ПЕРЕДМОВА

Людина завжди використовував в своїх цілях водні об'єкти і споживав прісну воду, але протягом багатьох тисяч років вплив його діяльності на водні ресурси було незначним і мало локальний характер. Чудові властивості природних вод - їх відновлення в процесі кругообігу води на планеті і здатність до самоочищення - дозволяли протягом довгого часу зберігати відносну якість і кількість природних вод. Становище докорінно змінилося в останні десятиліття: у багатьох районах і країнах світу стали помітні наслідки безпосереднього використання водних ресурсів і перетворення поверхні водозборів, де вони формуються. Значною мірою цьому сприяло різке збільшення недоспоживання в світі, що почалося в 50-х роках XX століття в зв'язку з інтенсивним розвитком всіх галузей економіки, створенням великих водосховищ. В даний час близько 16 з 27 найбільших річок світу штучно зарегульовані греблями, їх режим змінений водозабірних споруд або каналами.

Під терміном «водні ресурси» ми будемо розуміти запаси поверхневих і підземних вод, що знаходяться у водних об'єктах, які використовуються і можуть бути використані. Найбільш цінними водними ресурсами є запаси прісних вод, які складаються з так званих статичних (або вікових) запасів води і з безперервно поновлюваних водних ресурсів, тобто стоку річок [21]. Саме стік річок найбільш схильний до дії господарської діяльності людини. Для характеристики використання водних ресурсів використовують термін «сумарне повне водоспоживання» і «безповоротне водоспоживання». Для конкретної ділянки річки (річкового басейну) забір води на господарські потреби (зрошення, водопостачання та ін.) Може стати безповоротним. Забрана вода частково випаровується з поверхні зрошуваних земель або в процесі промислового виробництва. Однак цей обсяг води може випасти у вигляді атмосферних опадів в інших регіонах планети.

Щорічно поновлювані водні ресурси (сумарний річний стік річок), як показали останні розрахунки, рівні 42757 км ³

в рік [23]. Сучасне повне водоспоживання в світі складає 3788 км ³ в рік, а безповоротне - 2074 км ³ в рік (55% від величини повного водоспоживання) [33]. Величина загального водоіогре- Блена складається з водозабору з поверхневих (85-95%) і підземних джерел. Всюди збільшується потреба в прісній воді, що викликано трьома головними факторами: ростом чисельності населення, промисловим розвитком і розширенням зрошуваного землеробства. У країнах, що розвиваються велика частина витрат прісної води в останні два десятиліття припадає на сільське господарство.

Проблема обліку кількісних змін водних ресурсів йод впливом господарської діяльності виникла в 50-х роках XX ст., Коли різко підвищилася водоспоживання у всьому світі. Якщо за період з 1900 але 1950 р середнє збільшення водоспоживання за кожне десятиліття в середньому становило 156 км ³ , то з 1950 по 1960 р - вже 630 км ³ , тобто зросла в 4 рази, а в наступні роки зростала на 800-1000 км ³ за кожне десятиліття. Найбільш інтенсивно використовується річковий стік в Європі і Азії (близько 13% сумарного річного обсягу), дещо менше - в Африці, Австралії та Південній Америці (від 1 до 3%). Разом з тим на всіх континентах є великі регіони, де інтенсивність використання річкового стоку досягає 30-65% загального обсягу водних ресурсів річок.

Кількісні характеристики водних ресурсів, особливо щорічно поновлюваних ресурсів прісних вод, необхідні для вирішення проблем сучасного і перспективного водообеспече- ня населення, промисловості та сільського господарства, розробки заходів з охорони навколишнього середовища. При цьому потрібні не тільки середні багаторічні дані про водні ресурси, включаючи їх природну мінливість, а й надійні оцінки відбулися і очікуваних в перспективі їх змін під впливом господарської діяльності.

Говорячи про зміни річкового стоку йод впливом господарської діяльності, зазвичай мають на увазі зміни якості природних вод в результаті їх забруднення і зміни розподілу в часі і в просторі стоку річок в результаті безпосереднього споживання вод і перетворення умов їх формування. В даному навчальному посібнику розглядається другий аспект цієї проблеми, тобто антропогенні зміни кількісних характеристик водного стоку, що призводять до виснаження водних ресурсів в межах річкових басейнів і природно-економічних районів. Актуальність даної роботи полягає в необхідності більш детального знайомства студентів-гідрологів з дуже важливим розділом курсу «Гідрології річок» - антропогенним впливом па річковий стік. В офіційній навчальній літературі з цієї дисципліни ¹ цей розділ практично відсутня, а наявна в ньому інформація на цю тему значно застаріла. В останні 30 років цей напрям наукових досліджень з оцінки антропогенних змін річкового стоку є одним з пріоритетних в гідрології, так як у всьому світі спостерігається різке загострення гідроекологічної обстановки.

Метою даного навчального посібника є розгляд основних видів господарської діяльності на водозборі і в руслі річки, вивчення різних аспектів їх впливу на величину водного стоку і особливості його внутригодового розподілу. В окремих випадках дані про зміни водного стоку доповнені інформацією про зміни стоку наносів, теплоти і розчинених речовин. Наведено сучасні тенденції антропогенних змін стоку річок Росії та оцінки цих змін на перспективу. Розглядаються можливі зміни стоку річок в зв'язку з очікуваними антропогенно зумовленими змінами клімату.

Дисципліна входить в варіативну частину основної освітньої програми підготовки бакалаврів за напрямом «Гідрометеорологія», в модуль «Гідрологія і гідрогеологія».

Вона тісно пов'язана з іншими навчальними курсами цього блоку - «Гідрологія річок», «Гідрометрія і техніка безпеки», «Гідрологія озер та водосховищ», «Гідрохімія», а також з дисциплінами модуля «Землезнавство» - «Гідрологія», «Климатология з основами метеорології »,« Геоморфологія з основами геології »і« Загальне землезнавство ». Ті, що навчаються повинні освоювати зміст «Гідрології річок», маючи знання про гідрометрії, закономірності формування і зміни стоку, хімічного складу природних вод, клімату, про ендогенних і екзогенних процесах. Для засвоєння навчального матеріалу студенти повинні знати основні риси зональних і регіональних особливостей природного середовища, специфіку організації та види господарської діяльності в різних районах нашої планети. Необхідною умовою для ефективного навчання студентів є знання ними математики, фізики, хімії, біології в обсязі шкільних програм, а також почав інтегрального та диференціального числення. Отримані студентами знання необхідні для підготовки бакалаврів по гідрометеорологічному напрямку географічної науки, при освоєнні таких навчальних дисциплін,

¹ Важливе Л. Н. Гідрологія річок: підручник. М .: МГУ, 1976.

б як гідрологія озер і водосховищ, гідрохімія, використання і охорона водних ресурсів, річковий стік і гідрологічні розрахунки, гідрологічні прогнози, руслових процеси, гідрологія морів і гирл річок, воднотехніческіе вишукування.

Метою освоєння курсу «Гідрологія річок» є формування уявлень про гідрологічних процесах і явищах в річках та їх басейнах, методах гидролого-географічного аналізу. Важливою складовою є розділ «Антропогенні зміни річкового стоку».

Завдання освоєння дисципліни:

• 1) дати уявлення про найбільш загальних і важливих закономірності гідрологічних процесів, що відбуваються в річках та їх басейнах, в тому числі при їх господарському освоєнні;
• 2) показати роль річок у загальному круговороті речовини і енергії;
• 3) показати фізичну сутність гідрологічних процесів в річках;
• 4) розглянути зв'язок гідрологічних процесів в річках з фізико-географічними умовами річкових басейнів і ступенем антропогенного впливу;
• 5) дати загальні уявлення про методи вивчення річок і гідрологічних процесів, в них протікають;
• 6) показати вплив господарської діяльності на величину водного стоку і особливості його внутригодового розподілу.

В результаті вивчення дисципліни студент повинен:

знати

• • роль річок у кругообігу води в природі;
• • основні класифікації в гідрології річок;
• • основні закономірності гідрологічного режиму річок;
• • фактори просторової і тимчасової мінливості їх стану;
• • принципи раціонального використання та охорони річкових систем від забруднення і виснаження;

вміти

• • самостійно освоювати додаткову літературу з навчальної дисципліни;
• • використовувати основні гідрологічні довідкові матеріали;
• • виконувати практичні завдання з різних розділів гідрології;
• • аналізувати результати практичних завдань;
• • повно і логічно викладати освоєний навчальний матеріал;
• • збирати, узагальнювати, критично аналізувати інформацію про річках, їх режимі і гідрологічних процесах, в них протікають;
• • проводити розрахунки величини антропогенного впливу на річковий стік;
• • застосовувати теоретичні знання при освоєнні основних гідрометричних методів вимірювань, при інтерпретації даних, отриманих в період проходження навчальної гідрометричної і гідрологічної практики;
• • використовувати сучасну обчислювальну техніку і спеціалізоване програмне забезпечення в науково-дослідній роботі;
• • виконувати експедиційні, лабораторні дослідження і камеральну обробку даних, вибирати і застосовувати технології рішення гідрометеорологічних науково-дослідних завдань (технічні засоби вимірювань, гідрометеорологічні інформаційні системи, мережеві ресурси і програмні продукти);
• • використовувати сучасні методи обробки та інтерпретації гідрометеорологічної інформації в професійній діяльності;

володіти

• • знаннями про гідросферу, складі водних об'єктів, закономірності їх розподілу і характерних для них гідрологічних процесів;
• • знаннями в області гідрології річок, гідрології льодовиків, підземних вод, гирла річок;
• • навичками збору довідкової гідрологічної інформації;
• • методами виконання найпростіших гідрологічних розрахунків, проведення основних гідрометричних робіт;
• • базовими методами гидролого-географічного аналізу;
• • воднобалансових методами;
• • основами аналізу гідрометеорологічних спостережень;
• • навичками використання програмних засобів і роботи в комп'ютерних мережах, використання ресурсів Інтернет;
• • основними методами, способами і засобами отримання, зберігання, переробки інформації.