Предмет и задачи курса "Гидрология". Гидрология как наука, страница 2

Наука, изучающая водные организмы называется гидробиологией.

Наука, изучающая взаимодействие живых организмов и окружающей водной среды называется экологической гидрологией.

               Использование природных вод для практических целей выдвигает требования к гидрологии со стороны прикладных дисциплин: гидротехники, оросительной и осушительной мелиорации, лесоводства, рыбоводства и др.

Поэтому получили развитие такие инженерные разделы гидрологии, как гидрологические расчеты, водохозяйственные расчеты, гидрологические прогнозы, динамика русловых потоков, комплексное использование водных ресурсов.

               Гидрология суши возникла и развивалась в тесной связи с потребностями человека. В настоящее время трудно назвать отрасль народного хозяйства, которая не пользовалась бы услугами гидрологии. К наиболее заинтересованным отраслям относятся: водоснабжение населения, промышленности и сельского хозяйства, гидроэнергетика, речной транспорт (судоходство и лесосплав), строительство мостов и дорог, рыбное хозяйство, орошение и др.   

             Строительство гидравлических электрических станций  требует определения множества гидрологических характеристик- многолетних параметров годового стока для расчета размеров сооружений, максимального стока- для оценки безопасности сооружений, экологического стока- для сохранения  функционирования и сохранения экосистем, стока наносов- для оценки возможного времени заиления водохранилищ  и развития процессов эрозии на водосборе, ледового и температурного режима рек, озер и водохранилищ. Так, например, Новосибирское в течение уже 50 лет разрушает его берега, а в нижнем бьефе произошла посадка уровней, в результате в ущерб гидроэнергетике пришлось  делать дополнительные попуски из водохранилищ, чтобы обеспечить развитое там речное судоходство.

        Эксплуатация крупных тепловых и атомных станций сопровождается большим использованием воды и тепловым загрязнением водотоков и водоемов. Поэтому возникает необходимость  оценки допустимого изъятия вод и допустимого загрязнения  водных объектов, особенно термического загрязнения.

             Для оценки водоснабжения населенного пункта или отдельной фермы возникает потребность оценить величину минимального стока в многолетнем разрезе (А хватит ли воды в очень маловодный год для обеспечения населения, промышленности и т.п?). Возможно, возникнет необходимость строительства водохранилища или переброски стока из соседней реки.

          Для речного транспорта требуется изучить механизм движения наносов (взвешенных и влекомых или донных) и деформации речного русла на незарегулированном участке, оказывающих влияние на состояние судоходных путей. Кроме того, судоходство нуждается в прогнозах глубин в период низкой водности рек, времени вскрытия и замерзания водотоков и водоемов, лимитирующих продолжительность и сроки навигации.

           При строительстве мостов на больших и малых реках, и даже пересыхающих балок и оврагов необходимы расчеты максимальных расходов половодий и паводков.

          В горных районах железные и шоссейные дороги часто страдают от грязе-каменных, селевых потоков, поэтому возникает необходимость изучения возможного образования и размеров селей.

        Потребление воды промышленностьюсельским и коммунадьным хозяйством достигло огромных размеров. Так, для производства 1 тонны продукции расходуется воды: стали и чугуна-15-20 м³, серной кислоты- 25-80 м³, азотнойкислоты- 80-180 м³, синтетического волокна-500 м³, меди- 500 м³, пластмасс- 500-1000 м³, синтетического каучука- 2000-3000 м³, и т.д.

В промышленности вода используется для приготовления растворов, охлаждения и нагревания жидкостей и газов, очистки растворов и газовых смесей, для транспортировки сырья, для теплоэнергетических целей, для удаления отходов, мытья оборудования, тары, помещений и др.

           При выращивании однойтонны пшеницы за вегетационный период требуется 1500 тонн воды, для 1 тонны риса- 7000 тонн, для хлопка- 10000 тонн и т.д. Средний химический комбинат ежесуточно потребляет 1-2 миллиона м³ воды. В крупных городах с населением свыше 2-3 млн. человек годовой объем потребления свежей воды достигает 1 000 000 000 м³. При этом необходимо помнить, что к питьевому водоснабжению предъявляются особо высокие требования, в результате чего возникает необходимость в сложных технологических процессах водоочистки и водоподготовки.