174

Министерство образования и науки

Томский государственный университет систем

УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга

(РЭТЭМ)

С.А Полякова

УЧЕНИЕ О ГИДРОСФЕРЕ

Учебное пособие

2010

Содержание

Введение

Лекция 1 Объект, предмет и основные понятия гидросферы

Лекция 2 Охрана в России водных ресурсов

Лекция 3 Химические свойства природных вод

Лекция 4 Вода как растворитель

Лекция 5 Агрегатное состояние воды и фазовые переходы

Лекция 6 Физические основы процессов в гидросфере

Лекция 7 Круговорот воды в природе

Лекция 8 Гидрология ледников

Лекция 9 Морские льды

Лекция 10 Гидрология подземных вод

Лекция 11 Гидрология рек

Лекция 12 Речной сток и его составляющие

Лекция 13 Гидрология озер

Лекция 14 Водный баланс озер

Лекция 15 Гидрология водохранилищ

Лекция 16 Гидрология болот

Лекция 17 Природные условия формирования болот таежной

и лесостепной подзон Западной Сибири

Лекция 18 Гидрология океанов и морей

Список использованной литературы

Введение

Все свободные воды, которые могут пере­мещаться под влиянием солнечной энергии и сил гравитации, пере­ходить из одного состояния в другое, образуют гидросферу - одну из оболочек Земли. Гидросфера тесно связана с другими оболочками Земли - атмосферой, литосферой и биосферой. Вода - незаменимое природное богатство, выполняющее особую экологическую функцию. Важнейшее свойст­во воды - ее непрерывный круговорот, связывающий воедино все части гидросферы, образуя в целом замкнутую экосистему: океан- атмосфера - суша. Горизонтальный круговорот осуществляется пу­тем испарения с поверхности океанов, морей, озер и атмосферных осадков, выпадающих и на водную поверхность, и на суше. Вода яв­ляется хранителем и распределителем на нашей планете солнечной энергии, аккумулятором тепла. Климат и погода на Земле во многом определяются наличием водных пространств и содержанием водя­ного пара в атмосфере.

Изучением гидросферы занимается наука – гидрология, которая делится на гидрологию океана и гидрологию суши, рассматривающую поверхностные воды.

В зависимости от изучаемых водных объектов суши гидрология делится на гидрологию рек, озер, водохранилищ, болот, ледников. Помимо деления по объектам исследований, в зависимости от круга изучаемых вопросов и методов исследований из гидрологии суши выделились в самостоятельные разделы: гидрометрия, гидрография, гидрологические расчеты и прогнозы. Г и д р о м е т р и я рассматривает методы наблюдений за режимом водных объектов; в задачу г и д р о г р а ф и и входит рассмотрение закономерностей географического распространения поверхностных вод, описание конкретных водных объектов, их режима и хозяйственного значения; гидрологические р а с ч е т ы и п р о г н о з ы, называемые инженерной гидрологией, занимаются разработкой методов расчета и прогноза различных гидрологических характеристик.

Формирование, развитие, размещение водных объектов по территории и их гидрологический режим связаны с географической зональностью и азональными факторами (рельефом, геологическим строением).

При изучении взаимосвязей водных объектов гидрология использует данные климатологии, метеорологии, геологии, гидрогеологии, геоморфологии, физической географии. Физические, химические и биологические процессы, происходящие в реках и водоемах и определяющие свойства, состав, качество, биологические ресурсы их вод, изучаются гидрологией в контакте с гидрофизикой, гидрохимией, гидробиологией. При исследовании движения вод в реках и водоемах используются законы гидродинамики и гидравлики, в гидрологических расчетах и прогнозах – современные математические методы.

В гидрологических исследованиях применяются экспедиционный, стационарный и лабораторный методы. Продолжительность экспедиций – от сезона до нескольких лет. Стационарные же наблюдения проводятся непрерывно в течение многолетнего периода с помощью специальных гидрологических станций и постов, что позволяет изучать гидрологические режимы водных объектов во времени. В лабораториях определяются физические и химические свойства воды, моделируются водные объекты и гидрологические процессы.

Без воды не мыслимо производство машин и станков, товаров народного потребления, сельскохозяйственной продукции. Так при выплавке 1 т чугуна необходимо 200 м³ воды, а на производство 1 т синтетического волокна необходимо затратить и того больше – 2500 – 5000 м³ воды. Реки важны как экономически выгодные транспортные пути, они вращают турбины мощных гидроэлектростанций, их водная сеть орошает поля и т.д. и т.п.

В настоящее время водозабор из рек и водоемов для нужд промышленности, сельского хозяйства бытового водоснабжения и сброс в водные объекты загрязненных вод достигли таких размеров, что в процессе естественного возобновления не успевают восстанавливаться объем и качество природных вод. В этой связи остро встала проблема рационального использования водных ресурсов, их охрана и защита от истощения и загрязнения. Решение этой проблемы лежит в областях количественной и качественной оценки водных ресурсов, выявления закономерностей их изменения под воздействием природных факторов и и хозяйственной деятельности человека, гидрологического обоснования проектируемых водохозяйственных мероприятий, прогноза возможных изменений режима рек и водоемов.

ЛЕКЦИЯ 1. Объект, предмет и основные понятия гидросферы

Гидросфера – водная оболочка земли, представляющая из себя причудливую и сложнейшую сеть водных объектов, как бы хаотически раскиданных по земной поверхности. .

----------------------------------------------------------------------------------------------------

Части гидросферы тыс. м³ % пресные

тыс. м³ % от части % от пресной

----------------------------------------------------------------------------------------------------

Мировой океан 1370323 93,96 - - -

Подземные воды 60000 4,12 4000 6,7 17

Ледники 24000 1,65 24000 100 85

Озера, водохранилища 280 0,19 155 55 0,6

Почвенная влага 85 0,006 83 98 0,3

Пары атмосферные 14 0,001 14 100 0,05

Речные воды 1,2 0,0001 1,2 100 0,004

1454193

Учет поверхностных вод суши осуществляется в рамках ОГСНК (общегосударственная служба наблюдения и контроля состояния окружающей среды), организованной в 1972 году на базе станций гидрометеослужбы.

ОГСНК состоит из нескольких уровней: станций наблюдения (первичные пункты), осуществляющих наблюдение , первичную обработку, обобщение данных; территориальных и региональных центров, осуществляющих дальнейшее обобщение и анализ материалов, составляющих прогнозы, оценивающих состояние окружающей среды на своей территории; гидрометеоцентров с подразделениями.