Гидрология ледников, рек и озер

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра муниципального менеджмента

РЕФЕРАТ

по предмету «Почвоведение и инженерная геология»

тема: «Гидрология ледников, рек и озер»

Выполнил: студент гр. 9ЗК01з

Ибатуллина Аделина Фанисовна

Проверил: Сиразиев Ленар Фиргатович

Казань, 2020

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Гидросфера

2. Озера

3. Реки

4. Ледники

5.Научные и практические задачи гидрологии

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Гидроломгия - наука, изучающая природные воды Земли и процессы, в них происходящие.

Термин «гидрология» образован от греч. Yдсoлoгйб (др.-греч. ?дщс «вода» илoгoт «слово», «учение»). Однако гидрология занимается исследованием не особенностей воды как таковой (физического вещества или химического соединения), а изучением распространения природных вод на Земле, их режима и происходящих в них процессов.

Термин «гидрология» впервые появился в 1694 г. в книге, содержащей «начала учения о водах», изданной Эбергардом Мельхиором во Франкфурте-на-Майне. В действительно самостоятельную науку гидрология оформилась лишь в 1920-1930-х гг.

Гидрология как часть физической географии входит в комплекс наук о Земле. гидрология ледник озеро река

Гидрологию подразделяют прежде всего на крупные разделы по предмету, направленности и методам исследований. Это - гидрология водных объектов, изучающая закономерности гидрологических процессов и явлений в водных объектах разных типов; гидрография, занимающаяся описанием конкретных водных объектов; прикладная гидрология, разрабатывающая методы расчёта и прогноза различных гидрологических характеристик, а также приёмы и методы практического использования гидрологических знаний в разных областях экономики; гидрометрия, разрабатывающая методы измерений и наблюдений при изучении природных вод; специальные разделы гидрологии, такие, как физика природных вод (или гидрофизика), динамика вод (например, динамика русловых потоков, динамика морских течений), химия природных вод (или гидрохимия).

По объектам исследования в гидрологии выделяют три большие части: гидрологию суши, или точнее гидрологию поверхностных вод суши (часто называемую просто гидрологией), изучающую водные объекты суши - реки, озёра, водохранилища, болота, ледники; гидрологию океанов и морей (синоним - физическая океанология), занимающуюся изучением морских гидрологических процессов; гидрологию подземных вод, изучающую воды, находящиеся в верхней части земной коры.

1. Гидросфера

Гидросфера (происходит от слов: гидро и сфера), прерывистая водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и твёрдой земной корой (литосферой) и представляющая собой совокупность океанов, морей и поверхностных вод суши.

Вода -- ресурс, вода -- энергоноситель, вода -- транспортная система, вода -- основа жизни. Поэтому подсчет запасов воды ведется давно. Разработаны способы определения площади и глубины водных объектов, созданы приборы для измерения скорости течения, других физических и химических характеристик. Все это позволяет оценить запасы воды на нашей планете. Считается, что 70,8% поверхности земного шара покрыто водой. Поэтому нашу Землю можно назвать Планетой воды, или Планетой Океана.

Океан занимает 360 млн. кубических километров (3/4 земной поверхности) при общем размере поверхности планеты 510 млн. кубических километров. Но на самом деле гидросфера значительно больше. Так, ледники покрывают 16,3 млн. кубических километров, или 11% суши. Озера и водотоки на суше занимают значительно меньшую территорию -- 2,3 млн. кубических километров, или 1,7% суши, болота и сильно увлажненные земли -- 3 млн. кубических километров, или 2% суши. Поэтому на Земле постоянно покрыты водой не 360, а 380 млн. кубических километров поверхности, или 75%. Правильнее считать, что 3/4 земного шара постоянно покрыто водой. Однако не надо забывать и про зимний снежный покров. Самую большую площадь на суше занимает зимой снежный покров Северного полушария -- 59 млн. кубических километров. В этот период года площадь, занятая гидросферой, составляет 439 млн. кубических километров, или 86% всей поверхности земного шара. Снег засыпает тропинки, дороги, тротуары, и люди вынуждены мириться с капризами и прихотями природы.

Если океан представляет собой единую массу воды, то на суше гидросфера состоит из множества отдельных водных объектов, как на поверхности, так и под землей. Человеку для жизни и производственных потребностей нужна пресная вода, но гидросфера -- это в основном соленая вода. В соленой воде в 1 л содержится более 1 г растворенных веществ. Только ледники всегда содержат пресную воду. Даже реки бывают с соленой водой. Так, на севере России есть река Солянка: она протекает по району с выходами пластов солей на поверхность. А в Центральной Азии в озеро Балхаш впадает речка с солоноватой водой. Сбор данных ведется регулярно по мере накопления сведений о водных объектах. Они показывают, что доля пресной воды в общем объеме воды на Земле незначительна: она составляет всего 2%, или 32,1 млн. кубических километров. Но основную долю в этом объеме -- более 80% -- составляют пресные воды ледников, которые малодоступны для использования не только потому, что вода в них находится в твердом виде, но и из-за удаленности от населенных территорий. Пресные воды ледников располагаются или в полярных районах, или высоко в горах.

Мировой океан един, хоть и сильно расчленен. Площадь его составляет 361 млн. кубических километров. Мировой океан делится на четыре основные части: Тихий (или Великий), Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый океаны. Так как существует постоянный обмен водными массами между ними, деление Мирового океана на части во многом является условным и претерпевает исторические изменения. Океаны в свою очередь делятся на части. В них выделяют моря, заливы, проливы. Части океана, впадающие в сушу и отделенные от океана островами или полуостровами, а также возвышениями подводного рельефа, называются морями. Поверхность моря называется акваторией. Часть акватории моря определенной ширины, тянущаяся полосой вдоль какого-либо государства, называется территориальными водами. Они входят в состав данного государства. Международное право не допускает расширения территориальных вод за пределы 12 морских миль (1 морская миля равна 1852 метра). Двенадцатимильную зону признали около 100 государств, в том числе и наше, а 22 страны самовольно установили более широкие территориальные воды. За пределами территориальных вод расположено открытое море, которое находится в общем пользовании всех государств.

Часть моря или океана, глубоко впадающая в сушу, но свободно сообщающаяся с ним, называется заливом. По свойствам воды, течениям, живущим в них организмам, заливы обычно мало отличаются от морей и океанов. средняя температура воды в океане + 17°С, в то время, когда температура воздуха -- только +14°С. Океан является своеобразным аккумулятором тепла на Земле. Вода значительно медленнее нагревается из-за своей низкой теплопроводности, по сравнению с твердой сушей, но и очень медленно расходует тепло, при этом обладая очень большой теплоемкостью. Температура воды в океане зависит прежде всего от географической широты, чем дальше от экватора, тем температура воды будет ниже, однако, не стоит думать, что во всей толще океана вода имеет одинаковую температуру. Из-за низкой теплопроводности солнцем нагреваются только поверхностные воды, в то время как с увеличением глубины в океан поступает все меньше солнечного света, а температура воды понижается. Глубже 3-4 км она постоянна во всем океане и примерно равна 3°С. При охлаждении плотность воды сначала увеличивается и, когда температура воды опускается до +4°С -- становится максимальной, при дальнейшем охлаждении плотность снова начинает расти, при температуре 0°С вода превращается в лед, а плотность льда, как известно, уже на столько ниже плотности окружающей его жидкой воды, что он плавает по её поверхности. Именно поэтому в океане образуются плавучие льды и айсберги, образующиеся в приполярных областях планеты. Однако, стоит заметить, что океаническая вода замерзает не при нулевой температуре, а при значениях около -2°С, так как вода в океане соленая.

Соленость Мирового океана зависит от ряда факторов: впадающие в океан реки и большое количество осадков снижают соленость, разбавляя воду, большое испарение и образование льда увеличивают концентрацию соли. Поэтому соленость океана меняется с географической широтой. На экваторе из-за большого количества впадающих рек и обильных осадков соленость достаточно низкая. В тропиках соленость воды на планете самая высокая -- испарение идет очень активно, но осадки при этом не образуются, и дождей очень мало. В умеренных широтах соленость очень низкая, так как с падением температуры при удалении от экватора испарение с поверхности океана уменьшается, а дождей здесь выпадает много. У полюсов соленость имеет средние значения, так как при низком количестве осадков и образовании льдов, активно идут процессы их таяния, распресняющие воду в океане.

Почти до начала XX века человечество имело слабое представление об океанах. Основное внимание уделялось континентам и островам. Именно они открывались взору путешественников в эпоху Великих географических открытий и в более позднее время. Об океане за это время стало известно в основном лишь то, что он почти втрое больше, чем вся суша. Под поверхностью воды оставался огромный неведомый мир, о жизни которого можно было лишь догадываться и на основе разрозненных наблюдений строить различные предположения. В гипотезах, особенно фантастических, недостатка не было, однако фантазия оказалась беднее действительности. Океанографическая экспедиция, проведенная Великобританией на корвете «Челленджер» в 1872-1876 гг., получила такое количество новых сведений, что над их обработкой 70 ученых трудились целых 20 лет. Изданные результаты исследования составили 50 больших томов. Этой экспедицией впервые было обнаружено, что дно океана имеет очень сложный рельеф, что и в глубинах океана существует жизнь, несмотря на царящий здесь мрак и холод. Многое из того, что мы сейчас знаем об океанах, было обнаружено впервые. В годы первой мировой войны изучение больших глубин океана стало возможным благодаря применению эхолота. Принцип действия его очень прост. В донной части судна установлен прибор, который посылает в глубину океана сигналы. Они доходят до дна и отражаются от него. Специальный звукоулавливатель подхватывает отраженные сигналы. Зная скорость распространения сигнала в воде, по времени, затраченному на прохождение сигнала до дна и обратно, можно определить глубину океана в данной точке. С изобретением ультразвукового эхолота изучение дна океана значительно продвинулось вперед.

В 40-е годы нашего века был изобретен акваланг французами Ж.И.Кусто и Э.Ганьяном. (от лат. aqua -- вода и англ. lung -- легкое). Это аппарат, помогающий человеку дышать под водой. В двух баллонах акваланга содержится запас воздуха, позволяющий человеку пробыть в океане на глубине погружения не более 100 метров 1,5-2 часа. При исследовании больших глубин применяют такие подводные аппараты, как батискафы и батисферы. Батискаф (греч. bathus -- глубокий и skaphos -- судно) -- самоуправляемый аппарат для исследования морских глубин. В современных батискафах и батисферах устраиваются специальные отсеки с иллюминаторами, оборудованные прожекторами. Через специальные камеры ученые могут выходить из аппаратов и путешествовать по дну океана. В последние годы для изучения океанов на дне, на глубине 10-20 метров, устанавливают подводные лаборатории, подводные лодки оборудуют научной аппаратурой. В исследованиях Мирового океана участвуют специальные суда, самолеты, спутники Земли, производится фотографирование и киносъемка. При изучении обширных участков океана ученые разных стран объединяют свои усилия. Результаты исследования просторов морей и океанов имеют большое значение для рыболовства, судоходства, поисков и добычи полезных ископаемых.

Воды, находящиеся в земной коре, называются подземными. Для того чтобы они образовались, необходимы два условия:

а) атмосферные осадки, которые выпадают на сушу в достаточном количестве. Они выпадают в виде дождя и тут же просачиваются через горные породы, а если в виде снега -- после его таяния. В пустынях и в областях вечной мерзлоты большое значение имеет конденсация водяных паров в порах или трещинах;

б) способность горных пород, слагающих поверхность суши, пропускать воду. Она объясняется тем, что в горных породах есть поры, пустоты, трещины, которые и пропускают воду.

Поры -- промежутки между частицами горных пород; чем они крупнее, тем легче проходит вода через породу. Размер пор зависит от размера частиц. Чем крупнее частица, тем больше и поры. Хорошо пропускают воду крупнозернистый песок, гравий, галька, торф. Почти не пропускают воду глина, гранит, если только в нем нет трещин. Все горные породы по их способности пропускать воду можно разделить на несколько групп: водопроницаемые. Это горные породы, легко пропускающие воду: пески, торф, лесс, галечник; водонепроницаемые или водоупорные. Эти горные породы практически не пропускают влагу: глина, мергель, гранит; растворимые. Эта группа горных пород сама легко растворяется под действием воды: известняки, мел, гипс, доломит, соли. В этих горных породах в результате растворения могут образоваться пустоты -- пещеры, а в них -- крупные озера и реки. Водопроницаемые и водоупорные слои, залегая в земной коре, располагаются различно: в одних местах они залегают горизонтально, а в других могут изгибаться. При этом они очень часто чередуются друг с другом. Слой, насыщенный водой, называют водоносным слоем. Если он сверху не прикрыт водонепроницаемым слоем, то вода этого слоя называется грунтовой. Грунтовые воды пополняются водой, которая просачивается со всей поверхности, расположенной над ними, поэтому можно утверждать, что грунтовые воды в целом имеют атмосферное происхождение и их количество и глубина зависят прежде всего от величины атмосферного увлажнения. Когда оно избыточно (в тундре, экваториальных лесах), уровень грунтовых вод находится близко от поверхности, а иногда и сливается с ней. Если испарение превышает осадки, то уровень грунтовых вод понижается и залегает тем глубже, чем больше испарение. Глубина залегания грунтовых вод зависит от рельефа. На холмистой равнине поверхность грунтовых вод повторяет рисунок рельефа, но если равнина сильно расчленена речными долинами или оврагами, то грунтовые воды залегают глубоко. Зависят они также и от уровня рек, озер, от наличия растительности, причем последняя на уровень грунтовых вод влияет противоречиво. С одной стороны, древесная растительность корневой системой высасывает влагу и тем самым уменьшает пополнение грунтовых вод. С другой стороны, лесная растительность способствует снегозадержанию, а талый снег питает грунтовые воды. Если водоносный слой лежит между двумя водонепроницаемыми слоями, то вода этого слоя называется межпластовой. Эти воды пополняются очень медленно. Область питания вод этого слоя находится там, где этот слой выходит на поверхность. Грунтовые воды медленно «текут» по порам в ту сторону, где их уровень ниже. В оврагах, речных долинах они образуют источники (родники). Межпластовые воды тоже образуют источники, но чаще их добывают из скважин, пробуренных через водоупорные слои до водоносного. Межпластовые воды могут быть ненапорными и напорными. Последние также называются артезианскими, как бы в напоминание о названии французской провинции Артуа, где в XII веке впервые в Европе был устроен фонтанирующий колодец. В артезианских водах и сосредоточена основная масса подземных вод материка. Геологические структуры равнин, содержащие эти воды, называются артезианскими бассейнами. Крупные артезианские бассейны располагаются на Русской платформе в Прибалтике, в Подмосковье, на Украине. Многочисленны артезианские бассейны и в Северной Африке, в Австралии, где они занимают 1/3 всей площади материка. В США артезианские бассейны находятся в районе Великих озер. Обычно пласты артезианских вод залегают в виде чаши и водоносный слой в этих чашах ограничен водоупорными пластами сверху и снизу. Вода в водоносном слое испытывает напор вышележащих слоев. Если пробурить скважину, то вода будет подниматься по скважине и фонтанировать. По химическому составу артезианская вода весьма разнообразна. Верхние пласты в артезианском бассейне имеют пресную воду. Она образуется в результате проникновения атмосферных, поверхностных и грунтовых вод. Ниже залегают слои минерализованных вод, химический состав которых формируется в результате смешения верхних пресных и нижних высокоминерализованных.

Минеральный состав вод меняется по бассейнам, что связано с химическим составом глубинных пластов. Минеральные воды, имеющие целебные свойства, благодаря содержанию в них полезных микроэлементов пользуются особой известностью. Эти воды обладают биологически активными свойствами и оказывают благотворное влияние на организм человека. В некоторых районах, где есть вулканы, подземные воды имеют высокую температуру (до 100°С). На поверхность они вытекают довольно спокойно, образуя источники, ручьи. А иногда вырываются фонтанами с густыми клубами пара и при этом могут подниматься на высоту нескольких десятков метров. Такие фонтанирующие источники называются гейзерами (от исландского слова «хлынуть»). Каждый гейзер имеет определенную периодичность действия, от минуты до нескольких суток, в зависимости от скорости закипания воды и близости ее к источнику нагревания. Например, гейзер Великан на Камчатке выбрасывает струю воды диаметром 3 метра на высоту 40-50 метров через каждые 5-6 часов. При этом пар поднимается на 300-500 метров. Много гейзеров в Исландии, Новой Зеландии, Северной Америке. Горячие подземные воды широко используются человеком для обогревания помещений, теплиц, оранжерей. Подземные воды -- драгоценная часть мировых запасов пресных вод, их надо разумно расходовать и заботливо охранять от загрязнения.

2. Озера

Озеро -- более или менее значительная по объему масса воды, занимающая понижение в рельефе суши, не имеющая непосредственного соединения с морем. Озера занимают около 1,8% поверхности суши, но распределены крайне неравномерно. По площади озера бывают самые разнообразные. Особенно большие из них именуются даже морями (Каспийское). По происхождению озерных впадин различают: тектонические. Это обычно самые глубокие озера, образованные на месте провалов земной коры (Байкал -- глубина 1620 м; Танганьика -- 1470 м). Глубина большинства озер тектонического происхождения обычно меньше 1000 м. Донья наиболее глубоких озер лежат ниже уровня океана (дно Байкала находится на 1165 м ниже уровня океана; вулканические. Это озера, образовавшиеся в кратерах или в кальдерах вулканов, а также в углублениях на поверхности лавовых потоков: озера Новой Зеландии, Кроноцкое озеро на Камчатке, озера Курильских островов и острова Ява; ледниковые. Это озера, сформировавшиеся на территориях, подвергшихся материковому оледенению. Они созданы или в результате ледниковой эрозии, или в результате ледниковой аккумуляции. К эрозионному ледниковому типу относят озера, расположенные в Финляндии, в Карелии (Россия), на Таймыре (Россия), в северо-восточной Канаде. Форма этих озер длинная, узкая, и вытянуты они в направлении движения ледника. Озера, возникшие вследствие озерной аккумуляции, приурочены к районам холмисто-моренного рельефа (см. Оледенение). Одни озера занимают низины между холмами и имеют обычно лопастную форму и незначительные глубины (Селигер). Другие возникли среди моренно-равнинного рельефа. Они широкие, овальные и мелкие: Ильмень, Чудское, Белое; карстовые. Они располагаются в карстовых воронках или в карстовых провалах и возникают в областях, сложенных растворимыми породами. В областях многолетней мерзлоты образуются термокарстовые котловины, обязанные происхождением таянию ископаемого льда и мерзлых пород, а также просадкам грунта. Многие тундровые озера являются термокарстовыми; прибрежные озера. Они образовались вследствие обособления части моря от остальной наносами песка или ила. Лиманов и лагун много на побережье Черного и Азовского морей; подпрудные озера возникают при запруживании водотока оползнями, обвалами, лавовыми потоками и ледниковой мореной. Так в 1911 году на Памире образовалось Сарезское озеро с глубиной 505 м. Река была запружена колоссальным горным обвалом. Часты подпрудные озера и в Гималаях. Многие озера Сихотэ-Алиня (Россия), озеро Севан, озеро Тана (Африка) образовались вследствие запруживания реки лавовыми потоками; искусственные озера -- пруды и водохранилища; озера-старицы образовались при меандрировании русел рек. Водная масса озер имеет преимущественно атмосферное происхождение и попадает в озеро путем выпадения осадков, конденсации атмосферной влаги на водной поверхности, при поступлении воды из рек и ручьев и за счет грунтового питания. Расход озерной воды осуществляется через испарение, речной сток и сток в грунтовые воды. В некоторых озерах современная водная масса пришла на смену морской, занимавшей котловину в недалеком геологическом прошлом. На месте современных Балтийского и Белого морей, Ладожского и Онежского озер, а также шведских озер в ледниковое время было Иольдиевое море. После его распада сформировались озера сначала с соленой морской, а затем уже с пресной водой. Такие озера называют реликтовыми или остаточными. Животные, которые там обитают, приспосабливаются к озерным условиям обитания. По приходу и расходу водной массы все озера делятся на: хорошо проточные. В них реки впадают и вытекают. Вода в этих озерах постоянно меняется. Находятся такие озера в зонах избыточного атмосферного увлажнения (Байкал, Женевское); малопроточные. В них также впадают реки, но вытекает их значительно меньше. Эти озера расположены в зоне с недостаточным увлажнением (Балатон, Танганьика); бессточные. Образуются в зонах полупустынь и пустынь. В такие озера впадают реки, но не вытекает ни одной (Каспийское море, Аральское море, Балхаш, Мертвое море); глухие. Они питаются дождевыми или талыми водами, так как в них не впадают реки и не вытекают из них. Это небольшие озера тундровой, таежной и степной зон или кратерные. Вне этих групп оказались карстовые озера, так как их питание осуществляется прежде всего за счет подземных вод. По своей солености озера тоже можно разделить на: пресные (их соленость не превышает 1 %); соленые (их соленость от 1 до 47 %); минеральные (их соленость превышает 47 %). Из них соли могут выпадать в осадок (Эльтон, Баскунчак). Температура воды озер зависит от климата. В странах с теплым климатом она в течение года колеблется незначительно. В умеренных широтах температура воды летом с глубиной понижается. Зимой верхний слой воды охлаждается ниже температуры замерзания, и озеро покрывается льдом, а с глубиной температура воды повышается. Чем соленее вода, тем ниже температура ее замерзания. Большие и глубокие озера дольше не замерзают, чем неглубокие. Так, Байкал замерзает только в начале января, когда кругом уже все водоемы давно покрыты льдом. По своим биологическим свойствам озера делятся на: до глубины 1 м располагаются заросли осоки, стрелолиста и др.; до глубины 2-3 м -- тростник, камыш; до глубины 4м -- погруженные растения: рдесты и другие. озера, бедные питательными веществами. Они прозрачные, глубокие и холодные; озера с богатой растительностью. Они обычно мелководны, хорошо прогреты; озера, бедные жизнью, с коричневой водой, в которой не хватает кислорода. Для большинства озер характерна обильная растительность, особенно в береговой зоне. Она располагается ярусами. Озера в своем развитии проходят несколько стадий. В более влажном климате они зарастают и превращаются в болота. В сухом климате происходит усыхание озер; они становятся солеными и с бедной растительностью. Движение воды в озерах, так же, как и в морях, проявляется в виде течений, но очень медленных, а также волн, достигающих больших размеров только в больших озерах. Например, волны до 2-2,5 м наблюдаются в Ладожском озере и на Байкале. При перепадах атмосферного давления на разных участках озера наблюдаются и стоячие волны. Озера играют очень большую роль как в природе, так и в жизни человека. Как и моря, они оказывают отепляющее влияние на окружающий мир. Влияют озера и на рельеф, так как они тоже проводят эрозионную и аккумулятивную работу. Наиболее крупные озёра: Каспийское море, Верхнее, Виктория, Гурон, Мичиган, Аральское море, Танганьика, Байкал, Ладожское, Онежское, Балхаш, Иссык-Куль.

3. Реки

Реки -- постоянные или временные потоки воды, текущие в выработанном ими углублении рельефа, питающиеся за счет стока с их водосбора. Всякая река имеет исток, то есть то место, где она начинается. Истоком реки может быть выход подземных вод (Волга), родник, болото, озеро (Ангара). В высоких горах реки, как правило, начинаются с ледников (Амазонка). Место впадения реки в другую реку, озеро или море называют устьем. Нетрудно заметить, что река течет в понижении в рельефе, которое называется речной долиной. На дне ее есть углубление, по которому течет река. Это углубление называется руслом. Во время разлива река выходит из берегов и затопляет пониженную часть речной долины, которая называется поймой реки. Всякая река имеет притоки, которые обычно короче главной реки. В местах, где осадков выпадает много, река имеет много притоков (Амазонка), а в пустынных районах, где осадки крайне редки, притоков мало, а иногда и вообще нет (Нил). Приток, который впадает в главную реку справа, если смотреть вниз по течению, называют правым, а слева -- левым. Река со всеми своими притоками образует речную систему. Местность, с которой речная система собирает воду, называется бассейном реки. Граница между бассейнами называется водоразделом. Чаще всего им служат горы или возвышенности. На направление и характер течения рек влияет рельеф местности. Реки по равнинной местности текут медленно. Объясняется это тем, что истоки равнинных рек находятся на небольшой высоте, а местность, по которой они текут, имеет малый уклон. Долины равнинных рек широкие, склоны их покатые, и относительная высота их не превышает нескольких десятков метров. К равнинным рекам относятся река Волга, Обь, Дон, Амазонка, Миссисипи, Конго, Нил, Днепр. Реки, текущие по горной местности, несутся с большой скоростью, бурлят, пенятся. Истоки их расположены высоко в горах. Местность, по которой они текут, имеет большой уклон. Как правило, горные реки текут в узких скалистых долинах с крутыми склонами. Десятки и даже сотни тысяч лет уходят на то, чтобы река прорезала себе в горах долину. Часто русла горных рек, в отличие от равнинных, занимают все дно долины. Многие реки, начинаясь в горах, при выходе на равнину изменяются. Примером такой реки может быть Терек. Он берет начало в горах Кавказа на высоте более 5000 метров и впадает в Каспийское море. Первые этапы своего пути Терек проходит как горная река. Здесь он мчится 600 км, спускаясь с высоты 5000 метров по каменистому ущелью. Выйдя на равнину, река течет медленно и извивается по дну широкой долины, выстланной принесенными сверху наносами. Чаще на горных, реже на равнинных реках могут быть участки, на которых течение реки резко изменяется. Это связано с порогами. Дно речных долин, прежде всего у равнинных рек, сложено рыхлыми горными породами (речными наносами). Эти рыхлые породы сравнительно легко размываются течением. Но в некоторых местах река пересекает твердые породы, например, граниты, сланцы. Они размываются горными потоками медленно и могут в виде нагромождения скал, пересекающих русло, образовывать выход твердых пород. Этот выход твердых пород в русло реки образует пороги. Преодолевая их, река пенится, высоко вверх взлетают брызги, возникают водовороты. Пороги очень мешают судоходству, а на отдельных участках из-за их обилия суда вообще не могут пройти. Но порожистую реку можно сделать судоходной. В среднем течении Днепра путь судам преграждали пороги, которые поднимались со дна реки на несколько метров. Участок реки на протяжении 80 км был непроходим для судов. В 1932 году ниже порогов построили плотину. Вода затопила пороги, и они перестали мешать судоходству. Много порогов было на Ангаре. С постройкой плотины Братской ГЭС пороги скрылись под водой. Если река на своем пути встречает высокий крутой уступ, состоящий из твердых горных пород, то вода падает с него, образуя водопад. Чаще всего водопады встречаются в горах, но можно встретить их и на возвышенных равнинах. Самый высокий водопад в мире -- Анхель. Он находится в Южной Америке на реке Чурун (бассейн Ориноко). Поток воды падает с высоты 1054 метра на дно глубокого ущелья. Этот водопад был открыт в 1935 году с самолета летчиком Анхелем. В Южной Африке на реке Замбези находится один из крупнейших в мире водопадов -- Виктория. Река падает с уступа высотой 120 метров в узкое ущелье. Гул и грохот водопада слышны на многие километры. Вода, низвергаясь, поднимает на сотни метров вверх гигантские столбы мельчайших брызг. Отражаясь в них, солнечные лучи образуют разноцветную радугу. Местные жители называют этот водопад «Гремящий дым». Водопад Виктория был открыт английским исследователем Дэвидом Ливингстоном. В Северной Америке на реке Ниагара находится один из самых широких водопадов мира -- Ниагарский. Высота уступа этого водопада равна 50 м. Шум его слышен на расстоянии 25 км, а вблизи рев воды настолько силен, что не слышны человеческие голоса. Недаром слово «ниагара» по-индейски означает «грохочущая вода». Водопады есть и на некоторых реках России. Питание рек -- это пополнение их поверхностными и подземными водами. Различают следующие типы питания: дождевое (Амазонка, Конго); ледниковое (Амударья); смешанное (большинство рек России). Зимой такие реки питаются за счет выхода грунтовых вод в русло реки, весной -- за счет таяния снегов, летом -- за счет дождей. Есть реки, имеющие снеговое питание и питание грунтовыми водами. Режимом реки называют характер ее поведения во времени: распределение и изменение величины расхода воды по сезонам года, колебания уровня, образование ледяного покрова. В режиме реки различают несколько периодов: половодье -- ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон значительное увеличение водоносности реки, вызывающее на длительный срок подъем уровня реки и выход воды из русла, возникающее в результате таяния снега; паводки -- внезапные кратковременные и нерегулярные подъемы уровня воды в реках, возникающие в результате обильных дождей; межень -- период низких уровней воды во время сухой или морозной погоды, когда река питается лишь грунтовыми водами. На режим влияют падение и уклон реки. Изменение рек и их долин в пространстве является результатом работы рек. Она может быть разрушительной, и тогда она называется речной эрозией, и созидательной, называемой речной аккумуляцией. Речная эрозия и речная аккумуляция проявляются на всем протяжении русла реки. Однако соотношение их в разные стадии развития долины реки различно. В начальной стадии развитая речной долины скорость реки велика, так как существует большое падение ее русла. В этот момент речная эрозия проявляется значительно сильнее, чем речная аккумуляция. На последующих стадиях речная эрозия идет не только вглубь, углубляя русло реки, но и вширь. При этом образуются глубокие и широкие речные долины с пологими стенками. Уменьшается уклон реки и ее скорость. Эрозия постепенно ослабевает. Из-за спокойного течения начинают отлагаться речные наносы и формируются аккумулятивные формы: острова, мели, пляжи, косы. Образуются меандры и старицы. Меандры -- повторяющиеся на большом протяжении долины реки изгибы ее русла. Они обычно возникают в долинах равнинных рек с медленным течением и с широкой поймой. Для возникновения меандров достаточно небольшого отклонения водотока по различной причине (неровность рельефа, залом, обвал берега), чтобы возникли изгибы реки и в них формировались крутые, подмываемые берега и песчаные косы на противоположных берегах. Во время паводков вода, вышедшая из берегов, иногда соединяет расположенные рядом изгибы, русло выпрямляется, а один из изгибов русла изолируется и превращается в пойменное озеро -- старицу. В молодую стадию развития речной долины эрозия стремится дойти до такого уровня, ниже которого она невозможна. Этот уровень называется базисом эрозии. Общий базис эрозии для всех рек -- это Мировой океан, но бывают и местные базисы эрозии. Если река впадает в озеро, ее базис эрозии -- уровень озера. При достижении базиса эрозии устанавливается равновесие между эрозией и аккумуляцией. Но это равновесие может существовать только до тех пор, пока не произойдут тектонические поднятия местности. Если это случится, речная долина опять будет переживать стадии своего развития, а река будет совершать разрушительную и созидательную работу. Но если тектоническое поднятие случается, происходит процесс «омоложения» речной долины и образование уступа. Вместе со сформировавшейся речной долиной этот уступ составляет речную террасу, нижним этажом которой становится пойма. В долине может быть несколько речных террас. Террасы -- остатки бывших пойм, расположенных на разной высоте, подобные огромным ступеням. Некогда их поверхности затапливались паводком, но затем реки врезались еще глубже, оформив новую пойму на более низком уровне, а прежняя пойма превратилась в террасу. Они свидетельствуют об этапах изменения базиса эрозии. Верхние террасы являются более древними, чем нижние. Аккумулятивная работа ярко проявляется в устье реки. Здесь из года в год река мелеет из-за принесенных рекой наносов. В устье возникают островки, которые потом соединяются, образуя равнину, на которой река делится на рукава. Эта равнина называется дельтой. Она является результатом аккумулятивной работы рек. Самую большую дельту в России имеет река Лена. Большие дельты также у рек Нила, Миссисипи, Волги. Реки имеют большое хозяйственное значение. Много воды расходуется в промышленности и для бытовых нужд. Важна роль рек как путей сообщения, особенно в государствах, обладающих большой территорией: России, США, Китае. Вода многих рек используется для орошения полей и садов, прежде всего в тех районах, где дожди выпадают редко и растения страдают от засухи. На многих реках нашей планеты строятся гидроэлектростанции, которые являются источником получения самой дешевой электроэнергии, которая крайне необходима для электроемких производств.

4. Ледники

Ледники -- природные образования, представляющие собой скопление льда атмосферного происхождения. На поверхности нашей планеты ледники занимают более 16 млн. кубических километров, то есть около 11% всей площади суши, а их общий объем достигает 30 млн. кубических километров. Более 99% всей площади ледников Земли принадлежит полярным областям. Однако ледники можно увидеть даже и близ экватора, но располагаются они на вершинах высоких гор. Например, высочайшая вершина Африки -- гора Килиманджаро -- увенчана ледником, который располагается не ниже 4500 м. Ледники образуются на участках земной поверхности при условии, если количество выпадающих твердых атмосферных осадков на протяжении многих лет превышает количество осадков, которое может растаять или испариться. Линию, выше которой выпавший в течение года снег не успевает растаять, называют снеговой линией. Высота ее расположения зависит от климатических особенностей местности. В горах, расположенных в районе экватора, снеговая линия находится на высоте 4,5-5 тысяч метров, а к полюсам она понижается до уровня океана. Выше снеговой линии из скапливающегося там и уплотняющегося снега образуются ледники. В зависимости от места их образования различают покровные ледники и горно-долинные.

Покровные ледники. Они занимают 98,5% всей площади ледников на Земле и образуются там, где снеговая линия находится очень низко. Эти ледники имеют форму щитов и куполов. Крупнейший ледниковый покров Земли -- Антарктический. Толщина льда здесь достигает 4 км при средней толщине 1,5 км. В пределах единого покрова различаются отдельные ледяные потоки, текущие от центра материка к периферии; крупнейший из них -- ледник Бидмор, стекающий с гор Виктории; он имеет в длину 180 км, в ширину -- 15-20 км. По краю ледникового щита Антарктиды широко распространены большие ледники, концы которых находятся на плаву в море. Такие ледники называются шельфовыми. Самый крупный из них в Антарктиде -- ледник Росса. Он по площади вдвое превышает территорию Великобритании. Другой крупнейший ледниковый покров Земли -- Гренландский, покрывающий почти всю территорию огромного острова. Значительно меньше по размерам ледники других районов Арктики. Гренландский и антарктические ледники часто спускаются на прибрежные части океана. В этих случаях от них могут откалываться глыбы льда, превращающиеся в плавающие морские горы -- айсберги. Покровные ледники встречаются на поверхности суши независимо от ее рельефа, причем рельеф почти не отражается на характере поверхности ледника.

Горные ледники. Они отличаются от покровных значительно меньшими размерами и большим разнообразием форм, которая определяется рельефом места их возникновения. Если движение покровных ледников происходит от центра ледникового щита к периферии, то движение горного ледника обусловлено уклоном подстилающей поверхности и направлено в одну сторону, образуя один или несколько потоков. Если ледники располагаются на плоских вершинах, то они имеют караваеподобную форму; ледники, покрывающие вершины вулканических гор, образуют ледяные шапки. Многие ледники имеют вид чаши, заполняя углубления на склонах. Наиболее распространенный тип горных ледников -- долинные, которые заполняют речные долины. Горные ледники располагаются практически на всех широтах -- от экватора до полярных стран. Наибольшие горные ледники находятся на Аляске, в Гималаях, на Памире, Гиндукуше и Тянь-Шане. Здесь накапливается снег, который не успевает целиком стаять за летний период. Именно здесь из снега зарождается ледник. Снег откладывается каждую зиму, но толщина слоя зависит от величины выпадающих в конкретном месте осадков. В Антарктиде, например, годовой слой снега -- 1-15 см, и весь этот снег идет на пополнение ледникового покрова. На восточном побережье Камчатки накапливается 8-10 метров снега за год. Здесь находится «полюс снежности» Евразии. В областях питания ледников на Кавказе, Тянь-Шане, Памире за год накапливается 2-3 метра снега, и этого достаточно для восстановления летних затрат на таяние. Исследователи ледников провели на ледниках Тянь-Шаня и Памира ряд экспериментов по искусственному усилению таяния ледников, с тем чтобы увеличить поступление талых вод на хлопковые поля в засушливые годы. Было установлено, что усилить сток с ледников можно, покрыв поверхность их угольной пылью. В ясные дни таяние увеличивалось на 25% (темная поверхность больше поглощает солнечные лучи, чем светлые). Однако до тех пор, пока не будут разработаны способы искусственного пополнения запасов снега, метод применять не рекомендуется. Ледникам свойственно течь, обнаруживая пластические свойства. При этом образуется язык ледника, один или несколько. Скорость движения ледников достигает нескольких сот метров в год, но она не остается постоянной. Так как пластичность льда зависит от температуры, летом ледник движется быстрее, чем зимой. Ледниковые языки напоминают реки: атмосферные осадки собираются в русло и текут по склонам. Работа ледника может быть как разрушительной (денудационной), так и накопительной (аккумулятивной). При этом ледник еще и транспортирует весь материал, попавший в него. Денудационная деятельность ледника заключается в обработке и углублении природных понижений в рельефе. Аккумулятивная работа ледника происходит в области питания ледника, где происходит накопление снега и превращение его в лед. Благодаря аккумулятивной работе ледника в области его таяния отложенная им морена создает своеобразные формы рельефа.

Для районов существования горных ледников характерно такое явление, как снежные лавины. Благодаря им происходит разгрузка ледниковых областей. Лавиной называют обвалы снега, соскальзывающего с горных склонов и увлекающего на своем пути снежные массы. Лавины могут быть на склонах, крутизна которых более 15°. Причины лавин различны: рыхлость снега в первое время после его выпадения; повышение температуры в нижних горизонтах снега от давления, оттепель. В любом случае лавина обладает огромной разрушительной силой. Мощность удара в них достигает 100 тонн на 1 м2. Толчком для начала снежного обвала может быть самое незначительное нарушение равновесия нависших снежных масс: резкий крик, оружейный выстрел. В лавиноопасных местах ведутся работы по предупреждению и отводу лавин. Наиболее часты лавины в Альпах (их называют здесь «белой гибелью» - они могут уничтожить целое селение), Кордильерах, на Кавказе. Ледники играют большую роль не только в природе, но и в жизни человека. Это величайшее хранилище пресной воды, так необходимой человеку.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Независимо от того, идёт ли речь о разных водопользователях, эксплуатация водных ресурсов, оценка возможности и эффективности их использования невозможны без научного обоснования и соответствующих исследований. Поэтому в рациональном освоении водных ресурсов важная роль принадлежит гидрологии. Гидрологи обеспечивают водопользователей данными о количестве и качестве воды, о пространственно-временных изменениях гидрологических характеристик.

Промышленность и коммунальное хозяйство заинтересованы в оценке как количества, так и качества потребляемой воды, орошаемое земледелие - в данных о режиме водного объекта, из которого осуществляется водозабор.

Любое строительство на берегах рек (набережных, причалов и др.), а также сооружение мостов, переходов трубопроводов и линий высоковольтных электропередач (ЛЭП) через реки требует знания об уровнях воды, ледовых явлениях, скоростях течения, русловых процессах (размыве или намыве дна и берегов). Любое строительство на берегах озёр и морей или в прибрежной зоне, например, сооружение свайных платформ для добычи нефти на шельфе, невозможно без учёта данных о волнении, ледовых явлениях и других характеристиках режима. Предоставить такие данные проектировщикам и строителям могут только гидрологи.

Речной водный транспорт нуждается в сведениях об уровнях воды, скоростях течения, ледовых явлениях, русловых процессах. Заметим, что изучение режима многих рек России началось именно в связи с их использованием для судоходства. Морскому транспорту требуются данные о морских течениях и волнении. Океанологи нередко снабжают моряков сведениями о так называемых «рекомендуемых курсах», позволяющих пересечь океан наиболее быстро и безопасно.

Гидроэнергетика нуждается в данных о современных и ожидаемых колебаниях стока воды, рыбное хозяйство - в сведениях о физико-химических характеристиках воды (температуре, солёности, содержании растворённого кислорода и т. д.).

Гидрологические исследования необходимы не только для удовлетворения запросов водопользователей. Велика их роль и в решении такой проблемы, как защита населённых пунктов и земель от наводнений (причем не только на реках, но и в приморских районах). Особую актуальность приобретают 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.

Велика роль гидрологов в разработке кратко-, средне- и долгосрочных прогнозов состояния водных объектов (рек, озёр, морей).

Важна роль гидрологии и в решении проблем охраны природы, при разработке мероприятий по защите водных объектов от истощения и загрязнения. Гидрологи ведут контроль за состоянием качества воды, разрабатывают приёмы прогноза распространения загрязняющих веществ, например, «нефтяных пятен» после аварий танкеров на реках и в морях.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Герасимова Т.П. География. Начальный курс. 6 кл. - учебн.для общеобразовательных учреждений. - М.: Дрофа,2013. - 174 с.: ил., карт.

2. Богословский Б.Б. Основы гидрологии суши. Реки, озера, водохранилища / Б.Б. Богословский. - Минск : Изд-во БГУ, 1974. - 214 с.

3. Михайлов В.Н. Гидрология : учебник для вузов / В.Н. Михайлов, А.Д. Добровольский, С.А. Добролюбов. -2-е, 3-е изд., стер. - Москва : Высш. шк., 2007, 2008. - 463 с

4. Водные ресурсы России и их использование / под ред. проф. И. А. Шикломанова. -- СПб.: Изд-во ГГИ, 2008.

5. Реки и озера мира. Энциклопедия. -- М.: Энциклопедия, 2012.

Размещено на Allbest.ru