Роль воды в природе и обществе. Практическое значение гидрологии

Регулирование стока ледниками заключается в том, что талая вода ледников компенсирует недостаток воды в реках в засушливые годы. Это объясняется не просто водоотдачей ледников в засушливые годы, когда снеговое и дождевое питание рек сокращается, но и усилением этой водоотдачи в периоды с повышенной температурой воздуха.

Практическое значение ледников:

• использование ледниковых вод для орошения
• водоснабжение расположенных в горах и предгорьях городов и населенных пунктов
• использует сток ледниковых рек гидроэнергетика.
• неблагоприятное воздействие  - катастрофические паводки и сели ледникового происхождения возникают вследствие следующих причин:

• прорыва приледниковых озер;
• прорыва надледниковых озер;
• прорыва внутриледниковых полостей;
• катастрофического таяния, вызванного извержением вулкана.

10. Пассивное использование ледовых ресурсов для обеспечения хозяйства водой потребует разработки долгосрочных климатических прогнозов. Активное же регулирование снежно-ледовых ресурсов — задача более сложная, и человечество пока не располагает для этого техническими и энергетическими возможностями. Однако в перспективе возможна разработка приемов регулирования таяния горных ледников, методов транспортировки айсбергов как источников пресной воды для засушливых регионов планеты и других проектов, связанных с использованием льда. 
    Ледниковые эпохи, их причины.

Ледниковые эпохи, или ледниковья, наступали каждые 200 млн лет и продолжались миллионы и даже десятки миллионов лет. Во время каждого такого периода обширные ледники покрывали большую часть суши, а различия в температуре воздуха на полюсах и экваторе не были столь заметны. Длительные ледниковые эры, длившиеся на протяжении почти половинной истории Земли.

 

Эра	Характеристика
раннепротерозойская эра – 2,5 – 1,6 млрд. лет назад	Проторезой – от греч. слова протерос – первичный, зоэ – жизнь. Протерозойская эра, (эон) – геологический период в истории Земли, включающий историю образования горных пород различного происхождения (осадочных пород разного состава, метаморфических, изверженных и др. образований) от 2,6 до 1,6 млрд.лет. Период в истории Земли, который характеризовался развитием простейших форм жизни одноклеточных живых организмов от прокариот к эукариотам, которые позже в результате так называемого эдиакарского «взрыва» эволюционировали в многоклеточные организмы. Выше протерозоя по геохронологической шкале залегают осадки венда возраста от 1,6 до 0,750 млрд.лет.
позднепротерозойская эра – 900 – 630 млн. лет назад
палеозойская эра – 460 – 230 млн. лет назад	Палеозой – от слова палеос – древний, зоэ – жизнь. Палеозойская эра. Геологическое время в истории Земли охватывающее 320-325 млн. лет. Включает кембрийский (575 млн. лет назад), ордовикский, девонский, каменноугольный и пермский (250 млн. лет назад) периоды.
кайнозойская эра – началась 30 млн. лет назад и до сих пор	Поскольку четверть поверхности Земли (континентов и морей) покрыто ледниками и льдом разного возраста. В этом смысле мы живем в ледниковом периоде

 

 

Оледенение – процесс периодического похолодания климата на Земле (наступление ледников) в разные геологические эпохи, выражающийся покрытием участков континентов (ледниками и покровами), морей ( в виде однолетних и многолетних ледяных масс) и проникновением отрицательных температур под землю (мерзлота криолитозоны) на разные глубины. Возникновение оледенений происходит за счет годового прироста снега и льда над снеговой линией . Чем быстрее происходит увеличение льда над снеговой линией, тем быстрее двигаются ледники.

Межледниковье – процесс отступления ледников, сокращение их площади на поверхности континентов, включая площадь распространения мерзлоты, уменьшение площади морей, покрытых льдом за счет потепления климата.

Причины ледниковых эпох

Во-первых, на протяжении тысячелетий в годовом ходе осадков должны доминировать обильные продолжительные снегопады. Во-вторых, в районах с таким режимом осадков температуры должны быть настолько низкими, чтобы летнее снеготаяние сводилось к минимуму, а фирновые поля увеличивались из года в год до тех пор, пока не станут формироваться ледники. Обильная аккумуляция снега должна превалировать в балансе ледников на протяжении всей эпохи оледенения, так как если абляция превысит аккумуляцию, оледенение пойдет на убыль. Очевидно, для каждой ледниковой эпохи необходимо выяснить причины ее начала и окончания.

К земным относятся причины, уменьшающие количество солнечного тепла, которое достигает Земли,

1 Прозрачность атмосферы,

2 содержание углекислого  газа

3 изменение воздушных  и океанских течений

11. К внеземным причинам относится влияние солнечной активности. 
    Влияние озер на речной сток. Хозяйственное использование озер.

Влияние озер
общее постоянное воздей-ствие озер на круговорот воды в речных бассейнах	регулирующее воздействие на внутригодовой режим рек
Замедление водо-, соле- и теплообмена в гидрографической сети Обновление вод в озерах происходит во много раз медленнее, чем в реках, поэтому, чем больше озерность речного бассейна, тем медленнее водообмен в его гидрографической сети Накопление в водоемах солей, органических веществ, наносов, теплоты и других компонентов речного стока (в широком понимании этого термина). Реки, вытекающие из крупных озер, как правило, несут меньше солей и наносов	Водоемы суши оказывают заметное влияние на местные климатические условия, уменьшая континентальность климата и увеличивая продолжи-тельность весны и осени, на внутри-материковый влагооборот (незначи-тельно), способствуя повышению осадков, появлению туманов и т. д. Влияют водоемы и на уровень грунтовых вод, в целом повышая его, на почвенно-растительный покров и животный мир сопредельных территорий, увеличивая разнообразие видового состава, численность, биомассу и т. д

 

Озера широко используют для рыбного хозяйства, водного транспорта, водоснабжения, добычи минерального сырья, отдыха, туризма и спорта. Важно отметить необходимость комплексного и рационального использования водных и других ресурсов озер с обязательным учетом требований охраны природных (водных, земельных, рыбных и др.) ресурсов.

Проблема защиты природных ресурсов озер (особенно бессточных) неразрывно связана с рациональным использованием и охраной водных ресурсов в бассейнах рек, питающих эти озера.

Большая важность экологической и гидрологической научной экспертизы при любом крупном хозяйственном вмешательстве в природу, необходимость заблаговременного прогнозирования как естественных, так и антропогенных изменений режима рек и связанных с ними озер.

 

12. Гидрологический режим болот. Влияние болот и их осушение на речной сток. Практическое значение болот.

Гидрологический режим болот. Гидрологические свойства болот весьма своеобразны. Это своеобразие определяется тем, что в торфяных болотах содержится от 89 до 94% воды по весу и, следовательно, до 6% сухого вещества. Таким образом, торфяные болота являются, несомненно, значительными аккумуляторами влаги. Однако вследствие того что вода в болоте связана сухим веществом торфа, накапливаемые в болоте запасы воды не могут быть использованы как значительный дополнительный источник питания рек. Осушительными канавами и дренами нельзя уменьшить содержание воды в торфяном болоте ниже 85%, и лишь испарение вызывает дальнейшее снижение содержания влаги в торфяном грунте.

При анализе гидрологического режима болот необходимо исследовать:

• вопросы водного питания,
• испарения,
• движения воды в торфяном грунте,
• колебания уровня грунтовых вод,
• сток с болот,
• процессы, связанные с замерзанием и оттаиванием болот.

Влияние болот на речной сток в течении года.

Время года	Влияние
В начале весны	наблюдаются минимальные уровни болотных грунтовых вод
Весной	идет пополнение запасов влаги в основном в результате снеготаяния, уровень болотных грунтовых вод весной повышается
В летнее время	происходит расходование влаги в основном путем испарения и частично стока
В начале осени	наблюдаются минимальные уровни болотных грунтовых вод
Осенью в период дождей	некоторое пополнение запасов влаги в болоте и сопутствующее повышение уровня грунтовых вод
Зимой	происходит некоторое расходование запасов влаги, однако оно очень невелико (испарение практически отсутствует, сток снижается почти до нуля вследствие промерзания деятельного слоя на всю его глубину или значительного снижения уровня грунтовых вод)

 

Влияние осушения болот на речной сток

Объем болот	Влияние
из крупных болот	Вытекающие воды часто неблагоприятны для развития высших водных организмов – они содержат очень мало минеральных веществ и обогащены органическими веществами. В ряде случаев качество вытекающих из болот вод невысокое (они перенасыщены органикой, продуктами разложения органических веществ, часто имеют характерные «болотный» запах и цвет). Осушение болот должно поэтому способствовать улучшению качества речной воды.
на малых водосборах	Переход в результате осушения части подземного стока в поверхностный должен обязательно учитываться при осушительных мелиорациях (при определении, например, густоты и глубины искусственного дренажа). Чрезмерное осушение болот может нанести ущерб малым водотокам.

Болота имеют большое хозяйственное значение. Добываемый после осушения болот торф широко используют как топливо (ряд ГРЭС работает в нашей стране на торфе), как удобрение (в особенности торф низинных болот) и химическое сырье (из торфа вырабатывают ряд химических продуктов — аммиак, деготь и др.); идет торф и на подстилку скоту.

13. На осушенных болотах выращивают травы, овощи, зерновые и технические культуры, цитрусовые (в Колхиде) и др. 
    Проблемы сохранения малых рек.

Среди водоохранных мероприятий особое место занимает проблема охраны малых рек. Максимально приближенные к мощным потребителям, они не могут сдержать своим потенциалом самоочищения мощного потока техногенных нагрузок. А ведь от их водности и состояния, в значительной мере, зависит водность и качественное состояние больших рек. Сегодня в России, как и во всем мире, наблюдается негативное состояние верхних звеньев речных систем — малые реки деградируют и отмирают.

Для проведения наблюдений используют биоиндикаторы. Это растения и животные (одноклеточные и многоклеточные), проживающие в водоемах. Преимущества живых индикаторов состоят в том, что они:

1. Суммируют все без исключения биологически важные данные об окружающей среде и отражают ее состояние в целом, ибо воздействие токсических веществ является толчком к разнообразным изменениям внутри экосистемы, компоненты которой тесно связаны между собой.

2. Делают необязательным применение дорогостоящих трудоемких физических и химических методов для измерения биологических параметров; живые организмы постоянно присутствуют в окружающей человека среде и реагируют на кратковременные и залповые выбросы токсикантов, которые может не зареге- стрировать автоматизированная система контроля с периодическим отбором проб на анализы.

3. Отражают скорость происходящих в природной среде изменений.

4. Указывают пути и места скопления различного рода загрязнений в экологических системах и возможные пути попадания этих агентов в пищу человека.

5. Позволяют судить о степени вредности веществ для живой природы и человека.

6. Помогают нормировать допустимую нагрузку на экосистемы.

Индикаторные личинки насекомых и моллюски показывают загрязнение водоема промышленными отходами, солями, кислыми стоками. Виды рыб показывают количество растворенного в воде кислорода, интенсивность процессов гниения, загрязнение водоема определенной кислотой. Даже птицы, гнездящиеся на берегах водоемов, являются индикаторами водоема на содержание хлорорганических соединений.

Источники загрязнений и истощений малых рек:

1. сведение лесов,
2. строительство,
3. откачивание подземных вод и падение уровня грунтовых вод,
4. сброс отходов сельскохозяйственного (удобрения, химические средства защиты растений, выпас скота) и промышленного производства,
5. накопление в донных отложениях малых рек опасных биогенных химических загрязнений.

Проблема охраны подземных и поверхностных вод — это, в первую очередь, проблема обеспечения пресной водой, пригодной для питья, орошения, водоснабжения промышленности, коммунального хозяйства. Ресурсы пресной воды ограничены во всем мире, их нехватку испытывают не только страны засушливой зоны, но и страны, по территории которых протекают мощные реки. Причина дефицита в этом случае — в загрязнении воды промышленными, транспортными и коммунальными стоками. Реки, протекающие через сельскохозяйственные районы, насыщены стоками удобрений и ядохимикатов. Таким образом, будущее поверхностных водостоков и водоемов связано с защитой их от загрязнения.

 

14. Фазы водного режима рек. Классификация рек по водному режиму.

Во внутригодовом (сезонном) режиме рек выделяют ряд характерных периодов (фаз) в зависимости от изменения условий питания и особенностей водного режима. Для большинства рек мира различают следующие фазы водного режима: половодье, паводки, межень.