Раздел 2 Основы гидрологии.

Тема 3.1. Виды воды на Земле. Круговорот воды в природе водный баланс Виды воды на Земле

Вода встречается в трех сферах Земли:

1. Первая сфера – газовая оболочка Земли, распространенная на 1000 км от ее поверхности. Здесь вода находится в виде: пара , капельножидкого состояния (облака, туман, дождь), снега, града.

2. Вторя сфера – поверхность Земли, которая по запасам и распределению воды может быть выделена в поверхностную гидросферу. В поверхностной гидросфере воды можно подразделить на: воды поверхностных потоков – рек, ручьев, временно действующих оврагов; воды океанов, морей, озёр болот, прудов, водохранилищ; воды ледниковые и вечных снежных запасов.

3. Третья сфера – вода в земной коре, или подземная гидросфера. В подземной гидросфере вода находится в следующих видах: в парообразном состоянии в порах грунта; в жидком состоянии – в виде грунтовых и напорных вод; в твердом состоянии – в виде льда при промерзании почвы и вечной мерзлоты; в связанном состоянии – в минералах и породах.

Круговорот воды в природе и водный баланс.

Под влиянием солнечной радиации с поверхности Мирового океана испарившийся пар конденсируется и выпадает в виде осадков под влиянием силы тяжести. Атмосферные осадки, выпавшие на сушу, частично просачиваются в почву, частично стекают по земной поверхности в виде поверхностного стока, а часть из них испаряется. Происходит непрерывный замкнутый процесс циркуляции воды в природе – круговорот.

Круговорот делится на:

1. Малый – океанический, морской;

2. Малый – внутриматериковый;

3. Мировой – большой, в котором участвуют воды океана и суши.

Водный баланс – соотношение за какой-либо промежуток времени (год, месяц, декаду и т.д.) прихода, расхода аккумуляции (изменение запаса) воды для речного бассейна или для любого другого водного объекта.

Метод водного баланса основан на следующем: для любого объема пространства, ограниченного некоторой произвольной поверхностью, количество воды, вошедшее внутрь этого объема, за вычетом количества воды, вышедшей из него, должно равняться, соответственно, увеличению или уменьшению количества ее внутри данного объема.

Метод водного баланса применительно к речному бассейну, объемом рассматриваемого пространства будет объем, ограниченный боковой поверхностью, проходящий по линии водораздела до первого непроницаемого горизонта (снизу – граничащая поверхность этого горизонта, сверху – площадь бассейна). Водный баланс для такого пространства количественно отражает закономерности круговорота воды в природе. Практической формой метода водного баланса является его уравнение.

ΔS=P-Y-E,

Где ΔS – общее изменение запасов воды в бассейне (почвенно-грунтовых, в водоносных горизонтах, в руслах, озёрах, водохранилищах, долотах и т.д.; Р – атмосферные осадки, выпавшие на водосбор; Y – речной сток в замыкающем створе; Е – суммарное испарение с бассейна.

Уравнения водного баланса делятся на: детальные, составленные по осадкам, в которые вводятся все виды поправок; сокращенные с введением поправки к осадкам только на смачивание.

Водные балансы составляются на следующие периоды: по месяцам за календарный год, за гидрогеологические годы и генетические однородные периоды внутри года (межень, половодье, паводки).

Приближенное уравнение водного баланса имеет вид:

ΔS=P₁-(Y+Y_α-Y_β)-E-ΔS_с-ΔS_оз-ΔS_б,

Где P₁–атмосферные осадки с поправкой на смачивание; Y – общий речной сток; ΔS – суммарные изменения влагозапасов в почво-грунтах и подземных водах водосбора; Y_α – водозабор из русла реки; Y_β – возвратные воды и переброска воды из соседних бассейнов; Е – суммарное испарение с поверхности бассейна; ΔS_с – изменение запасов влаги в снеге и ледяной корке; ΔS_оз – изменение запасов воды в озерах и водохранилищах бассейна; ΔS_б – изменение запасов влаги в болотах.

Контрольные вопросы:

• В каких сферах встречается вода?

• Что такое круговорот воды в природе, и каково уравнение водного баланса?

• Приведите детальное и сокращенное уравнение водного баланса для речного бассейна.