7

Лекція 1. Гідросфера, як об’єкт вивчення гідрології

План

1. Об’єкт вивчення дисципліни. Історія розвитку гідрології, як науки.

2. Сучасна гідрологія, її місце серед інших наук.

3. Мета та методи дослідження геосфери

4. Види водних об’єктів та їх гідрологічний режим.

1. Об’єкт вивчення дисципліни. Історія розвитку гідрології як науки.

Земна куля - складна матеріальна система, що має шарувату будову. Складається вона з ряду оболонок, або сфер, які пов’язані між собою , але характеризуються відмінними функціями. Ці оболонки ( сфери) називають геосферами. Існують зовнішні та внутрішні геосфери. До зовнішніх геосфер відносяться повітряна ( атмосфера), водна (гідросфера), сфера існування живих організмів ( біосфера), і тверда оболонка землі (літосфера). Оболонки та їх частини перебувають у складних взаємозв’язках і в сукупності утворюють географічну оболонку.

Наука, що вивчає гідросферу, її властивості, процеси які в ній відбуваються і явища її взаємодії з атмосферою, літосферою, біосферою називаються гідрологією.

Термін “гідрологія” походить від сполучення двох грецьких слів : гідро –; логос–наука, у перекладі на українську мову воно означає “наука про воду”.

Гідрологія відноситься до комплексу наук, які вивчають фізичні та географічні властивості, зокрема її гідросферу.

Вода - це не випадкова речовина яка з’явилась на Землі вона приймала активну участь в її розвитку.

Існує декілька гіпотез, які пояснюють походження води на земній кулі. Всі вони належать до космогонічних теорій утворення нашої планети. На теперішній час найбільш визначними є гіпотеза О.Ю.Шмідта в якої припускається що вода була у складі галактичної газопилової хмари з якої створилась Земля та гіпотеза О.П. Виноградова в якої припускалося що на початкової стадії нагрівання Землі яке відбувалося за рахунок теплової енергії радіоактивного розпаду з’являлися леткі хімічні сполуки в тому числі вода яка є складовою частиною мантії (більш детальніше гіпотезі описані в підручнику «Загальна гідрологія».

Вода найбільш поширена речовина земної кулі. Вона займає більшу частину земної поверхні і зосереджена в океанах, морях, озерах, річках, льодовиках, болотах, ґрунтах і гірських породах, тому предметом вивчення гідрології являються вищеназвані водні об’єкти. Усі вони характеризуються певними типовими властивостями і в сукупності утворюють єдину безперервну водну оболонку земної кулі - гідросферу.

Верхня межа гідросфери - це поверхня океанів і морів, річок, озер, льодовиків, боліт. Вона виражена досить чітко і збігається з поверхнею земної кулі та нижньою межею атмосфери. Нижня межа гідросфери - ґрунтові води, чітко не виділяється, тому що в ряді випадків вона проникає в літосферу (земну кору).

Предметом вивчення загальної гідрології є не вода як фізична речовина, а гідросфера в цілому. Вона вивчає властивості гідросфери та її складових частин, процеси і явища, яки в них відбуваються, закономірності за якими вони розвиваються, а також взаємозв’язок і взаємодію природних вод із земною корою й атмосферою.

Гідрологія як самостійна наука сформувалась наприкінці ХІХ - початку ХХ сторіччя, однак зародження її відноситься до найранішого періоду існування людського суспільства. Води суши (річки ,озера, підземні води) завжди мали велике значення в житті людини. Відшукування водних джерел, біля яких створювалися поселення, вже представляло собою зародкову форму тої дослідницької роботи яка поступово розвиваючись, привела спочатку до використання річок а потім і прокладання від них примітивних зрошувальних каналів.

В початковий період свого існування людство накопичувало знання про водні об’єкти спостерігаючи за їх режимом та властивостями. До найкращих гідрологічних спостережень відносяться спостереження древніх єгиптян за коливанням рівнів води у річки Ніл ( перші гідрологічні пости). В старовинному пам’ятнику російської культури - Літопису Нестора є свідоцтва про річки та їх притоки з відзначенням особистих явищ на них (паводків, повінь і т.д.).

В історії досліджень водних об’єктів Росії значне місце займає період царювання Петра І. Розвиток промисловості, розширення торгівлі, створення морського флоту вимагали вивчення внутрішніх водних шляхів і будівництво сполучних каналів. У цей період була описана найбільша кількість річок з метою використання їх для судноплавства. Слід відмітити, що у 1715 році був організований перший водомірний пост на річці Нева.

Із гідрологічних наукових праць середини XVIII ст. необхідно відзначити дослідження, які були організовані великим вченим Михайло Васильовичем Ломоносовим, котрий в зв’язку з складанням Академією наук атласу Росії зібрав та систематизував дослідження гідрологічного режиму річок. Ідеї Ломоносова про взаємозв’язок підземних і поверхневих вод, режиму вод і факторами, що його зумовлюють, позначилися на подальшому планомірному вивченні водних об’єктів.

У ХІІ - ХІХ сторіччі проводились експедиційні дослідження Світового океану ( експедиції В.Беринга, Х.П.Лаптєва, Дж. Кука, І.Ф. Крузенштейна, та багатьох інших). За даними експедицій уточнювались карти і накопичувались відомості про властивості морських вод.

В 70 -х роках ХІХ ст. почалися великомасштабні водні дослідження Росії, коли для вантажних перевезень стало потрібно поряд з залізницями і гужовими дорогами розвивати водні шліхи. Поступово засуха та неврожаї змусили приступити до зрошення та обводнення земель Поволжя, Криму, Кавказу, а також осушення земель Полісся.

На початку ХХ постала необхідність більш детального вивчення водних об'єктив як для вузьковідомчих цілях (в основному у зв’язку з запитами водного транспорту та сільського господарства), так і для задоволення інтересів усіх зацікавлених у воді галузей.

У колишньому СРСР велике значення в організації планомірних досліджень водних об’єктів і розвитку гідрології як науки мав план ГОЕРЛО (1920 р.) що передбачив широке використання водних ресурсів країни і будівництво гідроелектростанцій. Здійснення плану вимагало не тільки всебічного вивчення природного режиму водних об'єктів , а й оцінки майбутнього штучного зміненя їх режиму.

В 1929 році був організований гідрометеорологічний комітет для рішення питань, що відносяться до гідрології, гідрографії, метеорології геофізики.

У 1931 році був опублікований Водний кадастр - систематизований звід даних про режими річок, морів, озер, підземних вод, льодовиків. Основними матеріалами водного кадастру є районні довідники по водним ресурсам, відомості про рівень води в річках та їх режим, кадастр озер, боліт і морський кадастр.

Узагальнюючи викладене вище, можна констатувати, що у 20-30 роки ХХ ст. гідрологія суши сформувалась як самостійна наука, в розробці теоретичних основ якої приймали участь В.Г. Глушков, Д.І Кочерін, Б.В.Поляков та інші.

В 60 -ті роки значного розвитку набуло міжнародне співробітництво в галузі гідрології суши. Так з 1965 р. працює постійно діюча Міжнародна гідрологічна програма, в якій беруть участь учені - гідрологи різних країн світу.