5. Гидрология суши

5.1. Содержание гидрологии суши

Гидрология изучает гидросферу Земли, ее свойства и протекающие в ней процессы во взаимосвязи с атмосферой, литосферой и биосферой. Гидрология делится на гидрологию океана и гидрологию суши. Гидрологию океана традиционно называют океанологией, поэтому когда говорят о гидрологии обычно подразумевают именно гидрологию суши.

В зависимости от объекта изучения гидрологию делят на гидрологию рек, озер и водохранилищ, болот, ледников. Помимо деления гидрологии по объектам исследования, в зависимости от круга решаемых вопросов и методов исследований, в гидрологии выделяют самостоятельные разделы: гидрометрию, гидрографию, инженерную гидрологию. Выделяют также динамику вод суши, русловые процессы, физику вод суши (гидрофизику) и химию вод суши.

Гидрометрия рассматривает методы наблюдений за режимом водных объектов, устройства и приборы, способы обработки результатов наблюдений. Гидрография рассматривает закономерности географического распространения поверхностных вод, занимается описанием водных объектов, изучением их режима и хозяйственного значения, установлением взаимосвязи с географическими условиями территории. Инженерная гидрология занимается разработкой методов расчета и прогноза различных гидрологических характеристик, необходимых для целесообразного использования и изменения естественного режима водных объектов и для проектирования гидротехнических сооружений. Гидрофизика и гидрохимия изучают, соответственно, физические и химические свойства вод суши. Гидрохимия в последние десятилетия становится все более актуальной в связи с вопросами качества вод. Динамика вод суши изучает закономерности перемещения водных масс, волнения, течений. С этим разделом тесно связана обособившаяся дисциплина – исследования русловых процессов.

Следует напомнить, что в гидрологию входит и учение о подземных водах, однако лишь в той степени, которая необходима для выяснения процессов взаимодействия поверхностных и подземных вод - закономерности впитывания воды в почву, движения подземных вод и ряд других вопросов. Изучением подземных вод в полном объеме занимается гидрогеология, относящаяся к циклу геологических наук. Также и гидрология ледников в основном относится к области физической географии и развивается практически самостоятельно, но соприкасается с гидрологией в вопросах изучения закономерностей баланса вещества в ледниках и влияния их на водный режим рек.

5.2. Круговорот воды на земном шаре

5.2.1. Запасы воды на Земле и водообмен

Общий объем воды, заключенной в Мировом океане, равен 1338 млн. км³, а общий запас воды на Земле составляет объем примерно 1386 млн. км³. В реках же содержится всего 2.12 млн. км³ , в озерах – 176 млн. км³. Почему же такая «капля в океане» столь важна, что ради изучения нее существует целая наука? Обратимся к таблице 5.1.

Таблица 5.1

Объем воды и активность водообмена различных сфер Земли.

	Объем воды			Продолжительность условного водообмена
	тыс. км3	в % от общего объема	в % от объема пресных вод
Мировой океан	1338000	96.5	-	2500 лет
Подземные воды	23400	1.7	30.06	1400 лет
Ледники	26064	1.74	68.7	9700 лет
Озера	176	0.0013	0.26	17 лет
Почвенная влага	16.5	0.001	0.047	1 год
Воды атмосферы	12.9	0.001	0.037	8 сут.
Болота	11.5	0.0008	0.033	5 лет
Реки	2.12	0.0002	0.006	16 сут.

Как нетрудно заметить, «в ведении» собственно гидрологии суши находится от силы 0.0025% воды земного шара. Даже если считать в процентах от запасов пресных вод, получится не более 0.3%. Много это или мало? На первый взгляд, кажется, что это очень мало. В то же время, общие запасы пресной воды оцениваются величиной около 35 млн. км³ (т.е. около 2.3% общего объема воды на Земле), из них около 68% содержится в недоступных для использования (по крайней мере, сейчас) льдах Антарктиды и Гренландии, а 30% - в подземных водах. Доступное для использования человечеством количество пресной воды совсем ничтожно.

Практически вся вода, используемая в питьевых и промышленных целях, берется из рек и озер. Большинство крупных городов стоит на реках. Реки используются как транспортные артерии – по ним осуществляются пассажирские и транспортные перевозки, сплав леса. Реки и озера служат источником пищи. Можно сказать, что человечество обязано рекам и озерам жизнью. Поэтому значение гидрологии суши для человечества огромно – даже несмотря на то, что на суше находится лишь мизерная часть воды нашей планеты.

Отметим еще и такой фактор как продолжительность условного водообмена (табл. 5.1), каковая характеризует среднюю скорость обновления вод – гипотетический интервал времени, необходимый для полной замены всей воды в той или иной системе. Как видим, для океанов и ледников эта скорость крайне мала. Для того чтобы воды океана прошли полный круговорот, требуются тысячелетия. В ледниках погребены воды, попавшие туда тысячелетия назад. А вот для озер этот показатель составляет всего около полутора десятилетий. Что касается рек, то счет уже на недели. Таким образом, в сравнении с реками, океаны и ледники как бы «мертвы». Попавший в океан или ледник загрязнитель может захорониться там на тысячелетия. А вот река пронесет его через полконтинента за считанные недели. Отсюда ясно и значение рек и в экологическом плане.

Вспомним также и такое явление природы, как наводнение. Летом 2002 года большая часть Европы испытала катастрофическое наводнение – такого не было очень давно и это наводнение оказало большое влияние на жизнь людей Старого света и едва не вызвало экологическую катастрофу. Другими словами, экология без гидрологии суши попросту немыслима.