купить одеяло теплое

Наука о воде

(по О.А. Спенглеру)

Из истории гидрологии

Название науки о воде - гидрология - образовано из двух греческих слов: "гидор" - вода и "логос" - знание, наука.

Первые начатки гидрологии появились на заре истории человечества, около 6000 лет назад, в Древнем Египте. В то время когда на территории современных Финляндии и Карелии, возможно, кое-где еще таяли остатки льдов последнего периода оледенения, египетские жрецы вели простейшие гидрологические наблюдения - отмечали на скалах в 400 км выше Асуана уровни воды в периоды ежегодных разливов Нила. Позднее в Древнем Египте была создана целая сеть (около 30) „гидрологических" постов на Нижнем Ниле, так называемых ниломеров. Некоторые ниломеры представляли собой богатые архитектурные сооружения: мраморные колодцы в русле реки с красиво украшенной каменной колонной посредине, на которой отмечали высоту подъема половодья. Сохранился самый длительный в мире ряд гидрологических наблюдений - за 1250 лет - по одному из таких ниломеров, расположенному на острове Рода близ Каира.

По высоте уровня воды во время половодья Нила жрецы определяли будущий урожай и заблаговременно назначали налоги.

Однако понадобилось несколько тысячелетий для того, чтобы гидрология, начавшаяся с наблюдений за половодьем Нила, превратилась в самостоятельную научную дисциплину. Важным рубежом в истории развития гидрологии стал конец 17 в. Французский ученый П. Перро, а после него Э. Мариотт, измерив величину осадков и стока в бассейне Верхней Сены, установили количественные соотношения главных элементов водного баланса речного бассейна - осадков и стока, опровергнув господствовавшие в то время фантастические представления о происхождении рек, источников и подземных вод. В этот же период английский астроном Э. Галлей на основании опытов по измерению испарения показал на примере Средиземного моря, что испарение с поверхности моря значительно превышает приток речных вод в него, и тем самым „замкнул" схему круговорота воды на земном шаре.

Измерения, расчеты и эксперименты Перро, Мариотта и Галлея, выполненные 300 лет назад, несмотря на приближенный характер и смелые допущения, заложили прочную основу для последующего плодотворного развития научной гидрологии. Недаром ЮНЕСКО (Организация Объединенных Наций по вопросам, образования, науки и культуры) отметила в 1974 г. на международной гидрологической конференции в Париже трехсотлетие научной гидрологии, приурочив этот юбилей к трехсотлетней годовщине выхода в свет книги П. Перро „О происхождении источников" (Париж, 1674), в которой автор приводит результаты своих подсчетов водного баланса.

Знаменательно, что первая книга, носящая название „Гидрология", а может быть, и сам этот термин, также появились в конце 17 в.: в 1694 г. во Франкфурте-на-Майне вышла книга Э. Мельхиора под названием „Гидрология в трех частях", содержащая описание целебных минеральных источников Висбадена. В русской литературе термин „гидрология", появился, по всей вероятности, лишь во второй половине 18 столетия: в статье П. Варгентина „О натуральной истории вообще" (1762 г.) упоминается о „знании воды, то есть гидрологии".

В лекциях по физической географии, которые читал в 1774-1793 гг. в Кенигсбергском университете И. Кант, слово „гидрология" ни разу не встречается, хотя Кант и уделил значительное внимание рекам, их происхождению, формированию русел, наводнениям и т. д., а также океанам, морям и источникам (об озерах ничего не говорится).

Ничего нового для гидрологии Кант в своих лекциях не дал. На общем фоне передовых для его времени взглядов нет-нет да и проскользнет отзвук старинных, уже отживающих воззрений. Например, говоря о причинах разлива Нила, он вначале правильно указывает на дожди, выпадающие в «египетских» горах, но тут же добавляет, что частично причиной разливов являются северные ветры, дующие прямо в устье реки и отгоняющие ее воду вверх по течению, - теория нильских разливов, высказанная в свое время еще Фалесом Милетским, первым из семи мудрецов Древней Греции. Однако Кант возражает против еще встречавшихся в его время утверждений, пережитков 17 в., что круговорот воды (в частности, питание рек) совершается путем поступления морской воды в подземные пустоты горах, из которых вода поднимается вверх к истокам рек.

Удивительно, что Кант говорит в своих лекциях о том, что вода состоит на 15% из водорода и на 85% из кислорода, т. е. об открытии Кавендиша, которое было опубликовано в 1784 г., в самый период чтения лекций Кантом. Однако реку Урал он продолжает на зывать Яиком - по-видимому, указ 1775 г. Екатерины II о переименовании «преступной» реки представлял для Канта меньший интерес, чем замечательное открытие Кавендиша.

В конце 19 столетия гидрологию еще рассматривали как часть физической географии, иногда ее относили к гидротехнике или гидравлике. С основами гидрологии студенты знакомились из курсов климатологии, мелиорации внутренних водных путей и т. п. И лишь в начале 20 в. определилось содержание гидрологии как самостоятельной науки, в некоторых университетax и технических учебных заведениях Германии, Франции, России, США стали читать специальные курсы гидрологии, подвились первые учебные пособиия по этой дисциплине. В России впервые курс гидрологии суши вел в Петербургском политехническом институте проф. С. П. Максимов в 1914 г. Литографированные лекции этого курса были первым в России учебником гидрологии.

Один из основоположников советской гидрологии проф. В. Г. Глушков считал С. П. Максимова своим учителем.

Интенсивное развитие гидрологической науки началось примерно с 30-х годов нынешнего столетия, когда знание гидрологических закономерностей стало особенно необходимым вследствие быстрого развития гидроэнергетики и ирригации и связанного с этим широкого использования рек, строительства крупных водохранилищ и каналов.

Что такое современная гидрология

Термин „гидрология" употребляется в двух значениях - широком и узком. В широком смысле гидрология - это „наука, изучающая гидросферу, ее свойства и протекающие в ней процессы и явления во взаимосвязи с атмосферой, литосферой и биосферой". Согласно этому определению, гидрология изучает все природные воды на земном шаре - океаны, моря, подземные воды, реки, озера и т. д.

В настоящее время гидрология делится на две большие научные области: гидрологию суши и гидрологию моря (океанологию). Гидрология суши в свою очередь разделяется на гидрологию поверхностных вод суши (гидрологию рек, гидрологию озер и водохранилищ, гидрологию болот, гидрологию ледников) и на гидрологию подземных вод (гидрогеологию), к которой можно отнести также и гидрологию почвенных вод (ею занимаются в основном почвоведы). Совокупность всех этих научных дисциплин мы h называем гидрологией в широком смысле.

Но изучение морей и океанов, с одной стороны, и подземных вод, с другой, вследствие специфики изучаемых объектов и особенностей методики обособились в две самостоятельные научные дисциплины - океанологию и гидрогеологию. Название просто „гидрология" закрепилось, таким образом, лишь за гидрологией поверхностных вод суши.

Океанология - наука о Мировом океане - изучает происходящие в океанах и морях физические, химические, геологические и биологические процессы и явления: типы берегов, рельефы и грунты дна, способы их образования, колебания уровня воды в морях и океанах, приливы, циркуляцию воды, течения, волнение, физические свойства и химический состав морской воды, термический и ледовый режим океанов и морей, оптические и акустические явления, растительный и животный мир Мирового океана, процессы взаимодействия океана и атмосферы. Океанологические исследования и сбор материалов для них производятся на специально оборудованных судах морскими научными экспедициями, а также на береговых станциях и в обсерваториях. Результаты исследований широко используются для мореплавания, рыболовства, строительства портов, добычи полезных ископаемых на дне морей, прогнозов погоды и др.

Гидрогеология - наука о подземных водах, тесно связанная с геологией, - изучает происхождения и распространение подземных вод на земном шаре, законы их движения в горных породах, разрабатывает методы их поиска и добычи, изучает их режим и физико-химические свойства. Выводы гидрологических исследований используются при решении вопросов водоснабжения промышленных предприятий и населенных пунктов, осушения и орошения земель, мер борьбы с подземными водами при строительных работах, использования лечебных минеральных вод и др.

Основным разделом гидрологии поверхностных вод суши является гидрология рек. Гидрологию озер и водохранилищ называют озероведением, если исследования ведутся в плане физическом, примерно в таком направлении, как в океанологии, или лимнологией при биологическом уклоне исследований озер. Гидрология болот изучает водный баланс болот, процессы влагообмена между болотами и окружающей средой, формирование стока на болотных массивах. Ледники в целом являются объектом исследования геологической дисциплины гляциологии, но в настоящее время можно говорить о гидрометеорологическом направлении в исследованиях ледников (изучение баланса вещества ледников, их влияния на климат и т. п.). Любопытно, что за основным разделом гидрологии поверхностных вод суши - гидрологией рек - название „гидрология рек" не укоренилось, так же как ее старинное название - потамология (от греческого „потамос" - река). Практически гидрологию рек специалисты по водному делу называют просто гидрологией. Это и есть гидрология в узком значении, о которой мы в дальнейшем и будем говорить.

Гидрология (в узком значении) изучает важнейший гидро логический процесс - круговорот воды - и в первую очередь его самое существенное для современного человека звено - речной сток, а также водный баланс. Кроме того, гидрологи исследуют процессы формирования речного русла, термические и ледовые явления на реках (эти исследования относятся к гидрофизике), химический состав речных вод (гидрохимию вод). Измерительный раздел гидрологии - гидрометрия - разрабатывает методы измерений и наблюдений за гидрологическим режимом рек, озер и водохранилищ, в первую очередь за колебанием уровня и расхода воды в реках.

В гидрологии выделился раздел, который обычно называют инженерной или прикладной гидрологией. Содержание его составляют гидрологические расчеты и гидрологические прогнозы, включающие как разработку методов расчетов и прогнозов, так и само их оперативное составление для удовлетворения нужд всех отраслей народного хозяйства в гидрологической информации.