Лекция: 15 сағ. СӨЖ: 64 сағ. Семинар: 11сағ. Барлық сағат саны: 90 сағ Қорытынды бақылау: емтихан (40 балл)

Лекция №13

1.Жер шарындағы жалпы су айналымы.

2.Үлкен және кіші су айналымы.

3. Атмосфера, құрлық және гидросфераның өзара байланысы

1.Су үздіксіз қозғалыста болады. Ол үздіксіз айналым процесінде буға, одан суға айналып отырады. Су айналымының негізгі себепкері күн энергиясы болып табылады.

М. Н. Будыко күн тұрақтысының мәнін 8,2 Дж/(см²-мин), ал жер альбедосын шамамен 0,33 деп алып, есептеулер нәтижесінде төмендегідей шешімге келген.

Жердің ғаламшар ретінде өз бойына сіңірген күн радиациясының (Qsa) мөлшері 700 кДж/(см²-жылға) тең (1.1-сурет). Бұл көрсеткіштің 512 кДж/(см²-жыл) мөлшері жердің беткі қабатымен, ал 188 кДж/(см²-жыл) — атмосфера арқылы сіңірілген.

Жер бетінің радиациялык теңдестігі (R _ж) 320 кДж/ (см²жыл)-ға тең, ал жұтылған радиация мен радиация теңдестігінің айырмасына тең жер бетінен эффективті шағылысуы (Л_ж) 192 кДж/(см²-жыл) мөлшерінде.

Әлемдік- кеңістікке кететін жердің ұзын толқынды шағылысуы (J_s ) 700 кДж/(см²-жыл-ға) тең, яғни жүтылған радиацияның мөлшеріне сәйкес.

З_ж №* қатынасы Q_a/Qs_a қатынасынан әлдеқайда аз, яғни жер бетіндегі радиациялық режимге көктеме (парниктік) эффектінің әсерімен сипатталады. Көктеме эффектінің тағы да бір сипаттамасы болып 320 кДж/(см²-жыл-ға) тең жер бетінің радиациялық теңдестігінің мөлшері есептеледі.

Радиациялық теңдестіктің қуаты судың булануына

LE = 270 кДж/(см²-жыл) және жер беті мен атмосфераның турбуленттік алмасуына (Т = 50 кДж/(см²-жыл)жұмсалады. Атмосфера жылу энергиясын үш түрлі жолмен алады: қысқа толқынды жұтылған радиация(188 кДж/(см²-жыл)), су буының конденсацияға ұшырауы кезіндегі жылу бөлінуінен сіңірілген (LC = 277 кДж/:(см²-жыл)), жер бетінен тарайтын турбуленттік жылу ағысы- арқылы (50 кДж/см²-жыл). Бұл көрсеткіштердің қосындысы жылудың әлемдік кеңістікке жұмсалатын ұзын толқынды шағылысуына тең, яғни i_s—J_M == 508кДж/(см²-жыл).

Жыл сайын жер бетінен 577 мың текше километр су буланады. Оның көбі (505 мың км³) мұхит бетінен, азырағы (72 мың км³) құрлықтан буланады.

Бу атмосферада белгілі бір жағдайларға байланысты конденсацияланады, яғни жауын-шашынға айналады. Жауын-шашын жер бетіне қар,жаңбыр немесе бұршақ түртнде түседі. Құрлыққа жауған жауын-шашын топыраққа сіңу жолымен жер асты суларын байытады, жер беткейлерімен ағып келіп тұрақты немесе уақытша- ағын суларды құрайды, ал қалған бөлігі тағыда булануға түседі.

2.Бұл жер беті мен атмосфера арасындағы үздіксіз жүретін тұйық ылғал алмасу табиғаттағы су айналымы деп аталады (1.2-сурет). Су айналымының екі түрі бо­лады:

Кіші немесе мұхиттық су айналымы, яғни мұхиттар мен теңіздердің бетінен буланған ылғал құрлықка тасымалданбай, су бетінен аспанға тік көтеріліп конденсацияға ұшырап, теңіздер мен мұхиттардың бетіне жауын-шашын болып қайта оралады.

Үлкен айналым. Бұл — ылғалдың ауа ағындарының күшімен мұхиттардың үстінен құрлықтарға тасымалдануы және одың құрлықтардың бетіне жауын-шашын ретінде түсіп, мұхиттар мен теңіздерге жер беті немесе жер асты жолымен қаща оралу процесі.

Әлемдік су айналымы км³

3.Су буының мұхит бетінен келген кішгірім бөлігі құр тұйық аймақтарына жауын-шашын түрінде түседі және қайтып оралмайды, яғни үлкен айналымға қатыспайды.

Судың жеке түрлерінің тасымалдану көлемі мен жылдамдығы біркелкі емес. Біздің ғаламшардың көлеміндәдетте ылғал айналымының мынадай типтері қарастырылады: жер мен ғарыш арасындағы, атмосфера мен мұхит аралық, атмосфера, топырақ және биосфера аралық. Ылғал айналымының барлық типтері тұықталмаған болып келеді.

Ылғалдылық, атмосфералы жауын-шашын және бу­лану кұрлықішілік ылғал айналымының негізгі элементтері болып табылады.

Қарастырылып отырған аумақтан сыртқа кететін су буының мөлшері — С мына тендеу арқылы өрнектеледі:

Құрлық ішілік ылғал айналымының нобайы: А — сырттан келетін ылғалдың мөлшері; X — қарастырылып отырған аймаққа жауған жауын-шашынның жалпы мөлшері; Е — буланған ылғалдық мөлшері; С — аймақтан сыртқакеткен ылғалдың (су буы) мөлшері; У — өзен ағындысы (жаңаратын су қоры), мұнда-ғы Х=А—С+Е.

Мұндағы А — сырттан келген су буының мөлшері; X — екі түрден тұатын жауын-шашын мөлшері: X л — адвективтік жауын-шашын, Х_Е — жергілікті буланудан құалған жауын-шашын; Е — булану.

Ылғал айналымының құрамы мен шығу тегі әр түрлі жауын -шашындарды есептеу үшін М. Й. Будыкомен О. А. Дроздовтың формулаларын пайдалануға болады

Мұндағы W—атмосфераның ылғалдылығы, мм; и — су буын адвективті тасымалдаудың орташа жылдамдығы, м/с; —осы аумақтың масштабы (/=УҒ), км; Ғ — бүкіл аймақтың ауданы, км²; К — ылғал айналым коэффици­ент}, жергілікті еу буының сыртқа кетерден бұрын жасайтын айналым циклінің санын көрсетеді.

О. А. Дроздовтың есептеулері бойынша, құрлықтар
үстіндегі ылғал айналым коэффициент 1,14-тен 1,81-ге
дейін құбылады екен. Тіпті ең үлкен құрлық — Азияға
жауатын жауын-шашынның көпшілік бөлігі сырттан кел­ген су буынан құралатын көрінеді. Яғни құрлықтрдың негізгі ылғалдану көзі әлемдік мұхит болып табылады
екен.

Табиғаттағы су айналымының негізгі заңдылығына құрлық пен мұхит арасындағы ылғал алмасу жатады. Сонымен бірге бұл құбылыс жалпы су айналымының жеке бөліктеріне түрткі болады.

Су көздерінің қозғалу жылдамдығы әр түрлі болуына байланысты олардың шығындану және қайта жаңару мерзімдері де әрқилы болады. (5-кесте).

Су қорлары әрқандай мерзімде жаңарады — бірнеше сағаттан (биологиялық сулар) бірнеше мыңдаған жылдарға шейін (мұздықтар мен жер асты сулары) өзгереді.

1. 
   Үлкен су айналымы
   
2. 
   Кіші су айналымы
   

(1-сағат)

Тақырыбы: Табиғи сулардың химиялық құрамы

Жоспар:

1.Судың химиялық құрамы.

2.Еріген заттар ағындысы.

Лекцияның мақсаты: Табиғи сулардың химиялық құрамын қарастыру.
Лекция мәтіні:

1.О. А. Алекиннің (1964) жіктеуі бойынша табиғи сулар, олардың ішінде өзен сулары да басым анионға байланысты үш топқа бөлінеді: гидрокарбонатты және НС0₃- + Соз- аниондары басым кар-бонатты сулар, SО₄^2- анионы басым сульфатты және СI анионы басым хлоридті сулар. Әрбір сынып басым катионға байланысты үш топқа бөлінеді: кальцийлі, магнийлі және натрийлі. Жер шарының өзендерінің басым көпшілігі гидрокарбонатты сулар тобына жатса, одан азырағы-сульфатты сулар тобына ең аз бөлігі-хло­рид сулар тобына жатады.

Тұздылық, дәрежесіне қарай Алекин суларды төрт топқа бөледі: тұздылығы аз (200 мг/л-ге дейін), орташа (200...250 мг/л), көтеріңкі (500...1000 мг/л) және тұздылығы жоғары (1000 мг/л-ден жоғары). Өзен суларының минералдылығы әдетте аз және орташа болып келеді.

Өзен суларының химиялық құрамының қалыптасуына қоректену көздері үлкен әсер етеді. Жер асты суларымен қоректену кезінде әдетте өзендердің тұздылығы көбейеді. Қар суы мен жаңбыр суы, жер асты сулары ерітетін жер қыртысына қарағанда жақсы жуылған топырақ қабатымен ағып түсуі себепті, өзен суын тұщыландырады. Бұл жағдайда өзен суларының құрамында НС0₃-, Ca²⁺, Mg²⁺ иондары басым келеді. Өзендер жер асты суларымен қоректенген кезде су құрамында тез еритін тұздардың S0₄^2-, СІ^- иондары көбейеді. Өзен суларының тұздылығы мен иондық құрамының коректену көздерінің арақатынасына байланысты өзгеруі негізінен олардың су алабының топырақ құрамымен анықталады. Ылғалдылығы мол зонадан ылғал жетіспейтін зонаға, терістіктегі батпақ-шымтезек және күлгін түсті топырақты аудандардан, қара топырақты, сұр-топырақты және қоңыртопырақты аудандарға қарапжылжыған сайын осы топырақтармен ағатын қар сулары мен жаңбыр суларының минералдылығы көбейе береді, яғни өзен суларының тұздылығы негізінен SC>4²~, С1^_ иондарының есебінен өседі. Батпақтардан қоректенетін өзен суларының, аз мөлшердегі тұздылығымен ерекшеленеді. Бұл өзен суларында, оларды сарғыш-қоңыр түске бояйтын гуминдік ,заттар мол болады.

Кез келген аумақтағы өзен суларының иондық құрамының су тартылған кездегі жағдайын гидрохимиялық картадан көруге болады. Өзен суларының химиялық қасиеттері жыл бойына қоректену көздеріне және метеорологиялық жағдайларға байланысты өзге-рістерге ұшырап отырады. Жер үсті ағыстары кезеңінде судың тұздылығы азайса, су тартылғанда — керісінше өседі. Өзен суларының тұздылығының, маусымдық құбылуы кезінде олардың иондық кұрамдарының арасалмағы да өзгеріске ұшырайды. Нәтижеде, кей өзендер суларының химиялық құрамы әр маусымда бір топтан екінші топқа өтуі мүмкін. Мысалы, Лена өзені қыста хлоридты сулар тобына жатса, ал су тасу кезінде — гидрокарбонатты суларға, қыста — хлоридты сулар тобына, ал көктем мен күзде сульфатты сулар тобына жатады.

Өзендегі судың минералдылығы (1) мен шығынының (2) жылдық құбылмалылығының типтік графигі.

2.Еріген заттар ағындысы дегеніміз өзендердің белгілі уақытта белгілі бір аумақтан ағызып әкететін ионды-молекула және коллоидты түрдегі бейорганикалык және органикалық заттардың мөлшері. Ағызып әкетілетінеріген заттардың. негізгі массасын иондық ағынды (R _ц) құрайды. Ол келесі қатынаспен анықталады.

(4.9)

Мұнда W — су ағындысының көлемі, м³; С „ — иондар-

дың қосындысы немесе, мг/л; А — мөлшерлік коэффи­
циент. Бір жылдық иондық ағындыны тоннамен есепте-
генде А = 31,54-ке тең. Иондық ағындының абсолюттік
шамасынан өзге, оның салыстырмалы шамасы да кол-
данылады, ол иондық ағындының модулі q_u — жылына
әр 1 км² ауданнан түсетін тоннамен өлшенеді (т/(км²-
жыл)).

Кейбір ірі өзендердің сағаларында еріген заттардың ағындысы аса ірі мөлшерге тең болады.

12. Бұрынғы КСРО аумағында кейбір өзендердің иондық

ағындыларының жылдық және модулдік шамалары

(О. А. Алекин, 1970)

Иондық ағынды химиялық эрозияны сипаттайды және құрылық пен мұхит арасын байланыстыратын буын болып саналады. Бұрынғы КСРО аумағында ағып шығатын иондық ағындының жылдық көлемі 384 млн тоннаға жетсе, оның 276 млн. тоннасы (72%) мұхитқа келіп түседі, қалған 28% — ішкі тұйық аймақтарға жинақталады. КСРО аумағы үшін (1986 ж. есептегенде) иондық ағындының жылдық модулі 17,8 т/(км². жыл) тең.

Бұдан өзге еріген заттардың ағындысы (органикалық заттар, минералдық коллоидтар, микроэлементтер, бейорганикалық биогенді элементтер) жылына 102, млн. тоннаға жетеді немесе еріген заттардын, жалпы ағындысының 20 %-і. Олардың ішінде бірінші орынды органикалық заттар алады (жылына 79 млн. тонна немесе еріген заттардың жалпы ағындысынын. 16%-і). Еліміздің аумағынан ағып шығатын еріген заттар ағындыларының қосындысы жылына 486 млн. тоннаға жетеді.

Еріген заттар ағындысынын сұйық ағындыға тәуелділігі негізінен иондықағындының жылдық таралуын айқындайды.

Тасындылар мен иондық ағындылар арақатынасына қарағанда тау өзендері мен жазық өзендері бір-бірінен айрықша ерекшеленеді. Тау өзендерінде, олардын кинетикалық қуатының айрықша күштілігіне байланысты, олардың арнасында химиялык эрозияға қарағанда механикалық эрозия шапшаң жүреді. Шөгінді тау жыныстарынан ететін сулармен басымырақ қоректенетін әрі механикалық эрозия әлсіз жүретін жазық. өзендерінде иондық ағынды жүзбе тасындылар ағындысына қарағанда басымдау келеді.

Бақылау сұрақтары:

1.Өзендегі судың минералдылығы

2.Өзендегі судың шығынының жылдық құбылмалылығының типтік графигі.


Лекция № 15

(1-сағат)

Тақырыбы: Қазіргі заманғы су проблемалары

Жоспар:

1.Судың күйлері жөніндегі негізгі түсініктер.

2.Табиғат суларының қазіргі жай- күйі.

3.Су көздерінің тазалығын сақтау және қалпына келтіру шаралары.

4.Дүние жүзі елдеріндегі тұщы су проблемасы және оны шешу жолдары.

Лекцияның мақсаты: Қазіргі заманғы су проблемаларын қарастыру.

Лекция мәтіні:

жүктеу/скачать 1.82 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: