, карбонатные со
 Скачать 29.69 Kb.
|
|
1) Вода — важнейший компонент многих экосистем, причем не только водных (пресноводных, морских), но и наземных, поэтому наличие воды — непременное условие поддержания экологического равновесия и биоразнообразия как в водных объектах, так и на суше. Без использования воды нельзя преодолеть в глобальном масштабе ни продовольственный, ни энергетический кризисы. Практическое значение в гидрологии - Оценка количества и качества потребляемой воды; Данные о режиме источника, из которого осуществляется водозабор; Знания об уровнях воды, ледовых явлениях, скоростях течения, русловых процессах; Данных о волнении, ледовых явлениях и других характеристиках морского режима; Сведения об уровнях воды, скоростях течения, ледовых явлениях, русловых процессах; Данные о морских течениях и волнении, о «рекомендованных курсах»; Исследования и прогнозы наводнений на реках, вызванных дождевыми паводками или ледяными заторами, а в устьях рек и в прибрежных морских районах — штормовыми нагонами и волнами цунами; Разработка мероприятий по защите водных объектов от истощения и загрязнения 2) Химические свойства воды – Взаимодействия с металлами; Взаимодействие с основными оксидами; Взаимодействия с кислотными оксидами; Разложение воды под действием электрического тока Химический состав природных вод, по О. А. Алекину, условно можно подразделить на пять групп: 1) главнейшие ионы (хлоридные Cl’ , сульфатные SO», гидрокарбонатные ИСО3‘, карбонатные СО3«, ионы натрия Na’, калия К’, магния Mg» и кальция Са»); 2) растворенные газы (кислород О2, азот N2, двуокись углерода СО2, водород Н, сероводород H2S и др.) 3); биогенные вещества (соединения азота, фосфора, кремния); 4) микроэлементы и 5) органическое вещество. Газы и органическое вещество присутствуют в виде молекул, соли — в виде ионов и частично в виде комплексов, а некоторые минеральные и органические соединения — в виде коллоидов. 3) Замерзает при 0 градусов цельсия; кипит при 100 градусах цельсия; Высокая теплопроводность; без запаха; без вкуса; Бесцветная жидкость; Хороший растворитель; Слабая электропроводность. 4) Аномалия воды - отклонения воды по физическим свойствам от других минералов. Аномалии: 1) наибольшая плотность при 4°; 2) уменьшение объема (вместо расширения) при плавлении; 3) понижение (вместо повышения) точки плавления при давлении; 4) наименьшая теплоемкость при 27°; 5) убывание (вместо возрастания) теплоты плавления с понижением температуры; 6) отрицательная величина теплоемкости насыщенного водяного пара и как следствие этого образование тумана; 7) аномальная дисперсия в области электрических и тепловых лучей. Некоторые из А. в. по мере минерализации воды постепенно ослабевают и при увеличении крепости до насыщения исчезают. Кроме указанных А. в., отмечаются необыкновенно большие по сравнению с другими веществами величины теплоемкости, теплоты плавления, теплоты парообразования, диэлектрической постоянной. 5) Закон сохранения вещества (массы) означает неизменность массы в замкнутой (изолированной) системе. Закон сохранения тепловой энергии. Закон сохранения механической энергии. Закон сохранения количества движения (импульса). 6) Уравнение водного баланса для речного бассейна Q=P-E (+/-) S (Q-речной сток P-осадки E-испарение S-накопление или расходование влаги в речном бассейне Уравнение водного баланса для океанов и морей Pм.ок = Eм.ок- Q = Eм.ок - Vм.ок + Vс = Eм.ок - (Vм.ок - Vс) Уравнение водного баланса для всей суши Pс = Eс + Q = Eс + Vм.ок - Vс = Eс + (Vм.ок - Vс) Где Pм.ок и Pс – годовое количество осадков соответственно над Мировым океаном (океанами и морями) и над сушей; Eм.ок и Eс – годовое значение испарения соответственно с Мирового океана и с суши; Q- годовое количество воды, приносимой реками в океан и морями; Vм.ок и Vс – годовое количество водяных паров в атмосфере, переходящих с океанов на сушу Vм.ок и с суши на океан Vс Категории водопользования – 1) использование для нужд населения: хозяйственно-питьевое, для предприятий пищевой промышленности; культурно-бытовое (спорт, купание) 2) Использование для целей рыбного хозяйства: места нагула, нереста рыб, зимовальных ям; для сохранения, воспроизводства ценных видов рыб с высокой чувствительностью к содержанию кислорода 7) Колебания температуры воды в реках и водоемах, нагревание и охлаждение почвы, таяние снега, нарастание и разрушение ледяного покрова - все эти явления связаны с тепловым балансом участков земной поверхности или воды в реках и водоемах. Уравнение теплового баланса составляется или для некоторого замкнутого объема, например для объема воды на участке реки, как это делается и при расчетах водного баланса, или для поверхности воды, снега, льда. Уравнение теплового баланса для участков суши. Используется для определения испарения, таяния снега и ледников. 8) Силы, действующие на водные объекты – 1) массовые (объёмные) - (действуют в целом на массу или объем воды); 2) поверхностные - (касательные-сила трения и нормальные-давление) 9) Движение воды можно классифицировать по изменению гидравлических характеристик водного потока во времени и в пространстве, по гидродинамическому режиму (ламинарное, турбулентное), по состоянию водной поверхности (спокойное, бурное), а также по действующим физическим силам. Виды движения водных объектов делятся на: волны, течения, приливы и отливы. Волны-делятся на ветровые и цунами. Причиной образования волн, являются переменные ветры и землетрясения. Течения-делятся на тёплые и холодные. Причиной течения являются постоянные ветры. Причиной приливов и отливов является действие силы притяжения Луны. 10) Распределение суши и воды на земном шаре. Площадь поверхности Земли 510 млн км2. Из этой площади водами Мирового океана покрыто 361 млн км2 (71 %), а площадь суши составляет 149 млн км2. Особенно существенно вода преобладает над сушей в Южном полушарии. Суша и вода распределяются по поверхности Земли неравномерно: большая часть суши сосредоточена в северном полушарии (39% площади занимает суша и 61% вода), в южном преобладает водная поверхность (площадь воды 81%, суши 19%). 11. Роль природных вод в круговороте тепла на Земном шаре. Роль природный вод в круговороте тепла заключается в том что вода имея большую удельную теплоемкость может дольше концентрировать и отдавать тепло атмосфере или суше, это является непосредственным климатообразующим фактором, так как наличие водный масс смягчает климат, делает его теплее, а воздух более влажным 12. Круговорот воды на Земном шаре. Гидрологический цикл (круговорот воды в природе) — процесс циклического перемещения воды в земной биосфере. Состоит из испарения воды, переноса паров воздушными течениями, их конденсации, атмосферных осадков и переноса воды в реках и других водоёмах. 13. Круговорот содержащихся в воде веществ. Источником солей служит процесс растворения водами горных пород. Круговорот наносов проявляется лишь в геологически долгом масштабе времени. Геологи считают, что срезание эрозией и выравнивание континентов происходит за 80 млн. лет. Можно говорить о направленном поступлении наносов с суши в Мировой океан. Происходит также перераспределение солей на земном шаре, а именно: на суше растворяются главным образом осадочные породы океанического происхождения и с солями выносятся реками обратно в океан. Смыв с поверхности суши составляет 150 т/км2 или 0,1 мм/год. На суше в результате фотосинтеза продуцируется 150 млрд. т/год. Часть кислорода тратится на биохимическое потребление, часть на сжигание топлива (до 25 млрд. т/год). В целом общий баланс кислорода на планете положительный. Диоксид углерода СО2, поступает в водные объекты при окислении органического вещества, с речным стоком, при подводных вулканических извержениях. В воде СО2 взаимодействует с карбонатами. Вследствие фотосинтеза количество СО2 в водных объектах уменьшается. 14. Влияние гидрологических процессов на природные условия. А) Облик планеты. Благодаря специфическим физическим свойствам воды (высокая удельная теплота плавления и испарения) она на Земле широко распространена и в твердом, и в жидком, и в газообразном состоянии, образуя ледники, океан и водные объекты суши, подземные воды, влагу в атмосфере, что во многом определяет географический облик земного шара в целом. Б) Современные климатические условия. Благодаря большой массе воды на поверхности Земли и особенностям ее тепловых свойств гидросфера Земли регулирует тепловые процессы, поглощая в среднем 77% поступающей к земной поверхности солнечной энергии, передавая ее затем в атмосферу в результате испарения и последующей конденсации водяного пара, а также путем турбулентного теплообмена. Гидросфера таким образом, выступает в качестве мощного нагревателя атмосферы и всей Земли. В) Метеорологические условия.- многие основные свойства атмосферы – результат воздействия на нее гидросферы. Общие закономерности распределения атмосферного давления, пассатные и муссонные ветры, облачность и др.- определяемое общей циркуляцией атмосферы перемещение воздушных масс сопровождается их трансформацией над водными объектами (нагревание или охлаждение, насыщение влагой и т.д.). Основным источником осадков на Земле служит Мировой океан. 15. Водные ресурсы Земного шара. Водные ресурсы в широком смысле — это все природные воды Земли, представленные водами рек, озер, водохранилищ, болот, ледников, водоносных горизонтов, океанов и морей. Водные ресурсы в более узком смысле — это природные воды, которые используются человеком в настоящее время и могут быть использованы в обозримой перспективе (определение С.Л. Вендрова). Сходная формулировка дана в Водном кодексе Российской Федерации: «водные ресурсы — запасы поверхностных и подземных вод, находящихся в водных объектах, которые используются или могут быть использованы». В такой трактовке водные ресурсы — категория не только природная, но и социально-историческая. 16. Гидрология. Ее предмет и задачи. Составные части и 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, и закономерностей, по которым эти явления и процессы развиваются 17. Реки и их типы. Река – водоток значительных размеров, питающийся атмосферными осадками со своего водосбора и имеющий четко выраженное русло По размеру реки подразделяются на большие, средние и малые. К большим относятся реки с площадью бассейна более 50 тыс. км2 , к средним – с площадью бассейна от 2 до 50 тыс. км2 , к малым – 2 тыс. км2 . Бассейн большой реки, как правило, располагается в нескольких ландшафтных зонах, поэтому ее гидрологический режим полизонален. Средние реки редко выходят за пределы одной зоны, их гидрологический режим зонален. Малые реки также располагаются в пределах одной географической зоны, но их гидрологический режим может формироваться под влиянием местных факторов и быть азональным. По условиям протекания реки делятся на равнинные, полугорные и горные. У равнинных и полугорных рек наблюдается спокойный характер течения воды, у горных – бурный. Критерием для разделения (для любых водных потоков, не только рек) является число Фруда: Fr = v2 /gh, где h – глубина потока. По источникам (видам) питания реки подразделяются на различные типы в зависимости от доли снегового, ледникового, дождевого и подземного питания в формировании речного стока. Выделяют также различные типы рек по водному режиму (реки с весенним половодьем, с половодьем в теплую часть года, с паводочным режимом), по степени устойчивости русла (устойчивые и неустойчивые), по ледовому режиму (замерзающие и незамерзающие). 18. Образование рек. Речные системы. Постоянные водотоки образуют речную сеть. Речная сеть (речная система) – совокупность последовательно сливающихся ручьев, речек и рек, образующих все более крупные водотоки. В речной системе можно выделить главную реку, впадающую в море или бессточное озеро, и последовательность притоков различного порядка. В верховьях родники образуют ручьи и небольших притоки. Эти небольшие притоки (маленькие ручьи) сливаются в средние притоки, которые продолжают слияния в более крупные реки. 19. Исток; верхнее, среднее и нижнее течение реки; устье. Истоком называется место на земной поверхности, где русло реки приобретает отчетливо выраженные очертания и где в нем наблюдается течение В верхнем течении - большие уклоны ? большие скорости ? в этой части течения река энергично размывает свое русло В среднем течении река проносит транзитом продукты размыва, принесенные сверху В нижнем течении происходит аккумуляция продуктов размыва Место, где река впадает в другую реку, озеро или море, называется устьем реки. Устьем называют месте где река впадает в другую реку, озеро или море 20. Водосбор и бассейн реки. Морфометрические характеристики бассейна. Водосбор реки – это часть земной поверхности и толщи почв и грунтов, откуда данная река получает свое питание . Поскольку питание рек может быть поверхностным и подземным, различают поверхностный и подземный водосборы, которые могут не совпадать . Бассейн реки- это часть суши, включающая данную речную систему и ограниченная орографическим водоразделом. Основными морфометрическими характеристиками речного бассейна служат : площадь бассейна F; длина бассейна Lб , обычно определяемая как прямая , соединяющая устье реки и точку на водоразделе, прилегающую к истоку реки; максимальная ширина бассейна Вбmax, которая определяется по прямой, нормальной к длине бассейна в наиболее широкой части; средняя ширина бассейна Вбср, вычисляемая по формуле: Вбср = F/ Lб 21. Физико-географические характеристики водосбора. Географическое положение водосбора определяется широтой и долготой крайних точек, а иногда и его расположением по отношению к горным хребтам и другим водосборам. Географическое положение тесно связано с климатическими условиями. Геологическое строение водосбора играет существенную роль в формировании поверхностного и подземного стока, так как водно-физические свойства различных почв и грунтов оказывают большое влияние на потери осадков при их просачивании. Рельеф водосбора оказывает влияние на его климатические условия, включая температуру воздуха, количество и распределение осадков и испарения, и тем самым играет большую роль в процессе формирования стока. Климатические условия оказывают решающее влияние на процессы формирования стока и определяют водный режим водоемов. Наибольшее влияние на режим водоемов оказывают атмосферные осадки и испарение с поверхности водосбора. Атмосферные осадки определяют количество воды, поступающей на поверхность водосбора, а испарение - потери воды с его поверхности. Растительный покров обычно характеризуется сведениями о его основных видах (лесах, лугах, сельскохозяйственных культурах и т.п.) с указанием размеров занимаемых ими площадей. Почвенный покров определяет интенсивность просачивания атмосферных осадков, тем самым существенно влияет на формирование поверхностного и подземного стока. Водные объекты на площади водосбора в основном представлены озерами, водохранилищами и прудами. Они уменьшают сток за счет большого испарения по сравнению с сушей, но в то же время регулируют сток во времени. 22. Гидрографическая, русловая и речная сеть (определение и основные характеристики). Гидрографи́ческая сеть — совокупность рек и других постоянно и временно действующих водотоков, а также озёр, болот и водохранилищ на какой-либо территории. Гидрографическая сеть характеризуется коэффициентами густоты речной сети, озёрности и заболоченности, отношение площади зеркала озера или поверхности болот к площади территории, выраженное в процентах. Речная сеть - Совокупность всех рек, находящихся в пределах какой либо территории. Густота речной сети определяется как отношение длины рек (l) на площади к площади речного бассейна Русловая сеть — Совокупность русел и всех водотоков в пределах какой либо территории. Примечание Руслом называется выработанное водотоком ложе, по которому постоянно или периодически происходит движение воды 23. Долина реки и ее элементы. Типы речных долин. Речная долина – узкая пониженная зона земли продолговатой формы, образованная в результате протекания вод, продолжительностью от истока реки до ее устья. Днище (частично занято руслом реки). Пойма. Склоны или борта долины. Надпойменные террасы. Бровка (место соединения склона долины с прилегающей местностью) теснина - это глубоко врезанная форма, имеющая вертикальные склоны; ущелье - в отличие от теснины, имеет выпуклые или обрывистые склоны; каньон - похож на ущелье, но его отличает ступенчатость склонов. 24. Виды питания рек. Классификация рек по источникам питания. Выделяют четыре вида питания рек: дождевое, снеговое, ледниковое и подземное. В настоящее время более распространена классификация рек по источникам, или видам питания, М. И. Львовича. Для определения степени преобладания того или иного вида питания приняты три градации. Если один из видов питания дает более 80 % годового стока реки, следует говорить об исключительном значении данного вида питания (другие виды питания не учитываются). Если на долю данного вида питания приходится от 50 до 80 % стока, то этому виду питания придается преимущественное значение (другие виды питания учитываются лишь, если на их долю приходится больше 10 % годового стока). Если же ни один из видов питания не дает больше 50 % годового стока, то такое питание называют смешанным. Указанные диапазоны градаций (80 и 50%) относятся ко всем видам питания, кроме ледникового. Для ледникового питания соответствующие диапазоны градаций уменьшены до 50 и 25 %. 25. Гидрограф стока. Методы расчленения гидрографа и его практическое значение. Гидрограф — график изменения расхода воды за год, который отражает сложные процессы водообмена поверхностных и подземных вод. Количественная оценка доли различных видов питания в формировании стока обычно осуществляется с помощью графического расчленения гидрографа по видам питания. Этот метод применяется для графического выделения объемов воды, сформированных различными источниками питания. В этом случае доля того или иного вида питания (например, снегового, дождевого, подземного) определяется пропорционально соответствующим площадям на гидрографе |