ГИДРОБИОНТЫ-ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ

ГИДРОБИОНТЫ (от гидро... и бионт), организмы, обитающие в воде; см. Водные животные и Водные растения.


ГИДРОБИОС (от гидро... и греч. bios - жизнь), совокупность организмов, населяющих водоёмы всего земного шара. Изучением Г. занимается гидробиология.

ГИДРОБУР, приспособление для образования струёй воды лунок (скважин) под посадку саженцев и черенков винограда. Г. можно также использовать для глубинного полива, внесения растворов минеральных удобрений при подкормке и растворов пестицидов при борьбе с вредителями и болезнями корневой системы винограда и плодово-ягодных культур. Г. (рис.) состоит из вертикальной трубы, на одном конце к-рои закреплена гидромониторная головка с наконечником, а па другом - поперечная трубка (рукоятка) со штуцером. К рукоятке присоединён шланг, по к-рому из резервуара в Г. под давлением поступает жидкость. В штуцере имеется клапан. При впуске жидкости в Г. клапан поднимают (открывают). Г. может работать от опрыскивателя, автоцистерны или жиже-разбрасывателя.

ГИДРОВЗРЫВНАЯ ОТБОЙКА, способ разрушения угольного массива, при к-ром в шпур или скважину после введения заряда взрывчатого вещества через насадку нагнетают воду под давлением. В результате взрыва давление воды резко возрастает, и она, проникая в трещины, разрушает угольный массив.

ГИДРОВСКРЫШНЫЕ РАБОТЫ, удаление вскрыши на карьерах средствами гидромеханизации. См. также Вскрышные работы.

ГИДРОГЕНЕРАТОР (от гидро... и генератор), генератор электрич. тока, приводимый во вращение гидротурбиной. Обычно Г. является явнополюсный синхронный генератор, ротор к-рого соединён с валом рабочего колеса гидротурбины. Конструкция Г. в основном определяется положением оси его ротора, частотой вращения и мощностью турбины. Мощные тихоходные Г. обычно изготовляются с вертикальной осью вращения (за исключением капсулъных гидроагрегатов), быстроходные гидроагрегаты с ков-цювой гидротурбиной-с горизонтальной осью вращения. Существуют также опыт-но-пром. образцы Г. оригинальной конструкции (с фазным ротором, контрроторные, проточные и др.). В СССР из-за топологич. и геологич. особенностей рек большинство быстроходных генераторов устанавливают с вертикальной осью вращения.

Г. подразделяются по мощности на Г. малой мощности - до 50 Мет, средней - от 50 до 150 Мет и большой мощности - св. 150 Мет и по частоте вращения - на тихоходные (до 100 об/мин) и быстроходные (св. 100 об\мип). Отечественные и зарубежные Г. нормального использования имеют диапазон генерируемого напряжения от 8,8 до 18 кв', коэфф. мощности (cos ф) от 0,8 до 0,95; кпд быстроходных Г. 97,5-98,8%, тихоходных - 96,3- 97,6%.

Первые сов. Г. мощностью 7,25 Men были созданы в 1925 на з-де Электросила (Ленинград) для Волховской ГЭС им. В. И. Ленина. В нач. 30-х гг. на Днепровской ГЭС были установлены Г. мощностью 65 Мет, а в 1939-40 изготовлены для того времени крупнейшие по моменту вращения, габаритам и массе Г. для Угличской и Рыбинской ГЭС. Созданы уникальные Г. для Братской (1960) и Красноярской (1964) ГЭС мощностью 225 и 508 Мет и капсульные Г. (20 Мет) с водяным охлаждением для Череповецкой ГЭС; установлены обратимые гидроагрегаты на Киевской гидроаккуму-лирующей электростанции; в 1966 на з-де Уралэлектротяжмаш изготовлен опытный экономичный высоковольтный (ПО кв) Г. мощностью 20 Мет; проектируется (1971) Г. на 650 Мет для установки на Саяно-Шушенской ГЭС.

При конструировании и монтаже Г". особое внимание уделяют креплению вращающихся частей гидроагрегата и охлаждению обмоток ротора и статора. По расположению и конструкции опорного подшипника (подпятника) различают подвесные и зонтичные Г. В подвесном Г. опорный подшипник, воспринимающий вес вращающихся частей гидроагрегата, а также осевое давление воды на рабочее колесо турбины расположен выше ротора генератора, на верхней крестовине агрегата. В зонтичном Г. подпятник располагается под ротором генератора, на ниж. крестовине или на крышке турбины; вал генератора вращается в двух или трёх направляющих подшипниках. Мощные тихоходные Г. обычно велики по размерам; для уменьшения их габаритов и снижения веса целесообразно зонтичное исполнение. Пример Г. зонтичного типа - гидрогенератор Красноярской ГЭС (рис. 1): частота вращения 93,8 об/мин, диаметр ротора 16 м и масса 1640 т. Для быстроходных Г. меньших габаритов предпочтительна конструкция подвесного типа, к-рая по сравнению с зонтичной обладает большей устойчивостью к механич. колебаниям ротора, имеет меньший диаметр опорного подшипника и проще в монтаже. Примером может служить гидрогенератор Братской ГЭС (рис. 2): частота вращения 125 об/мин, диаметр ротора 10 м, масса 1450 т.

Рис. 1. Гидрогенератор (508 Мвт), установленный на Красноярской ГЭС.

Для охлаждения крупных генераторов (до300Mem) обычно применяется замкнутая система вентиляции: косвенная, или поверхностная, когда воздух обдувает обмотку с поверхности, и форсированная, когда воздух подаётся внутрь проводника с током или между проводниками. Значительно более эффективно охлаждение обмоток статора дистиллированной водой с форсированным возд. охлаждением обмотки ротора. Применение форсированного охлаждения повышает коэфф. использования Г., снижает расход изоляции, меди и активной стали.

Возбуждение Г. обычно осуществляется от вспомогат. генератора постоянного тока, установленного на валу; на крупных Г. имеется дополнительно подвоз-будитель для возбуждения вспомогатсльного генератора. В нек-рых случаях для этой цели используется синхронный генератор с выпрямителями, к-рый одновременно служит и вспомогательным генератором.

Рис. 2. Гидрогенератор (225 МвтУ, установленный на Братской ГЭС.

Лит.: Бернштейк Л. Б., Прямоточные и погруженные гидроагрегаты, М., 1962; Зунделевич М. И., П р у т-ковский С. А., Гидрогенераторы, М.-Л., 1966; Костенко М. П., Суханов Л. А., Аксенов В. Н., Современные мощные гидрогенераторы, М., 1967; Электрические машины и аппараты. 1966 - 1967, М., 1968. В.А.Прокудин.

ГИДРОГЕНИЗАЦИЯ (от лат. hydrogenium - водород), гидрирование, каталитич. реакция присоединения водорода к простым веществам (элементам) или химическим соединениям. Обратная реакция - отщепление водорода от хи-мич. соединений - наз. дегидрогенизацией (дегидрированием). Г. и дегидрогенизация - важные методы каталитич. синтеза различных орга-нич. веществ, основанные на реакциях окислительно-восстановит. типа, связанных подвижным равновесием (см. Равновесие химическое). Примером может служить обратимое каталитическое превращение этилового спирта в ацетальде-гид:

Повышение темп-ры и понижение давления Н2 способствуют образованию аце-тальдегида, а понижение темп-ры и повышение давления Н2 - образованию этилового спирта; такое влияние условий типично для всех реакций Г. и дегидрогенизации. Катализаторами Г. и дегидрогенизации являются многие металлы (Fe, Ni, Co, Pt, Pd, Os и др.), окислы (NiO, CoO, Сг2О3, МоО2 и др.), а также сульфиды (WS2, MoS2, Cr,,Sm).

Г. и дегидрогенизация широко используются в пром-сти. Напр., синтез такого важного продукта, как метиловый спирт, служащий сырьём для многих химических производств и растворителем, осуществляют Г. окиси углерода (СО + 2Н2->СН3ОН) на окисных цинк-хромовых катализаторах при 300-400gradС и давлении водорода 20-30 Мн/м2 (200 - 300 кгс/см2). При другом составе катализаторов этим методом можно получать и высшие спирты. Г. жиров лежит в основе произ-ва маргарина (см. Жиров гидрогенизация). В связи с возникновением произ-ва таких материалов, как капрон, найлон и пр. (см. Полиамидные волокна), метод Г. стал широко применяться для получения промежуточных продуктов - циклогексанола из фенола, циклогексана из бензола, гексаметилен-диамина из динитрила адипиновой к-ты (на никелевых катализаторах) и цикло-гексиламина из анилина (на кобальтсо-держащих катализаторах).

Для облагораживания топлив, получаемых из сернистых нефтей, большое значение имеет гидроочистка (см. Очистка нефти) - Г. на алюмо-кобальт-молибде-новом или вольфрамо-никелевом катализаторах, приводящая к разрушению ор-ганич. сернистых соединений и удалению серы в виде H2S. Другой процесс облагораживания нефтепродуктов-гидрогенизация деструктивная (на вольфрамсуль-фидных и нек-рых др. катализаторах) - приводит к увеличению выхода светлых и лёгких продуктов при переработке нефти. При Г. СО на различных катализаторах можно получать бензин, твёрдые парафины или кислородсодержащие органич. соединения. Синтез неорганич. вещества аммиака взаимодействием азота и водорода под высоким давлением также относится к Г. и является примером Г. простого вещества.

Один из простейших примеров дегидрогенизации - дегидрирование спиртов. Значительное количество ацетальдегида производится дегидрогенизацией гидролизного (получаемого из древесины) этилового спирта. Дегидрогенизация углеводородов является одной из основных реакций, протекающих на смешанных катализаторах в сложном процессе ри-форминга, который приводит к существ, улучшению качеств моторных топлив; эта реакция позволяет получать также различные ароматич. углеводороды из нафтеновых и парафиновых (см. также Ароматизация нефтепродуктов).

Широкое применение дегидрогенизация нашла в произ-ве мономеров для синтеза каучуков и смол. Так, парафиновые углеводороды бутан и изопентан дегид-рируются при 500-600gradС на катализаторах, содержащих окись хрома, соответственно в бутилены и изопентен (изо-амилен), к-рые, в свою очередь, дегид-рируются на сложных катализаторах в диолефины - бутадиен и изопрен. В произ-ве полимеров стирола и его производных большое значение приобрела дегидрогенизация алкилароматич. углеводородов - этплбензола в стирол, изо-пропилбензола в метилстирол и т. п.

Начало широкого изучения Г. было положено в 1897-1900 науч. школами П. Сабатье во Франции и Н. Д. Зелинского в России. Осн. закономерности Г. смесей органич. соединений установил С. В. Лебедев. В области практич. применения Г. крупные успехи были достигнуты уже в 1-й четв. 20 в. Ф. Габером (синтез аммиака), Ф. Бертусом (Г. угля) и Г. Патаром (Франция; синтез метанола). Дегидрогенизацию спиртов открыл в 1886 М. Бертло. В 1901 Сабатье наблюдал наряду с др. превращениями углеводородов и их дегидрогенизацию. В чистом виде дегидрогенизацию углеводородов впервые удалось осуществить Н. Д. Зелинскому, разработавшему ряд избирательно действующих катализаторов. Большой вклад в развитие теории и практики Г. и дегидрогенизации внесли Б. А. Казанский, А. А. Баландин и их науч. школы.

Лит.: ЛебедевС. В., Жизнь м труды, Л., 1938; Зелинский Н. Д., Собр. трудов, т. 3 - Катализ, М., 1955; Долгов Б. Н., Катализ в органической химии, 2 изд., Л., 1959; Баландин А. А., Мультиплетная теория катализа, ч. 1 - 2, М., 1963 - 64; Юкельсон И. И., Технология основного органического синтеза, М,, 1968; Bond С. С., Catalysis by metals, L. -N. Y., 1962; Р и д и л Э.. Развитие представлений в области катализа, пер. с англ., М., 1971, гл. 6 и 7.

А. М. Рубинштейн.

ГИДРОГЕНИЗАЦИЯ ДЕСТРУКТИВНАЯ, переработка бедных водородом низкосортных топлив (кам. углей, сланцев, кам.-уг. смолы, мазутов) с целью превращения их в обогащённые водородом топлива и масла или в сырьё, пригодное для дальнейшей переработки. Г. д. проводят при 400-560gradС и давлении Н2 20-70 Мн/м2 (200-700 кгс/см2) в присутствии катализаторов, содержащих железо, молибден, никель или вольфрам, в две или три стадии в зависимости от характера перерабатываемого сырья. При этом основными реакциями являются гидрирование (см. Гидрогенизация) - присоединение водорода к арома-тич. и непредельным углеводородам и гетероциклич. соединениям, и деструктивное гидрирование, т. е. реакция расщепления молекул сырья с присоединением к ним водорода. В результате образуются продукты более лёгкие, чем исходное сырьё, и с большим содержанием водорода. Г. д. в такой форме впервые была применена в нач. 20 в. в Германии (Ф. Бергиус) для переработки угля. Ввиду большого расхода водорода, сложного технологич. оформления процесса Г. д. в таком варианте в послевоен. период развития не получила. В наст, время широко применяют др. вариант Г. д., т. н. гидрокрекинг, при давлении Н2 3-10 Мн/м2 (30-100 кгс/см2) в присутствии катализаторов, приводящий к достаточно глубокому превращению сырья при меньшем расходе водорода (1-3 % на сырьё). Значение Г. д. возросло в связи с вовлечением в переработку тяжёлых смолистых нефтей с высоким содержанием серы.

Разновидностью процесса Г. д. является гидрогенолиз, применяемый для получения незамещённых ароматич. углеводородов из алкилзамещённых, напр, бензола из толуола и т. п., проводимый при 800gradС (без катализатора) или при 620-650gradС (с катализатором) под давлением Н2 6,5-10 Мн/м2 (65- 100 кгс/см2). Промежуточным процессом между Г. д. и недеструктивным гидриро-ванием является гидрогснизац. очистка топлив - гидроочистка.

Лит.: Технология переработки нефти и газа, ч. 2, М., 1968. В. В. Щекин.

ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СЪЁМКА, комплекс полевых исследований, производимых с целью составления гидрогеологических карт и оценки общих гидро-геологич. условий территории. В процессе Г. с. изучаются породы, слагающие водоносные горизонты, комплексы и зоны, их фильтрац. свойства, выдержанность по площади, мощность водовмещающих и водоупорных пород, величина напора, типы, качество и режим подземных вод; характеризуются значения основных гид-рогеологич. параметров; оцениваются гео-логич., геоморфологич., гидрологич., климатич. и др. факторы, влияющие на питание и формирование подземных вод. Задачи Г. с. меняются в зависимости от её масштаба и назначения. Мелкомасштабная Г. с. (1:1 000000-1:500 000) проводится для составления обзорных гид-рогеологич. карт в слабо изученных в гидрогеологич. отношении р-нах с целью общей оценки водоносности пород и качества подземных вод. При средне-масштабных Г. с. (1:200000-1:100000), проводимых для составления государственных (общих) гидрогеологич. карт, ведётся картирование водоносных комплексов, горизонтов или зон, изучаются водоносность пород, качество и режим подземных вод, геологич. явления, связанные с деятельностью подземных и поверхностных вод. Крупномасштабная (1:50 000 и крупнее) Г. с. проводится для решения спец. задач на стадиях технич. и рабочего проектирования (для выбора участков водозабора, разведки запасов подземных вод, изучения обводнённости месторождений и т. п.). При Г. с. крупного масштаба картируются водоносные горизонты, зоны, пласты, линзы. Съёмка средних и крупных масштабов сопровождается буровыми работами, измерением дебита родников, наблюдениями за уровнем и химич. составом подземных вод, применяются геофизич. методы, аэровизуальные наблюдения и дешифрирование аэрофотоснимков.

Лит.: Каменский Г. Н., Поиски и разведка подземных вод, М. -Л., 1947; Методическое руководство по гидрогеологической съёмке масштабов 1:1 000 000 - 1:500 000 и 1:200000-1:100000, М., 1961; Методическое руководство по производству гидрогеологической съёмки в масштабах 1:50 000 и 1:25 000, М., 1962; Методические указания по гидрогеологической съёмке на закрытых территориях в масштабах 1:500 000, 1:200 000 и 1:50000, М., 1968. А. М. Овчинников.

ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ КАРТЫ, карты, отображающие условия залегания и распространения подземных вод. Содержат данные о качестве и производительности водоносных горизонтов, размерах, форме, положении древнего фундамента водонапорных систем, о взаимоотношении геологич. структуры, рельефа и подземных вод. Составляются по результатам гидрогеологической съёмки с учётом геологич. и тектонич. карт. На Г. к. отражается распространение различных водоносных горизонтов и их комплексов, источники и их дебит, колодцы, буровые скважины, карстовые воронки, кровля или подошва водоносной толщи, глубина залегания подземных вод и их химич. состав. Г. к. сопровождаются разрезами, на к-рых отражается геологич. строение р-на - литологич. состав водоносных горизонтов, фациальные изменения, водоупорные толщи, глубины залегания и величина напоров водоносных горизонтов, положение свободной и пьезометрической поверхности подземных вод, их минерализация и дебит.

На мелкомасштабных Г. к. (мельче 1:500 000) изображаются наиболее важные особенности гидрогеологического строения территории, границы гидрогеологических бассейнов, области питания, напора и разгрузки подземных вод; выделяются р-ны с преимуществ, развитием различных типов подземных вод. Мелкомасштабные Г. к. иногда составляют по литературным и архивным данным, без проведения гидрогеологической съёмки. На среднемасштабных Г. к. (1:200 000 - 1:100 000) дополнительно даются количеств, показатели, характеризующие состояние подземных вод в опрсдел. промежуток времени. Крупномасштабные Г.к. (крупнее 1:50 000) применяются для решения спец. задач на стадиях технич. и рабочего проектирования - для выбора участков водозабора, выявления запасов подземных вод, изучения обводнённости месторождения, установления условий осушения или орошения участка и т. п. Среди Г. п. различают: 1) общие, 2) основных водоносных горизонтов и 3) специального целевого назначения.

На общих картах отражаются водоносные комплексы и горизонты и их характеристика, возраст и петрографич. состав водовмещающих пород, водообиль-ность, опорные гидрогеологич. скважины, характерные колодцы, крупные источники, данные об уровне воды и её химич. составе.

На картах основных водоносных горизонтов наносятся площади распространения водоносных горизонтов, перспективных для центрального водоснабжения, состав слагающих их пород и глубину залегания, свободный или напорный уровень воды, водообильность горизонтов и степень минерализации воды. Карты спец. назначения составляются для решения вопросов водоснабжения и оценки запасов подземных вод, обводнённости месторождений полезных ископаемых, оконтуривания месторождений минеральных вод и т. п. К Г. к. обычно прилагается пояснит, текст с характеристикой гидрогеологич. условий р-на. Особый тип составляют карты гидрогеологич. районирования, гидрохимические, карты ресурсов подземных вод и др.

Лит.: Терлецкий Б. К., Основные принципы гидрогеологического картирования, в сб.: Водные богатства недр Земли на службу социалистическому строительству, сб. 8, Л., 1933; Методические указания по составлению гидрогеологических карт масштаба 1:500 000 и 1:200000 - 1:100000, сост. М. Е. Альтов-ский, М., 1960; Зайцев И. К.. О методах составления обзорных гидрогеологических карт, в кн.: Тр. Всесоюзн. н.-н. геологического ин-та, т. 61, Л., 1961; Гидрогеологическая карта СССР. Масштаб 1:2 500 000. Гл. ред. Н.А. Маринов, М., 1964; Гидрогеологическая карта СССР. Масштаб 1:2 500 000. Объяснительная записка, гл. ред. И. К. Зайцев, М., 1961; Овчинников _А. М., Общая гидрогеология, 2 изд., М., 1954; его ж е. Гидрогеологическое районирование СССР, М., 1966; Никитин М. Р.. Об основных вопросах гидрогеологической картографии, в сб.: Вопросы региональной гидрогеологии и методики гидрогеологического картирования, М., 1969. Л. М. Овчинников.

ГИДРОГЕОЛОГИЯ (от гидро... и геология), наука о подземных водах, изучающая их состав и свойства, происхождение, закономерности распространения и движения, а также взаимодействие с горными породами. Г. тесно связана с гидрологией, геологией (в т. ч. инженерной геологией), метеорологией, геохимией, геофизикой и др. науками о Земле; опирается на данные математики, физики, химии и широко использует их методы исследования.

Историческая справка. Накопление практич. знаний о подземных водах, начавшееся с древнейших времён, ускорилось с появлением городов и поливного земледелия. Иск-во сооружения копаных колодцев глубиной в неск. десятков м известно за 2-3 тыс. лет до н. э. в Египте, Ср. Азии, Индии, Китае и др. странах. Имеются сведения о лечении минеральными водами в этот же период. В 1-м тыс. до н. э. появились зачатки науч. представлений о свойствах природных вод, их происхождении, условиях накопления и круговороте воды на Земле [в Др. Греции - Фалес (7-6 вв. до н. э.), Аристотель (4 в. до н. э.); в Др. Риме - Лукреций, Витрувий (1 в. до н. э.) и др.]. Изучению подземных вод способствовало расширение работ, связанных с водоснабжением, строительством каптажных сооружений (напр., кяризов у народов Кавказа и Ср. Азии), добычей солёных вод для выпаривания соли путём копания колодцев, а затем бурения (терр. России, 12-17 вв.). Возникли понятия о водах ненапорных, напорных (поднимающихся снизу вверх) и самоизливающихся. Последние получили в 12 в. название артезианских (от провинции Артуа во Франции). В эпоху Возрождения и позднее подземным водам и их роли в природных процессах были посвящены оаботы зап.-европ. учёных Агриколы, Палисси, Стено и др. В России первые науч. представления о подземных водах как о природных растворах, их образовании путём инфильтрации атм. осадков и геологич. деятельности подземных вод были высказаны М. В. Ломоносовым в соч. <О слоях земных (1763). В конце 19 - нач. 20 вв. были выявлены закономерности распространения грунтовых вод (В. В. Докучаев, П. В. Отоц-кий) и составлена карта зональности грунтовых вод Европ. части России. До сер. 19 в. учение о подземных водах развивалось как составная часть геологии. Затем оно обособляется в отдельную дисциплину, к-рая в дальнейшем всё более дифференцируется. В формировании Г. большую роль сыграли франц. инженеры Л. Дарси, Ж. Дкшюи, Шези, нем. учёные Э. Принц, К.Кейльхак,X. Хёфер и др., учёные США А. Хазен, Ч. Слихтер, О. Мейн-цер, А. Лейн и др., рус. геологи С. П. Никитин, И. В. Мушкетов и др. Большую роль в развитии Г. в России сыграла си-стематич. геологич. съёмка, производившаяся Геологическим комитетом. После Великой Октябрьской социалистич. революции гидрогеологич. исследования получили широкий размах. Изучение подземных вод приобрело систематич. характер, была создана сеть гидрогеологич. учреждений, организована подготовка специалистов-гидрогеологов. Индустриализация страны дала толчок к развитию гидрогеологич. исследований для целей централизованного водоснабжения новых городов, крупных заводов, фабрик. За последующие годы сов. Г. превратилась в многогранную область геологич. знаний, в к-рой начали развиваться многочисл. отрасли: общая Г.; динамика подземных вод; учение о режиме и балансе подземных вод; гидрогеохимия; учение о минеральных, пром. и термальных водах; учение о поисках и разведке подземных вод; мелиоративная Г.; гидрогеология месторождений полезных ископаемых; региональная Г.

Общая Г. изучает происхождение подземных вод, их физич. и химич. свойства, взаимодействие с вмещающими горными породами. Творч. вклад в эту область Г. внесли сов. учёные А. Ф. Лебедев, А. Н. Бунеев, В. И. Вернадский и др., австр. геолог Э. Зюсс, учёный США А. Лейн, нем. гидрогеолог X. Хёфер и др. Изучение подземных вод в связи с историей тектонич. движений, процессов осадконакопления и диагенеза позволило подойти к выяснению истории их формирования и содействовало возникновению в 30-40-х гг. 20 в. новой отрасли общей Г. - палеогидрогеологии (учение о подземных водах прошлых геологич. эпох).

Динамика подземных вод изучает движение подземных вод под влиянием естеств. и искусств, факторов, разрабатывает методы количеств, оценки производительности эксплуатац. скважин и запасов подземных вод. Большую роль в развитии теории динамики подземных вод сыграли в СССР - Н. Е. Жуковский, Н. Н. Павловский, Г. Н. Каменский и др., за рубежом - Ж. Дюпюи и Л. Дарси (Франция), А. Тилль (Германия), Ф. Форхгеймер (Австрия), Ч. Слихтер, Ч. Хейс, М. Маскет, Р. де Уист (США).

Учение о режиме и балансе подземных вод рассматривает те изменения в подземных водах (их уровне, темп-ре, химич. составе, условиях питания и движения), к-рые происходят под воздействием различных природных факторов (атм. осадков и условий их инфильтрации, испарения, темп-ры и влажности воздуха и почвенного слоя, влияния режима поверхностных водоёмов, рек) и деятельности человека (строительство плотин, водохранилищ и водозаборов, осушения или орошения и т. д.) (рус. учёные А. В. Лебедев, А. А. Коноплянцев, М. М. Крылов, американский учёный О. Мейнцер и др.). Во 2-й пол. 20 в. начали разрабатываться методы прогноза режима подземных вод, что имеет важное практич. значение при эксплуатации подземных вод, гидротехнич. строительстве, орошаемом земледелии и решении др. вопросов.

Гидрогеохимия изучает процессы формирования химич. состава подземных вод и закономерности миграции в них химич. элементов. Теоретич. предпосылки строятся на совр. представлениях о структуре природных вод, о распространённости химич. элементов в земной коре и горных породах, на понятии о клар-ках, факторах миграции, накопления, осаждения и рассеивания различных элементов и их изотопов в природных водах, о газовом составе подземных вод и др. Основы гидрогеохимии заложены трудами В. И. Вернадского в 30-х гг. 20 в. Оформилась эта отрасль Г. в 40-х гг. 20 в. Большой вклад в её развитие внесли сов. учёные А. Н. Бунеев, О. А. Але-кин, В. А. Сулин и др.

В 50-х гг. 20 в. значение самостоятельного направления получила радиогидрогеология - изучение миграции в подземных водах радиоактивных элементов (работы А. П. Виноградова, А. Н. Токарева, А. В. Щербакова).

Учение о минеральных, промышленных и термальных водах. Учение о минеральных водах рассматривает вопросы химич. состава и происхождения минеральных вод, их классификацию на основные гене-тич. типы, создаёт представление о месторождениях и ресурсах минеральных вод и решает проблемы их практич. использования (гл. обр. для курортно-са-наторного лечения). Вопросы изучения и использования минеральных вод освещены в работах А. Н. Огильви, Н. Н. Сла-вянова, Н. И. Толстихина, А. М. Овчинникова, В. В. Иванова и др. Воды с повыш. содержанием разных элементов (иода, брома, бора, стронция, лития, радия и др.), получившие назв. промышленных, исследуются для извлечения из них указанных элементов. Изучение, поиски и разведка месторождений термальных и перегретых вод проводятся в целях использования их для теплофикации городов и населённых пунктов.

Учение о поисках и разведке подземных вод разрабатывает способы выявления месторождений подземных вод, пригодных для организации водоснабжения, орошения и др. практич. целей; даёт их количеств, и качеств, оценку; решает задачи, возникающие при строительстве инженерных сооружений, при осушит, мероприятиях, ирригации. Вопросам методики гидрогеологич. исследований в связи с поисками и разведкой подземных вод посвящены работы А. И. Силина-Бекчу-рина, С. К. Абрамова, М. Е. Альтовско-го, Н. А. Плотникова, Н. Н. Биндемана, Ф. М. Бочевера, франц. учёного Ж. Кас-тани и др.

Мелиоративная Г. разрабатывает методы улучшения гидрогеологич. условий орошаемых и осушаемых территорий в целях их наиболее рационального с.-х. освоения. Вопросы мелиоративной Г. (определение норм полива, обеспечение водой с.-х. культур, прогноз режима подземных вод, борьба с засолением почв и др.) имеют важное значение для обширной терр. аридной зоны земного шара (работы М. М. Крылова, Н. Н. Ходжи-баева и др.).

Г. месторождений полезных ископаемых занимается изучением подземных вод применительно к задачам геологопром. оценки месторождений, их освоения и разработки. Развиваются 2 направления: Г. месторождений твёрдых полезных ископаемых и Г. нефтегазоносных месторождений, что объясняется спецификой разведки, освоения и добычи этих полезных ископаемых (работы С. В. Троянского, М. В. Сыроватко, Н. И. Плотникова, А. А. Саукова, П. П. Климентова и др.). Выделяется рудничная Г., разрабатывающая мероприятия по борьбе с подземными водами.

Региональная Г. изучает закономерности распространения подземных вод в различных природных условиях в связи с геологическими структурами. Она развивается на основе гидрогеологического картирования различного масштаба-от 1:500 000 до 1:10000, основанного на геологической съёмке. Наряду с картированием отд. районов составляются сводные гидрогеологич. карты терр. СССР. Успехи в изучении Г. на терр. СССР достигнуты в результате многолетней исследовательской работы рус. и сов. учёных - С. Н. Никитина, Н. Ф. Погребова, Ф. П. Саваренского, А. Н. Семихатова, О. К. Ланге, Н.И. Толстихина, И. К. Зайцева и др. В результате региональных исследований создаются многочисленные общие и спец. карты; так, в СССР изданы Гидрогеологические карты СССР> в масштабе 1:2500000 (1959, 1964) и Гидрохимическая карта СССР в масштабе 1:5 000 000. С 1966 выходит Гидрогеология СССР (в 45 тт.). На основе региональной Г. получило развитие учение о горизонтальной и вертикальной зональности (П. В. Отоцкий, В. С. Ильин, Б. Л. Личков, Н. К. Игнатович, Н. И. Толстихин и др.).

Большую роль в развитии Г. в СССР сыграла Лаборатория гидрогеологич. проблем имени акад. Ф. П. Саваренского АН СССР (1940-50); ныне ведущими гидрогеологич. орг-циями являются Всесоюзный ин-т гидрогеологии и инж. геологии (ВСЕГИНГЕО), Ин-т водных проблем АН СССР, Ин-т гидрогеологии и инж. геологии (г. Ташкент), гидрогеологич. секция Всесоюзного геологич. ин-та (ВСЕГЕИ), кафедры гидрогеологии ^вузов. За рубежом гидрогеологич. исследования производятся университетами, а также н.-и. орг-циями, геологич. службой и крупными фирмами, специализирующимися в области водоснабжения и ирригации.

Лит.: Саваренский Ф. П., Гидрогеология, 2 изд., М.-Л., 1935; Лебедев А. Ф., Почвенные и грунтовые воды, 4 изд., М. -Л., 1936; Овчинников А. М., Общая гидрогеология, 2 изд., М., 1954; Г о р д е е в Д. И., Основные этапы истории отечественной гидрогеологии, М., 1954 (Труды лаборатории гидрогеологических проблем, т. 7); Токарев А. Н., Щербаков А. В., Радиогидрогеология, М., 1956; Каменский Г. Н., Толстихина М. М.,Толст и хин Н. И., Гидрогеология СССР, М., 1959; Л и ч-к о в Б. Л.. Природные воды Земли и литосфера, М. -Л., 1960; ОВЧИННИКОВА. М., Минеральные воды. 2 изд., М., 1963; Гордеев Д. И., Учение В. И. Вернадского о природных водах и его значение для гидрогеологии, Вести. МГУ. Серия 4. Геология, 1963, №1; Брусиловский С. А., Ланге О. К., Паш ко в с кий И. С., Развитие гидрогеологии в СССР после 1917 года, чБюл. Московского общества испытателей природы. Отдел геологический, 1967, т. 72, в. 5; Л а н г е О. К., Гидрогеология, М., 1969. А. М. Овчинников.

ГИДРОГРАФ (от гидро... и ...граф), график изменения во времени расходов воды в реке за год или часть года (сезон, половодье или паводок и др.). Г. строится на основании данных о ежедневных расходах воды в месте наблюдения за речным стоком. На оси ординат откладывается величина расхода воды, на оси абсцисс - отрезок времени.

ГИДРОГРАФИЧЕСКАЯ СЕТЬ, совокупность водоёмов и водотоков суши (рек, озёр, болот и водохранилищ). Когда рассматривается только система водотоков, применяется термин речная сеть. Однако нередко понятия Г. с. и речная сеть отождествляются. Г. с. характеризуется коэффициентами густоты речной сети, озёрности и заболоченности (отношение площади зеркала озера или поверхности болот к площади территории, выраженной в процентах). Строение Г. с.- её густота, озёрность, заболоченность - обусловлено всем комплексом физико-географич. условий и прежде всего климатом (суммой годовых осадков, величиной испарения), рельефом, геологич. строением местности. В процессе эрозии происходит присоединение к речному водосбору новых площадей, ранее не имевших стока в речную систему, ликвидация бессточных участков, западин и т. д. Уменьшение стока ведёт к обособлению отд. частей Г. с.

ГИДРОГРАФИЧЕСКАЯ СЛУЖБА, служба по обеспечению безопасности судоходства в океанах, на морях, озёрах, водохранилищах, реках. Организована во всех странах мира, к-рые имеют морской или речной флот. Осн. задачи Г. с.- составление и издание спец. и общих руководств и пособий для плавания (на-вигац. карт, лоций, таблиц приливов, гидрометрич. и батиметрич. карт и атласов и др.); установка навигац. оборудования (маяков, сигнальных огней, оградит, знаков на каналах и фарватерах); организация оповещения мореплавателей об изменениях навигац. обстановки и режима плавания; разработка судовых средств навигации и обеспечение ими судов.

В СССР мор. Г. с. руководят: Гидро-графич. управление Мин-ва обороны СССР (образовано в 1924); на морях - гидрографич. управления и отделы флотов (флотилий). На реках, озёрах и водохранилищах гидрографич. работы для обеспечения плавания судов выполняют бассейновые управления водных путей (Главводпуть) Мин-ва речного флота РСФСР и соответствующие органы др. союзных республик.

Ю. А. Пантелеев, С. Н. Торопов.

ГИДРОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ, см. Морские навигационные карты.

ГИДРОГРАФИЧЕСКОЕ СУДНО, предназначено для выполнения морских, озёрных и речных промерных и лоцмей-стерских работ. Промерное Г. с. приспособлено для исследований рельефа дна и условий плавания (течений, ориентиров и пр.), картографич. и радиоло-кац. съёмки берегов с целью составления навигац. карт и пособий. Оборудование промерного Г. с. состоит из приборов для изучения рельефа дна (эхолотов, гидро локаторов)', аппаратуры для определения координат; гидрологич., геологич., геофи-зич. лабораторий для обработки проб воды, грунта и пр. Лоцмейстер-с к о е Г. с. производит установку и обслуживание береговых и плавучих средств навигац. оборудования (СНО) - маяков, радиомаяков, светящихся знаков, радиолокац. отражателей, буев и пр. Оборудование лоцмейстерского Г. с. включает устройства для спуска и подъёма СНО, перезарядки источников питания, помещение для газобаллонов, площадку для вертолёта, аппаратуру контроля работы СНО. Водоизмещение Г. с., в зависимости от назначения и района работ, 1,5-2 тыс. т. Г. с. имеют катера для работы на мелководье. S. Л. Ондзуль.

ГИДРОГРАФИЯ (отгидро... п...графил), раздел гидрологии, посвящённый описанию водных объектов и их отдельных частей. 1) Раздел гидрологии суши, осн. задачей которого является изучение и описание отд. водных объектов: рек, озёр, водохранилищ (и их совокупности на конкретной территории), их положения и физико-географич. условий, размеров и режима. Изучение отд. водных объектов позволяет выявить закономерности в распространении вод суши, понять особенности их режима. Г. опирается на закономерности, устанавливаемые общей гидрологией и физической географией. К задачам Г. относится также изучение изменений режима водных объектов, вызываемых деятельностью человека. Наиболее полные сведения о Г. суши Сов. Союза содержатся в справочниках Ресурсы поверхностных вод СССР. 2) Раздел океанологии, занимающийся описанием подразделения Мирового океана. К задачам мор. Г. также относят комплекс научных дисциплин, изучающих гидромет. режим, геод. поля в Мировом океане, характер грунтов и берегов океанов и морей и динамику рельефа морского дна.

В России организационное оформление Гидрографической службы было осуществлено в 1718 учреждением Адмиралтейств-коллегий, которой было поручено ведать и этой стороной морского дела. В 1827 учреждено Управление Генерал - Гидрографа, преобразованное в 1885 в Главное гидрографическое управление.

За рубежом развитие Г. начинается с первой половины 18 в.- во Франции (1720), Великобритании и Голландии (1737); в США с 1830. Развитие научной Г. в России и СССР связано с именами А. А. Тилло, А. И. Вилькицкого, Ю. М. Шокальского, В. М. Родевича, Е. В. Близняка, И. Ф. Молодых и др. См. также Гидрографическая служба.

Лит.: Близняк Е. В., Овчинников К. М., Быков В. Д., Гидрография рек СССР, М., 1945; Максимов Г. С., Гидрография как наука, в кн.: Ученые записки высшего Арктического морского училища, в. 1, Л. -М., 1949; его же, Гидрографическая опись, М. -Л., 1949; Шейкин П. А., Гидрографические работы на реках, Л., 1949; Наставление по рекогносцировочным гидрографическим исследованиям рек, Л., 1949; Давыдов Л. К., Гидрография СССР, т. 1 - 2, Л., 1953 - 55; ГлушковВ. Г., Вопросы теории и методы гидрологических исследований, М., 1961; Белобров А. П., Гидрография моря, М., 1964; Соколов А. А., Гидрография СССР, Л., 1964.

А. И. Чеботарёв, К. Г. Тихоцкий.

ГИДРОДИКЦИОН, род пресноводных зелёных водорослей; то же, что водяная сеточка.





ГИДРОДИНАМИКА (от гидро... и динамика), раздел гидромеханики, в к-ром изучаются движение несжимаемых жидкостей и взаимодействие их с твёрдыми телами. Методами Г. можно исследовать также движение газов, если скорость этого движения значительно меньше скорости звука в рассматриваемом газе. При скорости движения газа, близкой к скорости звука или превышающей её, начинает играть заметную роль сжимаемость газа и методы Г. уже неприменимы. Такое движение газа исследуется в газовой динамике.

При решении той или иной задачи в Г. применяют осн. законы и методы механики и, учитывая общие свойства жидкостей, получают решение, позволяющее определить скорость, давление и ка-сат. напряжения в любой точке занятого жидкостью пространства. Это даёт возможность рассчитать, в частности, и силы взаимодействия между жидкостью и твёрдым телом. Гл. свойствами жидкости, с точки зрения Г., являются её лёгкая подвижность, или текучесть, выражающаяся в малом сопротивлении жидкости деформациям сдвига, и сплошность (в Г. жидкость считается непрерывной однородной средой); кроме того, в Г. принимается, что жидкости не сопротивляются растяжению.

Основные ур-ния Г. получаются путём применения общих законов физики к элементарной массе, выделенной в жидкости, с последующим переходом к пределу при стремлении к нулю объёма, занимаемого этой массой. Одно из ур-ний, называемое неразрывности уравнением, получается путём применения к элементу, выделенному в жидкости, закона сохранения массы; другое ур-ние (или в проекциях на оси координат - три ур-ния) получается в результате применения к элементу жидкости закона о количестве движения, согласно к-рому изменение количества движения элемента должно совпадать по величине и направлению с импульсом силы, приложенной к нему. Решение общих ур-ний Г. исключительно сложно и может быть доведено до конца не всегда, а только в небольшом числе частных случаев. Поэтому приходится упрощать задачи путём отбрасывания в ур-ниях членов, к-рые в данных условиях имеют менее существ, значение для определения характера течения. Напр., в ряде случаев можно с достаточной для практики точностью описать реально наблюдаемое течение, пренебрегая вязкостью жидкости; т. о., приходят к теории идеальной жидкости, к-рую можно применять для решения многих гидродина-мич. задач. В случае движения жидкостей с весьма большой вязкостью (густые масла и т. п.) величина скорости течения изменяется незначительно и можно пренебречь ускорением. Это приводит к др. приближённому решению задач Г.

В Г. идеальной жидкости особенно важное значение имеет Бернулли уравнение, согласно к-рому вдоль струйки жидкости имеет место следующее соотношение между давлением р, скоростью v течения жидкости (с плотностью р) и высотой z над плоскостью отсчёта0632-1-1.jpg ( g - ускорение свободного падения). Это ур-ние является основным в гидравлике.

Анализ ур-ний движения вязкой жидкости показал, что для геометрически и механически подобных течений (см. Подобия теория) величина0632-1-2.jpg должна быть постоянной (l - характерный для задачи линейный размер, напр, радиус обтекаемого тела или сечения трубы и т. п., 0632-1-3.jpg - соответственно плотность, скорость, коэфф. вязкости жидкости). Эта величина наз. Рейнольд-са числом и определяет режим движения вязкой жидкости: при малых значениях Re(для трубопроводов при0632-1-4.jpg0632-1-5.jpg где d - диаметр трубопровода, 0632-1-6.jpg) имеет место слоистое, или ламинарное течение, при больших значениях Re струйки размываются и в жидкости происходит хаотич. перемешивание отд. масс; это т. н. турбулентное течение.

Решение основных ур-ний Г. вязкой жидкости оказалось возможным найти только для крайних случаев - для Re очень малых, что соответствует (при обычных размерах) большой вязкости, и для Re очень больших, что соответствует течениям жидкостей с малой вязкостью. В ряде технич. вопросов особо важны задачи о течениях жидкостей с малой вязкостью (вода, воздух). В этом случае ур-ния Г. можно значительно упростить, выделив слой жидкости, непосредственно прилегающий к поверхности обтекаемого тела, в к-ром вязкостью пренебречь нельзя; этот слой наз. пограничным слоем. За пределами пограничного слоя жидкость может рассматриваться как идеальная. Для характеристики движений жидкости, в к-рых осн. роль играет сила тяжести (напр., волны, образующиеся на поверхности воды при ветре, прохождении корабля и т. д.), в Г. вводится др. безразмерная величина0632-1-7.jpg , называемая числом Фруда.

Практич. применения Г. чрезвычайно разнообразны. Г. пользуются при проектировании кораблей и самолётов, расчёте трубопроводов, насосов, гидротурбин и водосливных плотин, при исследовании мор. течений и речных наносов, изучении фильтрации грунтовых вод и нефти в подземных месторождениях и т. п. Об истории Г. см. в ст. Гидроаэромеханика.

Лит.: Прандтль Л., Гидроаэромеханика, пер. с нем., M, 1949.

ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА, механизм для бесступенчатого изменения передаваемого от двигателя крутящего момента или частоты вращения вала машины-орудия; рабочий процесс Г. п. осуществляется за счёт работы лопастных насоса и турбины. Г. п. была предложена в нач. 20 в. в виде соосно расположенных центробежного насоса и турбины, сближенных т. о., что их колёса образуют горообразную полость, заполненную рабочей жидкостью - маловязким маслом или водой. Побудителем движения жидкости является насос, колесо к-рого соединено с двигателем; энергия, полученная жидкостью от насоса, передаётся турбиной приводимой машине.

Г. п. только с двумя колёсами - насосным и турбинным (рис.), имеет равные на обоих валах крутящие моменты и наз. гидродинамической муфтой (гидромуфтой). В номинальном режиме частота вращения турбинного вала гидромуфты на 1,5-4% меньше частоты вращения вала насоса; кпд гидромуфты составляет 95-98% .

Гидротрансформаторы имеют три лопаточных колеса (насосное, направляющего аппарата и турбинное) или более. Они бывают с одно- или многоступенчатой турбиной. В последнем случае удаётся расширить область изменения частоты вращения вторичного вала и получить большее увеличение крутящего момента на турбинном колесе по отношению к моменту на валу насоса в режиме страгивания, т. е. когда турбинный вал полностью остановлен (у трёхступенчатых турбин до 12:1). Г. п. допускают регулирование крутящего момента за счёт изменения заполнения их рабочей полости. Этот способ широко применяется для регулирования гидромуфт. Чтобы уменьшить падение кпд в гидротрансформаторах, регулирование ведут поворотом лопастей рабочих колёс. В нек-рых конструкциях гидротрансформаторов предусматривается отключение направляющего аппарата, что обращает механизм в гидромуфту - это т. н. комплексная передача. Г. п. строятся с передаточным отношением от 0,6 до 6 и кпд 0,86-0,92. Раздельная Г. п., т. е. отдельно расположенные насос и турбина, соединённые трубами, позволяет произвольно размещать турбину относительно двигателя, дробить мощность двигателя между неск. потребителями и, наоборот, суммировать мощность неск. двигателей для привода одной машины. Несмотря на то, что кпд раздельных Г. п. составляет 65-70%, они находят всё большее применение в тех случаях, когда приводимая машина должна размещаться в месте, где невозможно или затруднено обслуживание: приводы буровых установок, насосы топливных систем летат. аппаратов, насосы хим. установок и др.

Гидродинамические передачи: а - гидротрансформатор; б - гидромуфта; 1 - рабочее колесо насоса, установленное на ведущем валу; 2 - рабочее колесо гидротурбины, установленное на ведомом валу; 3 - неподвижный направляющий аппарат - реактор. Стрелками показано направление потока рабочей жидкости.

Наибольшее применение Г. п., как автоматически действующие бесступенчатые передачи, нашли в трансмиссиях автомобилей, на тепловозах, в судовых силовых установках, приводах питат. насосов и дымососов ТЭЦ. Мощность приводимых через гидромуфты насосов ТЭЦ доходит до 25 000 кет.

Лит.: ГавриленкоБ. А., Минин В. А., Рождественский С. Н., Гидравлический привод, М., 1968.

В. А. Минин.

ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, сопротивление движению тела со стороны обтекающей его жидкости или сопротивление движению жидкости, вызванное влиянием стенок труб, каналов и т. д. При обтекании неподвижного тела потоком жидкости (газа) или, наоборот, когда тело движется в неподвижной среде, Г. с. представляет собой проекцию главного вектора всех действующих на тело сил на направление движения. Г. с.

0632-1-1.jpg

где р - плотность среды, v - скорость, S - характерная для данного тела площадь. Безразмерный коэфф. Г. с. сх зависит от формы тела, его положения относительно направления движения и чисел подобия (см. Подобия критерии). Силу, с к-рой жидкость действует на каждый элемент поверхности движущегося тела, можно разложить на нормальную и касательную составляющие, т. е. на силу давления и силу трения. Проекция результирующей всех сил давления на направление движения даёт Г. с. давления, а проекция результирующей всех сил трения на направление движения - Г. с. трения. Тела, у к-рых сопротивление от сил давления мало по сравнению с сопротивлением от сил трения, считаются хорошо обтекаемыми. Г. с. плохо обтекаемых тел определяется почти полностью сопротивлением давления. При движении тел вблизи поверхности воды образуются волны, в результате чего возникает волновое сопротивление.

При протекании жидкости по трубам, каналам и т. д. в гидравлике различают два вида Г. с.: сопротивление по длине, прямо пропорциональное длине участка потока, и местные сопротивления, связанные с изменением структуры потока на коротком участке при обтекании различных препятствий (в виде клапанов, задвижек и др.), а также при внезапном расширении или сужении потока или при изменении направления его течения. В гидравлич. расчётах Г. с. оценивается величиной "потерянного" напора hv, представляющего собой ту часть удельной энергии потока, к-рая необратимо расходуется на работу сил сопротивления.

Значение hv по длине трубы при напорном движении вычисляется по формуле Дарси 0632-1-2.jpg где0632-1-3.jpg- коэфф.

сопротивления; l и d - длина и диаметр трубы; v - средняя скорость; g - ускорение свободного падения. Коэфф.0632-1-4.jpg определяется характером течения. При ламинарном течении он зависит только от Рейнольдса числа Re (линейный закон сопротивления), а при турбулентном течении - ещё и от шероховатости стенок трубы. При очень больших Re (порядка 106 и более) 0632-1-5.jpg зависит только от шероховатости (квадратичный закон сопротивления). .Местные Г. с. оцениваются общей формулой 0632-1-6.jpg где 0632-1-7.jpg - коэфф. местного сопротивления, различный для разных препятствий; зависит от числа Re.

Числовые значения коэфф. 0632-1-8.jpg определяются по формулам, приводимым в справочниках. Определение величины hv для открытых потоков производится также по спец. формулам. Г. с. в открытых потоках и при движении в напорных трубопроводах обусловлены одними и теми же физич. причинами.

Правильное определение величины Г. с. имеет большое значение при проектировании и постройке самых разнообразных сооружений, установок и аппаратов (гид-ротехнич. сооружения, турбинные установки, воздухе- и газоочистит. аппараты, газо-, нефте- и водопроводные магистрали, двигатели, компрессоры, насосы и т. д.).

Лит.: Агроскин И. И., Дмитриев Г. T. и Пикалов Ф. И., Гидравлика, 4 изд., M.-Л., 1964; Идельчик И. E., Справочник по гидравлическим сопротивлениям, M--Л., 1960; Альтшуль А. Д., Гидравлические потери на трение в трубопроводах, М. -Л., 1963. П.Г.Киселёв,

ГИДРОЗОЛОУДАЛЕНИЕ, система удаления золы и шлака из топочной камеры и газоходов котельного агрегата водой. Одновременно осуществляется транспортирование золы и шлака на золовые поля или в отвалы. См. Золоудаление.

ГИДРОИДНЫЕ (Hydrozoa), класс водных беспозвоночных животных типа ки-шечнополостных (Coelenterata). Для большинства Г. характерно чередование поколений: полипы сменяются половым поколением - медузами. У большинства Г. бесполое поколение образует колонии, состоящие из громадного количества особей. Колония прикрепляется своим основанием к к.-л. твёрдому субстрату; вертикально поднимающийся стволик ветвится, и на его веточках сидят отд. особи колонии - гидранты', ротовое отверстие каждой особи окружено длинными щупальцами. В оболочке нек-рых Г. откладываются известковые соли; большие скопления таких Г. образуют известковые рифы. Формирование колонии происходит в результате почкования. В отличие от гидры, у колониальных форм Г. развивающиеся из почек новые особи не отрываются, а остаются на общем стволе. Из нек-рых почек развиваются медузы, образующие половые продукты. У мн. Г. медузы отрываются от колонии и ведут свободноплавающий образ жизни; они раздельнополы; из их оплодотворённого яйца развивается характерная для всех кишечнополостных личинка - планула. Среди Г. известно, однако, много видов, у к-рых медузы остаются недоразвитыми и не отрываются от колонии, но тем не менее образуют половые клетки. Вместе с тем у нек-рых Г. имеются только медузы, их личинки развиваются непосредственно в новых медуз. Все Г. питаются животной пищей, захватывая щупальцами планктонных рачков, водных личинок насекомых и даже мальков рыб. Нек-рые медузы могут быть опасны и для человека, причиняя довольно сильные ожоги (напр., гонионемы ).

7 отрядов: гидры (Hydrida), лептолиды (Leptolida), лимномедузы (Limnomedu-sae), трахимедузы (Trachymedusae), нар-комедузы (Narcomedusae), дискомедузы (Disconantae), сифонофоры (Siphonopho-га). Известно более 2500 видов. Г. в основном распространены в морях; исключение составляют гидра, обитающая в пресных водоёмах, и нек-рые медузы, встречающиеся в озёрах Африки и реках Сев. Америки, Европы и Азии, а также колониальный гидроид Moerisia pallasi, распространённый в Каспийском м. и проникший в нек-рые реки. В СССР встречается св. 300 видов. Большинство Г. обитает в литоральной зоне, лишь немногие являются глубоководными формами (напр., Branchiocerianthus из Тихого ок., достигающий 1 м высоты). В ископаемом состоянии Г. известны с мелового периода, но есть указания на нахождение гидромедуз даже в нижнекембрийских отложениях.

Лит.: Руководство по зоологии, т. 1, М. -Л., 1937; Hаумов Д. В., Гидроиды и гидромедузы морских, солоноватоводных и пресноводных бассейнов СССР, M. - Л., 1960; Жизнь животных, под ред. Л. А. Зенкевича, т. 1, M., 1968. В. H. Никитин.

ГИДРОИДЫ (Hydroidea), подкласс водных беспозвоночных животных класса гидроидных типа кишечнополостных. Ряд учёных не разделяет класс гидроидных на подклассы, а делит его непосредственно на 7 отрядов.

ГИДРОИЗОГИПСЫ (от гидро..., греч. isos - равный и hypsos - высота), линии на карте, соединяющие точки с одинаковой высотой поверхности грунтовых вод над условной нулевой поверхностью.

ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, материалы для защиты строит, конструкций, зданий и сооружений от вредного воздействия воды и химически агрессивных жидкостей (кислот, щелочей и пр.). По назначению Г. м. подразделяют на антифильтрационные, антикоррозионные и герметизирующие; по виду осн. материала - на асфальтовые, минеральные, пластмассовые и металлические.

Асфальтовые Г. м. применяют в виде нефтяных битумов с минеральным порошком, песком и щебнем (асфальтовые мастики, растворы и бетоны), получаемых при нагревании (горячие уплотняемые и литые асфальты), разжижением битумов летучими растворителями (битумные лаки и эмали) или эмуль-гированием их в воде (битумные эмульсии, пасты, холодные асфальты). Битумы и асфальты применяют для окраски и штукатурки поверхностей сооружений (асфальтовые гидроизоляции), для уплотнения деформац. швов (асфальтовые шпонки), для пропитки строит, элементов и при изготовлении штучных Г. м., в основном рулонных (гидроизол, бризол, изол, стеклорубероид, маты). Всё большее распространение получают битумно-полимерные Г. м., обладающие повыш. эластичностью и трещиностойкостью. В СССР применяются Г. м. на основе битумов, эмульгированных в воде (холодные асфальтовые мастики, эмульбит, битумно-латексные композиции, эластим), позволяющие использовать местные материалы, упростить и удешевить гидроизо-ляц. работы.

Минеральные Г. м. приготавливают на основе цементов, глины и др. минеральных вяжущих; их применяют для окрасочных (цементные и силикатные краски) и штукатурных покрытий (цементные торкрет и штукатурка), для массивных гидроизоляц. конструкций (гидрофобные засыпки, глинобетонные замки, гидратон) при антифильтрационной защите. Совершенствование минеральных Г. м. связано с применением поверхностно-активных и др. спец. добавок, высокого диспергирования смесей.

Пластмассовые Г. м. применяют для окрасочной (эпоксидные, полиэфирные, поливиниловые, этинолевые лаки и краски), штукатурной (полимер-растворы и бетоны, фаизол) и оклеечной (полиэтиленовая, поливинилхлоридная плёнки, оппаноль) гидроизоляции поверхностей и для уплотнения деформац. швов сооружений (каучуковые герметики, резиновые и поливинилхлоридные профильные ленты, стеклоэластики). Номенклатура и объём произ-ва этих материалов постоянно увеличиваются; наибольшее развитие получают тиоколовые герметики, эпоксидные краски, полиэфирные стеклопластики и полиэтиленовые экраны.

Металлические Г. м. - листы из латуни, меди, свинца, обычной и нержавеющей стали, применяемые для поверхностной гидроизоляции и уплотнения деформац. швов в наиболее ответств. случаях (резервуары, плотины, диафрагмы). Алюминиевая и медная фольга применяется для усиления покрытий и рулонных Г. м. (металлоизол, фольго-изол, сисалкрафт). Металлич. Г. м. постепенно заменяются пластмассовыми, стеклопластиками.

Лит: Pыбьев И. А., Технология гидроизоляционных материалов, M., 1964; Химически стойкие мастики, замазки и бетоны на основе термореактивных смол, M., 1968;

Попченко С. H., Холодная асфальтовая гидроизоляция, 2 изд., Л. - M., 1966; Строительные нормы и правила, ч. 1, раздел В, гл. 25. Кровельные, гидроизоляционные и пароизоляционные материалы на органических вяжущих, M., 1967; Строительные нормы и правила, ч. 1, раздел В, гл. 27. Защита строительных конструкций от коррозии, M., 1964. С. H. Попченко..

ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ (от гидро... и изоляция), защита строит, конструкций, зданий и сооружений от проникновения воды (антифильтрац. Г.) или материала сооружений от вредного воздействия омывающей или фильтрующей воды или др. агрессивной жидкости (антикорроз. Г.). Работы по устройству Г. наз. гидроизоляционными работами. Г. обеспечивает нормальную эксплуатацию зданий, сооружений и оборудования, повышает их надёжность и долговечность.

Антифильтрационная Г. применяется для защиты от проникновения воды в подземные и подводные сооружения (подвалы и заглублённые помещения зданий, транспортные туннели, шахты, опускные колодцы и кессоны), через подпорные гидротехнич. сооружения (плотины, их экраны, понуры, диафрагмы), а также для защиты от утечки экс-плуатационно-технич. или сбросных вод (каналы, туннели и др. водоводы, бассейны, отстойники, резервуары и др.).

Антикоррозионная Г. предназначена для защиты материала сооружений от химически агрессивных жидкостей и вод (минерализованные грунтовые воды, мор. вода, сточные воды пром. предприятий), от агрессивного воздействия атмосферы (надземные металлич. конструкции, гидротехнич. сооружения в зоне переменного уровня воды) и от электрокоррозии, вызываемой блуждающими токами (опоры линий электропередач, трубопроводы и др. подземные металлич. конструкции ).

По виду осн. материала различают Г. асфальтовую, минеральную, пластмассовую и металлическую (см. Гидроизоляционные материалы); по способу устройства (рис. 1) - окрасочную, штукатурную, оклеечную, литую, пропиточную, инъекционную, засыпную, монтируемую; по основному назначению и конструктивным особенностям - поверхностную, шпоночную, работающую "на прижим" и "на отрыв", уплотняющую швы и сопряжения, комплексного назначения (теп-логидроизоляция, пластичные компенсаторы). Важнейшие виды Г. характеризуются след, особенностями.

Окрасочная Г. (горячая и холодная) выполняется в виде тонкого (до 2 мм) многослойного покрытия, обычно из битумных и полимерных лаков и красок, для противокапиллярной и антикоррозионной защиты железобетонных и ме-таллич. конструкций. Наиболее надёжны горячие битумно-полимерные и холодные эпоксидно-каучуковые покрытия. Всё большее применение получают новые полимерные материалы холодного от-верждения.

Штукатурная Г. (горячая и холодная) представляет собой многослойное (до 2 см) покрытие; наиболее распространены для железобетонных сооружений цементный торкрет (см. Торкретирование), холодные и горячие асфальтовые штукатурные растворы и мастики, не требующие защитного ограждения и позволяющие механизировать процесс их нанесения. Расширяется применение по-лимербетонных и полимерцементных покрытий, коллоидного цементного раствора.

Оклеечная Г. производится наклейкой рулонных материалов в виде многослойного (обычно в 3-4 слоя) покрытия с обязат. защитой поверхностными стяжками и стенками. Несмотря на большое распространение, оклеечная Г. в ряде случаев заменяется окрасочной и штукатурной Г. Отличается повыш. тре-щиностойкостью; совершенствование её идёт по пути применения полимерных плёнок, стеклопластиков.

Литая Г.- наиболее надёжный вид Г.; выполняется, как правило, из горячих асфальтовых мастик и растворов разливкой их по горизонтальному основанию (в 2-3 слоя общей толщиной 20- 25 мм) и заливкой за стенку или опалубку на стенах (толщиной 30-50 мм); вследствие сложности и дороговизны выполняется в особо ответств. случаях. Развитие её идёт по пути применения ас-фальтокерамзитобетона, битумоперлита, пеноэпоксидов и др. пенопластов.

Засыпная Г. устраивается засыпкой сыпучих гидроизоляц. материалов в водонепроницаемые слои и полости, напр., ограждённые опалубкой. Аналогична по конструкции и назначению литой Г., но имеет большую толщину (до 50 см) и комплексное теплогидроизоляц. назначение (гидрофобные пески и порошки, ас-фальтоизол) при небольшой водонепроницаемости.

Пропиточная Г. выполняется пропиткой строит, изделий из пористых материалов (бетонные плиты и блоки, асбестоцементные листы и трубы, блоки из известняка и туфа) в органическом вяжущем (битум, кам.-уг. пек, петролатум, полимерные лаки). Пропиточная Г. наиболее надёжна для сборных элементов, подвергающихся интенсивным механич. воздействиям (сваи, трубы, тюбинги, фундаментные блоки).

Инъекционная Г. осуществляется нагнетанием вяжущего материала в швы и трещины строит, конструкций или в примыкающий к ним грунт методами, аналогичными устройству противо-филътрационных завес; используется, как правило, при ремонте Г. Для её устройства всё шире применяются новые полиптеры (карбамидные, фурановые смолы).

0632-1-9.jpg

Рис. 2. Конструкция гидроизоляции подземных сооружений: а - при одностороннем напоре воды (подвал здания); б -при двустороннем напоре воды (подземный канал); 1 - несущая конструкция; 2 - поверхностная гидроизоляция; 3 - бетонное основание; 4 - уплотнение деформационного шва; 5 - напорный фронт воды.

Монтируемая Г. выполняется из специально изготовленных элементов (металлич. и пластмассовые листы, профильные ленты), прикрепляемых к осн. сооружению монтажными связями. Применяется в особо сложных случаях. Совершенствование её идёт по пути использования стеклопластиков, жёсткого поливинилхлорида, индустриального изготовления сборных железобетонных изделий, покрытых в заводских условиях окрасочной или штукатурной Г.

Наиболее распространённый конструктивный вид Г. - поверхностные покрытия в сочетании с уплотнением деформационных или конструктивных швов и устройством сопряжений, обеспечивающих непрерывность всего напорного фронта сооружения. Поверхностные Г. конструируются таким образом, чтобы они прижимались напором воды к изолируемой несущей конструкции (рис. 2); разработаны также новые виды конструктивной Г., работающей "на отрыв".

0632-1-10.jpg

Рис. 3. Уплотнение деформационного шва здания ГЭС (поперечный разрез по зданию станции): 1 - вертикальная асфальтовая шпонка с электрообогревом; 2 - смотровой колодец; 3 - горизонтальная асфальтовая шпонка; 4 - заполнение шва холодной асфальтовой штукатуркой; 5 - полый шов; 6 - уплотнение железобетонным брусом; 7 - труба для подлива асфальтовой мастики.

Существ, значение в Г. сооружений имеют уплотнения деформационных швов (рис. 3); они устраиваются для придания швам водонепроницаемости и защиты их от засорения грунтом, льдом, плавающими телами. Помимо водонепроницаемости, уплотнения должны также обладать высокой деформатив-ной способностью, гибкостью, с тем чтобы они могли свободно следовать за деформациями сопрягаемых элементов или секций сооружения. Наиболее распространённые типы уплотнений - асфальтовые шпонки и прокладки, металлич. диафрагмы и компенсаторы, резиновые и пластмассовые диафрагмы, прокладки и погонажные герметики. Предусматривается также широкое применение битум-но-полямерных герметиков, стеклопластиков и стеклоэластиков, позволяющих создавать более простые и надёжные уплотнения.

Г., работающая "на о т-р ы в", выполняется в виде покрытий, наносимых на защищаемую конструкцию со стороны, обратной напору воды (рис. 4). Применяется гл. обр. при ремонте и восстановлении Г. сооружений (напр., путём оштукатуривания изнутри затопляемых подвалов зданий) и для Г. подземных сооружений, несущие конструкции к-рых бетонируются впритык к окружающему грунту или скальному основанию - туннели, опускные колодцы, подземные помещения большого заглубления (при антифильтрационной их защите). Для устройства Г. этого типа применяются гидроиэоляц. покрытия, допускающие анкеровку за осн. конструкцию (литая и монтируемая Г.) либо обладающие высокой адгезией к бетону при длит, воздействии воды (цементный торкрет, холодная асфальтовая и эпоксид-ная окрасочная Г.).

0632-1-11.jpg

Рис. 4. Поверхностная гидроизоляция, работающая "на отрыв": а - асфальтовая гидроизоляция; 6 - металлическая гидроизоляция: 1 - несущая конструкция; 2 - поверхностная гидроизоляция; 3 - защитное ограждение; 4 - стальные анкеры; 5 - напорный фронт воды; 6 - стальная обшивка.

Комплекс работ по устройству Г. включает: подготовку основания, устройство гидроизоляц. покрова и защитного ограждения, уплотнение деформац. швов и сопряжений Г. При выборе типа Г. отдают предпочтение таким покрытиям, к-рые, при равной надёжности и стоимости, позволяют комплексно механизировать гидроизоляц. работы, ликвидировать их сезонность. В СССР разработаны новые типы гидроизоляц. устройств, успешно разрешающие эти проблемы: асфальтовые штукатурные и полимерные окрасочные, пропиточные и монтируемые Г.

Лит.: Попченко С. H., Старицкий M. Г., Асфальтовые гидроизоляции бетонных и железобетонных сооружений. М, -Л., 1962; Hосков С. К., Устройство гидроизоляции в промышленном строительстве, M., 1963; .Строительные нормы и правила, ч. 3, раздел В,гл. 9. Гидроизоляция и па-роизоляция, M., 1964; Нечаев Г. А., Федотов E. Д., Применение пластических масс для гидроизоляции зданий, Л. -M., 1965; Указания по проектированию гидроизоляции подземных частей зданий и сооружений. CH 301-65, M., 1965; Бовин Г. П., Возведение водонепроницаемых сооружений из бетона и железобетона, M., 1969.

Г. П. Бовин, С. Н. Попченко.

ГИДРОИЗОПЬЕЗЫ (от гидро... и греч. isos - равный, piezo-давлю), изопьезы, пьезоизогипсы, линии на карте, соединяющие точки с одинаковой величиной напоров подземных вод.

ГИДРОКАРБОНАТ НАТРИЯ, бикарбонат натрия, питьевая сода, NaHCO3, применяется в порошках, таблетках и растворах при по-выш. кислотности желудочного сока, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, а также при заболеваниях, сопровождающихся ацидозом (сахарный диабет, инфекции и др.). Г. н. используется также в кулинарии.

ГИДРОКАРБОНАТЫ, бикарбонаты, двууглекислые соли, кислые соли угольной кислоты H2CO3, напр. NaHCO3 (гидрокарбонат натрия). Г. получают действием CO2 на карбонаты или гидроокиси в присутствии воды. При нагревании они превращаются в средние соли - карбонаты, напр. 2NaHCO3 = Na2CO3+H2O+CO2. B противоположность большинству карбонатов все Г. в воде растворимы. Г. кальция Ca(HCO3)2 обусловливает временную жёсткость воды. В организме Г. выполняют важную физиологич. роль, являясь буферными веществами, регулирующими постоянство реакции крови (см. Буферные системы).

ГИДРОКОДОН, лекарственный препарат, успокаивающий кашель. Получают из кодеина, с к-рым Г. сходен по действию, но более активен. Применяют в таблетках при различных заболеваниях лёгких и верхних дыхат. путей.

ГИДРОКОМБИНЕЗОН, гидрокостюм, часть водолазного снаряжения, предохраняющая водолаза от переохлаждения и травм. Различают: Г. водонепроницаемые, изготовляемые из прорезиненной ткани в виде склеенных в одно целое или раздельных шлема, рубахи с перчатками (или без них) и штанов с ботами; к шлему присоединяются дыхат. трубки от водолазного аппарата, и Г. водопроницаемые ("мокрые"), выполняемые из губчатой резины в виде плотно облегающих тело водолаза рубахи со шлемом и отдельно штанов с чулками. Г. выпускаются различных размеров и конструкций в зависимости от типов используемых водолазных аппаратов. См. также Водолазное дело.

ГИДРОКОРТИЗОН, 17-оксикор-тикостерон, кортизол, один из глюкокортикоидов; гормон, образующийся в коре надпочечников и регулирующий преимущественно углеводный обмен. Надпочечники человека секретируют за сутки от 5 до 30 мг Г. При состояниях напряжения (см. Адаптационный синдром) и при введении адренокор-тикотропного гормона образование Г. может увеличиваться в 5 раз.

В мед. практике применяют Г. как препарат из группы гормональных препаратов, оказывающий противовоспалит. и антиаллергич. действие. Г. (и Г.-ацетат в виде суспензий) назначают при лечении ревматизма, бронхиальной астмы, лейкемии, эндокринных и др. заболеваний; местно (чаще в виде мази) при экземе, нейродермитах, глазных заболеваниях и др.

ГИДРОКРЕКИНГ, каталитич. процесс переработки низкосортных топлив; см. Гидрогенизация деструктивная.

ГИДРОКС, способ беспламенного взрывания, основанный на использовании энергии паров воды, азота и углекислого газа, образующихся с выделением тепла в результате практически мгновенного протекания внутри патрона (также наз. Г.) хим. реакции спец. порошкообразной смеси.

ГИДРОКСИЛАЗЫ, группа ферментов, относящихся к классу оксидоредуктаз; катализируют включение в молекулу субстрата атома кислорода из O2. Реакция протекает при участии окисляющегося при этом восстановленного никотинамидаде-ниндинуклеотид-фосфата. Г. играют важную роль в обмене ряда циклич. соединений, в т. ч. стероидов.

ГИДРОКСИЛАМИН, H2NOH, продукт замещения группой ОН одного атома водорода в молекуле аммиака NH3; бесцветные кристаллы игольчатой формы. Плотность 1204,4 кг/м3 (при 23,50C), tпл 33-34 0C, tкип 58 0C при 2,933 кн/м2 (22 мм рт. ст.). При 00C Г. устойчив, при 20 0C медленно разлагается; повышение темп-ры усиливает разложение, при 130 0C Г. взрывает. Г. гигроскопичен, хорошо растворяется в воде с образованием гидрата Г., являющегося слабым основанием: NH2OH-H2O <-> NH3OH++OH-. При взаимодействии с к-тами гидрат Г. образует соли гидроксиламмония, напр. NH3OHCl, (NH3OH)2SO4, обладающие сильными восстановит, свойствами. Г. хорошо растворяется в метиловом и этиловом спиртах, нерастворим в ацетоне, бензоле, петролейном эфире. Кислородом воздуха Г. окисляется до HNO2. Сульфат Г. в пром-сти получают восстановлением нитрита натрия сернистым газом в присутствии соды. Свободный Г. получают отгонкой из щелочных растворов солей. Г. и его производные ядовиты. Соли Г. широко применяются в фармацевтич. пром-сти, в произ-ве капрона и др. и в аналитич. химии.

Лит.: Брикун И. К., Козловский M. Т., Никитина Л. В., Гидразин и гидроксиламин и их применение в аналитической химии, А.-А., 1967.

В. С. Лапик.

ГИДРОКСИЛЬНАЯ ГРУППА, гидроксил, одновалентная группа ОН, входящая в молекулы многих химич. соединений, напр, воды (HOH), щелочей (NaOH), спиртов (C2H5OH) и др.

ГИДРОКСОНИЙ, гидратированный ион водорода H3O+; см. Гидроний и Оксони-евые соединения.

ГИДРОЛ, отход крахмало-паточного произ-ва; сиропообразная однородная жидкость тёмно-коричневого цвета, получающаяся при вторичной кристаллизации гидратной глюкозы из растворов осаха-ренного крахмала. В Г. содержится 65 - 66% сухих веществ. В их составе: 68 - 72% редуцирующих веществ и 5-6% золы (в т. ч. 2-3% хлористого натрия). Сбраживается ок. 70% редуцирующих веществ (гл. обр. глюкоза). Применяется в произ-ве питат. сред, этанола и комбинированных кормов, при дублении кож.

Лит.: Химия и технология крахмала, под ред. P. В. Керра.пер. с англ., 2 изд., M., 1956; Производство кристаллической глюкозы из крахмала, M., 1967.

ГИДРОЛАЗЫ, класс ферментов, катализирующих реакции гидролитического (с участием воды) расщепления внутримолекулярных связей (гидролиза). Г. широко распространены в клетках растений и животных. Участвуют в процессах обмена белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов и др. биологически важных соединений. По типу гидролизуе-мой связи класс Г. делят на ряд подклассов: действующие на сложноэфирные связи (напр., липаза); на гликозильные связи (напр., амилаза); на пептидные связи (напр., пепсин); на кислотноан-гидридные связи (напр., аденозинтрифос-фатаза) и т. д.

По химич. природе большинство Г.- простые белки; для проявления их каталитич. активности необходимо наличие неизменённых сульфгидрильных (SH-) групп, занимающих определ. положение в полипептидной цепи. Ряд Г. получен в кристаллич. виде (уреаза, пепсин,трип-син, химотрипсин и др.). Механизм каталитич. действия нек-рых исследованных Г. включает соединение фермента с расщепляемым веществом с последующим отщеплением продуктов реакции и освобождением фермента. Показано, что в механизмах ферментативного гидролиза много общего с механизмом действия трансфераз и что нек-рые Г. могут переносить отщепляемые группы не только на воду, но и на др. молекулы.

E. И. Королёв.

ГИДРОЛАККОЛИТ (от гидро... и греч. lakkos - яма и lithos - камень), многолетний бугор пучения с ледяным ядром, образующийся в результате увеличения объёма подземной воды при замерзании в условиях гидростатического напора в областях развития многолетне-мёрзлых горных пород. Г. достигают 25- 40 м вые. и 200 м ширины и имеют форму купола с крутыми склонами, пологого кургана или валообразного поднятия; сверху ядро покрыто приподнятыми деформированными отложениями, к-рые разбиты трещинами. В СССР распространены гл. обр. в Якутии.

ГИДРОЛИЗ (от гидро... и греч. lysis - разложение, распад), реакция ионного обмена между различными веществами и водой. В общем виде Г. можно представить ур-нием: А - В + H - OH <-> A - H + B - ОН, где А - В-гидролизующееся вещество, А - H и В - ОН - продукты Г.

Равновесие в процессе Г. солей подчиняется действующих масс закону. Если в результате Г. образуется нерастворимое или легколетучее вещество, Г. идёт практически до полного разложения исходной соли. В остальных случаях Г. солей проходит тем полнее, чем слабее соответствующая соли к-та или основание.

Если Г. подвергается соль, образованная слабой к-той и сильным основанием, напр. KCN, раствор имеет щелочную реакцию; это объясняется тем, что анион слабой к-ты частично связывает образовавшиеся при диссоциации воды ионы H+ и в растворе остаётся избыток ионов ОН-:

K++CN- + HOH <-> HCN+K++OH-. Раствор соли сильной к-ты и слабого основания, например NH4Cl,- кислый (NH4++ Cl-+ HOH<->NH4OH + H+ +Cl-). Если заряд катиона (или аниона) соли больше единицы, то Г. часто приводит к образованию кислых (или основных) солей в качестве продуктов первой ступени процесса, напр.:

CuCl, -> Cu(OH)Cl -> Cu(OH)2.

Количеств, характеристикой Г. солей может служить степень гидролиза (а), определяемая отношением концентрации гидролизованной части молекул к общей концентрации данной соли в растворе; в большинстве случаев она невелика. Так, в 0,1 молярных растворах ацетата натрия CH3COONa или хлорида аммония NH4Cl при 25 0C а = 0,01%, а для ацетата аммония CH3COONH4 а = 0,5%. С повышением темп-ры и разбавлением раствора степень Г. увеличивается.

Г. солей лежит в основе многих важных процессов в химич. пром-сти и лабораторной практике. Частичный Г. трёх-кальциевого силиката является причиной выделения свободной извести при взаимодействии портландцемента с водой (см. Цемент). Благодаря Г. возможно существование буферных систем, способных поддерживать постоянную кислотность среды. Такие растворы имеют и очень важное физиологич. значение - постоянная концентрация ионов H+ необходима для нормальной жизнедеятельности организма. С Г. солей связан ряд геологич, изменений земной коры и образование минералов, формирование природных вод и почв.

Гидролиз органических соединений - расщепление орга-нич. соединения водой с образованием двух или более веществ. Обычно Г. осуществляется в присутствии кислот (кислотный Г.) или щелочей (щелочной Г.). Гидролитич. расщеплению чаще всего подвергаются связи атома углерода с другими атомами (галогенами, кислородом, азотом и др.). Так, щелочной Г. галогенидов служит методом получения (в том числе и промышленного) спиртов и фенолов, напр.:

0632-1-12.jpg

В зависимости от строения углеводородного радикала (R) и от условий реакции Г. галогенпроизводных может осуществляться как мономолекулярный (SwI) или бимолекулярный (5м2) процесс. В случае мономолекулярной реакции вначале происходит ионизация связи углерод-галоген, а затем образующийся ион карбония реагирует с водой; щёлочь, если она добавлена, не влияет на скорость Г. и служит только для нейтрализации выделяющейся галогеяоводородной кислоты и смещения равновесия:

0632-1-13.jpg

В случае бимолекулярной реакции скорость Г. прямо пропорциональна концентрации щёлочи:

0632-1-14.jpg

Исключительно важен Г. сложных эфи-ров (реакция, обратная этерификации):

0632-1-15.jpg

Кислотный Г. сложных эфиров является обратимым процессом:

0632-1-16.jpg

Щелочной Г. сложных эфиров необратим, поскольку он приводит к образованию спирта и соли кислоты:

0632-1-17.jpg

Этот процесс широко применяется в пром-сти для получения спиртов и кислот, напр, при омылении жиров с целью получения глицерина и солей высших алифатич. кислот (мыла).

Аналогично сложным эфирам гидролизуются амиды кислот:

0632-1-18.jpg

Случаи Г. углерод-углеродной связи сравнительно редки. К ним относятся, в частности, кетонное (действием кислот и разбавленных щелочей) и кислотное (действием конц. щёлочи) расщепление 1,3-дикарбонильных соединений, напр, ацетоуксусного эфира:

0632-1-19.jpg

Термин "Г" обычно применяется в орга-нич. химии также по отношению к нек-рым процессам, к-рые более правильно было бы называть гидратацией; примером может служить превращение нитрилов кислот в амиды:

0632-1-20.jpg

Г. сложноэфирных, гликозидных (в углеводах) и амидных (в белках) связей играет огромную роль в жизнедеятельности любых организмов, напр., в таких процессах, как усвоение пищи, передача нервных импульсов и т. п. Г. в живом организме катализируется ферментами гидролизами. См. также Гидролиз растительных материалов.

Лит.: Киреев В. A, Курс физической химии, 2 изд., M., 1956; Реутов О. А., Теоретические проблемы органической химии, 2 изд., M., 1964.

ГИДРОЛИЗ ДРЕВЕСИНЫ, см. Гидролиз растительных материалов.

ГИДРОЛИЗ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, взаимодействие полисахаридов (см. Сахара) непищевого растит, сырья (древесные отходы, хлопковая шелуха, подсолнечная лузга и т. п.) с водой в присутствии катализаторов - минеральных к-т. Исходное растит, сырьё обычно содержит до 75% нерастворимых в воде полисахаридов в виде целлюлозы и ге-мицеллюлоз, при разложении к-рых вначале образуются промежуточные соединения, а затем простейшие сахара-монозы. Наряду с образованием моноз происходит и их частичный распад с образованием фурфурола, органич. к-т, гуминовых к-т и др. веществ. Скорость гидролиза растёт с увеличением темп-ры и концентрации к-ты.

Г. р. м. является основой гидролизных производств, служащих для получения важных пищевых, кормовых и технич. продуктов. В производств, условиях продуктами Г. р. м. являются гидролизах ы- растворы моноз (пентоз и гексоз, в частности глюкозы), летучие вещества (органич.к-ты, спирты) и твёрдый остаток - гидролизный лигнин. Выход моноз может достигать 90% от полисахаридов.

Гидролизаты подвергают дальнейшей био-хим. или хим. переработке в зависимости от профиля гидролизных произ-в и требуемых видов товарной продукции.

Наиболее распространена биохим. переработка гидролизатов для получения белково-витаминных веществ - дрожжей кормовых. Один из важнейших продуктов гидролизного произ-ва - этиловый спирт также получают биохим. путём- сбраживанием гексоз гидролизатов.

Пищевую глюкозу и техническую ксилозу получают соответственно из гексозных и пентозных гидролизатов путём очистки их от минеральных и органич. примесей, упаривания и кристаллизации. При хим. переработке гидролизатов восстановлением содержащихся в них моноз получают многоатомные спирты: из гексоз образуются соответствующие гекси-ты (сорбит, маннит, дульцит и т. д.), а из пентоз - пентиты (ксилит, арабит и др.). Путём гидрогенолиза многоатомных спиртов можно получить глицерин, пропиленгликоль и этиленгликоль. Дегидратацией пентоз получают фурфурол, выход к-рого зависит от состава сырья и условий гидролиза и дегидратации. При дегидратации гексоз образуется леву-линовая к-та, используемая в ряде хи-мич. синтезов.

При пиролизе лигнина образуются смолы и полукокс, к-рый подвергают тер-мич. активации для получения активных газовых и обесцвечивающих углей. При обработке гидролизного лигнина концентрированной серной к-той образуется активный уголь-коллактивит. При обработке щелочами лигнин растворяется, а при последующем подкислении выделяется активированный лигнин, являющийся активным наполнителем синтетич. каучука. Гидролизный лигнин используют также как топливо. См. также Гидролизная промышленность.

С. В. Чепиго.

ГИДРОЛИЗЕР, аппарат для проведения реакции гидролиза в крахмало-паточном произ-ве. Г. бывают периодич. и непрерывного действия. Первые в свою очередь делятся на аппараты, работающие при атм. давлении (заварные чаны) и при повыш. давлении (конверторы). В заварном чане вода и к-та доводятся до интенсивного кипения, в чан из мерника подаётся крахмальное молоко (заварка), гидролиз крахмала (осахаривание) происходит одновременно с выпариванием сиропа. Длительность заварки и осахари-вания 4-4,5 ч. В конверторах гидролиз ведётся при повышенных темп-ре и давлении и продолжается всего 18-20 мин. Г. непрерывного действия имеют ряд преимуществ: непрерывность процесса, позволяющая регулировать осахаривание и, следовательно, повысить качество сиропа; более равномерное потребление пара; сокращение расхода топлива. Все процессы протекают одновременно над разными порциями крахмального молока, к-рое непрерывно и последовательно переходит из одной зоны в другую. Такой Г. состоит из трубчатого 5-секционного подогревателя и осахаривателей. В подогревателе осуществляется клейстеризация крахмала и нагревание клейстера до темп-ры осахаривания (ок. 1450C). Далее сироп поступает на два последовательно соединённых осахаривателя, где завершается осахаривание. Гидролиз продолжается 8-10 мин.

Лит.: Технология крахмало-паточного производства, 3 изд., M., 1959; Бузыкин Н" А., Технологическое оборудование крахмальных и крахмало-паточных заводов, M., 1959; Выщепан А. Г., Мельмай M. E., Товароведение продовольственных товаров, M., 1960; Производство кристаллической глюкозы из крахмала, M., 1967.

"ГИДРОЛИЗНАЯ И ЛЕСОХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ", научно-технич. и производств, журнал, орган Мин-ва целлюлозно-бум. пром-сти СССР, Главного управления микробиологич. пром-сти при Сов. Мин. СССР и Научно-технич. об-ва бум. и деревообрабат. пром-сти. Издаётся в Москве с 1948 (до 1955 - "Гидролизная промышленность СССР"), Освещает вопросы получения из непищ. сырья этилового спирта, кормовых дрожжей, фурфурола, двуокиси углерода и др. продуктов гидролиза, переработки сульфитных и сульфатных щёлоков, а также произ-ва в лесохимич. пром-сти канифоли, скипидара, древесного угля, уксусной к-ты, ацетатных растворителей и добычи живицы путём подсочки леса. Периодичность - 8 номеров в год. Тираж (1971) 3250 экз.

ГИДРОЛИЗНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ, объединяет произ-ва, основанные на химич. переработке растит, материалов путём каталитич. превращения полисахаридов в моносахариды. Вырабатывает из непищевого растит, сырья - отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки, а также с. х-ва - кормовые дрожжи, этиловый спирт, глюкозу и ксилит, фурфурол, органич. кислоты, лигнин и др. продукты. Нар.-хоз. значение Г. п. заключается прежде всего в том, что она использует огромные ресурсы растит, отходов для произ-ва ценной продукции, на выпуск к-рой в др. отраслях пром-сти расходуется значит, количество пищ. и кормовых продуктов (зерно, картофель, патока и др.). Совр. уровень технологии позволяет получать методом гидролиза из 1 т сухого древесного сырья, в зависимости от профиля произ-ва, 220 кг кормовых белковых дрожжей или 35 кг дрожжей и 175 л этилового спирта или 105-110 кг дрожжей и 70-80 кг фурфурола.

В дореволюционной России, несмотря на открытия русских учёных в области гидролиза и наличие огромной сырьевой базы, Г. п. не было. В СССР возникла в 1935. До 1943 выпускала только этиловый спирт, в 1943 было организовано произ-во кормовых дрожжей, в 1944-46 - фурфурола. Г. п. СССР производит широкий ассортимент продукции. Гл. направлением её развития является расширение произ-ва кормовых дрожжей путём строительства мощных гидролизно-дрожжевых предприятий.

СССР располагает практически неограниченными запасами полисахаридсодер-жащих растит, материалов. При совр. уровне произ-ва лесоматериалов и переработки древесины в СССР общее количество отходов древесины составляет ок. 100 млн. м3 в год (не считая низкокачеств. древесины, получаемой в процессе заготовки леса, к-рая используется большей частью как топливо). Кроме того, сырьём для пром. переработки может служить ок. 1 млн. т стержней початков кукурузы, подсолнечной лузги, хлопковой шелухи, собирающихся ежегодно на калибровочных и маслозаводах. Содержание полисахаридов в этих растит, отходах достигает 70% , что в 2-3 раза превышает содержание сахарозы в сахарной свёкле или крахмала в картофеле и равно количеству крахмала в кукурузном зерне, 1 т абсолютно сухой хвойной древесины заменяет при произ-ве этилового спирта 0,6 т зерна или 1,6 т картофеля. Гидролизный з-д, перерабатывающий 150 тыс. плотных м3 древесных отходов и дров, производит такое количество этилового спирта и кормовых дрожжей, на произ-во к-рых потребовалось бы ок. 36 тыс. т зерна или 20 тыс. т патоки. Из 1 м3 пиловочника получают товарных пиломатериалов на 28 руб., а при комплексной переработке 1 м3 отходов лесопиления- продукции на 60-70 руб.

Гидролизные предприятия размещены в Архангельской обл., Карел. АССР, Ленинградской обл., в БССР, УССР, Мол д. CCP, Краснодарском крае, Груз. CCP, Казах. CCP, Пермской обл., на средней и ниж. Волге, на Урале, в Красноярском крае, Иркутской обл. и на Д. Востоке. Крупнейшие предприятия Г. п.- Красноярский, Бирюсинский (Иркутская обл.), Канский (Красноярский край) и Тавдинский (Свердловская обл.) гидролизные з-ды, Ферганский (Узбекская CCP) з-д фурановых соединений. Г. п. располагает мощной производств, базой. Развитие Г. п. и выработка осн. видов продукции характеризуются данными табл. 1.
Табл. 1.- Производство основных видов продукции гидролизной промышленности в СССР
Годы
Этиловый спирт, тыс. дал
Кормовые дрожжи, тыс. m
Фурфурол, тыс. т
1940
366
1945
670
0,07
1950
3201
1,08
0,44
1960
14273
9,75
4,43
1968
19409
97,10
17,12

Большая часть гидролизных предприятий кооперируется с лесопильно-дерево-обрабат. и целлюлозно-бумажными, масло-жировыми предприятиями, непосредственно получая от них энергетич. ресурсы и отходы. Об основных хим.-тех-нологич. процессах гидролизных произ-в см. в ст. Гидролиз растительных материалов.

Механизация трудоёмких процессов и операций в Г. п. технически в основном решена, однако не везде ещё механизированы погрузочно-разгрузочные работы. Частично осуществлена автоматизация. Фондовооружённость и производительность труда показаны в табл. 2.
Табл. 2. - Производительность труда и Фондовооружённость в гидролизной промышленности СССР
Показатели
1960
1968
Выработка валовой продукции на одного работающего в % к 1960
100
146
Фондовооружённость, в рублях
8838
11252

Г. п. интенсивно развивается и в др. со-циалистич. странах. В Болгарии с 1965 работают 2 гидролизно-дрожжевых з-да, в Венгрии, Польше кормовые дрожжи производят в основном из мелассы и отходов спиртового произ-ва, в ГДР и Чехословакии - на базе использования сульфитного щёлока.

Среди капиталистич. стран Г. п. развита в США, Франции, Италии, Финляндии, Японии и представлена гл. обр. произ-вом фурфурола и кормовых дрожжей. Наиболее крупное произ-во фурфурола в США.

Лит.: Гидролизная и сульфитно-спиртовая промышленность СССР, Сборник справочных материалов, M., 1957; Шарков В. И., Технология гидролизного сульфитно-спиртового производства, M., 1959; Басин Д. M., Козлов А. И., Вопросы экономической эффективности гидролизной промышленности, М. -Л., 1961. В. H. Шлянин.

ГИДРОЛИМФА (от гидро... и лимфа), жидкость, циркулирующая в каналах гастроваскулярной системы нек-рых ки-шечнополостных животных; доставляет клеткам и тканям питат. вещества и удаляет продукты их обмена. Гастроваску-лярная система сообщается с внешней средой, и поэтому состав Г. (содержание органических веществ и солей) непостоянен.

ГИДРОЛОГИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ, 1)производств, орган Гидрометеорологической службы СССР, осуществляющий наблюдение и изучение гидрологич. режима водных объектов и территории (на реках - уровень воды, темп-pa воды, скорость течения, мутность, ледовые явления и др.). Г. с. имеют пункты наблюдений (посты), оборудованные соответств. устройствами и приборами. Г. с. подразделяются на речные, озёрные, болотные, воднобалансовые, снеголавинные, селе-стоковые, ледниковые, морские. 2) Пункт в к.-л. одной точке моря (озера) с известными координатами, где проводится с судна серия гидрологич. наблюдений: состояния моря (озера) и погоды, прозрачности и цвета, темп-ры и химич. состава воды на различных глубинах, а также направления и скорости течения.

Е. М. Старостина,

ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ КАРТЫ, карты, отображающие распределение вод на земной поверхности, характеризующие режим водных объектов и позволяющие оценить водные ресурсы отд. частей суши. К Г. к. относятся карты речной сети, её густоты и озёрности, карты стока, карты источников питания, ледового режима, мутности воды в реках, минерализации и химич. состава природных вод, нек-рых характерных явлений: пересыхания и перемерзания, наводнений, карты составляющих водного баланса, испарения с поверхности суши и водной поверхности, коэффициента стока, карты гидрологич. районирования, использования и перспектив использования. Особенности режима озёр и водохранилищ отображаются на спец.картах, аналогичных мор. картам (см. Морские навигационные карты). Основными Г. к. являются карты стока (среднего, максимального и минимального). Для оценки водных ресурсов территории наиболее существенна роль карты распределения среднего многолетнего (нормы) стока. Сток отд. рек показывают на карте (водоносности) в виде масштабной полосы, соответствующей величине стока в разных створах. Карта водоносности характеризует отд. реки; сток с территории (и её увлажнённость) хорошо отражают карты модуля стока (в л/сек -км2) и слоя (в мм за год, месяц, сезон). В условиях малой гидрометеорологич. изученности территории Г. к. являются наиболее надёжными источниками информации о её водных ресурсах. Впервые карта стока была составлена в США в 1892 Ф. Ньюэллом. В СССР первую карту стока (весеннего половодья притоков Днепра) опубликовал П. Н. Лебедев (1925). В 1927 Д. И. Кочерин впервые составил каргу среднего многолетнего стока Европ. части СССР. В 1937 Б. Д. Зайков и С. Ю. Беленков опубликовали карту стока СССР. Первая карта стока всего земного шара выполнена М. И. Львовичем (1945). Наиболее полно распределение ср. стока СССР отражено на картах Б. Д. Зайкова (1946), В.А. Троицкого (1948), а также в Физико-географич. атласе мира (1967).

Лит.: Лебедев П. Н., О нормах стока, в кн.: Труды Первого Всероссийского гидрологического съезда, Л., 1925; Кочерин Д. И., Вопросы инженерной гидрологии, М. -Л., 1932; Львович М. И., Элементы водного режима рек земного шара, Свердловск - М., 1945 (Тр. науч.-исследовательских учреждений ГУ ГМС СССР. Серия 4, в. 18); Троицкий В. А., Гидрологическое районирование СССР, М. -Л., 1948; Тихоцкий К. Г., Методы картографирования пространственного распределения среднего стока, Изв. Забайкальского филиала Географического общества СССР, 1968, т. 4, в. 2. К. Г. Тихоцкий.

ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОГНОЗЫ,научные (с различной заблаговремен-ностью) предсказания развития того или иного процесса, происходящего в реке, озере или водохранилище. По характеру предсказываемых элементов режима Г. п. делят на водные и ледовые. К водным Г. п. относятся прогнозы объёма сезонного и паводочного стока, макс, расходов воды и уровня половодья или паводка, ср. расходов воды за различные календарные периоды, времени наступления максимума половодья и др.; к ледовым Г. п.- прогнозы сроков вскрытия и замерзания рек, озёр, водохранилищ, толщины льда и др. Г. п. бывают краткосрочные - на срок до 15 супг и долгосрочные - на срок от 15 сут до неск. месяцев. По целевому назначению различают прогнозы для гидроэнергетики (приток воды в водохранилища гидроэлектростанций), для водного транспорта (прогнозы уровня воды по су дох. рекам), для ирригации (прогнозы стока рек за период вегетации). Г. п. - один из основных разделов прикладной гидрологии. А. И. Чеботарёв.

ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ, раздел инженерной гидрологии, занимающийся разработкой методов, позволяющих рассчитать величины, характеризующие гидрологич. режим. Результаты расчёта обычно даются в виде ср. значений и величин различной вероятности их повторений. Задачи, решаемые в процессе Г. р., можно разделить на следующие осн. группы: 1) расчёты стока воды, в том числе нормы годового стока, макс, расходов половодий и паводков, внутригодового распределения стока, миним. расходов воды, продолжительности бессточного периода (перемерзания и пересыхания рек), гидрографов половодий и паводков; 2) расчёты гидрометеорологич. водных объектов, в т. ч. испарения с поверхности воды и суши, атм. осадков; 3) расчёты водного баланса отд. водных объектов; 4) расчёты стока наносов, переформирования берегов и заиления водохранилищ; 5) расчёты динамики водных масс, в т. ч. элементов ветрового волнения, сгонно-нагонных денивеляций (см. Денивеляция водной поверхности), течений; 6) расчёты характеристик термич. режима, в т. ч. сроков замерзания и вскрытия водоёмов, толщины льда и снега, темп-ры воды; 7) расчёты гидрохимич. характеристик, в частности минерализации воды водоёмов и содержания в ней отд. компонентов. Решение всех этих задач достигается неск. методами, основными из к-рых являются балансовый и метод математич. статистики.

Лит: Поляков Б. В., Гидрологический анализ и расчёты, Л., 1946; Соколовский Д. Л., Речной сток. Л., 1968.

А. И. Чеботарёв.

ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ ГОД, годичный цикл развития гидрологич. процессов. За начало этого цикла, в отличие от обычного календарного года, в условиях умеренного климата (напр., в СССР) условно принимается 1'окт. или 1 нояб.; гидрологич. зимнее полугодие считается с 1 окт. (1 нояб.) по 31 марта (30 апр.), летнее полугодие - с 1 апр. (1 мая) по 30 сект. (31 окт.). Г. г. вводится с целью получения лучшего соответствия между стоком и осадками, т. к. при календарном счёте времени сток и осадки не соответствуют друг другу. Запасы грунтовых вод на осн. части терр. СССР меньше в конце зимы, в это время значительны запасы снега. Стандартная обработка и публикация гидрологич. материалов в СССР ведётся по календарным годам. А. И. Чеботарёв.

"ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ ЕЖЕГОДНИК", издание Гидрометеорологич. службы СССР. Содержит сведения о гидрологич. режиме рек, водохранилищ и озёр, полученные гидрологическими станциями и постами (уровень и расходы воды, расходы взвешенных наносов, крупность взвешенных наносов и донных отложений, темп-pa воды и толщина льда, хим. анализ воды), а также справочные сведения о постах и станциях. Г. е. издаётся с 1936; до этого (1872-1935) результаты гидрологич. наблюдений публиковались в Сведениях об уровнях воды и Материалах по режиму рек СССР. Г. е.-продолжение этих изданий.

Е. М. Старостина.

ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ государственный (ГГИ), центральное н.-и. учреждение, осн. задачей к-рого является изучение гидрологического режима вод суши (рек, озёр, водохранилищ, болот). Находится в Ленинграде. Образован в 1919 по инициативе АН, в 1930 передан в ведение Гидрометеорологической службы СССР. Большая роль в создании и развитии ГГИ принадлежит В. Г. Глушкову и В. А. Урываеву. В ГГИ работали Л. С. Берг, Ю. М. Шокальский, Н. Н. Павловский, С. А. Христианович, М. А. Великанов и др. учёные. Ведёт исследования в области методики произ-ва гидрометрич. работ, теоретич. и экспериментальные исследования процессов формирования стока и водного баланса, деформации речных русел, динамики водных масс, гидрологич. режима рек, озёр, водохранилищ и болот. Теоретич. исследования сочетаются с полевыми и лабораторными экспериментами. ГГИ имеет полевую н.-и. Валдайскую лабораторию и экспериментальную базу в р-не Зеленогор-ска, к-рая включает лаборатории: русловую, ледотермич., гидрометрич. и аэро-гидрометрич. ГГИ имеет очную и заочную аспирантуру. Издаёт Труды... (с 1936). Награждён орденом Трудового Красного Знамени (1944). А. И. Чеботарёв.

ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ, закономерные изменения состояния водного объекта во времени: уровня и расхода воды, ледовых явлений, темп-ры воды, количества и состава переносимых потоком наносов, изменений русла реки, состава и концентрации растворённых веществ и т. д. Г. р. обусловлен физико-географич. свойствами бассейна и в первую очередь его климатич. условиями.

ГИДРОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕСЯТИЛЕТИЕ международное, см. Международное гидрологическое десятилетие.

ГИДРОЛОГИЯ (от гидро... и ...логия), наука, занимающаяся изучением природных вод, явлений и процессов, в' них протекающих. Г., являясь наукой геофизической, тесно соприкасается с науками географич., геологич. и биологич. циклов. Предмет изучения Г.- водные объекты: океаны, моря, реки, озёра, водохранилища, болота, скопления влаги в виде снежного покрова, ледников, почвенных и подземных вод. Осн. проблемы совр. Г.: исследования круговорота воды в природе, влияния на него деятельности человека и управление режимом водных объектов и водным режимом территорий; пространственно-временной анализ гидрологич. элементов (уровня, расходов, темп-ры воды и др.) для отд. территорий и Земли в целом; выявление закономерностей в колебаниях этих элементов. Основное практич. приложение Г. заключается в оценке совр. состояния водных ресурсов, прогнозе их будущего состояния и в обосновании их рационального использования.

В связи со специфич. особенностями водных объектов и методов их изучения Г. разделяется на океанологию (Г. моря), гидрологию суши, или собственно Г. (точнее, Г. поверхностных вод суши), гидрогеологию (Г. подземных вод).

Первоначально Г. развивалась как отрасль физич. географии, гидротехники, геологии, навигации и как система науч. знаний оформилась только в начале 20 в. Определение Г. как науки дал В. Г. Глушков (1915). В формировании Г. большую роль сыграло учреждение в 1919 Гидрологического института государственного. Совр. Г. широко пользуется методами, применяемыми в географии, физике и др. науках, всё больше возрастает роль математич. методов.

Лит.: Глушков В. Г., Вопросы теории и методы гидрологических исследований, М., 1961; Калинин Г. П., Проблемы глобальной гидрологии, Л., 1968; С о-колов А. А., Чеботарев А. И., Очерки развития гидрологии в СССР, Л., 1970; Чеботарев А. И., Общая гидрология (воды суши), Л., I960.

А. А. Соколов, А. И. Чеботарёв.

ГИДРОЛОГИЯ СУШИ, раздел гидрологии, изучающий поверхностные воды суши - реки, озёра (водохранилища), болота и ледники; соответственно Г. с. подразделяется на потамологию (учение о реках), лимнологию (озероведение), болотоведение, гляциологию (учение о ледниках). Г. с. занимается изучением процессов формирования водного баланса и стока, разработкой конструкций гидрологич. приборов, прогнозом гидрологического режима, изучением структуры речных потоков, водообмена внутри озёр, русловых и береговых процессов, термических, ледовых и др. физич. явлений, химич. состава вод и т. д. В Г. с. входят: гидрометрия, гидрологические расчёты и гидрологические прогнозы, гидрофизика, гидрохимия, гидрография.

Осн. метод Г. с.- стационарное изучение гидрологич. режима на опорной сети станций, важное значение имеют экспедиц. исследования отд. территорий и объектов, всё большее значение приобретают лабораторные работы.

Выводами Г. с. в отношении гидрологич. режима водных объектов и территорий пользуются для осуществления водо-хоз. мероприятий (строительства водохранилищ и мелиоративных систем, пром. и бытового водоснабжения, канализации стоков, развития рыбного х-ва, судоходства и др.).

Лит.: Аполлов Б. А., Учение о реках, М., 1963; Богословский Б. Б., Озероведение, М., I960; Великанов М. А., Гидрология суши, 4 изд., Л., 1948; Иванов К. Е., Гидрология болот, Л., 1953; Огиевский А. В., Гидрология суши, М., 1952. К. Г. Тихоцкий.

ГИДРОЛОКАТОР (от гидро... и лат. loco - помещаю), гидролокационная станция, гидроакустическая станция (прибор) для определения положения подводных объектов при помощи звуковых сигналов. Кроме расстояния до погружённого в воду объекта, некоторые Г. определяют также его глубину погружения по наклонной дальности и углу направления на объект в вертикальной плоскости. О методах определения Г. местоположения объекта и о применении Г. см. в ст. Гидролокация.

Работа Г. (рис.) происходит следующим образом. Импульс электрич. напряжения, выработанный генератором, через переключатель приём - передача подаётся к электроакустич. преобразователям (вибраторам), излучающим в воду аку-стич. импульс длительностью 10- 100 мсек в определ. телесном угле или во всех направлениях. По окончании излучения вибраторы подключаются к гетеродинному усилителю для приёма и усиления отражённых от объектов импульсных акустич. сигналов. Затем сигналы поступают на индикаторные приборы: рекордер, электродинамич. громкоговоритель, телефоны, электроннолучевую трубку (ЭЛТ). На рекордере измеряется и регистрируется электрохимич. способом на ленте расстояние (дистанция) до объекта; с помощью телефонов и электродинамич. громкоговорителя принятые сигналы прослушиваются на звуковой частоте и классифицируются, по максимуму звучания определяется пеленг; на ЭЛТ высвечивается сигнал от объекта и измеряется дистанция до него и направление (пеленг). Длительность паузы между соседними посылками импульсов составляет неск. сек.

По способу поиска объекта различают Г. шагового поиска, секторного поиска и кругового обзора. При шаговом поиске и пеленговании по максимуму сигнала акустич. систему поворачивают в горизонтальной плоскости на угол 2,5-15grad, делают выдержку (паузу), равную времени прохождения импульсом пути от Г. до объекта, находящегося на максимально возможной дальности, и от объекта до Г., а затем производят след, поворот. При пеленговании фазовым методом акустич. систему выполняют в виде двух раздельных систем, переключаемых бесконтактным коммутац. устройством из режима излучения в режим приёма и обратно. Суммарные и разностные сигналы, снятые с двухканального компенсатора, после усиления и сдвига по фазе подводятся к ЭЛТ и рекордеру, где отсчитывается дистанция. Этот способ характеризуется сравнительно высокой точностью пеленгования, большим (неск. мин) временем обследования водного пространства и возможностью слежения лишь за одним объектом. При секторном поиске акустич. энергия излучается одновременно в определ. секторе, а приём и пеленгование отражённых сигналов производятся при быстром сканировании характеристики направленности в пределах этого сектора. При наиболее распространённом круговом обзоре осуществляют ненаправленное (круговое) излучение и направленный (в пределах узкой вращающейся диаграммы направленности) приём, что обеспечивает обнаружение и пеленгование всех окружающих Г. объектов. Акустич. система (антенна) такого Г. выполняется в виде цилиндра или сферы, состоящих из большого количества отд. вибраторов, и размещается в подъёмно-опускном устройстве или в стационарном обтекателе. • К преимуществам этого способа относятся быстрое обследование всего горизонта, возможность обнаруживать и следить за неск. объектами.

Большинство Г. работает в звуковом и ультразвуковом диапазонах частот (4-40 кгц). Это обусловлено необходимостью получения острой направленности антенны (при относительно небольших её размерах) и достижения заданной разрешающей способности. Г. различного назначения обладают дальностью действия от сотен метров до десятков километров и обеспечивают точность пеленгования ок. 1grad. Для уменьшения неблагоприятного влияния гидрологич. факторов (см. Гидроакустика) на дальность действия применяют Г. с акустич. системой, помещённой в контейнер, буксируемый кораблём на глубине неск. десятков м (Г. с переменной глубиной погружения). С. А, Барченков.

ГИДРОЛОКАЦИЯ (от гидро... и лат. locatio - размещение), определение положения подводных объектов при помощи звуковых сигналов, излучаемых самими объектами (пассивная локация) или возникающих в результате отражения от подводных объектов искусственно создаваемых звуковых сигналов (активная локация). Под термином Г. понимают исключительно звуковую локацию, поскольку звуковые волны являются единственным известным в наст, время видом волн, распространяющихся в мор. среде без значит, ослабления. Г. имеет большое значение в навигации для обнаружения невидимых подводных препятствий, при рыбной ловле для обнаружения косяков и отдельных крупных рыб, в океанологии как инструмент исследования фи-зич. свойств океана, картографирования мор. дна, поиска затонувших судов и т. п., а также в воен. целях для обнаружения подводных лодок, надводных кораблей и др. и наблюдения за ними, для определения координат целей при применении торпедного и ракетного оружия.

При пассивной локации (шумо-пеленгации) с помощью шумопеленгатора определяют направление на источник звука (пеленг источника), пользуясь звуковым полем, создаваемым самим источником. При этом применяют различные методы: поворачивают приёмную акустич. антенну с острой направленностью до положения, в к-ром принятый сигнал имеет макс, интенсивность (т. н. макс. метод пеленгования); измеряют разность фаз между сигналами на выходе двух разнесённых в пространстве антенн (фазовый метод); определяют относит, разницу во времени приёма сигналов двумя разнесёнными антеннами посредством измерения взаимной корреляции (корре-ляц. метод), а также путём комбинации этих методов. При пассивной локации расстояние до объекта определяют по двум или неск. пеленгам, полученным неск. приёмными системами, разнесёнными на расстояния, сравнимые с расстоянием до лоцируемого объекта (метод триангуляции); так определяется не только положение шумящего объекта, но и траектория его движения. Системы пассивной Г. применяются гл. обр. для гидроакустич. оснащения подводных лодок и надводных кораблей. Пассивной Г. пользуются также при обнаружении подводных шумящих объектов с помощью распределённых береговых и донных систем звукоприёмников, данные от к-рых по подводному кабелю передаются на береговые системы обработки, а также с помощью системы гидроакустич. радиобуев, информация от к-рых принимается по радиоканалу спец. самолётами, курсирующими в районе плавания буев. Кроме того, пассивное определение направления на шумящий объект является основой действия акустич. самонаводящихся торпед.

Если источник звука излучает короткий звуковой импульс, то положение источника можно определить по разностям времён прихода импульсов, принятых ненаправленными приёмниками в трёх или более разнесённых по пространству пунктах. Таким способом локализации источников пользуются в береговой системе дальнего обнаружения судов, терпящих бедствие в открытом океане (система СОФАР); источником звука при этом служит взрыв заряда, погружаемого на определ. глубину.

Системы активной Г. основаны на явлении звукового эхо (рис.) и различаются методами врем, модуляции посылаемого сигнала и способами обзора пространства. Для определения дальности объекта чаще всего пользуются импульсной, частотной и шумовой модуляциями сигнала. При импульсной модуляции расстояние R до цели находится по времени запаздывания Г0 отражённого импульса: К = с&pound;0/2, где с - скорость распространения звука в среде. При частотной модуляции частота f излучаемого сигнала меняется со временем t по линейному закону f(t)=fo + yt, где ft, и у - постоянные начальная частота и скорость изменения частоты. Поэтому отражённый сигнал, принятый приёмником, будет отличаться по частоте от сигнала, излучаемого в данный момент, т. к. принятый сигнал представляет собой задержанную на время to копию посланного сигнала, а частота излучаемого сигнала за время to изменилась согласно приведённой формуле. Для неподвижной цели разность частот будет постоянной и равной f_ = = yta. Выделив разностную частоту, определяют расстояние до цели R по формуле R = cf-/2y. Аналогична схема действия гидролокатора с шумовым излучением и корреляц. обработкой сигнала.

Осн. характеристикой гидролокаторов является дальность обнаружения, к-рая зависит от мощности излучаемого сигнала, от уровня акустич. помех и от условий распространения звука в водной среде. Дальность обнаружения обычно определяют по величине т. н. порогового сигнала, т. е. сигнала миним. интенсивности, ещё различимого на фоне помех. Если помеха и сигнал независимы, то пороговый сигнал определяется отношением полной энергии полезного сигнала к мощности помехи в данном частотном интервале. Т. о., дальность обнаружения для систем с различными видами модуляции будет одинаковой, если одинакова их полная энергия излучения. Если осн. помеха - хаотич. отражение сигнала от неоднородностей среды (т. н. ревер-берац. помеха), то пороговый сигнал не зависит от мощности излучаемого сигнала, а определяется исключительно шириной полосы его частот; в этом случае более эффективны системы с частотной модуляцией сигнала и с шумовой посылкой.

Наряду с помехами на дальность обнаружения оказывает влияние рефракция, имеющая место в сложных гидрологич. условиях. Совр. гидролокаторы способны обнаруживать большие отражающие объекты в среднем на расстоянии неск. км.

Лит.: Клюкин И. И., Подводный звук. Л., 1963; Сташкевич А. П., Акустика моря, Л., 1966; Тюрин А. М., Сташкевич А. П., Таранов Э. С.. Основы гидроакустики, Л., 1966.


ГИДРОМЕДУЗА (Hydromedusa), 1) род пресмыкающихся сем. змеиношейных черепах. Характеризуются очень длинной шеей, превышающей длину спинного щита, и наличием на передней ноге 4 когтей (рис.). Длина панциря Г. не превышает 30 см. 2 вида; распространены в пресных водоёмах Юж. Америки. Питаются преим. мелкими рыбами. Яйца откладывают на берегу водоёмов. 2) Медузоид-ные особи нек-рых кишечнополостных животных класса гидроидных.

ГидромедузаН. tectifera.

ГИДРОМЕЛИОРАТИВНЫЕ ИНСТИТУТЫ, готовят инженеров для водохо-зяйственных и с.-х. предприятий, учреждений, орг-ций и др. по специальностям гидромелиорация и механизация гидромелиоративных работ. В СССР в 1971 имелось 5 Г. и.: Джамбулский строительный (осн. в 1961), Московский гид-ромелиоратицный институт (1930), Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт (1930), Ташкентский ин-т инженеров ирригации и механизации с. х-ва (1934), Украинский ин-т инженеров водного х-ва (1930, осн. как Киевский инженерно-мелиоративный ин-т, в 1959 был переведён в Ровно и получил совр. название). Во всех Г. и. имеются дневные и заочные ф-ты (в Украинском ин-те, кроме того, вечернее отделение и общетехнич. ф-т), аспирантура. Московскому и Новочеркасскому Г. и. предоставлено право приёма к защите кандидатских и докторских диссертаций, Ташкентскому и Украинскому - кандидатских. Срок обучения в Г. и. 4 года 10 мес. Выпускники Г. и. защищают дипломные проекты и получают квалификацию инженера-гидротехника и инженера-механика. Б. А. Васильев.

ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЯ (от гидро... и металлургия), извлечение металлов из руд, концентратов и отходов различных произ-в водными растворами хим. реагентов с последующим выделением металлов из растворов.

На возможность применения гидроме-таллургич. процессов для извлечения металлов из руд указывал М. В. Ломоносов (1763). Значит, вклад в развитие Г. внёс русский учёный П. Р. Багратион, создавший теорию цианирования золота (1843). В нач. 20 в. пром. значение приобрела Г. меди. Позднее были разработаны гидрометаллургич. способы получения мн. др. металлов.

Г. включает ряд осн. технологич. операций, выполняемых в определённой последовательности. Механич. обработка руды - дробление и измельчение с целью полного или частичного раскрытия зёрен минералов, содержащих извлекаемый металл. Изменение хим. состава руды или концентрата для подготовки их к выщелачиванию-хлорирующий, окислит., сульфатизирующий или восстановит, обжиг, спекание. Цель - разложение хим. соединений извлекаемого металла и перевод их в растворимую форму. Выщелачивание - перевод извлекаемого металла в водный раствор. Эта операция иногда осуществляется попутно в процессе мокрого измельчения (в мельницах, классификаторах) или в спец. аппаратуре (чаны для выщелачивания, автоклавы). Отделение металлосодержащего раствора от измельчённого материала обезвоживанием и промывкой в сгустителях, на фильтрах. Подготовка растворов к выделению из них соединений или металлов отделением взвешенных частиц (осветление) или хим. осаждением сопутствующих металлов и примесей. Осаждение металлов или их соединений из растворов электролизом (медь, цинк и др.), восстановлением более электроотрицат. металлом - цементацией (медь, серебро, золото и др.), сорбцией ионообменными смолами или углем, жидкостной экстракцией соединений металла орга-нич. растворителями с последующей ре-экстракцией в водный раствор и осаждением из него чистого металла или хим. соединения. Переработка осадка с целью дальнейшей очистки выделенного соединения или чернового металла или непосредств. получение готового товарного металла может осуществляться: перекристаллизацией, возгонкой, прокаливанием, переплавкой, электролизом из водных или расплавленных сред.

При хим. взаимодействии металла с растворителем нейтральный атом металла переходит в ионное состояние, образуя растворимое соединение. Растворение происходит легко в случае выщелачивания руд или концентратов, в к-рых металл присутствует в окисленной (ионной) форме. Примером могут служить окисленные медные и урановые руды, обожжённые цинковые концентраты, продукты хлорирующего обжига. В нек-рых случаях для извлечения металла растворителем необходимо предварит, окисление кислородом или др. окислителем (напр., при содовом выщелачивании руд, содержащих 4-валентный уран, для перевода последнего в 6-валентный). При растворении металлов (самородных или восстановленных) неизбежно окисление их для перехода в ионное состояние. Окисление металла с одноврем. ионизацией окислителя (напр., растворённого в воде молекулярного кислорода) в случае более благородных металлов термодинамически возможно лишь при затрате энергии, к-рая, напр., может быть получена при образовании комплексного иона (цианирование золота и серебра, аммиачное выщелачивание металлич. меди, никеля).

Растворение минералов с различными видами хим. связи в кристаллич. решётке (ковалентная, металлическая, ионная) характерно для выщелачивания сульфидов, арсенидов, селенидов, теллуридов. Растворение этих минералов, если предварительно не проведён окислит, обжиг, в большинстве случаев также требует окисления в пульпе, напр, при аммиачном выщелачивании медно-никелевых сульфидных руд в автоклаве под давлением кислорода или воздуха. Перенос растворителя и удаление продуктов реакции происходит в объёме раствора конвекцией (турбулентной диффузией), а в слое на границе с минералом - молекулярной (тепловой) диффузией. Обычно реакция, происходящая при гидрометаллургич. извлечении, находится в диффузионной области; определяющим фактором является скорость диффузии вещества, лимитирующая течение реакции. Возрастание скорости растворения минерала происходит при увеличении его относит, поверхности (т. е. степени измельчения), при ускорении перемешивания и при повышении темп-ры.

Форма поверхности и размер частиц растворяемого минерала определяют функциональную зависимость количества растворившегося металла от времени контакта с раствором; поэтому они влияют на степень извлечения и на объём аппаратов для выщелачивания.

Растворителями для выщелачивания соединений является преим. серная к-та (ванадий, медь, цинк), сода (ванадий в карбонатных рудах, молибден, вольфрам), едкий натр (глинозём, вольфрам), аммиак (медь, никель), цианистые соли (золото, серебро), сернистый натрий (сурьма, ртуть), растворы хлора и хлоридов (благородные металлы, свинец, редкие металлы), тиосульфаты (золото, серебро).

Для жидкостной экстракции применяют различные соединения (напр., раствор трибутилфосфата и ди-2-этилгексилфосфата в керосине и др.). После экстракции очищенное соединение металла извлекается из органич. растворителя водным раствором, часто с добавкой к-ты или др. реагента. Из раствора металлы осаждаются методом цементации или углем, или водородом под давлением. Применяются также аниониты или катиониты. После сорбции соединение металла снимается растворителем с ионита и последний подвергается регенерации.

При больших масштабах гидрометаллургич. произ-ва (напр., при выщелачивании меди из окисленных крупнокусковых руд) обработка иногда осуществляется орошением штабелей руды слабыми растворами серной к-ты. Медьсодержащие растворы дренируются в сборные резервуары, а затем в цементаторы. Для дроблёных и рассортированных Песковых фракций руд (напр., золотых) применяется просачивание раствора в чанах через слой хорошо фильтрующей загрузки.

Для интенсификации этого процесса раствор иногда предварительно насыщают воздухом, создают вакуум под фильтрующим днищем. Для выщелачивания тонкоизмельчённого материала применяют чаны для перемешивания (механич., пневматич. и пневмомеханич.) пульпы. Для непрерывного выщелачивания обычно их соединяют последовательно.

Иногда возможны комбиниров. схемы выщелачивания: зернистого классифици-ров. материала - просачиванием, отделённого мелкого материала (шлама) - перемешиванием. В отд. случаях возможно и другое аппаратурное оформление выщелачивания, например в автоклавах непрерывного и периодического действия. Выщелачивание кислыми растворами производится в стальной гуммированной, керамич. или др. кислотоупорной аппаратуре; для щелочных растворов пригодна стальная, иногда деревянная аппаратура. Методы жидкостной экстракции или дополняют выщелачивание, или применяются для непосредств. извлечения соединений металлов из руд. Экстракция производится по принципу противотока в экстракционных колонках (экстракт и отходящий раствор непрерывно удаляют в разных направлениях). Обезвоживание и промывка производятся в сгустителях (греоковые с центральным и периферич. приводом, многоярусные) и фильтрах (вакуум-фильтры и фильтр-прессы непрерывного и периодич. действия). Осаждение из растворов производится в аппаратах, конструкция к-рых зависит от осадителя. Для химических (растворимых) осадителей применяют реакторы и фильтры. Порошкообразные осадители (цинковая, алюминиевая пыль) вводятся в смесители с раствором, осаждение затем может продолжаться внутри перекачивающего насоса, в трубопроводе и через слой осадителя на фильтре. Можно осаждать металл или его соединения в самой пульпе (напр., погружением в пульпу сетчатых корзин с ионитом). Порошковые осадители после контакта с раствором можно выделять флотацией. Осаждение кусковыми осадителями (железо для меди, цинковая стружка или уголь для золота) производят в желобах или ящиках с перегородками для зигзагообразного движения раствора вверх и вниз через слой осадителя. Возможно выделение примесей (напр., железа) гидролизом из очищенного раствора с последующим получением основного металла (напр., цинка) осаждением на катоде электролизом с нерастворимыми анодами. См. также Благородные металлы.

Лит.: Основы металлургии, т. 1 - 5, М., 1961 - 68; Автоклавные процессы в цветной металлургии, М., 1969; В ur kin A. R., The chemistry of hydrometallurgical processes, L., 1966; H abas hi F., Principles of extractive metallurgy, v. 1-2, N. Y. -L. -P., 1969-70.

ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ, научно-технич. издательство в системе Гл. управления Гидрометеорологической службы при Сов. Мин. СССР. Находится в Ленинграде, имеет отделение в Москве. Осн. в 1934 как редакционно-издательский отдел Центр, управления единой Гидро-метслужбы СССР; с 1936 - Г. Выпускает научно-техническую, справочную, прикладную, учебную и научно-популярную литературу по метеорологии, гидрологии, океанологии. Издаёт сборники трудов н.-и. ин-тов и др. учреждений Гидрометслужбы, методич. пособия (Наставления, Руководства, Указания) по проведению гидрометеорологич. измерений и их обработке, спец. карты, атласы и др. К фундаментальным справочным изданиям относятся: Ресурсы поверхностных вод СССР (с 1965), Справочник по климату СССР (3-е изд., с 1964). Г. издаёт также ежемесячный научно-технич. журнал Метеорология и гидрология (с 1935), научно-популярный ежегодник Человек и стихия (с 1962), Бюллетень Всемирной метеорологической организации (с 1968). Объём издательской продукции Г. в 1970 составил 20 млн. печатных листов-оттисков. А. Н. Михайлов.