Гідросфера

Це водна оболонка нашої планети. Вона охоплює Світовий океан, води суші (ріки, озера, болота, льодовики), підземні води. Загальний об'єм гідросфери — 1420 млн. км³. Основна маса води (93,9%) знаходиться в океанах. Води суші займають 4,1% (разом з підземними водами), льодовики — 2%. Вода постійно перебуває в процесі кругообігу; в ньому бере участь близько 520 тис. км³ води. Води Світового океану мають різну солоність (вимірюється в проміле: 1 г солі в 1 кг води), температуру, постійно перебувають у русі.

Прісні води займають тільки 2% від загального об'єму води в гідросфері. Важливу роль у забезпеченні людей прісною водою відіграють ріки. Вони розрізняються за режимом, живленням, мають різну довжину, площу басейну. Основні їх показники — похил, падіння, річний стік, витрати води — залежать від рельєфу і клімату.

Падіння ріки — різниця між висотами поверхні води біля витоку і гирла.

Похил ріки обчислюється за формулою:

де Π — падіння ріки, Д — довжина ріки.

Витрати води в річці — це кількість води, яка протікає через поперечний переріз ріки за 1 секунду:

W = S · V,

де W — витрати води, S — поперечний переріз ріки, V — швидкість течії. Вимірюється в м³/сек.

Поперечний переріз ріки — це частина русла, яку займає вода. Щоб його визначити, треба знати ширину і глибину ріки. При простих підрахунках береться середня її глибина, а при точних — глибини треба міряти через кожні 2-3 м і брати середні глибини кожної ділянки річки (рис. 12).

Визначаємо площі перерізів на кожній ділянці, додаємо їх і отримуємо загальну площу поперечного перерізу річки. В даному випадку S = 0,8 + 3,6 + 4,2 + 4,2 + 3,4+ 0,7 = 16,9 (м²).

Рис. 12.

Річний стік — це кількість води, яка проходить через поперечний переріз ріки за рік (або витрата води за рік). Якщо нам відомі витрати води за секунду, то, знаючи кількість секунд у році, можемо визначити середню величину річного стоку:

де R —річний стік, W— витрати води, t— час (кількість секунд у році). Вимірюється ця величина у кубічних метрах або кубічних кілометрах.

Якщо річковий стік за певний період рівномірно розподілити по території басейну, то утвориться шар стоку (в мм):

де R — річний стік, S — площа басейну ріки, h — висота шару стоку.

Величина стоку залежить від кількості опадів і випаровування. Відношення величини стоку до кількості опадів, які випали на дану територію за цей же час, називають коефіцієнтом стоку (вимірюється в процентах). Якщо, наприклад, ріка має коефіцієнт стоку 0,7, то це означає, що 70% води із опадів стікає в море, а 30% випаровується.

1. Визначіть загальні запаси води на Землі, якщо відомо, що на прісні води припадає 2% від цих запасів, а їх об'єм становить 32,2 млн. км³.

2. Встановіть об'єм вод, які містяться в льодовиках, від загального запасу прісних вод, якщо вони становлять 77% від цих запасів.

3. Води озер становлять 0,4%, а води рік — 0,04% від запасів прісних вод на Землі. Виразіть ці об'єми в кубічних метрах.

4. Яку частку займає кожен з океанів від загальної площі Світового океану, якщо їх площа дорівнює:

а) Тихий океан—178,7 млн. км²; б) Атлантичний—91,7 млн. км²;

в) Індійський—76,2 млн. км²; г) Пн. Льодовитий—14,7 млн. км²?

Покажіть ці частки у вигляді прямокутних діаграм.

5. Яку частку займає кожен з океанів від загального об'єму води в Світовому океані, якщо об'єм води в них становить:

а) Тихий океан — 710 млн. км³;

б) Атлантичний океан — 329,7 млн. км³;

в) Індійський океан — 282,7 млн. км³;

г) Північний Льодовитий океан — 18,1 млн. км³?

Покажіть ці частки у вигляді прямокутних діаграм.

6. Обчисліть, яка частка від загального об'єму води на Землі бере участь у кругообігу.

7*. Об'єм Світового океану — 1340,7 млн. км³, середня солоність води — 35%. Обчисліть, скільки солі міститься у Світовому океані, скільки солі припадає на 1 людину (середня густина солей —

2,1 г/см³).

8. Щорічно в світі виловлюється понад 60 млн.т риби з океану, а її запаси — 23 млрд. т. На скільки процентів використовуються запаси риби?

9*. Всі льодовики земної кулі містять 27 млн. км³ льоду. Обчисліть, на скільки метрів піднявся б рівень Світового океану, коли б всі льодовики розтопилися (при розтопленні лід зменшується на 1/11 свого об'єму).

10. Визначіть загальний вміст золота у водах Світового океану, якщо відомо, що в І м³ води розчинено 0,0006 мг золота.

11. Щорічно ріки виносять у моря і океани майже 17 млрд.т твердого матеріалу. Визначіть середню товщину шару, який змивається щороку з поверхні суші, якщо густина порід становить 2,7 г/см³.

12. Користуючись даними таблиці 9, встановіть, яку частку території окремих материків і частин світу займають льодовики.

Таблиця 9. Площа сучасного зледеніння Землі

	Площа льодовіків, тис. кв. км
Азія	176,3
Європа	52,5
Гренландія	1802,6
Північна Америка	154,0
Канадський Арктичний Архіпелаг	148,0
Південна Америка	33,1
Африка	12,1
Нова Гвінея	6,9
Нова Зеландія	817,2
Антарктида	13979,0

Виразіть дані про сучасне зледеніння окремих територій у процентах до загальної площі льодовиків світу.

13. Визначіть площу поперечного перерізу ріки, що має ширину 15 м, використовуючи такі дані:

Відстань між пунктами виміру, м	Середня глибина, м	Площа перерізу, м2
1,5	0,5
35	0,7
5,5	1,0
7,5	1,5
9,5	2,3
11,5.	1,0
13,5	0,5
15,0	0,0

14. Визначіть витрати води у річці, якщо відомо, що швидкість її течії 0,8 м/сек, ширина — 15 м, а середня глибина — 1,9 м.

15. Обчисліть площу поперечного перерізу рік, якщо відомі величини річного стоку і швидкість течії. Результати запишіть у таблицю:

	Річний стік, км3	Швидкість течії, м/сек	Витрати води, м3/сек	Площа поперечного перерізу, м2
1	50,0	3,5
2	39,2	3,0
3	6,8	2,0
4	125,0.	5,0
5	0,6	1,2

16. Коефіцієнт стоку для Дніпра (біля Києва) становить 25%. Визначіть, скільки опадів (в мм) стікає в море, а яка їх частина випаровується.

17. Визначіть величину падіння рік.

18. Визначіть витрати води в річці, ширина якої 4 м, середня глибина— 1,5 м, а швидкість течії— 1,5 м/сек.

Ріки	Абсолютні висоти, м		Падіння, м
	витоку	гирла
Дніпро Дунай Дністер Південний Буг Горинь Прип'ять Тиса Серет Ніл Амазонка Волга Яндзи Ганг Конго

19*. Визначіть витрати води в річці, ширина якої 20 м, середня швидкість — 0,8 м/сек. Глибини через кожні 4 м такі: 0,5 м; 0,7 м; 1,4 м; 1,0 м; 0,6 м.

20. Річка тече в V-подібному річищі, глибина якого 2,5 м, ширина на поверхні 15 м. Обчисліть витрати води у річці, швидкість течії якої 1,1 м/сек.

21. Річка тече у річищі, яке нагадує трапецію, його ширина біля поверхні 5,5 м, біля дна — 3,0 м, а глибина 2,8 м. Обчисліть витрати води у річці, швидкість течії якої 0,5 м/сек.

22. Похил р. Дніпро — 11 см/км, його довжина — 2285 км. Встановіть висоту витоку р. Дніпро.

23. Ріки виносять щорічно у Світовий океан 37400 км³ води. Кількість опадів у стічних областях — 702000 км³. Визначіть середню величину коефіцієнта стоку.

Ріки	Довжина, км	Падіння, м	Похил
Дніпро	2201
Дунай	2850
Дністер	1362
Південний Буг	806
Горинь	659
Прип'ять	761
Тиса	966
Серет	242
Ніл	6671
Амазонка	6400
Конго	4320
Янцзи	5800
Ганг	2700

24. Обчисліть і запишіть у таблицю величину похилу рік:

23. Визначити падіння і похил р. Волги, довжина якої понад 3700 км, витік її знаходиться на висоті 256 м над рівнем моря, а гирло — на 28 м нижче рівня моря.

26. Річний стік Дунаю —123 км³. Обчисліть, яка кількість води протікає через його поперечний переріз за: а) секунду; б) хвилину;

в) годину; г) місяць.

27. Найбільший річний стік серед рік світу має ріка Амазонка — 7000 км³. Встановіть, яку частину від річного стоку на земній кулі він становить.

Річний стік р. Амазонки — 7000 км³. Обчисліть витрати води цієї річки.

Визначіть річний стік р. Дніпро, якщо середньорічні витрати води в ній — 1660 м³/сек.

28. Визначіть річний стік ріки Конго, якщо її витрати становлять 8000 м³/сек.

29*. Обчисліть висоту шару стоку ріки Амазонки, якщо річний стік — 7000 км², площа басейну — 7 мли. км².

ЗО*. Річковий стік у безстічних областях і областях внутрішнього стоку на земній кулі становить 7400 км², а площа цих областей — 32 млн. км². Яка буде в них висота шару стоку?

31. Визначіть витрати води в ріках, якщо відомі показники річного стоку. Результати запишіть у таблицю:

Ріки	Річний стік, км3 ,	Втрата води, м3/сек
Дніпро	53,5
Десна	11,4
Прип'ять	2,9
Дністер	8,7
Південний Буг	3,4
Сіверський Донець	5,0
Тиса	6,3
Прут	2,4

32. Визначіть частку, яку займають озера України в об'ємі води всіх озер світу (об'єм води в озерах світу — 0,75 млн. км³, України — 9,7 млрд. м³).

33. Площа озер України — 61,7 км². Обчисліть, яку частку від території України займають її озера.

34. Визначіть глибину о.Свитязь, якщо відомо, що вона в 27,9 разів менша від глибини найглибшого озера світу (Байкал, 1620 м).

35. Найбільше прісне озеро на Землі — Верхнє — зосереджує 11,6 тис. км³ води. Встановіть його частку від об'єму води в озерах на Землі.

36. Найбільше озеро світу — Каспійське море — має середню глибину 209 м. Встановіть найбільшу його глибину, якщо відомо, що вона в 4,9 раза більша від середньої.

37. Визначіть об'єм води в озерах, якщо відомі їх площі та середня глибина:

Озера	Площа поверхні води, кв.м	Середня глибина, м	Об'єм води, куб.м
Каспійське	374000	209
Ладозьке	17700	51
Аральське	64100	16
Байкал	31500	730
Вікторія	69000	39
Верхнє	82680	140
Гурон	59800	60
Тітікака	8110	80

38. Обчисліть довжину морських судноплавних каналів, якщо відомо, що найкоротший з них — Корінфський, що з'єднує Егейське та Іонічне моря, має 6,3 км, а довжини Кільського (між Північним і Балтійським морями), Панамського (між Атлантичним і Тихим океанами), Суецького (між Середземним і Червоним морями) співвідносяться до нього таким чином: 15,7 : 12,9 : 25,6 : 1,0.

Моря	Площа поверхні води, тис. кв. м	Середня глибина, м	Об'єм води, тис. куб. км
Середземне	2505	1438
Балтійське	419	50
Чорне	422	1315
Червоне.	460	437
Охотське	1603	821
Баренцеве	1424	222

39. Визначіть об'єм води в окремих морях, якщо відомі їх площі та середня глибина:

40*. Стік річок земної кулі дорівнює 43,8 тис. км³ за рік, а стічних вод — приблизно 420 км³. Встановіть, яка частина вод цього стоку забруднюється, якщо в середньому 1 м³стічних вод забруднює 50 м³ чистої води.

41*. Обчисліть максимальну кількість стічних вод, які річка здатна очистити, якщо її ширина 25 м, глибина—5 м, швидкість течії— 0,9 м/сек. (Для самоочищення необхідно, щоб 1 м³ брудних вод розбавлявся приблизно 15 м³ чистої води).

42*. Обсяг забруднених стічних вод становить в Україні близько 3,2 млрд. м³. Яку частку займають ці стоки від річного стоку?

43. Найширшим у світі вважається водоспад Кон на р. Меконг (кордон Кампучії та Лаосу), він в 10,3 раза ширший, але в 2,38 раза нижчий від знаменитого Ніагарського. Знайдіть висоту і ширину водоспаду Кон, якщо відомо, що Ніагарський водоспад має висоту 50 м, а ширину — 1200 м.

44. Найвищий у світі — водоспад Ангель (1054 м) на р.Чурумі (Венесуела), наступні за ним — Тугела (ПАР) та Йосемітський водоспад (США). Знайдіть їх висоти, якщо відомо, що вони становлять відповідно 0,885 та 0,690 від висоти Ангеля.