Учебный портал РУДН
Станис Елена Владимировна
РУДН - участник государственной программы Российской Федерации 5 - 100
Микроблог:

2017-04-28 13:42:13
Задание по Коррозионной опасности в
Геофизике в Семинарах. Таблицы по
электропроводности в доп.
материалах


2017-04-18 21:20:14
Региональная оценка территории -
оценки за контрольную в
успеваемости


2017-04-17 12:47:50
Скорости сейсмический волн в доп.
материалах и 2 лекции доступны в
"Экологической геофизике"


Показать все записи
ВЕЧЕРНИКАМ

 Магистратура: Инженерно-геологические основы экспертизы http://web-local.rudn.ru/web-local/prep/rj/files.php?f=pf_3fddc71443ca18817fd3cdf311ff1b5f

Результаты Магистрантов 14.12.2016

Практическая (макс 30)/Контрольная (макс 30)/Сумма баллов из 100 возможных

ЗВС - 0/15/37

ЗЮЮ -30/ 18/81

ТЕВ -30/ 30/100

УВР - 14/0/29

ЧОМ - 28/24/90

Контрольная

«Инженерно-геологические основы экологической экспертизы»

1. О чем наука инженерная геология?

2. Что такое грунт?

3. Что определяет инженерно-геологические условия?

4. Какой признак лежит в основе общей классификации грунтов?

5. Какие из перечисленных пород относятся к магматическим интрузивным?

6. Какие из перечисленных пород относятся к магматическим эффузивным?

7. Какие из перечисленных пород относятся к метаморфическим?

8. Какие из перечисленных пород относятся к осадочным сцементированным?

9. Прочность на одноосное сжатие у каких пород выше (сухое состояние)?

10. Чем характеризуются прочностные и деформационные показатели метаморфических пород?

11. Какие из перечисленных фракций преимущественно входят в состав песчаных грунтов?

12. Какие из перечисленных фракций преимущественно входят в состав глинистых грунтов?

13. Классификация Е.М.Сергеева служит для определения гранулометрического состава каких грунтов?

14. Классификация В.В. Охотина служит для определения гранулометрического состава каких грунтов?

15. Какой процесс в основном определяет формирование подземных вод?

16. Какая порода из перечисленных ниже характеризуется  самой высокой влагоемкостью?.

17. Какая порода из перечисленных ниже характеризуется  самой высокой водоотдачей?

18. Какие породы относятся к водопроницаемым?

19. Какие породы относятся к водонепроницаемым (водоупорам)?

20. Режим каких вод является более постоянным?

21. Каким законом определяется ламинарное движение подземных вод?

22. Что такое коэффициент фильтрации?

23. Какие из перечисленных экзогенных процессов относятся к инженерно-геологическим.

24. Какой тип выветривания соответствует образованию щебнистого материала?

25. Какой тип выветривания соответствует преобразованию оксидов железа в гидрогематит ?.

26. Какой тип выветривания соответствует формированию почв?

27.Сколько зон выветривания выделяется в разрезе коры выветривания?

28.В каких карбонатных толщах карст развивается быстрее?

29. Какие из перечисленных процессов приводят к формированию оврагов как инженерно-геологического явления?

30.Что такое суффозия?

31.Какой гравитационный процесс чаще всего проявляется на склонах в толще глинистых грунтов?

32. Твердые частицы пород переносятся ветром.

33. Твердые частицы пород, переносимые ветром разрушают породные массивы, создавая причудливые формы.

34. Разрушение пород под действием движущегося потока воды это-

35. Разрушение пород в статических условиях (без течения) в воде это-

36. Отделение крупных блоков от крутых склонов это –

37. Отделение щебнистого материала от крутых склонов это –

38. Какие карты относятся к картам инженерно-геологических условий?

 

 

 

 Бакалавриат:
Содержание:
1.                        Общая характеристика гидросферы.
2.      Строение и свойства воды.
3.      Мировой океан. Части Мирового океана
4.      Уровень океанов и морей.
5.      Прозрачность морской воды
6.      Взаимодействие атмосферы и океаносферы.
7.      Физико-химические свойства морской воды.
8.      Термический и ледовый режим Мирового океана.
9.       Районирование толщи Мирового океана
Под гидросферой понимают совокупность всех форм воды, находящихся в твердом, жидком и газообразном состоянии.
1. Общая характеристика гидросферы.
http://www.o8ode.ru/article/planetwa/ocean/Средняя температура поверхности воды мирового океана равна 17,4 градуса, в то время как средняя температура нижнего слоя воздуха над мировым океаном равна 14,4 градуса.
Занимая почти 3/4 поверхности земного шара, океан служит мощным и постоянно действующим фактором обогревания нижних слоев атмосферы и смягчения климата земного шара.
46 процентов всей воды Земли находятся в Тихом океане. В Атлантическом океане - 23.9 процента; в Индийском - 20.3, а в Северном-Ледовитом - 3.7 процента.
Примерно 70 процентов Земли покрыто водой. Только 1 процент из этой воды годен для питья.
В самой глубокой точке мирового океана (Мариинский желоб, 11034 м.) железному шарику брошенному в воду потребуется больше часа, чтобы достигнуть океанского дна.
 
Общий объем воды на Земле составляет 1,370*1018т. Кроме гидросферы она содержится во внутренних оболочках планеты: в земной коре. Почти вся вода в этих слоях находится в связанном состоянии - она входит в состав горных пород и минералов.
Гидросфера включает около 1,5 млрд. км3 воды. Мировой океан – 1,370 млрд. км3 (94%), воды суши – 0,13млрд. км3, из них 60 млн. км3 – подземные воды, 24 млн. км3 - ледники, 230 тыс. км3- озера, 1,2 тыс. км3 – реки, 75 тыс. км3 -вода почв,14 тыс. км3 -вода атмосферы.
Основные химические элементы, образующие гидросферу Земли - кислород - 86%, водород - 11%, натрий и хлор - 3%. В составе гидросферы содержится около 5*1016т. солей, будучи равномерно распределены по поверхности планеты, они образовали бы слой в 45м.
2.Строение и свойства воды.
Вода – единственный на Земле минерал, который в термодинамических условиях земной поверхности способен находится в трех физических состояниях: твердом, жидком и газообразном и быстро переходить из одного состояния в другое. Температура, при которой жидкая вода, пар и лед находятся в равновесии равна +0,010С. Изменение состояния воды сопровождается выделением энергии.
Вода простейшее и устойчивое соединение кислорода с водородом и состоит из 11,11% водорода и 88,89% кислорода (по весу) (11,19% и 88,81% по массе). Аномалии физических свойств воды объясняются структурой ее молекулы (гидроль, дигидроль, тригидроль.).
В природе выделяют 9 видов молекул воды В природе стабильны изотопы кислорода 16О, 17О, 18О. Ообыкновенная вода - это Н2 160, она составляет 99,73% всех видов вод, Н218О – 0,2% и на Н217О – только 0,04%. При испарении в пар переходит преимущественно Н2160, неиспарившаяся вода обогащается Н218О и Н217О. Кроме того, в природных водах содержится в очень малом количестве тяжелая вода Д2О и Т2О.
Д2О кипит при температуре 101,420С, замерзает при 0,80С и наибольшую плотность имеет при 11,60С. В тяжелой воде не живут живые организмы, семена, смоченные такой водой не прорастают.
Исключительное значение в природе имеют особенности поведения воды при замерзании. Температура замерзания дистиллированной воды принята за 0°С, а температура кипения при нормальном давлении - за 100° С. Вода имеет максимальную плотность при температуре +40С, при понижении температуры ниже 40С уменьшается ее плотность, а при замерзании объем увеличивается на 9%. Аномальное изменение плотности воды объясняется особенностями ее строения
Под плотностью воды r (г/см3) понимается отношение ее массы m к объему V, занимаемому ею при данной температуре, т.е.
r = m/V
За единицу плотности принята плотность дистиллированной воды при 4° С.
Величина, обратная плотности, т. е. отношение единицы объема к единице массы, называется удельным объемом (см3/г):
v = V/m.
Плотность воды зависит от ее температуры, минерализации, давления, количества взвешенных частиц и растворенных газов.
Жидкая вода в тонких слоях бесцветна, в толстых имеет голубовато-зеленый оттенок. Чистая вода, без примесей, почти не проводит электрический ток.
Вода имеет большое поверхностное натяжение и может подниматься по тонким капиллярам на несколько метров вверх, что обеспечивает питания растений и является важным фактором почвообразования.
Вода – универсальный растворитель. Поэтому все природные воды – растворы. Даже в самой чистой природной воде - дождевой содержатся соли. Универсальная растворительная способность воды обеспечивает перенос веществ в географической оболочке, в том числе солевой обмен. Эта способность воды лежит в основе обмена веществами между организмом и средой, в основе питания живых организмов. Вода поддерживает растворенные в ней вещества в ионизированном состоянии. Биохимические реакции совершаются между ионами. Это свойство делает воду носителем жизни, все жизненно важные процессы протекают в живых организмах только в водных растворах.
Водяные пары хорошо пропускают коротковолновое излучение Солнца, но почти полностью поглощают встречное длинноволновое излучение земной поверхности. Это обеспечивает поглощение большого количества тепла водоемами и отепляющее воздействие на климат.
Вода самоочищается. При прохождении через грунт вода фильтруется; испаряется только чистая вода, все примеси остаются на месте. В процессе течения в реках, динамики в озерах и морях вода очищается. Но только до известного передела, загрязнение воды особенно промышленными отходами, нередко превосходит предел самоочищения.
Основные понятия: гидроль, дигидроль, тригидроль, плотность, удельный объем воды, тяжелая вода.
3. Мировой океан.
Непрерывная водная поверхность Мирового океана составляет 70,8% площади поверхности планеты.
Части Мирового океана. Название «океан» происходит от собственного имени мифической реки Океан. Сейчас на Земле выделяют 4 океана: Северный Ледовитый, Тихий, Атлантический и Индийский. Иногда говорят о Южном океане, имея в виду акваторию Мирового океана, окружающую Антарктиду.
Каждый океан обладает комплексом только ему присущих качеств: распределение солености, температурный и ледовый режим, характер глубин и господствующие донные отложения, а также свои системы течений, системы приливов и отливов и особая циркуляция атмосферы.
При взаимном проникновении частей материков в океан и частей океана в материки образуются со стороны суши острова и полуострова, а со стороны океана моря, заливы и проливы.
Морем называется обособленная часть океана, отличающаяся физико-географическими, главным образом гидрологическими и климатическими особенностями. Оно может находиться или между двумя материками, или вдаваться в материк, или, наконец, отделяться от океана полуостровами, островами и подводным рельефом.
В зависимости от характера контакта материка и океанов моря делятся на три группы:
1. Средиземные.
  1. Внутренние.
  2. Окраинные.
Географическое положение моря во многом определяет его гидрологический режим. Внутренние моря слабо связаны с океаном, поэтому соленость их воды, течения и приливы заметно отличаются от океанских. Режим окраинных морей в сущности океанический.
Разница между морем и заливом не всегда уловима, и связана с историческими особенностями. В принципе залив меньше моря; каждое море образует заливы, наоборот же не бывает. Но в Старом свете небольшие акватории, называются морями, а в Америке и Австралии, где названия давали европейские первооткрыватели, даже большие моря называются заливами. Иногда почти одинаковые по площади и положению акватории называются одна морем, другая — заливом.
Выделяют четыре типа контакта материков и океанов: экваториальный, североатлантический, восточноазиатский и западноамериканский.
4. Уровень океанов и морей.
Хотя все части Мирового океана и представляют систему сообщающихся сосудов, уровень их не везде одинаков и он непрерывно изменяется. Для различных расчетов пользуются средним многолетним уровнем.
В изменении уровня океана в северном умеренном поясе, отличающемся мозаичностью береговой линии, наблюдаются определенные закономерности.
Причина изменения уровня моря заключается в переносе воды течениями. Средние уровни морей, определяемые в отдельных точках на основе многолетних наблюдений, близки к поверхности абсолютно спокойной воды. Они принимаются за исходные при определении абсолютных высот поверхности суши и глубин морей.
5.Прозрачность морской воды.
Вода прозрачна только для видимых лучей и сильно поглощает инфракрасные. В верхнем полуметровом слое поглощается инфракрасная радиация, а ниже последовательно — красные, желтые, зеленые и синие лучи. Фотопластинка в специальной фотокамере на глубине 100 м затуманивается при экспозиции 80 мин. Слабые признаки света обнаружены наблюдениями из батискафов до глубин 500 м, и совсем ничтожное его количество доходит до 1000 м.
Для фотосинтеза требуется сравнительно много света, поэтому с глубин 100—150, редко 200 м растения исчезают (нижняя граница фотосинтеза).
Проникновение света в воду зависит от ее прозрачности. Она выражается числом метров, т. е. глубиной, на которой еще виден белый диск диаметром 30 см.
За последние десятилетия отмечается большое техногенное загрязнение океанской воды, в частности нефтью. Поэтому охрана чистоты океанских акваторий стала международной задачей.
6.Взаимодействие атмосферы и океаносферы.
Океаносфера и атмосфера по динамике и структуре весьма близки и образуют единую систему. В тепловом отношении активнее океан, а в динамическом — атмосфера. Большая, чем у воздуха, плотность воды и повышенная динамическая устойчивость обусловливают более медленный по сравнению с атмосферой обмен веществами и энергией. Это способствует стабильности общепланетарных гидрометеорологических процессов.
Взаимодействие воздушной и водной оболочек начинается с тончайшего не больше 1 мм слоя. С него происходит испарение, он воспринимает удары и трение воздуха, на него падают лучи Солнца. При волнении ветром срываются капли воды с растворенной в них солью. Это — механическое испарение. Под действием солнечного тепла происходит физическое испарение. В результате в атмосферу проникают пар и аэрозоли. При этом происходит перераспределение ионов соли: хлориды остаются в растворе, а сульфаты становятся аэрозолями, а затем поступают в атмосферные осадки. При солевом обмене между океаном и атмосферой (солевом дыхании океана) меняется их сослав.
Горизонтальный и вертикальный переносы масс воды в океане осуществляются циркуляционными системами различных размеров. Принято делить их на микро-, мезо- и макроциркуляционные. Обращение воды обычно происходит в форме системы вихрей, которые могут быть циклоническими (масса воды движется против хода часовой стрелки и поднимается) и антициклоническими (с движением воды по ходу часовой стрелки и вниз).
При постоянном перемещении водных масс в одних местах они сходятся, в других расходятся. Сходимость называется конвергенцией, расходимость— дивергенцией. При конвергенции вода накапливается, уровень океана повышается, увеличивается давление и плотность воды и она опускается. При дивергенции (например, расхождении течений) происходит понижение уровня и подъем глубинной воды.
Вертикальная и горизонтальная циркуляция вызывается разностью плотностей воды. В среднем на поверхности она равна 1,02474(г/см3); с увеличением солености и с понижением температуры воды она повышается, с понижением солености и потеплением— падает.
7.Физико-химические свойства морской воды.
Океаническая вода на 96,5% состоит из чистой воды, а остальная часть приходится на растворенные соли, газы, взвешенные нерастворенные частицы. В воде океанов в растворенном состоянии находится 44 элемента таблицы Менделеева, из них хлориды составляют 68,7%, сульфаты 10%, карбонаты - 0,3%, прочие 0.2%.
Средняя соленость Мирового океана составляет 35 промилле. Изменения солености хорошо выражены до глубин 1500 м, глубже соленость остается неизменной в пределах от 34,7 до 34,5промилле, за исключением тектонически-активных районов.
Плотность морской воды также непостоянна, и меняется в пределах от 0,996 до 1,083 г/см3в зависимости от солености. При солености в 24 промилле температура наибольшей плотности равна температуре замерзания. С глубиной плотность воды увеличивается, на каждые 10 м глубины давление увеличивается на 1 атм.
8.Термический и ледовый режим.
Основным источником тепла, получаемым океаном является солнечная радиация. Кроме того, океан получает тепло за счет длинноволнового излучения атмосферы, теплоты, освобождающейся при конденсации влаги и льдообразовании, при химико-биологических процессах. В придонных частях определенную долю вносит тепло Земли. Расходует тепло океан главным образом на испарение воды с его поверхности, на нагревание прилежащего слоя воздуха, на нагревание поступающей холодной речной воды на таяние льдов.
Льды занимают до 15% площади Мирового океана. В северных районах образовавшийся за зиму лед растаять не успевает, поэтому здесь встречаются льды разного возраста. Толщина однолетнего льда - 1-2,5 м, многолетнего - 3 и более метров. Многолетние льды, занимающие центральные части северного Ледовитого океана называются паковыми льдами. Они занимают 70-80% общей площади льда этого океана.
Кроме морских льдов в океанах встречаются льды, образовавшиеся на суше - айсберги. Границы ледового покрова испытывают значительные сезонные колебания. Айсберги в южном полушарии поднимаются и до 40 град. Льды оказывают существенное влияние на климат.
9.Структура Мирового океана.
Структурой Мирового океана называется его строение - вертикальная стратификация вод, горизонтальная (географическая) поясность, характер водных масс и океанских фронтов.
В вертикальном разрезе толща воды распадается на большие слои, аналогичные слоям атмосферы
В современную эпоху океану свойственна четырехслойная стратификация:
Ø      поверхностная область (сфера) - до глубины 200 м;
Ø      батиальная область (сфера)- от 200 - 1500 м глубины;
Ø      абиссальная область (сфера)- глубже 1500 м.
Ø      гипабиссальная область (сфера) – свыше 4 км.
Основные понятия: части Мирового океана: острова, полуострова, моря, заливы и проливы, типы морей: средиземные, внутренние, окраины, типы контакта материков и океанов: экваториальный, североатлантический, восточноазиатский, западноамериканский, прозрачность морской воды, механическое и физическое испарение, солевое дыхание океана, циркуляционные систем: микро-, мезо- и макроциркуляционные системы, конвергенция, дивергенция, средняя соленость Мирового океана, паковые льды, айсберги.
 
Воды суши.
Содержание:
1.      Сток суши и водный баланс.
2.      Река, речная система, бассейн реки.
3.      Питание рек. Типы водного режима и климатическая классификация рек.
4.      Химизм и твердый сток в реках.
Воды Мирового океана, воды суши совместно с водой и водяными парами атмосферы взаимосвязаны и образуют круговорот, являющийся одним из важнейших звеньев обмена вещества и энергии в географической оболочке Земли.
1.Сток суши и водный баланс.
Поверхностный сток подразделяется на склоновый и русловой сток. Полный речной сток R образуется из поверхностного (S) и подземного (U1) стока
R = S+U1
Полный сток с суши (Q) включает также ледниковый сток (L) и сток подземных вод прямо в моря вдоль береговой линии (U2). Таким обюразом общая величина стока в океан выражается 
Q = R+ L+U2
Поверхностный сток зависит от погоды, он неустойчивый, временный и переменный. Подземный сток возникает в грунтах, он обеспечивает постоянство течения воды в реках и нормальный режим увлажнения почвы. Поэтому перевод поверхностного стока в грунтовый важнейшая водорегулирующая задача в системе рационального природопользования.
Соотношение и объем поверхностного и подземного стока являются региональными особенностями и зависит от географического положения территории. От физико-географических условий зивисит  густота речной сети и многоводность рек.
Величины, характеризующие сток. Сток с суши измеряется четырьмя взимно связанными величинами: слоем стока, модулем стока, коэффициентом стока и объемом стока.
Сток (или объем стока) – это количество воды, протекающее в речном русле за какой-либо период (сутки, сезон, год).Выражается в м3 или км3.
Слой стока - это количество воды, стекающее с единицы площади водосборного бассейна за год (или другой временной период),измеряется как и осадки в мм.
Коэффициент стока – отношение величины стока к количеству осадков, выпавших на площадь водосборного бассейна, и сформировавших этот сток. Выражается в процентах.
Модуль стока количество воды в литрах, стекающее с 1 км2 площади водосборного бассейна в 1 сек.
2.Река, речная система, бассейн реки.
Реками называют водные потоки, текущие в естественных руслах и питающиеся за счет поверхностного и подземного стока с их бассейнов. Река с ее притоками образует речную систему, характер и развитие которой обусловлено климатом, рельефом, геологическим строением и размерами бассейна.
Река характеризуется длиной, шириной, глубиной, площадью бассейна, падением и уклонами, скоростями, расходами воды, режимом, твердым стоком (наносами) и химическим расходом.
Истоком реки называется место, где начинается река. Место впадения реки в другую реку, озеро или море называется устьем. Типы устьев: дельта (подводная, собственно дельта и выдвинутая дельта), эстуарий. В населенных оазисах пустынь предгорий многие реки полностью разбираются на орошение и их устья заменяются оросительными веерами.
Поперечное сечение русла, заполненное водой, называется водным сечением, сечение движущегося потока называется живым сечением. Площадь живого сечения (F) рассчитывается по формуле:
F=2/3B*H,
где В – ширина, Н - наибольшая глубина.
Уклон равен:
i=Dh/L
где Dh - разность высот двух точек, между которыми определяется уклон, L-расстояние между ними.
Для характеристики реки важен такой показатель как расход воды - количество воды, проходящее через живое сечение реки за единицу времени:
Q=FVср. м 3 /сек
Количество воды, проходящее через живое сечение реки за определенный промежуток времени называется стоком. Сток определяется за сутки, за сезон, за год. Он характеризует водность реки. Количественно водность реки характеризуется средним многолетним расходом в м3/сек.
Водный поток от истока к устью течет не по прямой, не по кратчайшему расстоянию, а извивается, отклоняясь то вправо, то влево от прямой соединяющей точку истока и точку устья. В таком течении сравнительно устойчивое состояние достигается плавной извилистостью русла, образованием излучин или меандр. Меандрирование приводит к асимметрии берегов рек – чередованию крутого и пологого берегов. Подмывание берегов постепенно сближает концы излучин. Самое узкое место между ними называется шейкой излучины. В половодье река прорывает шейку. Новый отрезок русла реки называется прорвой, а оставленное рекой- староречьем или старицей.
Линия наибольших глубин в русле реки называется фарватер.
Выработка реками долин и профиля падения. В турбулентном потоке струи ударяют не только в берега, но и в дно реки и отрывают от него частицы грунта. Таким образом, река эродирует (разрушает) местность. Эрозия вниз (размывание дна) называется глубинной, а в стороны (размывание берегов) – боковой.
Струйное перемешивание воды обеспечивает удержание оторванного материала во взвешенном состоянии и перекатывание его по дну. Эта деятельность реки называется транспортирующей. При замедлении течения продукты эрозии осаждаются, накапливаются, или аккумулируются в виде аллювиальных (намывных отложений).
Интенсивность работы реки определяется живой силой потока (F)
F=m*V2/2),
где m –масса наносов, V - средняя скорость потока
Профиль речного русла образует вогнутую линию, называемую профилем нормального падения, или профилем равновесия. До тех пор, пока река не выработала нормальный профиль, в ней преобладает глубинная эрозия. Она углубляет дно только до уровня воды в месте впадения реки. Эта точка называется базисом эрозии. Конечный базис эрозии всех рек – Мировой океан.
Скорость воды в реке непостоянна. Стрежень - линия наибольших скоростей течения. График распределения скоростей в русле реки называется годографом.
Речные бассейны и водоразделы. Все реки, протекающие по той или иной территории, образуют ее речную (гидрографическую) сеть, которая состоит из речных систем. Речная система включает главную реку и ее притоки, которые в большинстве представлены очень малыми (менее 25 км) и малыми (от 25 до 100 км) реками.
Для характеристики речной системы используют такие показатели как протяженность составляющих ее рек, их извилистость и густота речной сети. Степень извилистости или коэффициент извилистости рек представляет собой отношение длины реки к длине прямой, соединяющей ее исток и устье. Густота речной сети (N)– протяженность рек данной сети (L) к единице площади (S).
N =
Участок суши, с которого вода стекает в одну и ту же речную систему называется ее бассейном или водосборной площадью. Бассейны рек входят в бассейны морей и океанов, все воды суши, в конечном счете, делятся на 4 главных бассейна (по океанам) и область внутреннего стока. Бассейны ограничены водоразделами.
3.Питание рек. Типы водного режима и климатическая классификация рек.
Питание реки – это поступление воды в ее русло. Питание рек осуществляется за счет поверхностного и подземного стока. Существует четыре основных типа питания рек - дождевое, снеговое, ледниковое, подземное. Роль каждого из них или их сочетания зависит от климатических условий. В годовом водном режиме рек выделяют межень, половодье и паводок.
Межень - наиболее низкий уровень воды в реке при преобладании подземного питания. Летняя межень наступает в результате высокой инфильтрационной способности почв и сильного испарения, зимняя - в результате отсутствия поверхностного питания.
Половодье - ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно длительное и значительное увеличение количества воды в реке, сопровождающееся подъемом уровня, Оно вызывается таянием льда и снега, обильными дождями.
Паводок - относительно кратковременный и непериодический подъем воды в реке, вызываемый обильным поступление в реку дождевых или талых вод.
В зависимости от условий питания все реки подразделяются на несколько групп: экваториальный, субэкваториальный (или саванновый, тропический пустынный, субтропический средиземноморский, субтропический муссонный, умеренный морской (западноевропейский), умеренный континентальный (русский) тип, умеренный пустынный тип (казахстанский), умеренный пустынный, умеренный муссонный или дальневосточный, вечномерзлотный (восточносибирский), полярный тип, озерный тип, горный тип.
Водные режимы без искажений проявляются в малых и средних реках. В больших реках, протекающих по нескольким природным зонам режим оказывается довольно сложным.
4.Химизм и твердый сток в реках.
По химическому составу растворенных в воде минеральных веществ речные воды делятся на три класса: гидрокарбонатные, сульфитные и хлоридные. Большинство рек относится к первому классу. Они, как правило, слабо минерализованы (менее 200 мг/л).
Общее количество речных наносов, проносимое через живое сечение реки называется твердым стоком. Общее количество растворенного в речной воде вещества, переносимого с потоком называется ионным стоком. Речные наносы разделяются на взвешенные (переносимые в потоке) и влекомые (перемещаемые по дну реки). Мутность (r) реки определяется:
r=Qн/Qв г/м 3,
где Qн - :взвешенные наносы, Qв – расход.
Реки – весьма активные компонент биосферы. Их вода содержит питательные вещества, необходимые для жизни в самих реках.
Основные понятия: режим рек, исток, устье: дельта (подводная, собственно дельта и выдвинутая дельта), эстуарий оросительные веера, живое сечение, водное сечение, уклон, расход воды, водность реки, средний многолетний расход, излучина (меандра), шейкой излучины, староречье (старица), прорва, фарватер, глубинная и боковая эрозия, транспортирующая способность (живой силой) потока, аллювиальные отложения, профиль нормального падения (профиль равновесия), базис эрозии, годограф, речная (гидрографическая) сеть, речная система, протяженность, извилистость, густота речной сети, коэффициент извилистости рек, бассейн(водосборная площадь), водораздел, тип питания реки, режим реки, межень, половодье и паводок, твердый стоком, ионный сток,  взвешенные и  влекомые наносы, мутность.
Содержание:
1.       Общая характеристика подземных вод.
2.      Виды подземных вод.
3.      Минеральные воды. Источники
1.Общая характеристика подземных вод.
Подземные воды - это воды, находящиеся в верхних слоях земной коры в твердом, жидком и газообразном состоянии.
Подземная вода должна рассматриваться и как часть гидросферы и как часть земной коры. По особенностям термодинамического поля земной коры можно выделить: глубинные воды, не участвующей в современном влагообороте, капельно-жидкую воду в верхнем слое земной коры и воду, участвующей во влагообороте. Последняя входит в состав географической оболочки.
Характеристиками свободного пространства в почвах и горных породах, являющихся условием циркуляции вод (пор и трещин) являются пористость и скважность. Под пористостью понимают наличие в породах малых пустот — капиллярных пор, под скважностью — наличие в породах более крупных, некапиллярных промежутков — скважин различного происхождения и формы. Иногда совокупность всех пустот объединяют в понятие общей пористости.
Величина пористости р определяется отношением объема vпор к объему породы в сухом состоянии V. Она выражается в процентах в виде
р = vпор/V*100%
или в долях единицы.
Пористость почв и пород определяет такие важные водные свойства как водопроницаемость, водоотдачу и водоудерживающую способность. Влагоемкость - количество воды, которое удерживается в почвах и горных породах при определенных условиях. Горные породы подразделяются на сильновлагоемкие, слабовлагоемкие и невлагоемкие.
Содержание воды в почвах и породах в весовых или объемных единицах на какой-либо момент времени называется естественной влажностью. Обычно естественную влажность выражают отношением (в %) веса воды к весу минеральной части породы:
где Р1 и Р2соответственно вес образца породы до и после высушивания.
Водоотдача — способность породы, насыщенной водой, отдавать путем свободного стекания то или иное количество воды.
Водопроницаемость — способность породы пропускать через себя воду.
По степени водопроницаемости породы подразделяются на две основные группы: водопроницаемые и водонепроницаемые, или водоупорные.
Перемещение подземных вод. Перемещение воды в природе осуществляется под влиянием той или иной силы или равнодействующей группы сил: силы тяжести, силы молекулярного взаимодействия, капиллярные силы, осмотические силы сосущая сила корневых систем растений (десукция)
2. Виды подземных вод.
Химически связанная вода — входит в молекулу вещества гидроксильной группой, например Fе2О3+ЗН2О → 2Fе(ОН)3.
Кристаллизационная вода — является составной частью многих минералов, например гипса (CaSO4*2H2O), и удаляется из породы нагреванием до 100-200°С или химическим путем.
Парообразная вода находится в порах и пустотах пород и перемещается под влиянием разности упругостей пара из областей с большей упругостью в области с меньшей.
Гигроскопическая вода — это вода, адсорбированная частицами породы из воздуха. Гигроскопическая вода прочно связана с частицами минерального грунта.
Пленочная вода обволакивает частицы породы сверх максимальной гигроскопичности. Эта вода адсорбируется из жидкой фазы. Она менее прочно связана с минеральными частицами и относится к категории рыхлосвязанной. Растениями усваивается с трудом. Передвигается от частицы к частице под влиянием сорбционных сил.
Капиллярная вода — заполняет сравнительно мелкие поры породы. Она удерживается и передвигается в почво-грунтах под влиянием капиллярных (менисковых) сил из зоны большего увлажнения в зону меньшего увлажнения.
Гравитационная, или свободная, вода — заполняет некапиллярные пустоты породы. Под влиянием силы тяжести просачивается в породе сверху вниз в виде отдельных струй (при неполном насыщении породы) или фильтруется в толще насыщенной водой породы в направлении падения уровня подземных вод. Гравитационная вода передает гидростатический напор, под действием которого воды могут подниматься вверх, как в сообщающихся сосудах.
Внутриклеточная вода — содержится в неполностью разложившихся остатках растений в почве. В большом количестве такая вода содержится в болотных почвах и особенно в торфах.
При наличии источников питания залегание подземных вод в земной коре в значительной мере определяется геологическим строением местности: структурой и литологическим составом горных пород - чередованием водопроницаемых и водоупорных пород. В водопроницаемых слоях формируются водоносные слои, или водоносные горизонты.
Если при вскрытии водоносного горизонта вода устанавливается на том же уровне, на котором она находится в породе, то эта поверхность носит название зеркала или уровня подземных вод. Водоносные горизонты, обладающие свободной поверхностью, носят название водоносных горизонтов со свободной поверхностью.
Над свободной поверхностью подземных вод поднимаются капиллярные воды, (капиллярная кайма). Расстояние по вертикали от водоупорного ложа до зеркала подземных вод называется мощностью водоносного слоя.
Если воды водоносного пласта находятся под гидростатическим напором, то водоносный горизонт называется напорным водоносным горизонтом.
Верхнюю часть земной коры в отношении распределения в ней подземных вод принято делить на две зоны: зону аэрации и зону насыщения.
В зоне аэрации вода обычно не заполняет полностью поры и пустоты породы, а если и заполняет, то временно и не везде. В этой зоне непосредственно у поверхности земли в почвах залегают почвенные воды.Воды зоны аэрации, кроме почвенных, включают так называемые воды верховодки. Они формируются в результате фильтрации атмосферных и поверхностных вод и их накопления в локальных участках во влажный период и исчезают в результате испарения в сухой период или перетекают в более нижние горизонты. Эти воды чаще всего бывают сильно загрязнены.
В зоне насыщения поры породы заполнены водой и на различных глубинах в ней залегают грунтовые, межпластовые безнапорные и напорные воды.
Грунтовые воды распространены повсеместно и существуют постоянно. При характеристике грунтовых вод отмечают мощность водоносного горизонта, глубину залегания грунтовых вод, их химический состав и режим.
Скорость движения грунтовых вод зависит от проницаемости пород. При выходе грунтовых вод на поверхность образуется родник.
Площадь распространения грунтовых вод совпадает с площадью их питания, т. е. с областью.
Глубина залегания грунтовых вод может быть различной: от десятков метров до 1-2 м. В
Воды, залегающие в водопроницаемой толще пород, заключенной между двумя водоупорными слоями, называют межпластовыми водами. Верхний водоупорный слой в этом случае называется водоупорной кровлей, а нижний — водоупорным ложем. Их химический состав различен. Верхние горизонты, как правило, пресные, глубинные слабоминерализованные гидрокарбонатные. Глубокозалегающие воды представляют собой рассолы, преимущественно хлоридные. Наибольший интерес представляют воды, обладающие лечебными свойствами (углекислые, сероводородные, радоновые, железистые).
Температура межпластовых вод зависит от глубины их залегания и от геологических условий территории. Если температура воды составляет 20-370С - это теплая вода, если 37-420С термальная, более 420С - горячая. Горячая вода, как правило, характерна для районов современного вулканизма и она находит применение в промышленности.
Артезианские воды. Воды, насыщающие водопроницаемый слой, заключенный между водоупорными породами, и обладающие гидростатическим напором, называются напорными, или артезианскими, подземными водами.
3.Минеральные воды. Источники
Минеральными принято называть такие воды, которые в силу своего особого химического состава или физических свойств (радиоактивности, повышенной температуры) оказывают определенное воздействие на организм человека. Эти воды часто относятся к категории лечебных. Лечебные свойства минеральным водам придает содержание в них некоторых характерных ионов и газов.
Различают пластовые выходы и источники (родники). Пластовые выходы проявляются в равномерном увлажнении склона на относительно большом расстоянии вдоль пересечения его с водоносным пластом. Сосредоточенные выходы подземных вод в виде отдельных струй или потоков называются источниками (родниками).
По характеру выхода и условиям питания источники обычно подразделяются на нисходящие и восходящие.
Источники, выбрасывающие воду под действием давления паров воды, имеющих на некоторой глубине температуру выше 100°С, называются гейзерами.
Происхождение подземных вод.
Основным видом питания подземных вод зоны активного водообмена является инфильтрация (просачивание) атмосферных осадков. Часть подземных вод образуется путем конденсации и сорбции.
Единой точки зрения по вопросу формирования запасов подземных вод в глубоких недрах земной коры в настоящее время нет. Различные взгляды отражены в трех основных гипотезах происхождения подземных вод: 1) магматическое и метаморфическое, 2) седиментационное и 3) поверхностное (атмосферное).
В соответствии механизмом образования подземные воды подразделяются на следующие группы: вадозные, ювенильные, седиментационные воды.
Основные понятия: гравитационная (свободная) вода, внутриклеточная вода водоносные слои (водоносные горизонты), зеркало (уровень подземных вод), водоносные горизонты со свободной поверхностью, напорные водоносные горизонты, .мощность водоносного слоя, она аэрации, зона насыщения, верховодка, грунтовые, межпластовые безнапорные и напорные воды (артезианские), теплая, термальная, горячая вода, пластовые выходы и источники (родники), нисходящие и восходящие источники, гейзеры вадозные, ювенильные и седиментационные воды.
Содержание:
1.      Озерные котловины
  1. Химизм озер.
  2. Термический режим озер.
  3.  Динамика озерной воды.
  4.  Растительность и животный мир озер.
  5. Экологические проблемы озер.
Озера - водоёмы, не сообщающиеся с океаном. Они занимают 1,8% площади суши. Озера состоят из трех взаимосвязанных элементов: озерной котловины, воды и растворенных в ней веществ.
Несмотря на разнообразие, озера имеют ряд общих физических, химических и биологических характеристик и подчиняются многим общим законам. Поэтому изучением озер во всем их многообразии и во всех аспектах занимается одна научная дисциплина – озероведение, или лимнология (от греч. lmn° – озеро, пруд и lgos – слово, учение).
1.Озерные котловины.
По происхождению озерной котловины выделяют: тектонические, ледниковые (экзарационные и аккумулятивные), вулканические, карстовые, плотинные, провальные, термокарстовые.
Тектонические озера располагаются в тектонических впадинах (сбросовых, мульдовых и сложного строения), возникающих в результате тектонических процессов (тектонической активности). Как правило, это глубокие узкие водоемы с прямоленейными отвесными берегами. Три самых больших озера Кыргызстана: Иссык-Куль, Сон-Куль и Чатыр-Куль.
Ледниковые экзарационные озера заполняют впадины, созданные экзарационной деятельностью ледника.
Ледниковые аккумулятивные озерные котловины образовались при подпруживании ледниковыми отложениями талых вод ледников или речных вод.
Вулканическая деятельностьприводит к образованию: кратерных и кальдерных озерных котловин.
Карстовые озерные котловины возникают в областях, сложенных растворимыми горными породами – известняками, гипсами, доломитами.
Термокарстовые озера образуются в областях развития многолетнемерзлых горных за счет таяния ископаемого льда и мерзлых пород и проседанию грунта. В Сибири эти озера называют аласами.
Суффозионные озерные котловины обязаны просадкам грунта в связи с выносом грунтовыми водами растворимых, а также легко подвижных горных пород верхних слоев коры выветривания (илистых частиц).
Плотинные озера возникают чаще всего в горах, в речных долинах перегороженных в результате обвалов или крупных оползней.
Основные понятия: тектонические озера, ледниковые экзарационные озера, ледниковые аккумулятивные озерные котловины, кратерные и кальдерные озерные котловины, карстовые озерные котловины, термокарстовые озера, суффозионные озерные котловины, плотинные озера.
2.Химизм озер.
Озерная вода в зависимости от целого ряда параметров, и прежде всего климата и подстилающих горных пород, различается по составу и количеству растворенных в ней солей. По степени солености выделяют
1.пресные озера с соленностью от 0 до 1 промилли,
2.солоноватые – с соленнстью от 1 до 24,7 промилли (точка совпадения температуры наибольшей плотности и температуры замерзания),
3.соленые - от 24,7-47 промиллей,
4.минеральные - свыше 47 промиллей. При высоких концентрациях вода озер является насыщенными растворами, в них происходит кристаллизация солей и их выпадение в осадок на дно – самосадочными озера. Заполняющая их вода называется рапой (Мёртвое море).
По химическому составу выделяют три типа минеральных озёр: карбонатные (содовые), сульфатные (горько-соленые), хлоридные (соленые). Из этих озер добывают соль поваренную, соду, мирабилит, хлористый магний, соединения брома, йода, бора. Образующиеся в озерах минеральные грязи используют в лечебных целях.
Основные понятия: самосадочные озера, карбонатные (содовые), сульфатные (горько-соленые), хлоридные (соленые).
3.Термический режим озер.
Термический режим озер контролируется приходом солнечной радиации и теплообменом с атмосферой. Приход солнечной энергии в течение одного летнего дня может достигать 500 кал на 1 см2 поверхности озера. Часть этой энергии отражается от зеркала озера, часть рассеивается водной поверхностью в пространство, а часть поглощается водой и превращается в тепловую энергию. Расходуется тепло озерной воды на испарение и излучение в атмосферу, весной – на таяние льда.
Нагревание или охлаждение верхних слоев водной толщи озера приводит либо к перемешиванию воды, либо к расслоению (стратификации) водной толщи по плотности. В зависимости от особенностей температурного режима пресные озера подразделяются на теплые, умеренные и холодные.
Летом нагревается главным образом верхний слой воды толщиной несколько метров, оно приводит к расширению воды в этом слое, ее плотность. Нагретая вода скапливается поверх холодных. Температура в озере с глубиной понижается (прямая стратификация). Верхний слой называется эпилимнион. Далее идет слой температурного скачка (термоклин), длякоторого характерно изменение температуры на 8-100С на 1м глубины. Нижний, более плотный, холодный слой носит название гиполимнион.
Зимой температура с глубиной повышается. Такое расслоение воды называется обратной стратификацией. Состояние воды, при котором температура воды в озере равна 40С называется гомотермией (весенняя и осенняя)
Основные понятия: эпилимнион, гиполимнион, гомотермия.
4.Динамика озерной воды.
Движение воды в озерах обеспечивает ее перемешивание, содействует распространению кислорода и аэрации нижних слоев и, следовательно, распределению питательных веществ. Наиболее существенное значение имеет вертикальная циркуляция воды, связанная с термическим режимом.
Движение воды в озерах значительно отличается от высокоамплитудных приливо-отливных и мощных океанических течений. Только в крупнейших озерах существуют постоянные течения, но даже в них практически отсутствуют приливо-отливные колебания.
В большинстве крупных озер есть инерционные течения. В проточных озерах под есть сточные течения. Под влиянием ветра возникают ветровые течения (вихревые ветровые течения (или циркуляция Лэнгмюра), компенсационные течения, поверхностными сейши, внутренние сейши.
Основные понятия: инерционные течения, сточные течения, ветровые течения, (вихревые ветровые течения), компенсационные течения, поверхностными сейши, внутренние сейши.
5.Растительность и животный мир озер.
Каждый водоем – это биотоп. Большое разнообразие озер по глубине, термическому режиму и химическому составу воды создает пестроту экологических условий существования живых организмов.
Озера классифицируют по содержанию фосфора- основного лимитирующего элемента питания биоты озер: эфтрофные, мезотрофные, дистрофные и олиготрофные.
Различаются по экологическим условиям и разные зоны озер. Эпилимнион почти всегда насыщен растворенным кислородом, образующимся здесь в процессе фотосинтеза, а также захваченным из пограничного слоя атмосферы при циркуляции воды.
В гиполимнионе растворенный кислород затрачивается на дыхание и разложение, и многие неорганические вещества возвращаются в воду.
На поверхности раздела донных осадков и воды, содержащие кислород нерастворимые соединения железа теряют кислород и становятся растворимыми, в результате чего большое количество железа, марганца, фосфора и азота поступает в воду. Этот процесс называется внутренней эвтрофикацией.
В озерах существуют три типа местообитаний: зона контакта атмосферы и воды, зона контакта донных отложений и воды и собственно водная толща. В каждой зоне встречается набор организмов, приспособленных к специфическим условиям данного типа местообитания.
Зона контакта атмосферы и воды. Организмы, обитающие в этой зоне, носят собирательное название «нейстон» (от греч. neusts – плавающий).
Зона контакта донных отложений и воды. Совокупность организмов, обитающих в этой зоне, называется бентосом (от греч. bnthos – глубина). Эта группа включает как растения, так и животных. Растения, обычно известные как водные, или макрофиты, обитают на мелководьях, где им доступен свет, и образуют определенную зональность. На дне вдоль кромки озера растут полупогруженные макрофиты, включающие осоки и рогоз. Далее от берега и несколько глубже укореняются такие макрофиты, как, например, кувшинки с длинными стеблями, увенчанными плавающими листьями, через которые поглощается углекислый газ из атмосферы. Еще дальше от берега, на большей глубине произрастают полностью погруженные в воду макрофиты (например, рдесты).
Огромная площадь поверхности растений мелководий служит средой обитания для группы прикрепляющихся к ним организмов, называемой перифитоном, в которую входят бактерии, простейшие и водоросли. Глубже в сублиторальной зоне обитают бактерии, простейшие и настоящие черви
Водная толща.Обитающие здесь организмы делятся на две группы: нектон и планктон.
Нектон. По особенностям питания озерные рыбы делятся на несколько групп: рыбоядные или хищные рыбы, планктоноядные рыбы, бентосоядные рыбы.
Планктон. Различают фитопланктон (растительные организмы) и зоопланктон (животные организмы). Все они микроскопические и имеют удельный вес, близкий удельному весу пресной воды, но если бы он был выше, планктон быстро опускался бы на дно.
Водоросли играют важную роль в озерах, поскольку они вместе с более крупными растениями составляют первое звено пищевой цепи водоемов.
Зоопланктоном обычно называются микроскопические животные или иные микроскопические организмы, не осуществляющие фотосинтез. Зоопланктон включает некоторые группы бактерий, а также простейших, коловраток и мельчайших ракообразных.
Хотя непатогенные бактерии и не являются животными, их включают в состав зоопланктона. Они изобилуют в озерной воде, где их концентрация может превышать 100 млн. в 1 мл. Если бы не эти бактерии (многие из них разлагают органическое вещество на составные части), обмен веществ в озерах замедлился бы и в конце концов прекратился, поскольку все доступные минеральные вещества оказались бы связанными в органические соединения в живых или погибших организмах.
Простейшие – это микроскопические одноклеточные животные, иногда называемые неклеточными, например амебы и парамеции (ресничные инфузории).
Более сложное строение, чем простейшие, имеют коловратки, названные так за венчик волосков, или ресничек, вокруг ротового отверстия. Коловратки – многоклеточные животные. Они питаются мелкими водорослями, бактериями и органическим детритом, а иногда – другими коловратками.
Мельчайшие ракообразные представляют собой одну из наиболее заметных составляющих зоопланктона. Эти рачки очень малы – длиной 0,3–12 мм. В большинстве озер они являются главным связующим звеном между первичными продуцентами (водорослями) и последующими звеньями пищевой цепи (рыбами).
Основные понятия: эфтрофные, мезотрофные, дистрофные и олиготрофные озера,  нейстон, бентос, планктон.
6.Экологические проблемы озер.
Озера являются экосистемами, в которых все компоненты взаимосвязаны. При отсутствии внешних воздействий озера достигают некоторого состояния равновесия с окружающей средой, что со временем приводит к более или менее стабильному положению, когда организмы, обитающие в озерах, приспосабливаются к существующим условиям.
Однако озера редко пребывают в равновесном состоянии. Напротив, они часто используются как источники воды для орошения, питьевой воды, для сельскохозяйственных нужд или же для сброса таких продуктов современной цивилизации, как сточные воды предприятий, ливневые и сельскохозяйственные стоки. Озера загрязняются все возрастающим количеством пестицидов, гербицидов и попадающих в воду из воздуха органических соединений, таких, как полихлорированные бифенилы, а также кислотными дождями, образующимися в результате выбросов загрязняющих веществ двигателями автомобилей и тепловыми электростанциями. В них проникают чуждые им виды растений и животных, заносимые рыбаками на днищах судов и иными случайными способами. Угрожающие размеры принимает эвтрофикация. В некоторых случаях большие, имеющие хозяйственное значение озера находятся даже под угрозой полного исчезновения.
Загрязнение озер – очень серьезная проблема. Сформировалась целая наука о восстановлении озер, базирующаяся главным образом на эмпирических соотношениях, связывающих такие показатели, как обилие водорослей и прозрачность воды, с концентрациями фосфора в озерных водах. В некоторых регионах регулируется забор воды из озер. Тщательно изучается применение пестицидов.
Основные понятия: озероведение (лимнология), типы озерных котловин, аласы,. самосадочные озера, рапа, температурная стратификация (прямая, обратная), эпилимнион, слой температурного скачка (термоклин), гиполимнион, гомотермия,. инерционные течения, сточные течения, ветровые течения (вихревые ветровые течения или циркуляция Лэнгмюра, компенсационные течения, поверхностными сейши, внутренние сейши), эфтрофные, мезотрофные, дистрофные и олиготрофные озера, бентос, перифитон,  нектон, планктон.
 
Содержание:
1.       Гляциосфера. Условия возникновения и существования ледников.
2.      Строение ледника. Типы ледников.
3.      Криолитосфера.
1.Гляциосфера. Условия возникновения и существования ледников
Гляциосферав отличие от другихрассмотренных выше оболочек Земли имеет не сплошное, и дискретное распространение и представлена особыми поверхностными формами льда, называемые ледниками.
Льды входят в состав гидросферы, и представляют ту ее часть, которая существовует при отрицательных температурах. В современных ледниках сосредоточено 96% от всей массы льдов, они занимают 16 млн. кв. км. Морские льды составляют 0.16% и занимают 26 млн. км2. Подземные льды занимают 2,06% и 32 млн. км2. Льды на поверхности суши образуют гляциосферу, подземные льды – криолитосферу.
Ледники - это многолетние массы природного льда, образованные за счет накопления и преобразования снега, которые движутся под действием силы тяжести и принимают форму потоков, выпуклых щитов или плавучих плит (шельфовые ледники).
С увеличением высоты местности температура воздуха постепенно падает и на некоторой высоте возникают условия, при которых наблюдается положительный баланс твердых осадков. Слой атмосферы, в пределах которого существует положительный баланс твердых осадков называется хионосферой. Нижнюю границу хионосферы часто называют климатической снеговой границей (линией).
Хионосфера (от греч. chion — снег и spháira — шар), часть тропосферы, в которой на поверхности суши при благоприятных условиях рельефа возможно зарождение и существование снежников и ледников. Хионосфера, окружающая Землю непрерывной оболочкой мощностью до 10 км (наибольшая мощность в экваториальном поясе и в низких широтах умеренных поясов), обладает таким сочетанием тепла и влаги, при котором годовое количество твёрдых осадков, выпадающих на горизонтальную и незатенённую поверхность, превышает их убыль. Верхняя граница обычно расположена выше уровня самых высоких гор и соответствует нулевому балансу твёрдых атмосферных осадков (годовая сумма которых обычно возрастает в горах до некоторой высоты, а затем опять уменьшается); нижняя граница Хионосфера при пересечении с горными хребтами образует снеговую линию. Она повышается по мере удаления от источников влаги, а над внутренними частями плоскогорий лежит выше, чем на наветренных склонах гор. В высоких широтах Южного полушария снеговая линия снижается до уровня моря. Языки многих горных ледников спускаются за пределы Хионосфера, отдельные малые ледники в условиях повышенной концентрации снега иногда целиком располагаются ниже Хионосфера
Положение снеговой линии зависит не только от средних многолетних метеорологических или климатических характеристик, но и от сезонных колебаний метеорологических условий и орографии местности. Поэтому различают еще две разновидности климатической снеговой линии: сезонную и орографическую.
Главным источником питания ледников являются твердые атмосферные осадки, скапливающиеся на дне и склонах котловин, в которых начинается ледник.
Фирн. Ледниковый лед, его свойства.Свежевыпавший снег под действием солнечного тепла оттаивает с поверхности, а ночью вновь замерзает, покрываясь тонкой ледяной корочкой - настом. По мере накопления снега его нижние пласты под давлением верхних делаются плотнее и переходят в фирн. Фирном называют снежную массу серо-белого цвета, состоящую из подвергшихся перекристаллизации под действием замерзания и оттаивания снежинок и ледяных зерен.Фирн, имеющий плотность 0,3-0,5г/см3, все более уплотняясь под давлением вышележащих слоев, переходит в белый фирновый лед с плотностью 0,85, а затем в чистый, прозрачный, собственно ледниковый лед (глетчер) голубого цвета плотностью 0,88-0,91 г/см3.
Свойство льда срастаться в одну глыбу вследствие отвердевания жидкой пленки называют режеляцией.
Пластичность - способность ледникового льда течь под влиянием непрерывно действующей силы тяжести.
2. Строение ледника. Типы ледников
Каждый ледник может быть разделен на три части: верхнюю, где преобладает накопление снега и льда (фирновый бассейн или бассейн питания), среднюю где происходит сползание льда (область стока) и нижнюю, где происходит стаивание ледника (область абляции).
Во время движения ледника в нем могут возникать поперечные и продольные трещины. В процессе движения ледники выносят в устье долины продукты разрушения горных пород и оказывают существенное влияние на ложе и на препятствия, встречающиеся по пути.
Все продукты разрушения горных пород - от крупных каменных глыб до мелкой пыли, - попавшие в тело ледников и движущиеся вместе со льдом, принято называть мореной. Морены, участвующие в перемещении ледника, называются движущимися, а те из них, которые прекратили движение, - отложенными.
Ледник, опустившись ниже снеговой линии, под влиянием притока тепла начинает таять. Сохранение ледникового языка ниже снеговой линии в течение длительного времени при непрерывном таянии льда возможно только в случае постоянного поступления новых масс льда. Если это поступление равно таянию, то в положении крайней линии ледника не замечается перемен. Если льда поступает больше, чем может растаять и испариться, то размеры ледникового языка увеличиваются, он делается длиннее и спускается ниже по долине — ледник наступает. В противном случае масса ледника уменьшается, язык становится короче, как бы отодвигаясь вверх по долине, - ледник отступает. Указанные колебания ледника вызываются изменением условий таяния и поступления масс льда и могут совершаться как в течение сезона, так и в более длительные периоды времени.
. Ледники в горах в зависимости от климатических условий и рельефа отличаются большим разнообразием. Наиболее характерные их типы следующие: 1) ледники горных склонов, 2) долинные ледники, 3) ледники горных вершин, 4) сложные ледниковые комплексы.
Особенности режима рек с ледниковым питанием. Ледники как аккумуляторы огромных запасов воды имеют очень большое значение в питании горных рек. Большие запасы воды, заключенные в ледниках, в сочетании с высокогорными сезонными снегами обеспечивают длительное половодье на горных реках, имеющих ледниковое питание.
Основные понятия: гляциосфера, хионосфера, климатическая, сезонная, орографическая снеговая граница (линия), наст, фирн, фирновый лед, ледниковый лед, режеляция, пластичность, фирновый бассейн (бассейн питания), область стока, абляция, морена, типы горных ледников: ледники горных склонов, долинные ледники, ледники горных вершин, сложные ледниковые комплексы.
3.Криолитосфера
Подземные льды. Вечная мерзлота (многолетняя мерзлота) занимает северные части Евразии и Северной Америки (половина территорий Канады и России), что составляет ¼ часть площади суши. В пределах этой зоны в течение сотен и даже тысяч лет наблюдались отрицательные среднегодовые температуры воздуха (ледниковые и межледниковые эпохи). В результате сформировалась мощная толща горных пород, содержащих лед. Эти породы имеют среднегодовую температуру ниже 00С и называются мерзлыми. Вечная мерзлота может быть сплошной, с таликами и островной.
Мерзлые породы отличаются своей монолитностью, большой твердостью и крепостью, так как лед цементирует грунтовые частицы. Льдистость мерзлых пород колеблется от 5-10% до 90%. Но вода в этих породах содержится не только в твердой фазе, но в жидкой и газообразной, заполняя мелкие пустоты. Вода и лед находятся в мерзлых породах в динамическом равновесии. При увеличении температуры, лед подтаивает и пополняет массы незамерзшей воды, при похолодании – наоборот. При любом изменении температуры происходит перемещение воды. Она перетекает туда, где ее меньше и замерзает. При этом происходит увеличение объема почти на 9%. Породы, окружающие такой замерзающий участок раздвигаются в разные стороны и сильнее всего вверх. Происходит поднятие, вспучивание. В том месте, откуда вода ушла, наоборот, происходит просадка.
Над многолетнемерзлыми породами образуется слой сезонного протаивания мощностью от нескольких см до 1 м.. Наличие слоя сезонного протаивания и многолетнемерзлых пород, играющих роль водоупора, создают особые формы рельефа и определяют возникновение специфических экзогенных процессов,. существенно осложняющих освоение этих территорий.
Современная мерзлота является реликтовым образованием, не соответствующим современным климатическим условиям районов ее распространения. Но положительные летние температуры недостаточны для протаивания многометровых толщ этих горных пород.
Основные понятия:криолитосфера, вечная мерзлота, многолетнемерзлые горные породы, область сплошной, с таликами и островной мерзлоты, льдистость горных пород, слой сезонного протаивания.
 
 
 
 
 
 

Водные экосистемы

 

- Меньше зависят от климата, характерно вертикальное распределение организмов.

1. Океаническая (морская) – 70% планеты до глубины 11000 метров всюду наполнены жизнью. Среда находится в непрерывном движении, но многие организмы распространены очень локально. Лимитирующие факторы – t и соленость.

Растительность и микроорганизмы много беднее: бактерии и водоросли, но их роль не заменима. они:

а) первичные продуценты.

б) деструкторы.

Животный мир несравнимо богаче, чем на суше, все группы животных за исключением насекомых. Громадное разнообразие затрудняет целостное изучение морских формаций.

 Т.к. плотность воды близка к плотности живых существ, морские организмы делятся на 3 группы:

1)Бентос – состоит из организмов, обитающих на дне. ( водоросли, губки, кольчатые черви, иглоногие , ракообразные)

2) Планктон – организмы пассивно взвешенные в воде. (фитопланктон гр. вод. одноклеточн, и зоопланктон)

3) Нектон – активно перемещающийся в воде, независимо от течения ( рыбы, головоногие, моллюски, китообразные и ластоногие).

Поскольку функционирование биосистем зависит от t, освещенности и давления (глубины), то биосистемы различны в различных частях океана.

По глубине океан делится на:

 

1) Неритовая провинция

2) Океаническая провинция

 

СХЕМА

---------------------------

 

----------------------------

 

Воды неритовой провинции перемешиваются волнами и приливами, много минерального и органического вещества (близость континента – высокая продуктивность).

Экологические особенности приливно-отливной зоны: разнообразие существующих в ней экосистем в разных частях Земли.

 

Общее:

первичные продуценты – водоросли, но на глубине более 100 метров не встречаются.

Водоросли (продуцент первичный) служат пищей зоопланктону – (первичный консумент).

 И то и другое поедает бентос – первичный консумент. Планктон поедают и в пелагической зоне (рыбы), а затем вторичные консументы. Их остатки и продукты жизнедеятельности попадают в толщу воды и являются источниками пищи для различных организмов на разных уровнях Мирового океана.

 

Деструкторы – бактерии, в основном донные ( куда все попадает).

 

 

Океаническая провинция охватывает всю остальную часть моря: это глубокие воды, приводимые в движение лишь течениями, чаще горизонтальными или же вертикальными. Отсюда бедны растворенными веществами.

Бентические (донные) и пелагические (находящиеся в толще воды) организмы четко разграничены.

Крупных водорослей нет: (глубоко, темно и холодно).

Первичные продуценты – фитопланктон (ограниченный по глубине из-за света, продуктивность существенно ниже, чем в неритовой зоне. Соответственно низка плотность зоопланктона и пелагических организмов. Большинство их совершенно прозрачны, либо окрашены в голубой или зеленый цвета (рыбы макрель, тунец, сельдь).

К первичным консументам относятся китообразные, рыбы, головоногие моллюски. Более глубокие части лишены собственных первичных продуцентов, жизнь идет за счет непрерывно оседающих мертвых организмов – исходное звено пищевых цепей.

 

Пресноводные экосистемы (изучены хорошо).

Меньшее разнообразие, но сюда вернулись насекомые, некоторые научились ходить по поверхности (водомерка) за счет воздушных подушечек.

 

Стоячие воды – существуют некоторые сходства с неритовыми провинциями моря, только беднее.

 

Текучие воды.

 а) Источники с постоянной t – водоросли, мхи, простейшие, клещи, ракообразные, личинки насекомых, рыб очень мало.

б) Потоки – бурные, холодные, богаты кислородом, редки растительностью. Быстрота течения препятствует развитию планктона. Рыбы - прекрасные пловцы, вроде форели, бентос  - практически отсутствует (прикрепленные ко дну организмы).

в) Реки: фауна богаче, без органов прикрепления, обильная растительность, цветковые, появляется планктон (типа озерного), моллюски. Рыбы хуже плавают, кол-во видов растет и они менее требовательны к содержанию кислорода.

г) Мангры и лагуны – переходные к морю с обильной природой и меняющейся соленостью.

---------------------------------------------------------------------------------------------

Абиссальные рифовые сгущения жизни (впервые 15 февраля 1977 г. Тихий океан).

Оазисы на глубине 2.5 км, при полной темноте.Двустворки, рифы из мидий, крабы, крупные рифы. Поле горячих источников внутри круга d= 100м.

Рифтии - крупные, до 1.5 м червеобразные d=3.5-4 см животные (белые переплетения с красными ?????).

Типичное симбиотрофное животное, питающихся за счет « вмонтированных» в них хемоавтотрофных бактерий.

Гидротермальные источники несут эндогенный сероводород, который используется хемоавтотрофными бактериями( некоторые утилизируют Н, NО2, Fe+2.

Следующее трофическое звено - макрофуна.

Единственные, в своем роде, экосистемы, являющиеся приемниками эндогенной энергии.

 

Загадочные оазисы жизни

Еще 20 лет тому назад никто не предполагал, что в глубинах океана существуют настоящие райские кущи. Долгое время считалось, что пища к обитателям бездны поступает только с поверхности океана, где в процессе фотосинтеза с использованием световой энергии Солнца в растениях создается новое органическое вещество. Большей частью на поверхности оно и потребляется. До обитателей глубин пища доходит в виде «дождя трупов» в минимальных количествах. Глубоководные ловы животных подтверждали бедность донной фауны. Но оказалось, что на больших глубинах, в районах с действующими подводными вулканами, из недр Земли изливаются потоки горячих вод, содержащие богатые химической энергией вещества. Некоторые виды бактерий извлекают эту энергию и, подобно растениям, используют ее для образования органического вещества, идущего на строительство собственного тела. У выхода геотермальных источников, как в толще воды, так и на дне, в виде толстых матов образуются скопления таких бактерий. Они служат пищей разнообразных животных, образующих на глубинах свыше 2000 м плотные, густые поселения, поражающие своей красочностью и изобилием. С помощью современных пилотируемых подводных аппаратов ученым удалось заснять на пленку «подводные оазисы», собрать образцы животных и даже поставить эксперименты над ними.

Питаемся без проблем

Самыми заметными животными подводных оазисов являются рифтии. Эти крупные червеобразные в длину достигают более 1,5 м. Ярко-красное тело, несущее впереди султан из щупалец, заключено в перламутрово-белую трубку. Плотные переплетения трубок образуют густые заросли. Самой удивительной особенностью рифтий является полное отсутствие пищеварительной системы. Зато вдоль всего тела расположены особые органы, с помощью которых рифтии питаются. Эти органы заполнены тканью, в клетках которой живут и размножаются многочисленные бактерии. Часть бактерий, по мере возрастания их массы, переваривается и усваивается рифтиями. Взамен бактерии надежно защищены от неблагоприятных факторов внешней среды. Кровеносная система рифтий снабжает их всеми необходимыми для роста веществами и удаляет ненужные.

 

Круговорот воды
 
Чрезвычайно важное свойство круговорота воды заключает­ся в том, что он, взаимодействуя с литосферой, атмосферой и биосферой, связывает воедино все части гидросферы: океан, реки, почвенную влагу, подземные воды, атмосферную воду.
Движущие силы круговорота воды - тепловая энергия и сила тяжести. Под влиянием тепла происходят испарение, конденсация водяных паров и другие процессы, а под влиянием силы тяжести - падение капель дождя, течение рек, движение почвенных и подземных вод. Часто эти две причины действуют совместно: например, на атмосферную циркуляцию влияют как тепловые процессы, так и сила тяжести. В круговороте воды выделяются следующие основные звенья: атмосферное, океаническое, материковое, включающее литогенное, почвенное, речное, озерное, ледниковое, биологическое и хозяйственное. Каждое из этих звеньев играет в круговороте свою особую роль.
Ни одно из перечисленных звеньев круговорота воды не пред­ставляет собой замкнутой системы. Замкнутая, но, учитывая процессы диссоциации молекул воды и диссипации атомов во­дорода в космос, не вполне строго, система круговорота воды относится лишь к земному шару в целом. Вместе с тем в прак­тической работе принимается условно замкнутым водный баланс, напри­мер, для отдельных речных бассейнов или озер.
 

 

Мировой водный баланс
 
В основе современного метода расчетов водного баланса Земли лежит система уравнений, которую применял еще Э. Брикнер (1905). Эти уравнения следующие:
для периферийной части суши -
Ep = Pp – Rp                                                        (1)
 
для   областей,   лишенных   выхода   к   морю   (бессточных), -
 
Еа = Ра                                              (2)
 
для Мирового океана -
 
Em = Pm + Rp                                                       (3)
 
для всего земного шара -
 
E = Et + Em = P                                (4)
 
где Ер - испарение с периферийной части суши,
Рр - атмосферные осадки на периферийную часть суши,
Rp - речной сток с периферийной части суши,
Еа и Ра - испарение и осадки в областях, лишенных стока в океан,
Ет и Рт - испарение и осадки Мирового океана,
Е и Р - испарение и осадки на всем земном шаре,
Еt - испарение с поверхности всей суши.
 
Эта система уравнений позволяет наиболее экономно решать задачи мирового водного баланса. Так, из десяти элементов, фигурирующих в уравнениях, достаточно располагать данными о четырех, чтобы получить все остальные. В вариантах расче­тов, произведенных разными авторами, в числе этих четырех исходных принимаются различные элементы. Так, водный ба­ланс периферийной части суши можно рассчитать, зная осадки и сток или испарение и осадки. Как показано в предыдущем разделе, первый из этих вариантов следует предпочесть.
Для замкнутых областей суши нужно знать один из двух элементов этого соотношения - предпочтительнее осадки, по­скольку их учет более точен, чем испарения.
Что касается третьего уравнения, то для океана атмосфер­ные осадки оцениваются весьма приближенно, так как остров­ные дождемерные станции имеются не везде и они не всегда отражают условия открытого океана. Судовые же наблюдения, по понятным причинам, трудно обобщать, не говоря уже об их неполноте. Столь же недостаточно совершенный характер носят и расчеты испарения. Наиболее надежен учет притока речных вод в океан, который прежде оценивался в 100 мм, а теперь в 110 мм, но этот элемент баланса составляет менее 10% расхода воды на испарение с поверхности океана, и не от него зависит точность расчетов баланса этого звена круговорота воды. В целом же водный баланс океана изучен еще недостаточно, но для оценки достоверности его основных элементов не существует вполне твердых критериев. В дальнейшем вполне возможны существенные уточнения данных об осадках, выпадающих в океане, а отсюда и испарения.

 

На портал | На форум | Web-Тестирование | Ред. кабинета | Успеваемость |