Автор: Пользователь скрыл имя, 29 Декабря 2011 в 02:23, курсовая работа
Вода, заповнюючи величезні впадини на земній поверхні, утворює водну оболонку земної кулі - Світовий океан. Із загальної площі земної кулі 510 млн. км2, Світовий океан займає 361 млн.км2 або 71%, а суша - 149 млн.км2 або 29%.
Загальний об’єм води, що міститься в Світовому океані складає 1338 млн.км3. Якщо цей об'єм рівномірно розподілити по земній поверхні, то вона буде покрита шаром води глибиною 2600 м.
Запаси прісної води складають всього 35 млн.км3 (2,52%). Із них прісні підземні води, з врахуванням запасів підземних вод в зоні вічної мерзлоти, складають 10,83 млн.км3 (30,96%), вода в льодовиках - 24 млн.км3 (68,7%), в озерах - 91 тис.км3 (0,25%), в болотах - 11 тис.км3 (0,03%), біологічна вода - 1,12 тис.км3 (0,003%) і води в руслах річок - 2,12 тис.км3 (0,006%) [1].
Випаровування з поверхні ґрунту, не вкритою рослинністю визначається метеорологічними умовами та інтенсивністю поступання води на поверхню ґрунту з більш глибоких шарів ґрунту. При цьому випаровування відбувається не тільки безпосередньо з поверхні ґрунту, але й з частинок нижче поверхні ґрунту та „капілярної кайми”.
Випаровування з поверхні ґрунту звичайно тим більше, чим більша вологість ґрунту, дефіцит вологості повітря та швидкість вітру. Воно зростає після дощів та при підвищенні рівня ґрунтових вод.
Фізіологічне
випаровування рослинами (транспірація)
включає дві стадії: поглинання кореневою
системою рослин ґрунтової вологи,
підйом води по стеблам, випаровування
з поверхні листків. Зі збільшенням
глибини кореневої системи
Сумарне випаровування складається з випаровування з поверхні ґрунту, транспірації та випаровування з крон дерев ( останні два види часто враховують разом ). Сумарне випаровування відіграє найважливішу роль у визначенні витрат стоку в межах річкових басейнів, та його розрахунку в гідрології приділяють найбільшу увагу.
Інфільтрація в річкових басейнах залежить від надходження дощової і талої води та від фільтраційних властивостей підстилаючих ґрунтів. Інтенсивність інфільтрації здебільшого залежить від стану ґрунту. Вона зменшується зі збільшенням вологості ґрунту та під час його промерзання.
Річковий стік складається із стоку води, стоку наносів, стоку розчинених речовин і стоку теплоти. Стоком ріки, за Б.О.Аполловим /1963/, навивають кількість води, що протікає в річці через поперечний переріз за певний час. Найважливішим в даному випадку в стік вода, бо він і визначає інші види стоку.
Важливою
характеристикою стоку є
Q=FV
де F - площа поперечного перерізу; V - середня швидкість течії для всього .перерізу, м/с. Визначають максимальні витрати під час водопіль чи повеней і мінімальні під час меженей і т.д.
У гідрології застосовують поняття середньої витрати води за певний інтервал часу /декаду, місяць, рік тощо/ [1].
Для характеристики розподілу стоку на будь-якій території складають карти, на яких проводять лінії однакових величин модулів чи шару стоку.
Водний режим. Водний режим – зміна рівнів, витрат води, нахилів і швидкостей течії в часі. Рівень води – висота поверхні води, що відраховується від постійної площини. Річний цикл водного режиму поділяється на такі фази – повінь, паводок, межень. Кількість фаз може коливатися. Повінь – фаза водного режиму, яка характеризується щорічним і тривалим підняттям рівня води в річці, що зумовлене збільшенням її водності. Супроводжується виходом води з русла і затопленням заплави. Час повеней може бути різний (весна-літо).
Паводок – фаза водного режиму, яка характеризується відносно короткочасним та інтенсивним підняттям рівня води і збільшенням її витрат. Паводки мають різну форму і розміри, можуть повторюватися в різні сезони.
Межень – фаза водного режиму, яка щорічно повторюється в один і той же сезон і характеризується малою водністю та низьким рівнем води. спостерігається переважно під час сухої, жаркої і морозяної погоди.
Найбільш загальні риси витрати води в річці протягом року відображає гідрограф.
Класифікація рік за водним режимом (Б.Д. Зайкова) [13]. В основу класифікації покладена типізація рік за характером розподілу стоку протягом року. Виділено три типи рік – ріки з весняною повінню, ріки з повінню в теплу пору, ріки з паводковим режимом.
Класифікація П.С. Кузіна [14]. Ріки з повенями (снігового живлення), ріки з повенями і паводками (снігове і дощове живлення), ріки з паводками (дощове живлення), ріки з переважанням підземного живлення, рівномірним стоком протягом року.
Термічний режим рік. Термічний режим формується в результаті теплообміну водної маси з навколишнім середовищем, що відбувається на межі води з атмосферою і ґрунтом. Основними факторами є теплообмін з атмосферою і теплообмін з ложем русла. Теплообмін протікає по різному – при відкритій водній поверхні і при наявності льодового покриву. Термічний режим змінюється протягом доби, сезону, року.
Добові зміни температур найкраще виражені в теплу пору року. Максимум спостерігається влітку. Величина амплітуди залежить від географічної широти, водності ріки, погодних умов (при ясній погоді амплітуди вищі). Річний хід температур має два періоди – відкритої водної поверхні і льодоставу. При наявності льодового покриву температура води в річці залишається майже постійною і близькою до 0°С. Температура води в більшості рік в період нагрівання більша в прибережній частині ніж в центральній, а в період охолодження – нижча. Найбільші коливання температур по поперечному профілю (до 8-9°С) відбувається під впливом притічних вод. Зміна температури з глибиною характеризується весняною і літньою прямою стратифікацією, а восени – оберненою. В гірських ріках температура підвищується вниз по течії. Температурний режим на окремих ділянках в значній мірі залежить від господарської діяльності людини.
Основними фазами льодового режиму рік є замерзання, льодостав і скресання льоду. Основними типами льодових утворень на ріках є забереги, льодяне сало, сніжура. На багатьох ріках на початку льодоставу утворюється внутріводний, а на дні – донний.
Господарське використання річок. Ріки використовують в господарстві з давніх-давен. Нині річкові води використовуються різними галузями промисловості, енергетикою, комунальним господарством, рибним господарством, річковим транспортом та ін. Більшість господарських заходів впливають на річковий стік як посередньо, так і безпосередньо. Так, вирубка лісів та їх відновлення впливають на зміну річного стоку річок та сумарного випаровування. Після вирубки лісу випаровування зменшується, а стік /поверхневий/ збільшується, це сприяє посилений ерозії. Після відновлення лісу випаровування підвищується, а стік зменшується і ерозія затихає.
Крім того з’ясовано, що болота активно поглинають воду, активно її-випаровують і слабо віддають річкам. Після осушення боліт збільшується стік, але пізніше він стає рівномірним внаслідок того, ще випаровування із сільськогосподарських угідь майже таке саме, як із боліт.
Впливають на випаровування, а отже, і на стік, агротехнічні заходи /оранка на зяб, створення полезахисних лісових смуг, снігозатримання на полях тощо/.
Впливають на розподіл стоку і міста, особливо великі. В містах зникає інфільтрація, збільшується поверхневий стік, але загальний вплив міст на стік річок незначний, міста більше впливають на чистоту вод.
Значний вплив на річкові води чинять промислове і комунальне водопостачання, внаслідок чого річковий стік зменшується, погіршується чистота вод. Проте, найбільших втрат зазнають ріки через зрошення. Велика кількість води витрачається на випаровування, а та частина, що повертається назад, часто забруднена різними хімічними сполуками та солями.
Нині а багатьох країнах практикується перерозподіл стоку, тобто залучення води в одну річкову систему із іншої. До таких систем перерозподілу належать "Джеймс Бей". "Черчіл" в Канаді, "Центральна долина" в США. В Канаді перерозподіляють стік із р. Уетмейн в р. Ла-Гранд. також з р. Черчілл в р. Нельсон для енергетичних потреб, а в США – з р. Сакраменто на південь Каліфорнії для водопостачання і зрошення. [10]. В нашій країні діє Північно-Кримський канал /перекидає 3,8 км3 за рік/, Дніпро-Донбас /3,6 км3/рік/. У Середній Азії прокладено Каракумський /11 км3/рік/. Великий-Ферганський /5.3 км3/рік/, Амубухарський /5,8 км3/рік/. При таких великих гідротехнічних спорудах неодмінно зростає втрата води на випаровування та інфільтрацію. [9].
Взагалі господарська діяльність суспільства зменшує річний стік річок. Це відчутно в південних районах нашої країни і в інших країнах. де багато води йде на зрошення. Дуже зменшився річковий стік Амудар’ї і Сирдар'ї, через що рівень Аральського .моря понизився більше ніж на 10 м. Останнє спричинило цілу низку негативних наслідків, змінився стік рр. Кубань, Уралу, Дніпра. Багато річок забруднені промисловими і побутовими стоками.
Населення Землі, утворює разом із субстратом, в якому воно живе, біосферу нашої планети, яка сконцентрована в газоподібій оболонці - атмосфері, твердої - літосфері і рідкої - гідросфері, причому остання являє собою найбільш широку арену життя. Із загальної площі поверхні нашої планети, що дорівнює приблизно 510 млн. / їжак 2, близько 362 млн. км 2, т. е. більш 70,5%, припадає на частку водного дзеркала, а якщо взяти до уваги і підземні води, поширені майже повсюдно, то виявиться, що водна оболонка практично покриває всю Землю. Крім того, на відміну від атмосфери та літосфери гідросфера заселена у всій своїй товщі, часто вимірюваної сотнями і тисячами метрів.
Населення гідросфери, або гідробіос, представлене водними організмами, або гідробіонтами, їх популяціями та спільнотами, грає в житті людини надзвичайно важливу роль, безперервно зростаючу в міру освоєння водойм. Одні з гідробіонтів широко використовуються промислом чи корисні в інших відносинах, інші приносять шкоду, будучи патогенними для людини і домашніх тварин або створюючи перешкоди народному господарству, зокрема водопостачання, судноплавству та експлуатації гідротехнічних споруд. Тому в міру освоєння прісних і морських водойм все більш необхідним ставало вивчення їхнього населення з метою підвищення його позитивної і зниження негативної ролі в житті людини. Завдання такого вивчення населення водойм взяла на себе наука гідробіологія [14].
В
даний час гідробіологію
Гідробіологія вивчає водне населення в єдності з навколишнім середовищем, як живий компонент «блоків» біосфери-біогеоценозів, або екосистем. На перших етапах свого існування гідробіологія найбільшу увагу приділяла екологічному вивчення окремих організмів. Таке аутоекологчгний напрямок зберігся й у сучасній гідробіології, але вже займає підлегле становище. На перший план висунулися демекологічні і сінекологічні дослідження, тобто вивчення популяцій гідробіонтів і гідробіоценозів як цілісних систем, як надорганізменних форм живої матерії, що володіють певною структурою, функціями та характером взаємодії з навколишнім середовищем.
Гідробіологія вивчає в біологічному аспекті ту ділянку біосфери, яка лежить в межах водної оболонки Землі і може бути названа гідробіосферою. Пізнання гідробіосфери у всій повноті - завдання не тільки гідробіології, а й таких наук, як гідрохімія, гідрофізика, гідрографія, гідрологія та ряду інших. [14]. Точно так само не можна вважати завданням гідробіології всебічне вивчення водних біогеоценозів, так як біолог за рівнем своєї підготовки не може кваліфіковано займатися дослідженням мертвого субстрату і його змін під впливом живої природи. Комплексне вивчення екосистем як блоків біосфери являє собою завдання особливої науки - біогеоценології. Разом з тим гідробіолог не вивчає організми, популяції та біоценози у відриві від абіотичного оточення, а досліджує їх в рамках екосистем як частину останніх з урахуванням всіх їх особливостей. Як орган тіла немислимий поза організмом, так не можна уявити собі організм поза популяцією, останню - поза біоценозом, який у свою чергу не може існувати поза екосистемою. З іншого боку, єдність природи, в тому числі живої та мертвої, робить украй широким фронт її вивчення, який не може утримуватися і ефективно просуватися вперед силами однієї науки. Звідси зрозуміла необхідність обмеження завдань гідробіології вивченням водних організмів, їх популяцій і біоценозів в рамках екосистем. Пізнання абіотичних компонентів гідробіосфери, закономірностей їх існування і трансформації - завдання наук не біологічних.