- •1. Предмет гидрологии, связь с другими науками
- •2. Из истории гидрологии
- •3. Роль воды в природе
- •4. Водные объекты и их типы
- •5. Гидросфера. Круговорот воды
- •6. Мировой водный баланс
- •7. Гидрология подземных вод
- •Теории и гипотезы происхождения подземных вод
- •7.1 Классификация подземных вод по условиям их происхождения
- •7.2 Виды воды в порах горных пород и почв
- •7.3 Виды воды в порах
- •7.4 Условия залегания подземных вод в земной коре
- •7.5 Вода в почве
- •7.5.1 Грунтовые и межпластовые безнапорные воды
- •7.5.1 Напорные воды(Рис. 5)
- •7.6 Просачивание воды в почву
- •7.7 Источники
- •7.8 Режим грунтовых вод. Зависимость колебаний уровня от климата
- •7.9 Взаимосвязь речных и подземных вод
- •8 Гидрология рек
- •8.1 Река и речная система. Характеристики реки и ее бассейна. Речная долина
- •8.2 Основные гидрологические характеристики реки
- •8.3 Питание, водный режим рек, водный баланс речного бассейна
- •8.4 Водомерные графики и гидрографы паводков
- •Преимущественного питания
- •8.5 Ледовый режим рек
1. 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 методам исследования 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.
2. 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.