Методы исследований

Гидрология, ее задачи, подразделение и связь с другими науками.

Гидрология (буквально - наука о воде) занимается изучением природных вод, явлений и процессов, в них протекающих, а также определяющих распространение вод по земной поверхности и в толще почво- грунтов, и закономерностей, по которым эти явления и процессы развиваются. Гидрология относится к комплексу наук, изучающих физические свойства Земли, в частности ее гидросферы.

Предметом изучения гидрологии являются водные объекты: океаны, моря, реки, озера и водохранилища, болота и скопления влаги в виде снежного покрова, ледников, почвенных и подземных вод.

Основное содержание гидрологических исследований в зависимости от их направления - либо определение географических характеристик водных объектов (их распределения по территории, размеров, общих описаний), либо выяснение физических закономерностей взаимодействия воды с окружающей средой (законы перемещения водных масс, испарения воды, таяния снега и ледяного покрова, воздействия воды на речное ложе и пр.). Таким образом, всестороннее изучение гидрологических процессов должно предусматривать, с одной стороны, исследование вод как элемента географического ландшафта, а с другой - установление физических закономерностей, которым подчиняются гидрологические процессы.

Воды поверхности Земли (океанов, морей, рек, озер, болот, ледников), ее воздушной оболочки (атмосферы) и находящиеся в земной коре тесно связаны между собой, поэтому ряд вопросов, относящихся к деятельности воды на земном шаре, одновременно рассматривается гидрологией, метеорологией, геологией, почвоведением, геоморфологией, географией и другими науками, изучающими атмосферу и литосферу.

Так, например, общими для гидрологии и метеорологии являются вопросы образования, выпадения и распределения по земной поверхности атмосферных осадков, испарения воды с поверхности рек, озер и водохранилищ, испарения влаги с почвы и растительного покрова. Общими вопросами для гидрологии, геоморфологии и почвоведения являются процессы размыва (эрозии) и отложения (аккумуляции) продуктов разрушения горных пород, совершающиеся на земной поверхности.

В гидрологических исследованиях широко используются выводы физики, гидравлики и гидродинамики.

Так как процессы, совершающиеся в морях и океанах, существенно отличаются от процессов, происходящих в реках, озерах и болотах, что определяет и различие в методах их исследований, гидрология делится на гидрологию моря и гидрологию суши. Гидрологию моря чаще называют океанологией, или океанографией, сохраняя термин «гидрология» за гидрологией суши. Такое понятие и будет использоваться в дальнейшем.

В зависимости от объектов исследования можно различать:

1) гидрологию рек;

2) гидрологию озер;

3) гидрологию болот;

4) гидрологию подземных вод;

5) гидрологию ледников.

Принимая указанное деление гидрологии суши, необходимо учитывать следующее.

Учение о подземных водах входит в состав гидрологии суши в объеме, необходимом для выяснения процессов взаимодействия поверхностных и подземных вод. Сюда относятся закономерности впитывания воды в почву, движения подземных вод, формирования режима и водного (солевого) баланса зоны аэрации, разгрузки ondgelm{u вод в пределах гидрографической сети и пр. В более полном объеме вопросы формирования и режима подземных вод, в частности глубокого залегания, методы поиска и добычи этих вод, рассматриваются в гидрогеологии, относящейся к циклу геологических наук.

Гидрология ледников в основном относится к области физической географии и развивается как самостоятельная научная дисциплина, соприкасающаяся с гидрологией суши в вопросах изучения закономерностей баланса вещества в ледниках и влияния их на водный режим рек.

Помимо деления по объектам исследования, в гидрологии суши следует различать гидрометрию, гидрографию, общую гидрологию, инженерную гидрологию, динамику вод суши, русловые процессы, физику вод суши (гидрофизику) и химию вод суши (гидрохимию).

Гидрометрия является частью гидрологии, в которой рассматриваются методы измерений и наблюдений, ведущихся с целью изучения гидрологического режима вод.

Содержание гидрографии составляет описание водных объектов определенных территорий и выяснение закономерностей их географического распределения. Гидрографические описания являются начальной формой обобщения сведений о водных объектах, значение которой уменьшается (но полностью не исключается) по мере развития физических методов анализа гидрологических процессов.

В задачу общей гидрологии суши входит освещение общих закономерностей, управляющих процессами формирования и деятельности вод суши. Например, в задачу общей гидрологии входит выяснение закономерностей формирования гидрографической сети, процессов влагооборота, связи гидрологических явлений с метеорологическими факторами и условиями подстилающей поверхности. Общая гидрология освещает особенности проявления гидрологических закономерностей в различных водных объектах (реках, озерах, водохранилищах, болотах и подземных водах), опираясь при этом на выводы отдельных специальных разделов гидрологии суши (динамика вод суши, русловые процессы, физика вод суши, химия вод суши).

В пределах инженерной гидрологии рассматриваются методы расчета и прогноза характеристик гидрологического режима. Через этот раздел в наиболее полной форме гидрология обеспечивает запросы практики водохозяйственного строительства.

Содержание физики вод суши (гидрофизики) составляют исследования физических и механических свойств природных вод в любом агрегатном состоянии, закономерностей испарения в природе, в частности с поверхности воды и суши, образования, таяния снега и льда, термического режима водоемов и других процессов, связанных с фазовыми превращениями воды.

Исследованием химических свойств вод суши занимается гидрохимия. Важнейшей задачей гидрохимии в современных условиях является разработка ряда сторон проблемы качества вод.

Изучение закономерностей перемещения водных масс, волнения, сгонно-нагонных явлений, течений объединяется понятием динамика вод суши. В тесной связи с этим разделом в рамках гидрологии суши в форме достаточно самостоятельной дисциплины сформировались исследования русловых процессов.

Принимая пообъектное деление гидрологии, следует иметь в виду, что в состав, например, гидрологии рек, следует включать все разделы гидрологии суши в той мере, в какой в них рассматриваются закономерности, определяющие гидрологический режим, и методы его расчета и прогноза. Такое изложение гидрологии суши неизбежно связано с разобщенным освещением одних и тех же закономерностей.

Из обзора структуры гидрологии суши достаточно очевидно, что изложение всей суммы знаний о водах суши в форме единого курса гидрологии суши, как это имело место на определенном этапе развития гидрологии, уже невозможно.

В гидрологии и гидрогеологии применяются различные методы ис-

следования, из которых основными являются экспедиционный (полевой),

стационарный и лабораторный.

Экспедиционный метод в гидрологии представляет собой ком-

плексное обследование вод обширных районов или гидрологических объ-

ектов по специально разрабатываемым программам. Результаты таких ис-

следований не только используются для региональных описаний водных

объектов, но и позволяют судить о гидрологических процессах, их струк-

туре и причинных связях.

Метод стационарных наблюдений служит для изучения динамики

элементов гидрологического или гидрогеологического режима водных

объектов или подземных источников, скважин, колодцев и т. д. во време-

ни. Систематические наблюдения за колебаниями уровня и расходами во-

ды, волнением, течениями, температурой, движением наносов и другими

явлениями ведутся гидрометеорологическими и гидрогеологическими

станциями по единой программе, отвечающей задачам науки и практики.

Лабораторный метод позволяет определить физические и химиче-

ские свойства воды, моделировать гидродинамические процессы.

Дата добавления: 2014-01-07