7.4. Водные ресурсы

Мировые запасы вод огромны – 1,5 миллиарда км³. Однако 97% из этого объема – соленые воды, 2% - занимают ледники. На долю пресной воды рек, озер, родников, подземных приходится всего 1 процент. Только эту воду мы используем для различных нужд.

Вода – возобновляемый ресурс. Она находится в непрерывном движении и ее циркуляции между мировым океаном, воздухом и землей складываются в единый непрекращающийся круговорот Генератор этого явления – солнечная радиация, которая стимулирует испарение воды. Солнечное излучение нагревает поверхность океана, превращая воду в пар, при этом осаждаются минеральные вещества.

Водяной пар поднимается в атмосферу , где конденсируется, превращаясь в мириады крошечных капель и кристалликов, из которых состоят облака. Вода возвращается на землю в виде осадков, затем вновь испаряется, и так продолжается это вечное движение.

Больше всего осадков выпадает над океаном, на сушу возвращается менее 25 %. Около двух третей осадков попадает в атмосферу в результате испарения и лишь одна треть попадает в реки и просачивается в грунт.

Движущими силами круговорота выступает не только солнечная радиация, но и сила тяжести, под действием которой капли воды падают на землю, и движение воды в река, озерах, в грунте.

Круговорот воды состоит из нескольких звеньев : атмосферное звено – перенос влаги во время циркуляции воздуха и образование атмосферных осадков. Роль циркуляции воздуха заключается в перераспределении атмосферной влаги по Земле. Поэтому на материках осадков выпадает больше, чем испаряется. Эта разница составляет океанического звено. Характерно испарение воды, в процессе которого восстанавливается содержание водяного пара в атмосфере. Перенос огромных масс морских вод морскими течениями - литогенное звено. Глубинные подземные воды слабо связаны с круговоротом. Пресные подземные воды, залегающие главным образом в зоне активного водного обмена, являются источником питания рек. Без этой поддержки вода в реках появлялась бы только во время дождей и снеготаяния – почвенное звено, где происходит испарение влаги с поверхности почвы, расход почвенной влаги на транспирацию растений и питание подземных вод.

Особенности: объем полученной влаги относительно невелик и в большой степени зависит от погодных условий (влажность, температура).

Роль рек – речное звено – заключается в возвращении в океан той части влаги, которая переносится в виде атмосферного пара с океана на сушу.

Значение озер – озерное звено – состоит в том, что испарение с поверхности озер регулирует речной сток.

Среда существования водных животных и растений, источник питания для сухопутных животных и растений, участие в процессе фотосинтеза – биологическое звено.

Участие в процессе транспирации – хозяйственное звено.

7.5 Движение воды в водных объектах

Водным объектом называется скопление природной воды на земной поверхности или в верхних слоях земной коры, обладающее определенным гидрологическим режимом.

Выделяют три вида водных объектов:

Водотоки – водные объекты на поверхности земли в виде с движения воды в руслах. К ним относятся реки, ручьи, каналы;

Водоемы – водные объекты в понижениях земной поверхности с замедленным движением воды. К ним относятся океаны, моря, пруды, водохранилища;

Особые водные объекты – ледники, подземные воды.

Движение воды можно классифицировать по гидродинамическому режиму: ламинарное и турбулентное движение. Состояние водной поверхности бывает бурным и спокойным.

Ламинарным называется такой режим, при котором частицы воды движутся по параллельным траекториям.

Турбулентным называется такой режим, при котором частицы воды движутся хаотически, в результате чего формируются вихри и происходит перемешивание воды.

Ламинарный режим превращается в турбулентный режим при увеличении объема движения воды.

Спокойные потоки имеют плавную форму поверхности, при этом препятствия обтекаются плавно. Бурные потоки имеют неровную поверхность со стоячими волнами, в препятствиях наблюдаются резкие перепады уровней.

Различают также объемные и поверхностные силы.

Объемные силы действуют на весь объем воды и приложены к его центру тяжести. Отличаются центробежная сила от силы тяжести и отклоняющей силы вращения Земли.

Поверхностные силы действуют на вертикальные грани выделенного объема воды. Делятся они на нормальные и касательные. Нормальные силы действуют на вертикальные грани, касательные - это силы трения.

Все силы можно разделить на активные и пассивные, сопутствующие движению воды.

Движение воды, обусловленное продольной составляющей силы тяжести, называется гравитационным (в реках, ледниках, подземных водах).

Движение воды в артезианских бассейнах называется напорным.

Инерционное движение воды происходит, когда ослабевает одна из активных сил или они не действуют вовсе.