Практическое значение рек и влияние хозяйственной деятельности на реки.

Практическое значение рек и влияние хозяйственной деятельности на реки.

Хозяйственное значение рек заключается в том, что во многих регионах мира реки это главные источники используемых в хозяйстве вод. Основными водопотребителями являются промышленность, тепловая и атомная энергетика, коммунальное хозяйство, орошаемое земледелие. Главными водопользователями являются гидроэнергетика, речной транспорт, рыбное хозяйство, рекреация.

Влияние хозяйственной деятельности на реки можно подразделить на 2 группы.

Первая группа включает такие виды хозяйственной деятельности, которые связаны с изъятием, перераспределением и регулированием, то есть прямым воздействием на речной сток. Это забор вод на орошение, промышленное и коммунальное водоснабжение, регулирование речного стока с помощью водохранилищ, переброска вод из других бассейнов, нерациональное использование природных вод, их загрязнение.

Вторая группа хозяйственных мероприятий косвенно влияет на сток рек через изменение элементов водного баланса (главным образом, испарения) и через изменение условий стекания вод со склонов в речных бассейнах. Это вырубка леса и его восстановление, осушение болот, агротехнические мероприятия (вспашка, распашка целины, снегозадержание и т.д.) и урбанизация территории.

Совокупное влияние всех видов хозяйственной деятельности сказывается на общем снижении величины годового речного стока. Во всем мире сток уменьшается на 700 км³/год (по М.И. Львовичу) и соответственно этой величине возрастает испарение. Это создает угрозу водного голода для человечества. Необходимы меры по экологической оптимизации водопользования.

Ледовый режим озер

Классификация ледовых явлений в озерах. Определения «рифели», «режеляция».

В ледовом режиме озер выделяется 3 фазы: замерзание, ледостав и вскрытие.

3амерзание озер происходит глубокой осенью. Когда температура воды снижается до 0 градусов Цельсия, начинаются ледовые явления, выраженные различными формами льда.

Сало - начальная фаза осенних ледовых явлений. Это плывущие куски ледовой пленки из игольчатых кристаллов льда.

Забереги (или припаи на крупных озерах или морях)- узкие полоски неподвижного тонкого льда у берегов.

Внутриводный (глубинный) лед образуется перед началом ледостава в толще воды. Одновременно на дне встречаются скопления донного льда. Иногда донный лед образует большие скопления - ледяные плотины.

Снежура (снежница) образуется в виде снеговых комковатых рыхлых несмерзающихся масс на водной поверхности.

Шуга - комковатые скопления внутриводного льда, плывущие на поверхности озера. К ней добавляется битый лед и снежура, образуя шугоход.

Ледостав - это наличие сплошного ледяного покрова на поверхности озера.

В период ледостава некоторые участки не замерзают, образуя полыньи, на других участках образуется толстый слой вторичного льда - наледи в виде наростов и бугров.

Ледостав на больших озерах формируется 2-3 месяца, завершаясь в январе, а на малых озерах - в течение нескольких дней.

Ледяной покров состоит из нескольких видов озерного льда:

- водный (озеровидный) - это прозрачный кристаллический лед,

- водно-снеговой лед - мутный, непрозрачный, беловатый, образующийся при смерзании пропитанного водой снега. Он называется «наслузом».

- снеговой лед, образующийся при подтаивании снега на поверхности с последующим замерзанием.

Толщина льда в Северной Евразии - 0,5-2 м, иногда до 3 м, в южных районах - всего несколько см.

Вскрытие озер начинается весной. Вскрытие озер в Европе на 7-14 дней позже, чем вскрытие рек.

Закраины - полосы воды у берегов, свободные ото льда.

Подвижки льда - небольшие перемещения отдельных ледяных полей.

В ледяном покрове появляются промоины, прогалины, трещины.

Режеляция – способность кристалликов льда прочно смерзаться друг с другом, заполняя поры и трещины.

Ледовый режим озер.

В ледовом режиме озер выделяется 3 фазы: замерзание, ледостав и вскрытие.

3амерзание озер происходит глубокой осенью. Когда температура воды снижается до 0 градусов Цельсия, начинаются ледовые явления, выраженные различными формами льда.

Сало - начальная фаза осенних ледовых явлений. Это плывущие куски ледовой пленки из игольчатых кристаллов льда.

Забереги (или припаи на крупных озерах или морях)- узкие полоски неподвижного тонкого льда у берегов.

Внутриводный (глубинный) лед образуется перед началом ледостава в толще воды. Одновременно на дне встречаются скопления донного льда. Иногда донный лед образует большие скопления - ледяные плотины.

Снежура (снежница) образуется в виде снеговых комковатых рыхлых несмерзающихся масс на водной поверхности.

Шуга - комковатые скопления внутриводного льда, плывущие на поверхности озера. К ней добавляется битый лед и снежура, образуя шугоход.

Ледостав - это наличие сплошного ледяного покрова на поверхности озера.

В период ледостава некоторые участки не замерзают, образуя полыньи, на других участках образуется толстый слой вторичного льда - наледи в виде наростов и бугров.

Ледостав на больших озерах формируется 2-3 месяца, завершаясь в январе, а на малых озерах - в течение нескольких дней.

Ледяной покров состоит из нескольких видов озерного льда:

- водный (озеровидный) - это прозрачный кристаллический лед,

- водно-снеговой лед - мутный, непрозрачный, беловатый, образующийся при смерзании пропитанного водой снега. Он называется «наслузом».

- снеговой лед, образующийся при подтаивании снега на поверхности с последующим замерзанием.

Толщина льда в Северной Евразии - 0,5-2 м, иногда до 3 м, в южных районах - всего несколько см.

Вскрытие озер начинается весной. Вскрытие озер в Европе на 7-14 дней позже, чем вскрытие рек.

Закраины - полосы воды у берегов, свободные ото льда.

Подвижки льда - небольшие перемещения отдельных ледяных полей.

В ледяном покрове появляются промоины, прогалины, трещины.

Значение болот.

Влияние болот на речной сток выражается в том, что вследствие повышенного испарения и транспирации с поверхности, болота уменьшают среднюю величину стока в тундре и лесной зоне. В степной, полупустынной и пустынной зонах в условиях недостаточного увлажнения с заболоченных земель теряется на испарение значительно больше воды, чем с сопредельных сухих территорий. Крупные болотные массивы способствуют регулированию речного стока. Влияние осушения болот на сток выражается в уменьшении испарения и увеличении стока, причем тем больше, чем южнее расположен осушенный болотный массив.

Практическое хозяйственное значение болот заключается, прежде всего, в добыче торфа, который используется как топливо для ГЭС и промышленности, как удобрение (вспомните торфяные горшочки для рассады) и химическое сырье для производства дегтя, газа, аммиака и др. Торф идет и на подстилку скоту. Используется в качестве строительного материала. На осушенных болотах развито высокопродуктивное сельское хозяйство: кормовые, овощные, зерновые и цитрусовые культуры.

 

 

Глетчерный лед.

Выпадает снег плотностью 100кг/м³. Он уплотняется, перекристаллизуется, превращается в зернистый снег (300-400 кг/м³), затем превращается в фирн.

Фирн – зернистый лед, представляющий собой конгломерат из зерен льда размером 0,5-5 см плотностью 500-600 кг/м³.

Затем фирн перекристаллизуется и срастется в ледниковый или глетчерный лед плотностью 800-900 кг/м³.

 

Круговорот воды в природе.

Физические причины круговорота воды – это солнечная энергия, сила тяжести и космические силы регулируют приливы и отливы.

Солнечная энергия – это причина нагревания и испарения воды, неравномерного распределения атмосферного давления, вызывающего воздушные потоки, переносящие влагу, неравномерного распределения плотности воды в океане, вызывающего морские течения.

Сила тяжести вынуждает влагу выпадать в виде атмосферных осадков, а поверхностные и подземные водотоки стекать в океан.

В глобальном круговороте воды выделяют 2 звена: океаническое и материковое.

а) Океаническое звено – в круговорот вовлечено 458 тыс. км³ воды в год.

С океана ежегодно испаряется 505 тыс. км³, возвращается в океан в виде осадков 458 тыс. км³, а разность в 47 тыс. км³ переносится с океана на сушу в виде водяного пара.

б) Материковое звено – в круговорот вовлечено 72 тыс. км³ воды в год.

С суши испаряется 72 тыс. км³/год и приносится с океана 47 тыс. км³. На сушу выпадают осадки в 119 тыс. км³ . Надо отметить, что из 72 тыс. км³ испарившейся с суши влаги, 30 тыс. км³ приходится на транспирацию растений.

в) Водообмен между сушей и океаном составляет 47 тыс. км³. Перенесённая влага с океана возвращается в него с равным ей по величине материковым стоком (47 тыс. км³), который слагается из поверхностного (речные и ледниковые воды) и подземного стока.

4) Внутриматериковый влагооборот – это сложный повторяющийся процесс, при котором осадки на любом участке суши складываются из внешних, пришедших извне, и внутренних местных осадков, сконденсированных из влаги, испарившейся с поверхности конкретного участка суши.

Суша подразделяется на две области:

- область внешнего стока (80% суши), откуда осадки поступают в Мировой океан и которая дренируется крупнейшими реками мира.

- область внутреннего стока (20%), являющаяся бессточной, не дающей стока в Мировой океан, например: бассейны Каспия, Арала, Балхаша, пустыни Гоби, Сахара, Калахари, и т.д.

Главный водораздела земного шара делит всю сушу на два склона:

1 - со стоком в Атлантический и Северный Ледовитый океаны (60% суши) и

2 – со стоком в Тихий и Индийский океаны.

Водораздел проходит по Америке от мыса Горн по Андам до Берингова пролива, затем по восточному нагорью Азии в широтном направлении и продолжается вдоль восточной окраины Африки и её южной оконечности.

 

Образование, строение, питание и абляция ледников.

Ледник – большая масса фирна и льда, образовавшаяся путем длительного накопления и преобразования твердых атмосферных осадков, и обладающая собственным движением.

Снеговая линия – воображаемая линия, выше которой годовое количество осадков в виде снега равно их убыли ниже снеговой линии.

Высота снеговой линии зависит от климата и от рельефа. В полярных областях она занимает наинизшее положение, опускаясь в Антарктике до уровня моря, а в субтропиках - наивысшее, до 6500 м, на экваторе - 4400-4900 м, в Средней Азии - 3000-5000 м.

Часть тропосферы выше снеговой линии называется хионосферой.

Главная причина существования оледенения - климатическая. Происхождение ледников обязано положительным снеговым балансом, то есть преобладанием накопления снега над его расходованием, чему способствует большое количество снега и длительный период отрицательных температур воздуха.

Помимо климатических условий происхождение ледников обусловлено орографическим и геоморфологическим факторами: большие высоты, экспозиция склонов, ориентация горных хребтов по отношению к влагонесущим воздушным потокам.

Образование ледников.

Выпадает снег плотностью 100кг/м³. Он уплотняется, перекристаллизуется, превращается в зернистый снег (300-400 кг/м³), затем превращается в фирн.

Фирн – зернистый лед, представляющий собой конгломерат из зерен льда размером 0,5-5 см плотностью 500-600 кг/м³.

Затем фирн перекристаллизуется и срастется в ледниковый или глетчерный лед плотностью 800-900 кг/м³.

Процессы формирования ледников:

Режеляция – способность кристалликов льда прочно смерзаться друг с другом, заполняя поры и трещины.

Рекристаллизация – преобразование кристаллов льда путем их укрупнения.

Сублимационная перекристаллизация – формирование кристаллов льда из водяных паров.

Конжеляция – повторное замерзание талой воды на поверхности льда.

Строение ледника.

В строении ледника выделяют две зоны – зону питания и абляции (таяния).

Питание и абляция ледника.

Питание ледника осуществляется в основном твердыми атмосферными осадками. Кроме них в питании участвуют дождевые жидкие осадки, метелевый перенос со смежных склонов, лавины, сублимация, то есть переход водяного пара в твердую фазу, "нарастающие осадки", которыми называется иней и изморозь и "наложенный лед", то есть вновь замерзающие талые воды сезонного снега. Выпадающие твердые и жидкие осадки дают около 80% общей аккумуляции.

Абляция является расходом вещества в леднике и представляет собой убыль снега, фирна и льда, обусловленную метеорологическими факторами. Главной составляющей абляции является таяние снега. Кроме того, происходит испарение, сдувание снега ветром. Таяние горных ледников дает 412 км³ воды в год на планете. Отметим, что для покровных ледников, омываемых морями, абляция происходит механическим путем в результате откалывания и образования айсбергов, уплывающих в море.

Образование

Выпадает снег плотностью 100кг/м³. Он уплотняется, перекристаллизуется, превращается в зернистый снег (300-400 кг/м³), затем превращается в фирн.

Фирн – зернистый лед, представляющий собой конгломерат из зерен льда размером 0,5-5 см плотностью 500-600 кг/м³.

Затем фирн перекристаллизуется и срастется в ледниковый или глетчерный лед плотностью 800-900 кг/м³.

Процессы формирования ледников:

Режеляция – способность кристалликов льда прочно смерзаться друг с другом, заполняя поры и трещины.

Рекристаллизация – преобразование кристаллов льда путем их укрупнения.

Сублимационная перекристаллизация – формирование кристаллов льда из водяных паров.

Конжеляция – повторное замерзание талой воды на поверхности льда.

Режим ледника - это характер изменения его объема (массы) и формы, проявляющейся в наступлении и отступлении ледника.

В периоды положительного баланса льда аккумуляция в леднике превышает абляцию. Ледник растет и наступает.

В периоды отрицательного баланса льда абляция перекрывает аккумуляцию, и масса льда уменьшается. Ледник тает и отступает.

Движение ледников отличается от наступления-отступления и проявляется в перемещении самих масс льда в одном направлении благодаря его пластичности и текучести и под действием силы тяжести и давления. Движению ледника способствует его большая мощность, значительные уклоны поверхности и ложа, летний теплый период с повышением температуры и так называемая "водяная смазка" у ложа. Некоторые ледники Антарктиды и Гренландии имеют большую скорость движения - до 10-20 км в год. Временное ускорение движения ледника называют подвижкой ледника или серджем. Скорость при сердже достигает до 100 м в сутки.

Гидрология водохранилищ.

Типы водохранилищ

Водохранилища подразделяются на типы по разным показателям.

а) По морфологии ложа:

- долинные – ложе которых часть речной долины. Делятся на:

1. русловые (Партизанское на р. Альма, Симферопольское на р. Салгир);

2. пойменно-долинные (Эгиз-Оба в долине р. Альма);

- котловинные – подпруженные озера и водохранилища, расположенные в изолированных низинах и впадинах, отгороженных от моря заливах, лиманах, лагунах, а также в карьерах;

б) По способу заполнения водой:

- Запрудные – заполняет вода водотока, на котором они расположены.

- Наливные – заполняются водой рядом расположенного водотока или водоема.

в) По орографическому положению:

- горные, на горных реках (Нурекское); имеют узкие глубокие котловины, большой подпор (до 300 м);

- предгорные (Братское); имеют высоту подпорных плотиной вод до 50-100 м;

- равнинные (Куйбышевское, Каховское); имеют широкие, мелкие (менее 30 м) котловины;

- приморские (Сасык на Черном море); сооружены на месте лиманов и заливов, отгорожены от моря дамбами и плотинами высотой до 5 м.

г) По месту в речном бассейне:

- верховые;

- низовые;

- каскады.

Колебания уровня воды.

В основном вследствие искусственно регулируемого процесса наполнения или сработки.

Присутствуют сгонно-нагонные колебания уровня вод (когда ветер дует вдоль в.).

Течения.

Ветровые течения. Установившиеся ветровые течения – дрейфовые. Из-за сгонно-нагонной денивеляции возникают компенсационные течения, развивающиеся иже слоя воды, охваченного ветровым течением и противоположно ему направленные. Волновые течения совпадают с направлением распространения волн. Втекающие реки создают перекосы уровня, приводящие к возникновению гравитационных (стоковых) течений. Неравномерное распределение температуры приводит к плотностным течениям. Изменения атмосферного давления вызывают бароградиентные течения.

Волнение.

Зависит от размера водохранилища. Обычно слабее, чем на озерах, но сильнее, чем на реках. Высоты волн на больших водохранилищах до 2-3 м. последствия – вертикальное перемешивание вод, абразия берегов.

Из-за меньшей площади волнение в водохранилищах развивается быстрее, чем в море. Так же быстро оно и затухает. Волны зыби перемещаются после прекращения действия ветра.

Ледовый режим.

Период ледовых явлений продолжительнее, чем на реках. Толщина льда больше, чем на реках.

Выделяют три периода: замерзание, ледостав, вскрытие.

На отмелях у берегов возникают забереги (на крупных водохранилищах это припаи), внутриводный лед, донный лед, шуга (хаотически сросшиеся кристаллики по поверхности), полыньи (незамерзающие участки), в месте излияния воды – повторные наледи.

Затем льдом охватывается вся поверхность. Непосредственно на поверхности воды лежит прозрачный водный кристаллический лед, на котором в случае выхода воды по трещинам из пропитанного водой снега образуется малопрозрачный водно-снеговой лед.

Участки чистой воды у берегов также называют закраинами, подвижки (сдвижения ледяных полей).

Водохранилища Крыма

В Крыму создано 900 водохранилищ с общим объемом 390,71 млн. м³ воды. В том числе имеется 24 крупных водохранилища, объем которых более 1 млн. м³. Среди них наиболее крупные следующие:

Чернореченское - с проектным объемом воды 64 млн. м³

Межгорное - 50 млн. м³

Симферопольское -36 млн. м³

Фронтовое - 35,5 млн. м³

Партизанское - 34,4 млн. м³

Загорское - 27,8 млн. м³

Альминское - 24 млн. м³

Белогорское - 23,3 млн. м³

Аянское-3,9 млн. м³

 

Классификации подземных вод

Существует много классификаций подземных вод. Назовем основные:

По характеру вмещающих грунтов:

1. Поровые - в рыхлых породах.

2. Пластовые - в пластах осадочных пород.

3. Трещинные - в трещиноватых.

4. Жильные - в тектонических трещинах.

По гидравлическим условиям:

Напорные (артезианские и глубинные)

Безнапорные (грунтовые)

По температуре:

1. Исключительно холодные (ниже 0 градусов Цельсия)

2. Холодные - 4-20 градусов

3. Теплые - 20-37 градусов термальные - более 20 градусов:

4. Горячие - 37-42 градусов

5. Весьма горячие - 42-100 градусов

6. Исключительно горячие - более 100 градусов. Лечебные термальные воды - термы.

По минерализации:

1. Пресные - менее 1‰

2. Солоноватые -1-25‰

3. Соленые - 25-50‰

4. Рассолы - более 50‰

5. Рапа - более 60‰

По характеру залегания:

1. Воды зоны аэрации.

2. Воды зоны насыщения.

 

По бальнеологическим свойствам лечебные минеральные воды бывают:

1. Углекислые (нарзан, боржоми).

2. Сероводородные (Мацеста).

3. Воды с органическими веществами (Трускавец).

4. Азотные (Тянь-Шань, Алтай).

5. Хлоридно-кальциево-натриевые.

6. Железистые и мышьяковистые (Кавказ, Закарпатье).

7. Родоновые (Цхалтубо, Пятигорск).

8. Бромистые и йодистые.

 

20.Волны в океане, их типы и механизм образования.

Волнение - это разновидность волновых движений в океанах и морях, вызванных воздействием ветра на поверхность моря.

Различаются волны поступательные, которые перемещаются на большие расстояния, а также волны стоячие, в которых деформация происходит на месте, без распространения. Волны разделяются на длинны е (с длиной сотни и тысячи км) и на короткие - десятки и сотни метров.

Волны зыби и элементы волн

Зыбь – длинные пологие волны.

Волны зыбисоздаются движением частиц воды по орбитам в форме окружности. На них влияют сила тяжести и центробежная сила.

Основные элементы волны следующие:

Подошва – наиболее низкая часть волны.

Гребень – самая высокая часть волны.

Высота - разность уровня гребня и подошвы волны.

Длина - кратчайшее горизонтальное расстояние между соседними гребнями или подошвами.

Крутизна волны - отношение высоты волны к ее длине.

Фронт волны - линия вдоль гребня.

Направление – сторона света (азимут), откуда идет волна.

Ветровые волны.

Ветровые – трение частиц воды и воздуха

Ветер, воздействуя на поверхность воды, создает касательные напряжения, влекущие усилия, колебания давления воздуха, что приводит к образованию волн в виде ряби с длиной несколько сантиметров и высотой несколько миллиметров. Их называют капиллярными, т.к. они связаны с поверхностным натяжением. Если ветер устойчив, волны интерферируя, увеличиваются по длине до нескольких метров и превращаются в гравитационные.

Существенным отличием ветровых волн от зыби состоит в том, что они, развиваются под действием не двух, а нескольких сил. К силе тяжести и центробежной силе орбитального движения частиц в случаях зыби, добавляются под влиянием ветра силы трения и давления. Это приводит к нарушению формы и симметрии волны. Асимметрия волнового профиля, увеличение крутизны переднего склона волны приводит к срыву гребня и образованию пенного барашка – беляка. Из-за неравномерной скорости ветра, становится неравномерной высота волны вдоль гребня, иначе говоря, волна оказывается не двухмерной, а трехмерной. И такие волны бывают чаще всего в океанах и морях.

Волны цунами.

Цунами - это единичные волны или малые серии волн (2-5), порождаемые землетрясениями, подводными извержениями вулканов и большими подводными оползнями. Высота волн у берегов достигает 5-10 м, редко до 35 м, длины волн от 20 до 600 км; период 2-40 мин.,скорость - до 400-800 км/час. Наиболее активные зоны зарождения цунами находятся в сейсмическом поясе Тихого океана. За последнее тысячелетие в Тихом океане произошло более 1000.

Сейши

Сейши - это стоячие свободные волны в полузакрытых бассейнах (морях и заливах). При сейшах отсутствует поступательное движение в форме волны, зато имеют место вертикальные колебания уровня воды «подъем-опускание». Причинами сейш являются изменения давления атмосферы над бассейном при затухании ветра, сгонно-нагонные явления, приливы и сейсмические явления. Размеры сейшей невелики – от сантиметров до 1 м, периоды - от 5-10 мин до суток.

Внутренние волны

Внутренние волны – на глубине, связаны с плотностными и солевыми аномалиями

Внутренние волны - это волны, возникающие в толще воды океанов и морей на поверхности раздела слоев воды с разной плотностью. Волны с периодами от 15-20 мин до 2-5 часов имеют длины в сотни метров и километры и высоты - до 10-20 м. Волны возникают под действием ветров, изменений давления, приливообразующих сил Луны (их период равен лунным суткам), а также сейсмических факторов.

 

Образование ледников.

Выпадает снег плотностью 100кг/м³. Он уплотняется, перекристаллизуется, превращается в зернистый снег (300-400 кг/м³), затем превращается в фирн.

Фирн – зернистый лед, представляющий собой конгломерат из зерен льда размером 0,5-5 см плотностью 500-600 кг/м³.

Затем фирн перекристаллизуется и срастется в ледниковый или глетчерный лед плотностью 800-900 кг/м³.

Процессы формирования ледников:

Режеляция – способность кристалликов льда прочно смерзаться друг с другом, заполняя поры и трещины.

Рекристаллизация – преобразование кристаллов льда путем их укрупнения.

Сублимационная перекристаллизация – формирование кристаллов льда из водяных паров.

Конжеляция – повторное замерзание талой воды на поверхности льда.

Биологические ресурсы.

Под биологическими ресурсами океана понимается потенциальная продукция полезных организмов, которая всегда выше возможного изъятия биологических продуктов. Продукция характеризует производительность (продуцирование) организмов, т.е. это понятие экологическое.

Биомасса - это количество живых организмов (по массе или объему) в 1 м³ воды (для планктона и нектона) или на 1 м² площади (для бентоса).

По условиям обитания все морские организмы подразделяются на планктон, бентос и нектон.

Планктон включает в себя многочисленные виды одноклеточных водорослей, из животных — различных простейших, рачков, некоторые виды червей, кишечнополостных и моллюсков. В состав планктона входят кремнистые организмы (диатомовые водоросли и радиолярии), из простейших — фораминиферы.

К бентосу относятся различные животные и растения, живущие либо на поверхности морского дна, либо в донном грунте. Это различные водоросли, морская трава (представители цветковых растений), многие виды моллюсков, ракообразные, черни, иглокожие, некоторые простейшие. К бентосным организмам относятся также «обрастатели» — моллюски, губки, водоросли, поселяющиеся, в частности, на поверхностях искусственных сооружений.

Нектон объединяет всех морских животных, активно перемещающихся в воде или по ее поверхности. Это рыбы, морские млекопитающие (китообразные, ластоногие), некоторые представители моллюсков (осьминоги, кальмары, каракатицы и др.), рептилий (коралловые змеи, черепахи и др.). Хотя нектон представлен преимущественно крупными животными, его биомасса в 23 раза меньше суммарной биомассы планктона.

В используемых биоресурсах главное место занимает нектон, а в нем преобладают рыбы (80%), кальмары (10%), ластоногие. На долю рыб приходится 90% ресурсов океана (используемых). В рыбном промысле добываются сельдевые (30%), тресковые, камбаловые, особо ценные осетровые и лососевые. Бентос дает ракообразных (крабы, лангусты, омары) и моллюсков (мидии, устрицы).

В океане выделяются две области распространения жизни — пелагиаль (поверхность воды и водная толща) и бенталь (дно океана).

Минеральные ресурсы

Полезные ископаемые содержатся в донных отложениях, на шельфе и в береговых россыпях. В россыпях добывают титан, цирконий, касситерит, золото, платину, серебро, цинк, алмазы. Шахтным способом добывают каменный уголь (Англия, Япония), руды (Fe, Ni, Cu, Hg, Sn). Эксплуатируется более 350 морских месторождений нефти и несколько сотен - газа. В 1990 г. доля «морской» нефти в общей добыче составила около 30% и продолжает расти. Нефть, газ добывают в основном на шельфе (Персидский, Мексиканский заливы, Северное море, Нефтяные камни на Каспии). аридных регионах из морской воды ежегодно добывают миллионы кубометров пресной воды в результате дистилляции (более 100 опреснительных установок в Кувейте, США, Шевченко на Каспии).

Энергетические ресурсы

Энергетические ресурсы океана огромны, и они экологически чистые. Существует несколько источников энергии, которые представлены приливно-отливной деятельностью, ветровым волнением, термическим градиентом морской воды на разных глубинах, осмотическим давлением в районах смешивания соленой и пресной воды. Добыча энергии из океана находится в стадии научных и опытно-инженерных разработок. Реально существует приливная электростанция ПЭС в Сен-Мало (Франция).

 

 

Типы рек

Реки типизируются по различным признакам. Например, по размерам бассейна они подразделяются на:

Большие - с площадью бассейна более 50000 км², расположенного в нескольких географических зонах.

Средние - с площадью бассейна от 2000 до 50000 км². Бассейн расположен в пределах одной географической зоны и обладает зональным гидрологическим режимом.

Малые - с площадью бассейна от 2000 до 50 км², лежащего в пределах одной зоны и обладающего азональным гидрологическим режимом, формирующимся под влиянием местных условий.

Типы рек по условиям протекания: Равнинные; Полугорные; Горные.

Типы рек по источникам питания: Снегового питания; Дождевого питания; Подземного питания; Ледникового питания.

Типы рек по водному режиму: Реки с весенним половодьем; Реки с половодьем в теплую часть года; Реки с паводковым режимом.

Типы рек по ледовому режиму: Замерзающие. Незамерзающие.

Бассейн реки - это часть суши, включающая данную речную систему и ограниченная водоразделом.

Бассейны рек, впадающих в один и тот же приемный водоем, объединяются в бассейны озер, морей и океанов.

 

 

Приливы. Котидальные карты

Приливы - это волновые движения воды, возникающие под действием приливообразующих сил Луны и Солнца (результат изменения положений Луны и Солнца относительно Земли. Приливооразующая сила луны в 2.17 раза больше силы Солнца). Они проявляются в периодических вертикальных колебаниях уровня моря и в горизонтальных движениях приливных течений. Повышение уровня моря - прилив, а понижение - отлив. Крайнее положение уровня в конце прилива называется полной водой, а в конце отлива - малой водой. Разность этих уровней обозначается термином величина прилива. Под периодом прилива подразумевается промежуток времени между двумя полными или малыми водами, т.е. одна полная волна. Различают полусуточные, суточные, четвертьсуточные приливы. Суточные приливы включают одну полную и одну малую волны за время лунных суток, т.е. в течение 24 часов 50 минут 47 секунд. По характеру приливы подразделяются на правильные, неправильные и смешанные.

 

Приливообразующая сила

Первое объяснение приливообразующих сил было дано И.Ньютоном в 1687 г. с использованием закона всемирного тяготения и трех законов механики и получило название статической теории приливов. Сущность этой теории заключается в следующем:

1. Земля и Луна образуют систему двух планет с общим центром тяжести.

2. Между планетами взаимодействуют 2 разнонаправленные, но уравновешенные силы – сила взаимного притяжения и центробежная сила.

3. Центробежные силы на Земле везде одинаковы. Поэтому на стороне Земли, обращенной к Луне, перевешивает сила притяжения, обеспечивая высокий прилив, а на стороне, обращенной от Луны – центробежная сила, создающая свой низкий прилив.

Статическая теория Ньютона была преобразована в динамическую теорию Лапласа в 1775 г. и доработана Эри в 1842 г. В настоящее время используется гармонический анализ приливов, позволяющий прогнозировать многие характеристики приливов.

Котидальные карты приливов

Котидали - это изолинии, соединяющие точки, в которых полная вода наступает в один и тот же момент (англ. сotidal - соприливный). Котидальная карта дает картину распространения приливной волны - последовательные положения гребня прилива через каждый час времени, а также показывает положение в данный момент одинаковых фаз прилива, различающихся на один час, позволяющих судить о направлении движения прилива. Это одно из важнейших пособий для мореплавателей.

Воды зоны аэрации

Зона аэрации занимает верхний слой почвенно-грунтовой толщи: от земной поверхности до уровня грунтовых вод.

В ней выделяются 3 подзоны (слоя):

1. Подзона почвенных вод, мощностью 0,1-1,5 м. Попадая после дождей и таяния снега в грунт, вода формирует почвенные воды - это временное скопление свободной и капиллярной воды в почвенном слое, имеющее связь с атмосферой и питающее корневую систему растений.

2. Подзона верховодки мощностью 0,4-1(2) м. Инфильтрирующиеся воды, встречая на своем пути относительный водоупор, образуют верховодку, то есть временные сезонные скопления подземных вод, обычно линзовидной формы.

3. Капиллярная подзона располагается ниже (над уровнем грунтовых вод). Капиллярные воды часто участвуют в питании почвенных вод. Иногда эту подзону называют «капиллярной каймой».

Питание рек

Речной сток формируется в результате поступления в реки вод атмосферного происхождения.

Твердые осадки аккумулируются в виде снежного покрова, затем на равнинах снег тает в теплое время и служит источником питания рек.

Часть талых и дождевых вод просачиваются в земные толщи, пополняя запасы подземных вод, которые также являются видом питания рек, обеспечивая устойчивость речного стока. Таким образом, существует четыре основных вида питания рек: дождевое, снеговое, ледниковое и подземное.

Для рек в условиях теплого климата главный вид питания - дождевое. Этот вид питания рек в глобальном масштабе является главнейшим (реки Амазонка, Ганг, Меконг). Вторым по важности служит снеговое питание рек в условиях умеренного климата (Восточно-Европейская равнина). Третье место занимает подземное питание, на долю которого приходится 1/3 речного стока. Ледниковое питание незначительно, всего около 1% стока рек мира (реки Кавказа и Средней Азии).

В России преобладает снеговое питание. На черноморском побережье Крыма и Кавказа главенствует дождевое питание. По регионам соотношения разных видов питания существенно варьируют (табл. 3). У каждой реки доля видов питания может быть различной. Наиболее простой, но приближенный способ их выделения - это графическое расчленение гидрографа.

Сезонные фазовые изменения водности рек (половодье, паводок, межень) фиксируются с помощью гидрографа, который представляет собой график колебаний водности реки, то есть изменения расхода воды (м³/с) в данном стоке реки в течение года.

 

Образование ледников.

Образование ледников происходит в области положительного снежного баланса. Выпадающий снег (с плотностью 100 кг/м³) постепенно накапливается, уплотняется под давлением вышележащих слоев и под влиянием рекристаллизации и частичного таяния и замерзания просочившейся воды превращается в зернистый снег с плотностью до 300-400 кг/м³. Затем происходит его превращение в фирн. Это зернистый лед, представляющий собой конгломерат зерен льда размером 0,5-5 мм. Его плотность уже в среднем 650 кг/м³ (до 800 кг/м³) Дальнейшее уплотнение фирна и перекристалли