ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ И ИХ ТИПЫ

ПРЕДМЕТ ГИДРОЛОГИИ, СВЯЗЬ С ДРУГИМИ НАУКАМИ

Гидрология (буквально – наука о воде) занимается изучением природных вод, явлений и процессов, в них протекающих, а также определяющих распространение вод по земной поверхности и в толще почво-грунтов, закономерностей, по которым эти явления и процессы развиваются.

Гидрология относится к комплексу наук, изучающих физические свойства Земли, в частности, ее гидросферы. Предметом изучения гидрологии являются водные объекты: океаны, моря, реки, озера и водохранилища, болота и скопления влаги в виде снежного покрова, ледников, почвенных и подземных вод.

Всестороннее изучение гидрологических процессов должно предусматривать, с одной стороны, исследование вод как элемента географического ландшафта, а с другой – установление физических закономерностей, которым подчиняются гидрологические процессы. Воды поверхности Земли (океанов, морей, рек, озер, болот, ледников), ее воздушной оболочки (атмосферы) и находящиеся в земной коре тесно связаны между собой. Поэтому ряд вопросов, относящихся к деятельности воды на земном шаре, одновременно рассматривается гидрологией, метеорологией, геологией, почвоведением, геоморфологией, географией и другими науками, изучающими атмосферу и литосферу. В гидрологических исследованиях широко используются выводы физики, гидравлики и гидродинамики. Так как процессы, совершающиеся в морях и океанах, существенно отличаются от процессов, происходящих в реках, озерах и болотах, это определяет различие в методах их исследований и позволяет выделить гидрологию моря и гидрологию суши. Гидрологию моря чаще называют океанологией или океанографией, сохраняя термин «гидрология» за гидрологией суши. В зависимости от объектов исследования можно различать:

1) гидрологию рек;

2) гидрологию озер;

3) гидрологию болот;

4) гидрологию подземных вод;

5) гидрологию ледников.

По методамисследования гидрология суши включает в себя:

1) гидрографию, дающую общее описание водных объектов (географическое положение, размеры, режим, местные условия);

2) гидрометрию, изучающую методы определения и измерения характеристик водных объектов;

3) общую гидрологию, изучающую физическую сущность и закономерности гидрологических явлений;

4) инженерную гидрологию, разрабатывающую методы гидрологических прогнозов и расчетов характеристик гидрологического режима.

Инженерная гидрология - раздел гидрологии:

- занимающийся методами расчета и прогноза гидрологических режимов; и

- связанный с практическим применением гидрологии при решении инженерных задач.

ИЗ ИСТОРИИ ГИДРОЛОГИИ

Название науки о воде – гидрология – образовано из двух греческих слов: «гидро» – вода и «логос» – знание, наука.

Первые зачатки гидрологии появились на заре истории человечества, около 6000 лет назад, в Древнем Египте. В то время, когда на территории современной Финляндии и Карелии, возможно, кое-где еще таяли остатки льдов последнего периода оледенения, египетские жрецы вели простейшие гидрологические наблюдения – отмечали на скалах в 400 км выше Асуана уровни воды в периоды ежегодных разливов Нила. Позднее в Древнем Египте была создана целая сеть (около 30) «гидрологических» постов на Нижнем Ниле, так называемых ниломеров. Некоторые ниломеры представляли собой богатые архитектурные сооружения: мраморные колодцы в русле реки с красиво украшенной каменной колонной посредине, на которой отмечали высоту подъема половодья. Сохранился самый длительный в мире ряд гидрологических наблюдений – за 1250 лет – по одному из таких ниломеров, расположенному на острове Рода близ Каира. По высоте уровня воды во время половодья Нила жрецы определяли будущий урожай и заблаговременно назначали налоги.

Однако понадобилось несколько тысячелетий для того, чтобы гидрология, начавшаяся с наблюдений за половодьем Нила, превратилась в самостоятельную научную дисциплину. Важным рубежом в истории развития гидрологии стал конец XVII в. Французский ученый П. Перро, а после него Э. Мариотт, измерив величину осадков и стока в бассейне Верхней Сены, установили количественные соотношения главных элементов водного баланса речного бассейна – осадков и стока, опровергнув господствовавшие в то время фантастические представления о происхождении рек, источников и подземных вод. В этот же период английский астроном Э. Галлей на основании опытов по измерению испарения показал на примере Средиземного моря, что испарение с поверхности моря значительно превышает приток речных вод в него, и тем самым «замкнул» схему круговорота воды на земном шаре.

Организация Объединенных Наций по вопросам, образования, науки и культуры (ЮНЕСКО) отметила в 1974 г. на международной гидрологической конференции в Париже трехсотлетие научной гидрологии, приурочив этот юбилей к трехсотлетней годовщине выхода в свет книги П. Перро «О происхождении источников» (Париж, 1674), в которой автор приводит результаты своих подсчетов водного баланса.

РОЛЬ ВОДЫ В ПРИРОДЕ

Вода - это универсальное вещество, без которого невозможна жизнь, это непременная составляющая часть всего живого. В растениях содержится до 90% воды, а в теле взрослого человека – около 70%. Биологи иногда шутят, что вода "изобрела" человека как средство передвижения.

Практически все биохимические реакции в каждой живой клетке – это реакции в водных растворах. В растворах же (преимущественно водных) протекает большинство технологических процессов на предприятиях химической промышленности, в производстве лекарственных препаратов и пищевых продуктов. И в металлургии вода чрезвычайно важна, причём не только для охлаждения. Не случайно гидрометаллургия – извлечение металлов из руд и концентратов с помощью растворов различных реагентов – стала важной отраслью промышленности.

Вода образует океаны, моря, реки и озера. Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в атмосфере; в виде огромных масс снега и льда лежит она круглый год на вершинах высоких гор и в полярных странах. Твёрдой водой – снегом и льдом – покрыто 20% суши. В недрах земли также находится вода, пропитывающая почву и горные породы. Общие запасы воды на Земле составляют 1454,3 млн. куб. км (из них менее 2% относится к пресным водам, а доступны для использования 0,3%). От воды зависит климат планеты. Геофизики утверждают, что Земля давно бы остыла и превратилась в безжизненный кусок камня, если бы не вода. У неё очень большая теплоёмкость.

Нагреваясь, она поглощает тепло; остывая, отдаёт его. Земная вода и поглощает, и возвращает очень много тепла и тем самым "выравнивает" климат. А от космического холода предохраняет Землю те молекулы воды, которые рассеяны в атмосфере – в облаках и в виде паров.

Природная вода не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой является дождевая вода, но и она содержит незначительные количества различных примесей, которые захватывает из воздуха. Количество примесей в пресных водах обычно лежит в пределах от 0,01 до 0,1% (масс.). Морская вода содержит 3,5% (масс.) растворенных веществ, главную массу которых составляет хлорид натрия (поваренная соль).

Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, содержанием 1 млрд. 375 млн. куб. км - около 98% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория) составляет 361 млн. кв. км. Она примерно в 2,4 раза больше площади суши территории, занимающей 149 млн. кв. км.

ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ И ИХ ТИПЫ

ВОДНЫЙ ОБЪЕКТ - природный или искусственный водоём, водоток или иной объект, в котором постоянно или временно сосредоточены воды.

То есть, водный объект – естественное или рукотворное образование с постоянным или временным скоплением вод. Скопление вод может быть как в формах рельефа, так и в недрах.

Водоёмы – скопления вод в понижениях земной поверхности. Котловина и заполняющая её вода представляет собой единственный природный комплекс, для которого характерно замедленное движение воды. К этой группе водных объектов относятся океаны, моря, озёра, водохранилища, пруды, болота.

Водотоки – скопления вод в относительно узких и мелких углублениях поверхности Земли с поступательным движением воды в направлении уклона этого углубления. К этой группе водных объектов относятся реки, ручьи, каналы. Они могут быть постоянными (с течением воды круглый год) и временными (пересыхающими, перемерзающими).

Особые водные объекты – ледники (движущиеся естественные скопления льда) и подземные воды.

Вода на Земле находится в жидком, твёрдом и парообразном состоянии; она включена в водоносные горизонты и артезианские бассейны.

Водные объекты имеют водосбор – часть земной поверхности или толщи почв и горных пород, откуда вода поступает к определённому водному объекту. Граница между соседними водосборами называется водоразделом. В природе водоразделы обычно разграничивают водные объекты суши, главным образом речные системы.

Каждый водный объект, относящийся к той или иной группе, характеризуется своими особенностями природных условий. Они изменяются в пространстве и во времени под влиянием физико-географических, прежде всего климатических факторов. Закономерные изменения состояния водных объектов, образующих в совокупности гидросферу, в той или иной мере отражаются на ней.

Различают поверхностные водные объекты, состоящие из поверхностных вод и покрытых ими земель в пределах береговой линии, и подземные водные объекты.

Существуют и такие природные образования переходного характера, которые не обладают признаками водного объекта, но обладающие «возможностью» вредного воздействия. Примером таких образования являются, в частности, «дышашие» озёра. Суть явления заключается в неожиданном и быстром (иногда в одну ночь) появлении и исчезновении «большой воды» во впадинах рельефа, болотистых и луговых низменностях (иногда площадью до 20 км²).

«Дышащие» озёра наблюдаются в Ленинградской области, Прионежье, в Новгородчине, Архангельской области, в Вологодчине, в Дагестане. Внезапно возникающие возле населённых пунктов и различных коммуникаций озёра подтопляют их.

К поверхностным водным объектам относятся: моря, реки, ручьи, каналы, озёра, обводнённые карьеры, пруды, водохранилища, болота, ледники, снежники, родники, гейзеры.

К подземным водным объектам относятся бассейны подземных вод, водоносные горизонты.

Водные объекты делятся на виды:

Общего пользования - общедоступные поверхностные водные объекты, находящиеся в государственной или муниципальной собственности (ст. 6 ВК РФ).

Особо охраняемые – водные объекты (или их части), имеющие особое природоохранное, научное, культурное, а также эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение. Их перечень определяется законодательством об особо охраняемых природных территориях (ст.66 ВК РФ).