Водні ресурси і водний баланс
Ключові слова:
- водні ресурси,
- водний баланс,
- кругообіг води.
На допомогу студентові
Кругообіг води у природі – це безперервний замкнутий процес циркуляції води.
В науці існує декілька визначень поняття "водні ресурси". У найбільш широкому значенні під водними ресурсами розуміють усі води нашої планети, що перебувають у вільному стані, тобто води поверхневого та підземного стоку, Грунтові води, води гірських і полярних льодовиків, штучних водних об'єктів, океанічні, морські та атмосферні води. Якщо ж виходити з інтересів виробничих потреб, то під водними ресурсами розуміють придатні для використання запаси поверхневих і підземних вод будь-якої території. Це переважно прісні води річок, озер, водосховищ, льодовиків, ґрунтові та підземні води.
Загальний об'єм води у водних об'єктах на земній кулі – 1390 млн км куб, з цієї кількості частка Світового океану становить 96,4%. Із водних об'єктів суші найбільшу кількість води містять льодовики – 25,8 млн. км куб (1,86% усіх вод на Землі). Із цієї кількості води Частка льодовиків Антарктиди, Гренландії та островів Арктики становить, відповідно, 89,8; 9,7; 0,3%. На гірські льодовики залишається всього 0,2%. Уявлення про запаси води на Земній кулі дають дані таблиці 8.1.
Види природних вод | Об'єм (тис км3) | Частка від загальнихзапасів. % |
---|---|---|
Світовий океан | 1 338 000 | 96.4 |
Льодовики і постійний сніговий покрив | 25 800 | 1.86 |
Озера | 176 | 0.013 |
Водосховища | 6 | 0.0004 |
Вода в ріках | 2 | 0.0002 |
Вода в болотах | 11 | 0.0008 |
Підземні води | 23 400 | 1.68 |
Підземний лід | 300 | 0.022 |
Вода в атмосфері | 13 | 0.001 |
Вода в організмах | 1 | 0.0001 |
Загальні запаси води | 1 388 000 | 100 |
У тім числі прісні води | 36 700 | 2.64 |
При вивченні водних ресурсів Земної кулі необхідно знати в яких кількостях і звідки потрапляє волога і як вона витрачається (в яких напрямах). Таке дослідження дає уявлення про водний баланс (табл. 8.2)
Частина Землі | Площа млн. км3 | Опади, х, тис. км3 | Випаровування z, тис. км3 | Стік | Рівняння водного балансу | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Річковий, уr | Льодовиковий, у1 | Весь поверхневий, у= уr+ у1 | Підземний W | Сумарний (у+w) | |||||
Земна куля загалом | 510 | 577 | 577 | - | - | - | - | - | x=z |
Світовий океан | 361 | 458 | 505 | 41.7 | 3,0 | 44.7 | 2.2 | 47.0 | xok+y+w=zok |
Суша | 149 | 119 | 72 | 41.7 | 3,0 | 44.7 | 2.2 | 47.0 | xs=y+zs+w |
Периферійні області | 119 | 110 | 63 | 41.7 | 3,0 | 44,7 | 2.2 | 47.0 | xs'=y+zs'+w |
Області внутрішнього стоку | 30 | 9 | 9 | - | - | - | - | - | xs''= zs'' |
Співвідношення приходу і витрати води для річкового басейну, озера, болота, ділянки суші дає їхній водний баланс.
Для водного об'єкта або замкнутого контуру суші, для любого інтервалу часу рівняння водного балансу матиме такий вигляд:
Завдання 1
Побудувати діаграми річкового стоку адміністративних областей України. Для побудови діаграм використати дані таблиці 8.3 відклавши по вертикалі (у масштабі 1 см – 5 км куб) – середні багаторічні значення витрати води. Зробити короткий письмовий аналіз діаграм.
Адміністративна область | Площа території, тис км2 | Середні багаторічні значення річкового стоку | |
---|---|---|---|
м3/сек | км | ||
АР Крим | 27,0 | 29,0 | 0,91 |
Вінницька | 26,5 | 349 | 11.0 |
Волинська | 20,2 | 128 | 4.05 |
Дніпропетровська | 31,9 | 1681 | 53.0 |
Донецька | 26,5 | 140 | 4,40 |
Житомирська | 29,9 | 118 | 3.71 |
Закарпатська | 12,8 | 421 | 13.3 |
Запорізька | 27.2 | 1680 | 53,0 |
Івано-Франківська | 13,9 | 298 | 9,40 |
Київська | 28,9 | 1473 | 46.4 |
Кіровоградська | 24,6 | 1590 | 50.2 |
Луганська | 26,7 | 161 | 5.09 |
Львівська | 21,8 | 176 | 5.55 |
Миколаївська | 24,6 | 127 | 4.00 |
Одеська | 33,3 | 409 | 12,5 |
Полтавська | 28,8 | 1632 | 51.5 |
Рівненська | 20,1 | 222 | 7,00 |
Сумська | 23,8 | 184 | 5,79 |
Тернопільська | 13,8 | 230 | 7.26 |
Харківська | 31,4 | 108 | 3.41 |
Херсонська | 28,5 | 1728 | 54.4 |
Хмельницька | 20,6 | 312 | 9.82 |
Черкаська | 20,9 | 1503 | 47,4 |
Чернівецька | 8,1 | 321 | 10.1 |
Чернігівська | 31,9 | 938 | 29.57 |
Завдання 2
Побудувати діаграми водності основних річок України. Для побудови діаграм використати дані таблиці 8.4 відклавши по вертикалі (у масштабі 1см – 10м куб/с) – середні багаторічні значення витрати води. Зробити короткий письмовий аналіз діаграм.
Річка - пост | Площа басейну, км2 | Середні багаторічні величини річкового стоку | ||
---|---|---|---|---|
витрати води,м3/с | модуль стоку, л/с/км2 | об'єм стоку, км3 | ||
Тиса - смт Вілок | 9180 | 213 | 23,2 | 6,72 |
Тересва - с Нересниця | 1100 | 30,7 | 27,9 | 0,968 |
Ріка - м. Хуст | 1130 | 36,8 | 32,6 | 1,16 |
Боржава - с Шаланки | 1100 | 20,9 | 19,0 | 0,659 |
Латориця - м. Мукачево | 1360 | 25,7 | 18,9 | 0,811 |
Прут - м. Чернівці | 6890 | 65,0 | 9,43 | 2,05 |
Дністер - с Заліщики | 24600 | 246 | 10,0 | 7,76 |
Дністер - м. Бендери | 66100 | 339 | 5,13 | 10,69 |
Стрий - смт. Верхнє Синєвидне | 2400 | 41,4 | 17,3 | 1,31 |
Лімниця - с. Перевозець | 1490 | 22,2 | 14,9 | 0,700 |
Бистриця - с. Ямниця | 2450 | 29,0 | 11,8 | 0,915 |
Серет - м. Чортків | 3170 | 13,7 | 4,32 | 0,432 |
Збруч - Завалівська ГЕС | 3130 | 9,44 | 3,02 | 0,298 |
Пд.Буг - с Олександрівка | 46200 | 91,5 | 1,98 | 2,89 |
Десна - с Сосонка | 1300 | 3075 | 2,89 | 0,118 |
Інгул - с Новогорожено | 6670 | 9,18 | 1,38 | 0,290 |
Буг - м. Сокаль | 6250 | 28,4 | 4,55 | 0,896 |
Прип'ять - м. Мозир | 97200 | 383 | 3,94 | 12,08 |
Інгулець - с Могилівка | 9280 | 9,51 | 1,03 | 0,300 |
Сіверський Донець - с Кружилівка | 73200 | 161 | 2,20 | 5,08 |
Кальміус - смт. Приморське | 3700 | 8,77 | 2,37 | 0,277 |
Горинь - с Річиця | 2700 | 96,8 | 3,59 | 3,05 |
Десна - м. Чернігів | 81400 | 320 | 3,93 | 10,09 |
Сейм - с Мутіно | 25600 | 100 | 3,91 | 3,15 |
Дніпро - смт. Лоцманська Кам'янка | 463000 | 1662 | 3,59 | 52,42 |
Рось - м. Корсунь Шевченківський | 103000 | 22,6 | 2,19 | 0,713 |
Сула - с Галицьке | 18700 | 40,9 | 2,19 | 1,29 |
Псьол - с Запсельє | 21800 | 50,6 | 2,32 | 1,60 |
Ворскла - с. Кобиляки | 13600 | 30,6 | 2,25 | 0,965 |
Контрольні запитання
- Дайте визначення поняття "водні ресурси".
- Що таке водний баланс?
- Напишіть рівняння водної о балансу замкнутого контуру суші.
- Які рівняння водного балансу земної кулі та її окремих ділянок?
- Дайте визначення поняття "кругообіг води" у природі?
- Які причини глобального вологообігу?
Список літератури
- Государственный водный кадастр. Осн. Гидрологические х-ки (Украина и Молдавия). Л., 1981. Т. 6. Вып. 2.
- Давыдов Л.К., Дмитриева А.А, Конкина К.Г. Общая гидрология. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - С. 22-30.
- Львович М.И. Вода и жизнь: (Водные ресурсы, их предобразование и охрана). - М.: Мысль, 1986. - С. 14.-19.
- Михайлов B., Добровольский А.Д. Общая гидрология: Учеб. для геогр. спец. вузов.-М.: Высш. шк., 1991.- С. 64-68.
- Чеботарев А И. Общая гидрология (воды суши).- Л.: Гидрометеоиздат, 1975 - С. 32-46.
Додаток 1. Умовні позначення та розмірність основних характеристик, які використовують при гідрологічних розрахунках
Назва характеристики | Позначення | Одиниці вимірювання | Точність визначення |
---|---|---|---|
Абсолютна вологість повітря | е | мб | 0.1 |
Абсолютна шорохуватість | Δ | - | |
Витрата води | Q | л/с, м3/с | До трьох значущих цифр Q < 1 м3/с і до двох значущих цифр при Q > 1 м3/с але не точніше 0,001 м3/с |
Витрата підземних вод | Qпідз | л/с, м3/с | Те саме |
Витрата завислих наносів | Rо | кг/с | До двох значущих цифр |
Запаси вологи | ω | мм | 1 |
Змочений периметр | Р | м | 0.1 |
Довгота | λ | ° ' | 1°1' |
Гідравлічний радіус | R | м | до |
Глибина річки в точці | h | м | до |
Глибина річки середня | hсер | м | до |
Глибина річки максимальна | hmах | м | до |
Довжина річки | L | км | 0,1; 1 |
Випаровування із суші | Е | мм | 1 |
Випаровування із водної поверхні | Ев | мм | 1 |
Коефіцієнт асиметріїгідрологічноїхарактеристики | Сs | - | 0,01 |
Коефіцієнт варіаціїгідрологічноїхарактеристики | Cv | - | 0,01 |
Коефіцієнт кореляції | r | - | ±0.01 |
Коефіцієнт Шезі потоку | С | м0,5/с | 0,1 |
Модуль стоку води | М q | л/(схкм2)м3/(схкм2) | 0,01; 0,1; 10,1; 1 |
Модуль підземного стоку | Мпідз | л/(схкм2) | 0,01; 0,1; 1 |
Мутність | £ | г/м3 | 0,1 |
Об'єм стоку води | W | м /рік; м3/добу | 0,1х106; 1х106 |
Об'єм стоку наносів | Рr | т/рік | 0,1х106; 1х106 |
Відносна вологість | r | % | 1 |
Опади | X | мм | 1 |
Площа басейну (водозбору) | F | км2 | Дві або три значущі цифри |
Площа водного перерізу | ω | м2 | До трьох значущих цифр, але не точніше 0,01 |
Похил | І | ‰ | Дві значущі цифри, але не точніше 0,001 |
Радіаційний баланс | R | ккал/см2·рік | 1 |
Рівень води над нулем графіка | см | 1 | |
Рівень води в абсолютних відмітках | м абс. | 0,001 і 0,01 | |
Температура води | tв | °С | 0,001; 0,01; 0,1 |
Температура повітря | tпов | °С | 0,1; 0,5 |
Час | t | с | 1 |
Число Фруда | Fr | 0,1 | |
Шар річного стоку | γ | мм | До двох, трьох значущих цифр |
Швидкість вітру | u | м/с | 0,1 |
Швидкість течії | ν | м/с | До трьох значущих цифр, але не точніше 0,01 м/с |
Ширина ріки | В | м | До трьох значущих цифр, але не точніше |
Додаток 2. Словник гідрологічних термінів
- Басейн річки (озера)
- частина земної поверхні і товща ґрунтів, звідки вода стікає в окрему річку, річкову систему чи озеро.
- Берег
- вузька смуга суші у зоні сполучення водної поверхні водойми чи водотоку із прилеглими схилами земної поверхні, яка перебуває під безперервним і безпосереднім впливом води.
- Бистрини
- ділянки річки, які відзначаються швидкою і бурхливою невпорядкованою течією.
- Брід
- мілководна частина річки, яку можна подолати пішки або на сухопутному транспорті.
- Вертикаль (гідрологічна)
- прямовисна лінія від поверхні до дна водойми з відомими координатами в плані, на якій проведено гідрологічні спостереження. Розрізняють вертикаль промірну, на якій вимірюють глибину річки тощо, швидкісну, на якій вимірюють швидкість течії.
- Водний переріз
- переріз потоку в гідрометричному створі, призначеному для визначення витрати води.
- Вододіл
- лінія, яка розмежовує стік атмосферних опадів по схилах, спрямованих у різні сторони. На рівнинах вододіл являє собою простір, у межах якого напрям стоку може мати змінний характер.
- Водозбір
- частина території суші, з якої вода поверхневим чи підземним шляхом стікає у який-небудь водний об'єкт.
- Гідрологічний пост
- місце вибране із дотриманням відомих правил і обладнане для систематичних гідрологічних спостережень за визначеною програмою і методикою.
- Гідрометричний створ
- закріплений на місцевості поперечних через ріку, в якому вимірюється витрата води. Місце гідрометричного створу повинно відповідати відомим вимогам, забезпечуючи точність, зручність і безпеку спостережень.
- Заплава
- частина дна долини річки, складена наносами п відкладів, яка періодично заливається у повінь та паводки;
- частина долини річки, що періодично затоплюється водою при весняному розливі, який залишає алювій (пісок, пилуваті органічні та мінеральні частки тощо).
- Живий переріз
- частина водного перерізу, в якій швидкість течії більша за межу чутливості приладу для визначення витрат води.
- Мертвий простір
- частина водного перерізу, в якому швидкість течії менша за межу чутливості приладу для визначення витрати води.
- Поперечний переріз потоку
- площина, перпендикулярна до напряму течії потоку та обмежена профілем русла, а зверху – рівнем води.
- Поперечний профіль долини
- контури перерізу долини в площині, перпендикулярно її поздовжньому напряму. Основними елементами поперечного профілю долини є схили, дно або ложе, підошва схилів, бровка тераси.
- Схили
- ділянки земної поверхні, які обмежовують долину з боків, форма простягання та ухил яких визначають тип долини.
- Дно або ложе
- найнижча і відносно рівна частина долини, обмежована підошвами схилів.
- Підошва схилів
- місце (лінія) сполучення схилів з дном долини.
- Бровка
- місце сполучення схилів долини з поверхнею прилягаючої місцевості.
- Тераси
- відносно горизонтальні площадки, розташовані уступами на різній висоті над сучасним дном долини.
- Постійний початок
- знак на місцевості (стовп, позначка на дереві, споруді тощо), від якого завжди проводиться вимірювання віддалей в гідрометричному створі по ширині ріки при промірах вимірюванні витрати води.
- Рівень води
- висота поверхні води, відрахована щодо певної постійної площини порівняння.
- Уріз води
- лінія контакту води з берегом водойми.