя схилу вони утворюють конус виносу. Стрибаючі лавини рухаються по ярах (западинах) з ділянками відвісних схилів. Тут вони вільно падають на дно долини. Вони рухаються найбільш швидко. Це найбільш небезпечний вид лавин.
За дослідженнями в Українських Карпатах виявлено, що лавино-небезпечними є схили з крутизною понад 20°. Схили з крутизною 15-20° називають потенційно лавинонебезпечними. Їх площі складають 12 000 км2 (приблизно половину всієї площі гір). Важливим фактором довжини пробігу лавин та потужності їх удару є глибина розчленування рельєфу. Вона може досягати 800-1000 м і сприяє формуванню потужних лавин з довжиною пробігу понад 3 000 м. Особливістю лавиноутворення в Українських Карпатах є лісові лавини. Як правило, це відносно невеликі мокрі лавини. І взагалі переважна кількість лавин сходить у лютому та березні. Більшість з них пов’язано або з адвекцією тепла, або зі значними снігопадами та хуртовинами. У високогір’ях лавини сходять частіше і на протязі всієї зими.