АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Основные этапы развития гидрологии суши

Читайте также:
  1. A) это основные или ведущие начала процесса формирования развития и функционирования права
  2. I I этап развития Медицинской этики - становление монотеистических религий
  3. I. Основные характеристики и проблемы философской методологии.
  4. II. Основные принципы и правила поведения студентов ВСФ РАП.
  5. II. Этапы кадастровых работ.
  6. III. Основные требования по нормоконтролю
  7. IV. Профиль физического развития
  8. To creat the Future или видение инновационного развития компании из будущего.
  9. WWW и Интернет. Основные сведения об интернете. Сервисы интернета.
  10. А. Основные компоненты
  11. А. Основные компоненты
  12. Акмеологический период развития.

Содержание, связь с другими науками и роль в народном хозяйстве

Гидрология принадлежит к циклу наук о Земле, изучает гидро­сферу, ее свойства и протекающие в ней процессы и явления во взаимосвязи с атмосферой, литосферой и биосферой. Делится на гидрологию океана и гидрологию суши, рассматривающую поверх­ностные воды. Гидрологию океана называют океанологией, сохра­няя термин «гидрология» за гидрологией суши.

В зависимости от изучаемых водных объектов суши гидрология делится на гидрологию рек, озер, водохранилищ, болот, ледников. На стыке гидрологии суши и океанологии в последние десятилетия во многих странах мира стали выделять гидрологию устьевых областей крупных рек (гидрология дельт и эстуариев). В России устьевые области рек выделены в самостоятельные водные объекты. Соответственно гидрология устьев рек рассматривается как самостоятельная дисциплина, имеющая свою объект и предмет исследований.

Помимо деления по объектам исследований, в зависимости от круга изучаемых вопросов и методов исследований из гидрологии суши выделились самостоятельные разделы: гидрометрия, гидро­графия, гидрологические расчеты и прогнозы.

Гидрометрия рассматривает методы наблюдений за режи­мом водных объектов, применяемые при этом устройства и приборы, а также способы обработки результатов наблюдений.

В задачу гидрографии суши входит рассмотрение законо­мерностей географического распространения поверхностных вод, описание конкретных водных объектов, их режима и хозяйствен­ного значения, а также установление их взаимосвязи с географи­ческими условиями территории.

Гидрологические расчеты и прогнозы, называемые инженерной гидрологией, занимаются разработкой мето­дов расчета и прогноза различных гидрологических характеристик, необходимых для целесообразного использования или изменения естественного режима водных объектов и для проектирования на них гидротехнических сооружений.

Природные воды являются одним из главных компонентов географической среды. Скопления их образуют водные объекты земного шара — Мировой океан и водные объекты суши, состав­ляющие гидросферу. Воды, содержащиеся в водных объектах той или иной территории, составляют ее водные ресурсы — одно из основных природных богатств.

Формирование, развитие, размещение водных объектов по тер­ритории и их гидрологический режим связаны с географической зональностью и азональными факторами (рельефом, геологиче­ским строением). При изучении взаимосвязей водных объектов с окружающей средой гидрология использует данные климатоло­гии, метеорологии, геологии, гидрогеологии, геоморфологии, физи­ческой географии. Физические, химические и биологические про­цессы, происходящие в реках и водоемах и определяющие свойства, состав, качество, биологические ресурсы их вод, изу­чаются гидрологией в контакте с гидрофизикой, гидрохимией, гидробиологией. При исследовании движения вод в реках и водо­емах используются законы и методы гидродинамики и гидравлики, в гидрологических расчетах и прогнозах—современные матема­тические методы.

В гидрологических исследованиях применяются экспедиционный, стационарный и лабораторный методы. Экспедиционный метод позволяет исследовать природные воды тех или иных районов или крупных водных объектов. Продолжительность экспедиций срав­нительно кратковременна — от сезона до нескольких лет. Стационарные наблюдения за режимом водных объектов проводятся не­прерывно в течение многолетнего периода на сети специальных гидрологических станций и постов и позволяют изучить изменения гидрологического режима во времени. В лабораториях опреде­ляются физические и химические свойства воды, моделируются водные объекты и гидрологические процессы.

Вода широко используется во всех отраслях народного хозяй­ства. На производство продуктов промышленности и сельского хозяйства затрачивается большое количество воды. Так, при выплавке 1 т чугуна необходимо 200 м3 воды, производства 1 т синтетического волокна — 2500—5000 м3. Нормы орошения для хлопчатника 6500—7000 м3 воды на 1 га за вегетационный период. Средняя норма водоснабжения городского населения 400 л/сут на человека. Экономически выгодны перевозки грузов водным путем, которые обходятся в 1,5—2,0 раза дешевле, чем по железной дороге, и в 20—25 раз дешевле, чем на автомашинах. Все хозяйственные мероприятия обеспечиваются гидрологическими данными. Для гидроэнергетики, промышленного и бытового водо­снабжения необходимы расчеты и прогнозы объемов воды рек и водоемов и колебаний их по сезонам, для сельского хозяйства— оценка возможных водозаборов в вегетационный период, для I водного транспорта—сведения о глубинах и уровнях воды. В на­шей стране гидрологические наблюдения осуществляются сетью станций и постов Федеральной службой России по гидрометео­рологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет), исследо­вания водного режима, научные обобщения и расчеты проводятся научно-исследовательскими институтами Росгидромета (ГГИ, ГХИ, ААНИИ, ДВНИИГМИ и др.), РАН, различных министерств и ведомств и проектно-изыскательными организациями. В связи с проблемой рационального использования, преобра­зования и охраны водных ресурсов задачи гидрологии суши в последние десятилетия значительно расширились.

В современную эпоху развитие производительных сил и интен­сификация производства привели к возрастанию темпов и мас­штабов эксплуатации природных ресурсов, в том числе и водных. В прошлом использование водных ресурсов было относительно невелико по сравнению с их запасами и естественным восстановле­нием. Перед человеческим обществом не стоял вопрос об истоще­нии ресурсов и ухудшении качества воды. Но уже в конце прош­лого и начале нынешнего века в некоторых районах земного шара начал ощущаться дефицит пресной воды и ухудшение ее качества, связанное с загрязнением промышленными и бытовыми стоками. Во второй половине XX века водозабор из рек и водоемов для нужд промышленности, сельского хозяйства, бытового водоснаб­жения и сброс в водные объекты загрязненных вод достигли таких размеров, что в процессе естественного возобновления не успевают восстановиться объем и качество природных вод. В связи с этим проблема рационального использования водных ресурсов, их пре­образования в нужном для народного хозяйства направлении, охраны от истощения и загрязнения стала наиболее важной в жизни общества. В свете этой проблемы перед гидрологией стоят задачи количественной и качественной оценки водных ресур­сов, выявления закономерностей их изменений под воздействием природных факторов и хозяйственной деятельности, гидрологиче­ского обоснования проектируемых водохозяйственных мероприя­тий (мелиорации, создания водохранилищ, переброски вод в за­сушливые районы), прогноза возможных изменений режима рек и водоемов.

Основные этапы развития гидрологии суши

Жизнь человека во все времена была тесно связана с водой, с использованием рек и водоемов для водоснабжения, орошения и судоходства, поэтому уже в глубокой древности велись наблю­дения за колебаниями уровней воды крупных рек и появились первые попытки объяснить процессы, происходящие в реках.

Гидрология может по праву считаться одной из древнейших наук в мире, однако понадобилось несколько тысячелетий, для того чтобы гидрология сформировалась в самостоятельную науч­ную дисциплину. Еще в конце XIX в. гидрология рассматривалась как часть физической географии, иногда ее относили к гидро­технике и гидравлике. С основами гидрологии студенты знакоми­лись в курсах климатологии, мелиорации, внутренних водных путей и т. п. И лишь в начале XX в. определилось содержание гидрологии как самостоятельной науки. В некоторых университетах и технических институтах Германии, Франции, России, США стали читаться специальные курсы гидрологии, появились первые учебные пособия по этой дисциплине. Вот почему гидрологию можно считать и древней и молодой наукой.

Важным рубежом в истории развития гидрологии стал конец XVII в., когда французские ученые Пьер Перро, Эдм Мариотт и англичанин Эдмунд Галлей на основании измерений и расчетов осадков, стока и испарения впервые установили количественные соотношения главных фаз круговорота воды. Эти измерения, расчеты и эксперименты, выполненные 300 лет назад, несмотря на их приближенный характер и смелые допущения, заложили прочную основу плодотворного развития гидрологии.

Более или менее систематические исследования водных объектов в России были начаты при Петре I. Он был организатором первых специальных гидрографических обследований рек, создате­лем первого закона об охране вод (о водоохранных лесных поло­сах), по его приказу в 1715 г. был устроен первый водомерный пост в России на р. Неве у Петропавловской крепости. В начале XVIII в. были составлены и частично осуществлены проекты со­единения рек Москвы и Волги, Волги и Дона, Днепра и Западной Двины, проводились изыскания по строительству Вышневолоцкой, Тихвинской и Мариинской водных систем, ладожских каналов. Большую работу по изучению вод России проводила созданная в 1724 г. Академия наук, организовавшая многие гидрографические экспедиции, в том числе вторую камчатскую экспедицию (1733— 1743 гг.), по материалам которой С. П. Крашенинников составил труд «Описание Земли Камчатки». В период 1768—1774 гг., назы­ваемый эпохой академических экспедиций, был собран большой материал о реках, озерах и подземных водах обширных районов России: Поволжья, Южного Урала (Н. И. Липихин), Западной и Восточной Сибири, Забайкалья, Крыма (П. С. Паллас), Орен­бургского края, предгорьев Северного Кавказа (И. П. Фальк) и др.

Много сделал для изучения природных вод М. В. Ломоносов. В 1760 г. по его инициативе было проведено анкетное обследова­ние весенних наводнений, вскрытия и замерзания рек. В труде «О слоях земных» (1763 г.) Ломоносов обратил внимание на взаимосвязь подземных и поверхностных вод.

Результаты многолетних исследований водных объектов на тер­ритории России были опубликованы в 1832 г. в «Гидрографиче­ском атласе Российской империи». Несколько позднее (1844— 1849 гг.) вышла в свет «Гидрография России» И. Ф. Штукенберга в шести томах, в которой был обобщен материал гидрографических исследований почти за 150 лет.

В 1845 г. было организовано Российское географическое обще­ство, которое провело ряд экспедиций в малоизученные и неизу­ченные районы Азии. Экспедиции М. П. Семенова-Тян-Шанского Н. М. Пржевальского и другие дали ценные материалы по гидро­графии Средней Азии.

Организованная в 1849 г. Главная физическая обсерватория (ныне Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова) возглавила развитие сети метеорологических станций, на которых проводились наблюдения за вскрытием и замерзанием рек и озер России.

Начало планомерных водных исследований в России относится к 70-м годам XIX в. Организованная в 1874 г. навигационно-описная комиссия министерства путей сообщения за 20 лет своей деятельности провела большую работу по исследованию рек Евро­пейской России, Сибири и Дальнего Востока. Описные партии этой комиссии, организовали около 500 водомерных постов и гидро­метрических станций для изучения водности больших рек.

Наряду с изучением больших рек, озер и водоразделов, прово­дившихся в транспортных целях, министерством земледелия и государственных имуществ велись обширные исследовательские работы по изучению водных объектов на территории России в це­лях орошения и осушения земель. Начало этому направлению в изучении вод суши было положено специальными экспедициями под руководством И. И. Жилинского (Западная экспедиция по осушению Полесья работала 25 лет, с 1873 по 1898 г., а экспеди­ция по орошению на юге России и на Кавказе—11 лет, с 1880 по 1891 г.). Эти экспедиции собрали ценные сведения по гидро­графии малых и средних рек, озер и болот.

С 1894 по 1903 г. работала экспедиция по исследованию глав­нейших рек Европейской России под руководством А. А. Тилло; проведены детальные исследования в верховьях Волги, Западной Двины, Оки и Дона. В работах экспедиции большое внимание было уделено вопросу о роли болот в питании рек. Материалы этой экспедиции составили 63 выпуска трудов.

Дальнейшее развитие исследований связано с созданием в 1908 г. гидрологического комитета отдела земельных улучшений главного управления земледелия и землеустройства, которым были организованы гидрометрические части. Материалы, собран­ные гидрометрическими частями, положили начало изучению рек засушливых районов. Они были опубликованы в виде ежегодни­ков, в которых содержатся сведения о водоносности рек, химиче­ском составе воды и наносах.

В рассматриваемый период появились фундаментальные тео­ретические исследования. Главными направлениями этих исследо­ваний были различные аспекты влагооборота и проблемы русло­вых процессов. Особо важное значение имели работы А. И. Воейкова. В его классическом труде «Климаты земного шара, в особен­ности России» (1884 г.) впервые дана классификация рек по источникам питания, рассмотрен водный баланс Каспия и многие другие вопросы гидрологии. Вышли в свет работы Д. Н. Онучина «Воды суши. Озера» (1896 г.), М. А. Рыкачева «Вскрытие и замер­зание рек Российской империи» (1886 г.), В. М. Лохтина «О меха­низме речного русла» (1895 г.), Е. В. Оппокова «О режиме реки Днепра» (1904 г.) и др.

Отечественная гидрология в это время занимала ведущее поло­жение в мировой гидрологии как по размаху экспедиционных и стационарных исследований, так и по глубине теоретических работ.

Обширные гидрологические исследования продолжались и в начале XX в. на всей территории России. Теоретические ис­следования в это время были направлены на изучение компонентов водного баланса речных бассейнов, а также на изучение термиче­ских и ледовых условий на реках, разрабатывались методы расчета максимальных расходов талого и дождевого стока. Большой вклад в развитие этих направлений в гидрологии сделан Н. И. Макси­мовичем, Е. В. Оппоковым, Э. И. Ольдекопом, Н. Е. Долговым и др.

После Великой Октябрьской социалистической революции началось широкое, комплексное исследование водных объектов на­шей страны, учитывающее запросы многих отраслей народного хозяйства.

Большую роль в изучении водных ресурсов страны и становле­ния научной гидрологии сыграло создание в 1919 г. Российского гидрологического института (ныне Государственный гидрологический институт), на который была возложена задача научного руководства всеми водными ис­следованиями в СССР.

В 1920 г. по инициативе В. И. Ленина был принят исторический план электрофикации России (план ГОЭЛРО), выполнение кото­рого потребовало всестороннего изучения естественного режима рек и водоемов.

Для планомерного и комплексного изучения гидрометеорологи­ческого режима территории нашей страны и обеспечения водохозяйственных мероприятий в 1929 г. был создан Гидрометеоро­логический комитет СССР (ныне Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу природной среды — Росгидромет).

В этот период закладывались основы современной гидрологии суши, в создании которых большая заслуга принадлежит советским ученым В. Г. Глушкову, Д. И. Кочерину, М. А. Великанову, Б. В. Полякову, Б. Д. Зайкову, Д. Л. Соколовскому, А. В. Огиев-скому, Е. В. Близняку, Л. К. Давыдову, Б. А. Аполлову, Г. И. Шамову, Л. Л. Россолимо, и многим другим.

Большим событием в изучении водных ресурсов нашей страны явилось постановление Госплана СССР 1931 г. о составлении «Водного кадастра СССР», представляющего собой систематизи­рованные сведения о режиме морей, рек, озер, болот, ледников и подземных вод, изданного в 1940 г. С 1936 г. начато систематическое издание гидрологических ежегодников, в которых публико­вались сведения об уровнях, расходах воды и взвешенных наносов, температуре воды и других гидрологических характеристиках.

В период Великой Отечественной войны гидрологические иссле­дования проводились в направлении обеспечения действующей армии гидрологическими прогнозами и расчетами по режиму вод­ных объектов, по оценке проходимости местности и преодоления водных преград.

После Великой Отечественной войны гидрологические исследо­вания в нашей стране были связаны с восстановлением народного хозяйства, строительством гидроэлектростанций, оросительных систем, проведением осушительных работ и т. д. В 1954—1962 гг. ГГИ провел большие экспедиционные исследования в целинных и залежных землях Казахстана с целью изучения водных ресурсов этого района.

В этот период наиболее плодотворное развитие получили тео­ретические и экспериментальные исследования во многих областях гидрологии суши. Эти исследования проводились под руководством известных ученых нашей страны Г. П. Калинина, А.А.Соколова К. П. Воскресен­ского, Г. А. Алексеева, К. Е. Иванова, В. Г. Андреянова, А. И. Чеботарева, А. Н. Бефани, В.С.Антонова и многих других.

В короткий срок (1963—1967 гг.) силами гидрологов всех НИУ и управлений Гидрометслужбы под руководством ученых ГГИ были выполнены работы по составлению второго водного кадастра страны.

Большую роль в координации научных исследований в СССР сыграли Всесоюзные гидрологические съезды: I—в 1924 г., II— в 1928 г., III — в 1957 г., IV — в 1973 г., V — в 1986 г., материалы которого полностью опубликованы Гидрометеоиздатом к 1990 году.

В настоящее время российская гидрология занимает ведущее место в мире, создав как общепризнанные теоретические основы гидрологии, так и методы расчета и прогноза, необходимые при решении многих народнохозяйственных проблем. Большую роль в этом сыграли ученые, работающие в НИИ Росгидромета (ГГИ, ГХИ, ААНИИ, ВНИИГМИ и др.) которые подготовили много­численные методические разработки в самых различных областях гидрологии, прочно вошедшие в практику.

Широки международные связи гидрологических научно-исследо­вательских и проектных организаций нашей страны, специалисты которых являются участниками постоянно действующих специаль­ных международных организаций ООН, ЮНЕСКО и др. Российские гидрологи активно участвовали в работах по международному гидрологическому десятилетию, в международных конференциях и симпозиумах, они оказывают всестороннюю помощь в освоении водных ресурсов и в обеспечении гидротехнического строительства в развивающихся странах.

В последнее время в России изучаются новые проблемы гидрологии, связанные с требованиями современного развития народного хозяйства в свете решений Правительства РФ по комплексному использованию и охране водных ресурсов.

В связи с этим российскими учеными проводятся исследования пространственно-временных связей характеристик гидрологических элементов для обширных территорий, перераспределения речного стока в целях его рационального использования, оценки возможных последствий хозяйственной деятельности человека в бассейнах рек и озер на их гидрологический режим и экологическое состояние.

В последние годы для разработки методов гидрологических расчетов и прогнозов все шире применяется математическое моделирование и создаются Геоинформационные системы (ГИС).


Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)