В. Г. Клименко загальна гідрологія Навчальний посібник для студентів
Харків – 2012
УДК 551:49
ББК 22
К 49
Затверджено до друку рішенням Вченої ради Харківського національного університету імені В. Н.Каразіна (протокол № від 2012 р. )
Рецензенти:В. Олещенко – доцент географічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка, лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки, академік Української екологічної академії наук, заслужений юрист України;І. Г. Черваньов– професор кафедри фізичної географії та картографії Харківського національного університету, доктор технічних наук, заслужений діяч науки і техніки України.
Клименко В . Г.Загальна гідрологія: навчальний посібник для студентів В . Г. Клименко. – Харків, ХНУ імені В.Н. Каразіна, 2012. – 254 c.
ISBN 966-623-368-1
У навчальному посібнику подані основи гідрології – науки, що вивчає природні води Землі і закономірності процесів у них, які протікають у взаємодії з атмосферою, літосферою, біосферою і під впливом господарської діяльності. Розглянуті основні фізичні та хімічні властивості природних вод, фізичні закономірності гідрологічних процесів, кругообіг води на Землі. Описані особливості гідрологічних процесів у водних об’єктах різних типів – річках, озерах, водосховищах, болотах, океанах і морях, льодовиках і підземних водах. Наведені дані про водні ресурси земної кулі, України.
До видання включені програма дисципліни та лабораторні роботи даного курсу.
Навчальний посібник рекомендується для студентів-географів, екологів, гідрогеологів усіх форм навчання.
ISBN 966-623-368-1
УДК 551:49
ББК 22
© Харківський національний університет
імені В. Н. Каразіна, 2012
© Клименко В. Г., 2012
© Дончик І. М., макет обкладинки, 2012
Зміст
стор.
ВСТУП. МОДУЛЬ 1. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ВОДИ. ГІДРОЛОГІЯ РІЧОК .................................................……… |
7-93 |
ВСТУП.......................................................................................................... | 7-8 |
Блок 1. ГІДРОЛОГІЯ ЯК НАУКА. ЇЇ МІСЦЕ У ВИВЧЕННІ ГЕОГРАФІЧНОЇ ОБОЛОНКИ………………………………….......... |
8-22 |
1.1. Предмет вивчення гідрології, її поділ на розділи та значення………………………………………...…….... ………. |
8-11 |
1.2. Водні об’єкти та їхній гідрологічний режим............................. | 12-13 |
1.3. Методи гідрологічних досліджень……………………………. | 13 |
1.4. Фізичні основи гідрологічних процесів……………… ……… | 14-15 |
1.5. Розвиток гідрології……………………………………………. | 15-20 |
Блок 2. РОЗПОДІЛ ВОДИ НА ЗЕМНІЙ КУЛІ. КРУГООБІГ ВОДИ…............................................................................................... |
22-34 |
2.1. Розподіл води на земній кулі…………………….. .…………. | 22-23 |
2.2. Зміна кількості води на земній кулі ......................................... | 23-24 |
2.3. Кругообіг води в природі……………………………………… | 24-27 |
2.4. Водний баланс ………………………………………………… | 27-28 |
2.5. Водні екосистеми …………………………………………….. | 29 |
2.6. Водні ресурси України .............................................................. | 30-33 |
Блок 3. ФІЗИКО–ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ВОДИ………………… | 35-48 |
3.1. Хімічний склад води …………………….…………............. | 36-43 |
3.2. Фізичні властивості води …………………………............... | 43-47 |
Блок 4. ГІДРОЛОГІЯ РІЧОК…………………………………………… | 48-93 |
4.1. Типи річок…………………………………............................ | 50-51 |
4.2. Морфологія й морфометрія річки та її басейну ................. | 51-59 |
4.2.1. Водозбір і басейн річки .............................................. | 51-53 |
4.2.2. Морфометричні характеристики басейну.................. | 53-54 |
4.2.3. Фізико-географічні й геологічні характеристики |
|
басейну річки .............................................................. | 54 |
4.2.4. Річка і річкова мережа ............................................... | 54-55 |
4.2.5. Річкова долина й русло річки ................................... | 56-58 |
4.2.6. Поздовжній профіль річки ............................................ | 58-59 |
4.3. Живлення річок…..………………………………………….. | 59-62 |
4.4. Водний баланс басейну річки………………………………. | 62-63 |
4.5. Водний режим річок……….………………………………… | 64 |
4.5.1. Види коливання водності річок .................................. | 64-65 |
4.5.2. Рівневий режим річок…………………………………. | 65-66 |
4.5.3. Фази водного режиму ................................................. | 67-68 |
4.5.4. Розчленування гідрографа за видами живлення……. | 68-69 |
4.5.5. Класифікація річок за водним режимом………………. | 69-72 |
4.6. Річковий стік …………………………………………………... | 72-75 |
4.6.1. Складові річкового стоку ........................................... | 72-74 |
4.6.2. Основні характеристики стоку ................................ …. | 74-75 |
4.7. Рух води в річках…………………………………………….. | 75-78 |
4.8. Річкові наноси…….…………………………………………. | 78-81 |
4.9. Селі ....................................................................................... | 81-82 |
4.10. Руслові процеси……………………………………………… | 82-86 |
4.11. Термічний режим річок…………………………………….. | 87-88 |
4.12. Льодовий режим річок……………………………………… | 88-90 |
4.13. Гідрохімічний режим річок………………………………… | 90-91 |
4.14. Гідробіологічні особливості річок | 91-92 |
МОДУЛЬ 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОЙМ (ОЗЕР, ВОДОСХОВИЩ , БОЛІТ) ТА ОСОБЛИВИХ ВОДНИХ ОБ’ЄКТІВ (ПІДЗЕМНИХ ВОД, ЛЬОДОВИКІВ)..................................................... |
93-162 |
Блок 5. ГІДРОЛОГІЯ ОЗЕР…………………………………………… | 93-117 |
5.1. Типи озер……………………………………………………… | 95-98 |
5.2. Морфологія і морфометрія озер……………………........... | 98-99 |
5.3. Водний баланс озер………………………………………….. | 100 |
5.4. Коливання рівня води в озерах ........................................... | 100-101 |
5.5. Рух озерної води……………………………………………… | 101-104 |
5.6. Термічний режим озер……………………….………………. | 104-108 |
5.7. Льодовий режим озер……………………….……………….. | 108-109 |
5.8. Оптичні явища в озері ........................................................ | 109-110 |
5.9. Донні відкладення озерної улоговини…………………….. | 110-111 |
5.10. Водні маси озер………………………………………………. | 111 |
5.11. Хімічний склад озерних вод ………………………………… | 112-113 |
5.12. Гідробіологічні характеристики озера……………………… | 113-114 |
5.13. Значення озер ………………………………………………… | 115 |
Блок 6. ГІДРОЛОГІЯ ВОДОСХОВИЩ……………………………… | 117-124 |
6.1. Типи водосховищ……………………………………………… | 118-119 |
6.2. Основні характеристики водосховища…………………….. | 119-120 |
6.3. Водний режим водосховищ…………………………………. | 120-121 |
6.4. Термічний і льодовий режим водосховищ…………………. | 121 |
6.5. Гідрохімічний і гідробіологічний режим водосховищ …… | 121-122 |
6.6. Замулення водосховищ і переформування їхніх берегів…… | 122 |
6.7. Водні маси водосховищ……………………………………… | 122 |
6.8. Значення водосховищ та їх вплив на річковий стік і природне середовище………................. …………………………………. |
123 |
Блок 7. ГІДОЛОГІЯ БОЛІТ………………………………………......... | 124-132 |
7.1. Типи боліт………………………………………………………. | 127-128 |
7.2. Морфологія та гідрографія боліт…………………………… | 128-129 |
7.3. Водний баланс боліт…………………………………………. | 129 |
7.4. Рух води в болотах……………………………………………… | 130 |
7.5. Термічний режим боліт……………………………………… | 130-131 |
7.6. Вплив боліт на стік річок. Практичне значення боліт і їх вивчення………………………………………………….. | 131 |
Блок 8. ГІДРОЛОГІЯ ЛЬОДОВИКІВ………………………………… | 132-144 |
8.1. Походження льодовиків та їх поширення на земній кулі….. | 132-135 |
8.2. Типи льодовиків…………………………………………………. | 135-136 |
8.3. Утворення льодовиків та їх будова ........................................ | 137-139 |
8.4. Живлення та абляція льодовиків……………………………… | 139 |
8.5. Баланс льоду і води в льодовику…………………………….. | 140 |
8.6. Режим та рух льодовиків…………………………………….. | 140-142 |
8.7. Робота льодовиків ……………………………………………. | 142-143 |
8.8. Поширення та значення льодовиків ………………………… | 143 |
Блок 9. ГІДРОЛОГІЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД……………………………. | 144-162 |
9.1. Теорії походження підземних вод ………………………….. | 145 |
9.2. Фізичні властивості ґрунтів…………………………………….. | 145 |
9.3. Водні властивості ґрунтів …………………………................ | 146 |
9.4. Види води в порах ґрунту…………………………................ | 148-150 |
9.5. Фільтраційні властивості порід і рух підземних вод ……… | 150-151 |
9.6. Класифікація підземних вод…………………………………. | 151-152 |
9.7. Умови залягання підземних вод …………………………….. | 152-156 |
9.8. Водний баланс і режим підземних вод ………………………. | 156-159 |
9.8.1. Водний баланс підземних вод ………………………… | 156-157 |
9.8.2. Режим підземних вод ………………………………….. | 157-159 |
9.9. Особливості хімічного складу підземних вод ……………… | 159 |
9.10. Роль підземних вод у фізико-географічних процесах……… | 160 |
9.11. Розповсюдження підземних вод …………………………….. | 160-161 |
МОДУЛЬ 3. ГІДРОЛОГІЯ ОКЕАНІВ І МОРІВ……………………. | 162-209 |
Блок 10. ГІДРОЛОГІЯ ОКЕАНІВ І МОРІВ.......................................... | 162 |
10.1. Світовий океан та його частини ……………………………. | 162-166 |
10.2. Основні особливості будови земної кори під морями і океанами……………………………………………………… |
166 |
10.3. Рельєф дна океанів…………………………………………… | 167-169 |
10.4. Донні відкладення ………………………. ………………….. | 170-171 |
10.5. Сольовий склад вод Світового океану……………………….. | 171-174 |
10.6. Солоність морської води ……………………………. ……….. | 174-175 |
10.7. Водний баланс Світового океану…………………………… | 175-176 |
10.8. Густина і тиск морської води …..………………………….. | 176-177 |
10.9. Термічний режим океанів і морів………………………….. | 177-180 |
10.10. Лід в океанах і морях……………………………………….. | 180-186 |
10.11. Водні маси океану…………………………………………. | 186-188 |
10.12. Оптичні та акустичні властивості морської води……….. | 188-191 |
10.13. Рівень океанів і морів……………………………………… | 191-192 |
10.14. Хвилювання в океанах і морях……………………. …….. | 192-195 |
10.15. Течії в океанах і морях……………………………………… | 195-199 |
10.16. Припливи і відпливи……………………………………….. | 200-202 |
10.17. Ресурси Світового океану та їх використання .................. | 202-205 |
10.18. Проблеми охорони вод Світового океану ............................. | 205-207 |
Робоча програма навчальної дисципліни ………………………….. | 210-228 |
Лабораторні роботи з курсу «Загальна гідрологія»………………. | 229-257 |
Лабораторні робота №1. Гідрографічна характеристика річки та її басейн …………………………………. | 229-234 |
Лабораторна робота №2. Побудова поперечного профілю русла річки і обчислення його морфо метрич- них характеристик…………………….. | 235-239 |
Лабораторна робота №3. Середній багаторічний стік | 240-243 |
Лабораторна робота №4. Розчленування гідрографа річкового стоку | 244-249 |
Лабораторна робота №5. Розподіл температури води в озері з глибиною | 250-252 |
Лабораторна робота № 6. Розрахунок індексу забрудненості по- верхневих вод | 252-255 |
Лабораторна робота № 7. Зміна температури води у Світовому океані | 255-257 |
- В. Г. Клименко загальна гідрологія Навчальний посібник для студентів
- Вступ. Модуль 1. Фізико-хімічні властивості води. Гідрологія річок Вступ
- Блок 1. Гідрологія як наука. Її місце у вивченні географічної оболонки
- 1.4. Фізичні основи гідрологічних процесів
- 1.5. Розвиток гідрології як науки
- Блок 2. Розподіл води на земній кулі. Кругообіг води
- 2.1. Розподіл води на земній кулі
- 2.2. Зміна кількості води на земній кулі
- 2.3. Кругообіг води в природі
- 2.4. Водний баланс
- 2.5. Водні екосистеми
- 2.6. Водні ресурси України
- 3.1. Хімічний склад води
- 3.2. Фізичні властивості води
- 4.1. Типи річок
- 4.2. Морфологія й морфометрія річки та її басейну
- 4.2.1. Водозбір і басейн річки
- 4.2.2. Морфометричні характеристики басейну річки
- 4.2.3. Фізико-географічні й геологічні характеристики басейну річки
- 4.2.4. Річка і річкова мережа
- 4.2.5. Річкова долина й русло річки
- 4.2.6. Поздовжній профіль річки
- 4.3. Живлення річок
- Класифікація о. І. Воєйкова
- Класифікація м. І. Львовича
- 4.4. Водний баланс басейну річки
- 4.5. Водний режим річок
- 4.5.1. Види коливання водності річок
- 4.5.2. Рівневий режим річок
- 4.5.3. Фази водного режиму
- 4.5.4. Розчленування гідрографа за видами живлення
- 4.5.5. Класифікація річок за водним режимом
- 4.6. Річковий стік
- 4.6.1. Складові річкового стоку
- 4.6.2. Основні характеристики стоку
- 4.7. Рух води в річках
- 4.8. Річкові наноси
- 4.10. Руслові процеси
- 4.11. Термічний режим річок
- 4.12. Льодовий режим річок
- 4.13. Гідрохімічний режим річок
- 4.14. Гідробіологічні особливості річок
- Модуль 2. Характеристика водойм (озер, водосховищ, боліт) та особливих водних об’єктів (підземних вод, льодовиків)
- 5.1. Типи озер
- 5.2. Морфологія і морфометрія озер
- 5.3. Водний баланс озер
- 5.4. Коливання рівня води в озерах
- 5.5. Рух озерної води
- Хвилювання на озерах
- Течії в озерах
- Температурна класифікація озер
- 5.7. Льодовий режим озер
- 5.8. Оптичні явища в озері
- 5.9. Донні відклади озерної улоговини
- 5.10. Водні маси озер
- 5.11. Хімічний склад озерних вод
- 5.12. Гідробіологічна характеристика озера
- 5.13. Значення озер
- 6.1. Типи водосховищ
- 6.2. Основні характеристики водосховищ
- 6.3. Водний режим водосховищ
- 6.4. Термічний і льодовий режим водосховищ
- 6.5. Гідрохімічний і гідробіологічний режим водосховищ
- 6.6. Замулення водосховищ і переформування їх берегів
- 6.7. Водні маси водосховищ
- 6.8. Значення водосховищ та їх вплив на річковий стік і природне середовище
- 7.1. Типи боліт
- 7.2. Морфологія та гідрографія боліт
- 7.3. Водний баланс боліт
- 7.4. Рух води в болотах
- 7.5. Термічний режим боліт
- 7.6. Вплив боліт на стік річок. Практичне значення боліт і їх вивчення
- 8.1. Походження льодовиків та їх поширення на земній кулі
- 8.2. Типи льодовиків
- 8.5. Баланс льоду і води в льодовику
- 8.7. Робота льодовиків
- 8.8. Поширення та значення льодовиків
- 9.1. Походження підземних вод
- 9.2. Фізичні властивості ґрунтів
- 9.3. Водні властивості ґрунтів
- 9.4.Види води в порах ґрунту
- 9.5. Фільтраційні властивості порід і рух підземних вод
- 9.6. Класифікація підземних вод
- 9.7. Умови залягання підземних вод
- 9.8. Водний баланс і режим підземних вод
- 9.8.1. Водний баланс підземних вод
- 9.8.2. Режим підземних вод
- 9.9. Особливості хімічного складу підземних вод
- 9.10. Роль підземних вод у фізико-географічних процесах
- 9.11. Розповсюдження підземних вод
- 10.1. Світовий океан та його частини
- 10.2. Основні особливості будови земної кори під морями та океанами
- 10.3. Рельєф дна океанів
- 10.4. Донні відклади
- 10.5. Сольовий склад вод Світового океану
- 10.6. Солоність морської води
- 10.7. Водний баланс Світового океану
- 10.8. Густина і тиск морської води
- 10.9. Термічний режим океанів і морів
- 10.10. Лід в океанах і морях
- Класифікація морської криги
- Дрейф льоду
- 10.11. Водні маси океану
- 10.12. Оптичні та акустичні властивості морської води
- Швидкість звуку (у м/с) в морській воді при різній солоності і температурі
- 10.13. Рівень океанів і морів
- 10.14. Хвилювання в океанах і морях
- 10.15. Течії в океанах і морях
- 10.16. Припливи і відпливи
- 10.17. Ресурси Світового океану та їх використання
- 10.18. Проблеми охорони вод Світового океану
- Робоча програма навчальної дисципліни
- Опис навчальної дисципліни
- Мета та завдання навчальної дисципліни
- За модулем 1
- За модулем 2
- За модулем 3
- Також студенти повинні вміти: За модулем 1
- За модулем 2
- За модулем 3
- Програма навчальної дисципліни
- Тема 2. Кругообіг води у природі й водні ресурси Землі. Розподіл води на земній кулі. Єдність гідросфери. Зміна запасів води на Землі. Кругообіг води в природі та його енергетичні фактори.
- 2.1.1. Нормативні навчальні елементи за модулем 1
- Тема 5. Гідрологія льодовиків. Вивчення умов й особливостей похо-
- 2.1.1.Нормативні навчальні елементи за модулем 2
- Тема 1.Світовий океан та його частини. Класифікація морів. Гіпотези виникнення Світового океану. Будова, рельєф дна океанів і морів. Донні відклади в океанах і морях.
- Тема 2.Термічний режим океанів і морів. Загальна схема теплообміну в системі океан-атмосфера-літосфера. Тепловий баланс океану. Розподілення температури води у Світовому океані.
- Тема 3.Перемішування та обмін в океані. Види перемішування в морському середовищі: молекулярне, турбулентне. Методи розрахунку перемішування та обміну.
- 2.1.2. Нормативні навчальні елементи за модулем 3
- 4. Структура навчальної дисципліни
- 6. Теми лабораторних занять
- 7. Самостійна робота
- 8. Індивідуальне навчально –дослідне завдання
- 9. Методи навчання
- 10. Методи контролю
- 11. Розподіл балів, які отримують студенти
- Шкала оцінювання
- 12. Методичне забезпечення
- 13. Рекомендована література Базова
- Допоміжна
- 14. Інформаційні ресурси
- Виконання роботи
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 2 Побудова поперечного профілю русла річки і обчислення його морфометричних характеристик
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Порядок виконання
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 3 Середній багаторічний стік
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Порядок виконання
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 4 Розчленування гідрографа річкового стоку
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 5 Розподіл температури води в озері з глибиною
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Питання для самоперевірки
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 7 Зміна температура води у Світовому океані
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Питання для самоперевірки: