Наука про воду

(По О.А. Спенглера)

З історії гідрології

Назва науки про воду - гідрологія - утворено з двох грецьких слів: "Гідор" - вода і "логос" - знання, наука.

Перші початки гідрології з'явилися на зорі історії людства, близько 6000 років тому, в Давньому Єгипті. У той час коли на території сучасних Фінляндії і Карелії, можливо, подекуди ще танули залишки криги останнього періоду заледеніння, єгипетські жерці вели найпростіші гідрологічні спостереження - відзначали на скелях в 400 км вище Асуана рівні води в періоди щорічних розливів Нілу. Пізніше в Стародавньому Єгипті була створена ціла мережа (близько 30) "гідрологічних" постів на Нижньому Нілі, так званих ніломер. Деякі ніломер представляли собою багаті архітектурні споруди: мармурові колодязі в руслі річки з красиво прикрашеній кам'яної колоною посередині, на якій відзначали висоту підйому водопілля . Зберігся найтриваліший у світі ряд гідрологічних спостережень - за 1250 років - по одному з таких ніломер, розташованому на острові Роду біля Каїра.

По висоті рівня води під час повені Нілу жерці визначали майбутній урожай і завчасно призначали податки.

Однак знадобилося кілька тисячоліть для того, щоб гідрологія, що почалася з спостережень за повінню Нілу, перетворилася в самостійну наукову дисципліну. Важливим кордоном в історії розвитку гідрології став кінець 17 ст. Французький вчений П. Перро, а після нього Е. Маріотт, вимірявши величину опадів і стоку в басейні Верхньої Сени, встановили кількісні співвідношення головних елементів водного балансу річкового басейну - опадів і стоку, спростувавши панували в той час фантастичні уявлення про походження річок, джерел і підземних вод. В цей же період англійський астроном Е. Галлей на підставі дослідів з вимірювання випаровування показав на прикладі Середземного моря, що випаровування з поверхні моря значно перевищує приплив річкових вод в нього, і тим самим "замкнув" схему кругообігу води на земній кулі.

У лекціях з фізичної географії, які Новомосковскл в 1774-1793 рр. в Кенигсбергском університеті І. Кант, слово "гідрологія" жодного разу не зустрічається, хоча Кант і приділив значну увагу річках, їх походженням, формуванню русел, повеней і т. д. а також океанам, морям і джерел (про озерах нічого не говориться) .

Нічого нового для гідрології Кант в своїх лекціях не дав. На загальному тлі передових для його часу поглядів ні-ні та й прослизне відгомін стародавніх, вже відживаючих поглядів. Наприклад, говорячи про причини розливу Нілу, він спочатку правильно вказує на дощі, що випадають в «єгипетських» горах, але тут же додає, що частково причиною розливів є північні вітри, що дмуть прямо в гирлі річки і відганяють її воду вгору за течією, - теорія нільських розливів, висловлена ​​свого часу ще Фалесом Милетским, першим з семи мудреців Стародавньої Греції. Однак Кант заперечує проти ще зустрічалися в його час тверджень, пережитків 17 в. що круговорот води (зокрема, харчування річок) здійснюється шляхом надходження морської води в підземні пустоти горах, з яких вода піднімається вгору до витоків річок.

Один з основоположників радянської гідрології проф. В. Г. Глушков вважав С. П. Максимова своїм учителем.

Інтенсивний розвиток гідрологічної науки почалося приблизно з 30-х років нинішнього століття, коли знання гідрологічних закономірностей стало особливо необхідним внаслідок швидкого розвитку гідроенергетики та іригації і пов'язаного з цим широкого використання річок, будівництва великих водосховищ і каналів.

Що таке сучасна гідрологія

Термін "гідрологія" вживається в двох значеннях - широкому і вузькому. У широкому сенсі гідрологія - це "наука, що вивчає гідросферу, її властивості і протікають в ній процеси і явища у взаємозв'язку з атмосферою, літосферою і біосферою". Згідно з цим визначенням, гідрологія вивчає всі природні води на земній кулі - океани, моря, підземні води, річки, озера і т. Д.

В даний час гідрологія поділяється на дві великі наукові області: гідрологію суші і гідрологію моря (океанологию). Гідрологія суші в свою чергу поділяється на гідрологію поверхневих вод суші (гідрологію річок, гідрологію озер і водосховищ, гідрологію боліт, гідрологію льодовиків) і на гідрологію підземних вод (гідрогеологію), до якої можна віднести також і гідрологію ґрунтових вод (нею займаються в основному грунтознавці ). Сукупність усіх цих наукових дисциплін ми h називаємо гідрологією в широкому сенсі.

Але вивчення морів і океанів, з одного боку, і підземних вод, з іншого, внаслідок специфіки досліджуваних об'єктів і особливостей методики відокремилися в дві самостійні наукові дисципліни - океанологию і гідрогеологію. Назва просто "гідрологія" закріпилося, таким чином, лише за гідрологією поверхневих вод суші.

Океанологія - наука про Світовий океан - вивчає відбуваються в океанах і морях фізичні, хімічні, геологічні та біологічні процеси і явища: типи берегів, рельєфи і грунти дна, способи їх утворення, коливання рівня води в морях і океанах, припливи, циркуляцію води, течії , хвилювання, фізичні властивості і хімічний склад морської води, теплової та льодовий режим океанів і морів, оптичні та акустичні явища, рослинний і тваринний світ Світового океану, процеси взаємодії океану і атмосфери. Океанологічні дослідження і збір матеріалів для них виробляються на спеціально обладнаних судах морськими науковими експедиціями, а також на берегових станціях і в обсерваторіях. Результати досліджень широко використовуються для мореплавання, рибальства, будівництва портів, видобутку корисних копалин на дні морів, прогнозів погоди і ін.

Гідрогеологія - наука про підземні води, тісно пов'язана з геологією, - вивчає походження і поширення підземних вод на земній кулі, закони їх руху в гірських породах, розробляє методи їх пошуку та видобутку, вивчає їх режим і фізико-хімічні властивості. Висновки гідрологічних досліджень використовуються при вирішенні питань водопостачання промислових підприємств і населених пунктів, осушення і зрошення земель, заходів боротьби з підземними водами при будівельних роботах, використання лікувальних мінеральних вод та ін.

Основним розділом гідрології поверхневих вод суші є гідрологія річок. Гідрологію озер і водосховищ називають озероведеніем, якщо дослідження ведуться в плані фізичному, приблизно в такому напрямку, як в океанології, або лімнології при біологічному ухилі досліджень озер. Гідрологія боліт вивчає водний баланс боліт, процеси влагообмена між болотами і навколишнім середовищем, формування стоку на болотних масивах. Льодовики в цілому є об'єктом дослідження геологічної дисципліни гляціології, але в даний час можна говорити про гідрометеорологічному напрямку в дослідженнях льодовиків (вивчення балансу речовини льодовиків, їх впливу на клімат і т. П.). Цікаво, що за основним розділом гідрології поверхневих вод суші - гідрологією річок - назва "гідрологія річок» не вкоренилося, так само як її старовинна назва - потамологія (від грецького "Потамос" - річка). Практично гідрологію річок фахівці з водного справі називають просто гідрологією. Це і є гідрологія у вузькому значенні, про яку ми надалі і будемо говорити.

Гідрологія (у вузькому значенні) вивчає найважливіший гідро логічний процес - круговорот води - і в першу чергу його найістотніше для сучасної людини ланка - річковий стік, а також водний баланс. Крім того, гідрологи досліджують процеси формування річкового русла, термічні і льодові явища на річках (ці дослідження відносяться до гідрофізики), хімічний склад річкових вод (гідрохімію вод). Вимірювальний розділ гідрології - гідрометрія - розробляє методи вимірювань і спостережень за гідрологічним режимом річок, озер і водосховищ, в першу чергу за коливанням рівня і витрати води в річках.