57.Методи гідрологічних досліджень.

Сучасна гідрологія володіє великим арсеналом взаємодоповнюючих методів пізнання гідрологічних процесів.

Найважливіше місце в гідрології займають методи польових досліджень. Історично це був перший спосіб пізнання законів природи, але і в наші дні без використання або врахування результатів польових робіт не відбувається жодне гідрологічне дослідження. Польові дослідження поділяють на експедиційні та стаціонарні. Перші з них полягають у проведенні відносно короткочасних (від декількох днів до декількох років) експедицій на водних об'єктах (в океані, на льодовику, річці, озері). Другі полягають у проведенні тривалих (зазвичай багаторічних) спостережень в окремих місцях водних об'єктів - на спеціальних гідрологічних станціях і постах. Зазвичай при гідрологічних дослідженнях поєднують експедиційний і стаціонарний методи.

Для спостереження за гідрологічними характеристиками у водних об'єктах застосовують різноманітні вимірювачі рівня води та течій, а також зонди, що фіксують температуру води і значення низки гідрохімічних показників in situ, тобто в точці вимірювання. Для вивчення рельєфу дна і вимірювання глибин на річках, в озерах і морях використовують ехолоти та гідролокатори бічного огляду з фіксацією результатів промірів на комп'ютері. В останні роки було вирішено проблему просторової «прив'язки» результатів польових робіт за допомогою «супутникової навігації» - GPS (global positioning system, або системи глобального позиціонування за допомогою супутників).

Останнім часом стали широко застосовуватися так звані нетрадиційні дистанційні методи спостереження і вимірювання за допомогою локаторів, аерокосмічна зйомки і спостереження, автономні реєструючі системи (автоматичні гідрологічні пости на річках, буйкові станції в океанах). За допомогою радіолокаторів ведуть спостереження за дощовими хмарами; цей метод в майбутньому дозволить прогнозувати атмосферні опади і викликані ними дощові паводки. Величезні можливості дає використання авіації та космічних апаратів для спостережень за станом водних об'єктів. Так, за допомогою встановлених на літаках радіометрів, що працюють в інфрачервоному діапазоні, можна визначати температуру поверхневого шару океанів, морів і озер.

Знімки з супутників дозволяють вести спостереження за замерзанням і розкриттям річок, розливами і повенями, крижаними заторами, станом льодовиків, течіями в океані тощо. Космічні знімки допомогли оцінити вплив нещодавнього підвищення рівня Каспійського моря на морські береги і річкові дельти. Тільки космічні знімки дозволяють стежити за висиханням і деградацією Аральського моря (наземні спостереження в цьому районі практично припинено).

Космічні знімки дозволяють за кольором поверхні моря визначати концентрацію хлорофілу - головної характеристики, що характеризує стан морської екосистеми. У майбутньому, безсумнівно, все більшого поширення отримають повністю автономні (працюючі без участі людей) автоматичні установки, що здійснюють спостереження за режимом річок, озер, морів, льодовиків і передають інформацію до центрів збору та аналізу даних.

Широко використовуються в гідрології методи експериментальних досліджень. Розрізняють експерименти в лабораторії і експерименти в природі. У першому випадку на спеціальних лабораторних установках проводять експерименти в умовах, повністю контрольованих експериментатором. Так, в лабораторіях вивчають різні режими руху води і наносів, розмиви річкового русла, гідрохімічні процеси тощо.

У другому випадку спостереження проводять на невеликих ділянках природних об'єктів, спеціально обраних для детальних досліджень. Людина не в змозі регулювати прояв природних процесів, але завдяки спеціальному вибору ряду зовнішніх умов (наприклад, характеру грунту, рослинності, крутизни схилів), застосуванню спеціального обладнання і особливих методів (включаючи ізотопні) і ретельним спостереженням може створити умови для досліджень, неможливі при звичайних польових роботах. Так, в гідрології для вивчення окремих питань проводять спостереження на так званих «експериментальних майданчиках» на схилах, «експериментальних водозборах», «полігонах» в океані тощо.

Встановити зв'язки між різними гідрологічними характеристиками або між ними та іншими визначальними факторами (наприклад, висотою місцевості, опадами, швидкістю вітру) в конкретних природних умовах, а також оцінити ймовірність настання того чи іншого гідрологічного явища допомагають статистичні методи, які використовують сучасні прийоми обробки даних спостережень і математичної статистики.

Нарешті, завершальним етапом досліджень у багатьох випадках стають теоретичні узагальнення та аналіз. Теоретичні методи в гідрології базуються, з одного боку, на законах фізики, а з іншого - на географічних закономірностях просторово-часових змін гідрологічних характеристик. Серед цих методів останнім часом на перший план виходять методи математичного моделювання, системного аналізу, гідролого-географічних узагальнень, включаючи гідрологічне районування та картографування, геоінформаційні технології.