Основы общей гидрологии суши

Гидрология суши – наука о природных водах на материках Земли (поверхностных и подземных водах суши), находящихся во взаимодействии с атмосферой, литосферой, Мировым океаном, биосферой и хозяйственной деятельностью.

Гидрология суши – часть физической географии, входящей в комплекс наук о Земле. Наука изучает реки, озера, водохранилища, болота, ледники, подземные воды, закономерности их морфологического строения, естественные и антропогенные изменения гидрологического режима и экологических условий водных объектов.

Гидрология суши тесно связана с другими географическими науками (метеорологией и климатологией, геоморфологией, океанологией, гляциологией, почвоведением, биогеографией, социальной и экономической географией). Гидрология суши широко использует достижения наук, связанных с изучением состояния и движения вод – гидрофизики, гидромеханики и гидравлики. При наблюдениях гидрология суши широко использует методы гидрометрии.

Гидрология суши является базовой наукой при разработке научных основ и проектировании мероприятий по рациональному использованию и охране водных ресурсов. Достижения гидрологии суши широко используются при разработке проектов по регулированию стока с целью защиты населения и хозяйственных объектов от наводнений и получения электроэнергии; по улучшению судоходных условий на реках; по обеспечению водой сельского и коммунального хозяйства, промышленности и других отраслей экономики; по проведению природоохранных мероприятий.

Гидрология суши также связана с естественными науками – геологией, биологией, экологией и опирается на фундаментальные науки: физику, химию, математику.

Гидрология суши широко использует современные методы математического моделирования, математической статистики и теории вероятности, ГИС- технологии.

К основным областям исследований и задачам гидрологии суши относятся:

• изучение распределения вод суши и разных водных объектов суши на земном шаре, материках, в разных географических зонах и государствах;
• изучение пространственно-временных закономерностей гидрологического режима и гидрологических процессов в водах суши: в водных объектах разного типа (реки, озера, водохранилища, болота, ледники, подземные воды);
• изучение процессов взаимодействия водных объектов разного типа;
• изучение воздействия синоптических процессов и изменений климата на гидрологический режим и гидрологические процессы в водных объектах суши;
• оценка воздействия хозяйственной деятельности (искусственного преобразования поверхности речных бассейнов, мелиорации земель, сооружения гидроузлов и водохранилищ, водозабора) на орошение земель и водообеспечение городского хозяйства, населения и промышленности, на поверхностные и подземные воды суши, на гидрологический режим рек, озер, водохранилищ, подземных вод;
• оценка современных количественных характеристик водных ресурсов и качества воды континентов, государств, речных бассейнов, административных образований, а также их естественных и антропогенных изменений в прошлом и будущем;
• разработка научных основ рационального использования и охраны водных ресурсов;
• разработка научных основ гидрологического мониторинга разных типов водных объектов.

В гидрологии суши используются различные методы. К ним относятся методы систематических наблюдений на сети гидрологических постов, экспедиционных исследований, дистанционного космического и авиационного зондирования, фотосъемки, радиолокации. При изучении гидрологических процессов используются методы лабораторных исследований, привлекаются статистические и вероятностные методы, математического моделирования и картографирования (создания карт гидрологического районирования с использованием ГИС-технологий). Для изучения природной изменчивости этих процессов привлекаются методы аналогии, определения устойчивых тенденций, географических обобщений, системного анализа.

Описать водный режим рек

Водный режим рек характеризуется совокупным изменением во времени уровней и объемов воды в реке. Уровень воды (Н) – высота водной поверхности реки относительно постоянной нулевой отметки (ординара или нуля графика водомерного поста). Среди колебаний уровней воды в реке выявляются многолетние, обусловленные вековыми изменениями климата, и периодические: сезонные и суточные. В годовом цикле водного режима рек выделяют несколько характерных периодов, называемых фазами водного режима. У разных рек они различные и зависят от климатических условий и соотношения источников питания: дождевого, снегового, подземного и ледникового. Например, у рек умеренно-континентального климата (Волги, Оби и др.) выделяются следующие четыре фазы: весеннее половодье, летняя межень, осенний подъем воды, зимняя межень. Половодье – ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон длительное увеличение водности реки, вызывающее подъем уровня. В умеренных широтах оно наступает весной за счет интенсивного снеготаяния.

Межень – период длительных низких уровней и расходов воды в реке при преобладании подземного питании («маловодье»). Летний межень обусловлена интенсивным испарением и просачиванием воды в грунт, несмотря на наибольшее количество осадков в это время. Зимняя межень – результат отсутствия поверхностного питания, реки существуют лишь за счет подземных вод.

Паводки – кратковременные непериодические подъемы уровни воды и увеличение объемов воды в реке. В отличие от половодий они случаются во все сезоны года: в теплое полугодие они вызваны сильными или продолжительными дождями, зимой – таянием снега во время оттепелей, в устьях некоторых рек – за счет нагона воды из морей, куда они впадают. В умеренных широтах осенний подъем воды в реках называют иногда паводочным периодом; он связан с уменьшением температуры и сокращением испарения, а не с увеличением осадков – их меньше, чем летом, хотя осенью чаще бывает пасмурная дождливая погода. Осенние паводки па реке Неве в Санкт-Петербурге вызваны прежде всего нагоном воды из Финского залива западными ветрами; максимально высокое наводнение 410 см произошло в Санкт-Петербурге в 1824 г. Паводки обычно бывают кратковременными, подъем уровня воды ниже, а объем воды меньше, чем во время половодья.