Водные ресурсы
Вода — особый вид ресурсов

Вода в качестве вида природных ресурсов обладает существенными особенностями. Поэтому вопросы о том, что считать за меру водных ресурсов и что принять в качестве показателя водообеспеченности страны или вообще какой-либо территории, не так просты, как кажется на первый взгляд.

В отличие от других видов природных ресурсов, таких, как, например: уголь, железо, нефть, запасы которых давно учитываются при разработке планов экономического и социального развития, в отношении ресурсов воды еще не выработаны достаточно четкие количественные и качественные критерии. До недавнего времени она считалась бесплатным даром природы и лишь в последние годы приобрела ранг экономического ресурса, использование которого, как и любого другого источника сырья, необходимо планировать на длительную перспективу.

Вода динамична, находится в постоянном движении. Ее количество и качество меняются во времени и пространстве. Прошли дожди или растаял снег — и воды в реках, озерах и водохранилищах много, наступила засуха — и они обмелели, а некоторые высохли совсем.

В их водном режиме происходят, как известно, внутригодовые и многолетние циклические колебания, наблюдается чередование многоводных периодов и длительных маловодий. Вода же для жизни и деятельности человека ничем не заменима, она нужна круглый год, каждый день, в определенном количестве и необходимого качества. При использовании стока рек в их естественном состоянии приходится при планировании ориентироваться на маловодья, а во избежание перебоев водоснабжения — регулировать сток с помощью водохранилищ.

Для оценки водных ресурсов в водном хозяйстве используют два понятия: статические, или вековые, запасы и возобновляемые водные ресурсы. В литературе, даже специальной гидрологической, иногда смешивают эти различные категории. Их нередко суммируют или недостаточно строго различают. Между тем смешивать их нельзя. Да и единицы их измерения различны.

Статические запасы при неизменных климатических условиях можно считать постоянными. Их измеряют в объемных величинах (м3, км3), а возобновляемые ресурсы — в объемных величинах, отнесенных к единице времени (м3/с, м3/год, км3/год). Но дело не только в этом. Главное заключается в их различном значении в природе и хозяйстве страны, в необходимости различного подхода к их использованию.

К статическим естественным запасам пресных вод суши относятся воды, единовременно находящиеся в водных объектах: реках, озерах, ледниках, а также в подземные воды.

В гидрологии и водном хозяйстве к возобновляемым относят те воды, которые ежегодно восстанавливаются в процессе круговорота воды на планете, водообмена между сушей и океаном. Земля как планета, в сущности, является гигантской паровой машиной, двигателем которой служит солнечная энергия. Вода, испаряющаяся под действием солнечной энергии с поверхности Мирового океана, поступает в атмосферу и затем вновь возвращается в океан в виде атмосферных осадков. Но не всегда осадков на поверхность океана выпадает меньше, чем их испаряется. Часть испарившейся воды воздушными течениями переносится с океана на сушу, где, снова выпадает в виде осадков, этот процесс является основным источником формирования воды на суше — ледники, подземные воды, озера. Часть атмосферных осадков, выпадающих на суше, не успевшая испариться или просочиться вглубь, вновь возвращается в океан реками в виде так называемого речного стока.

Как показали новейшие исследования, в круговороте воды на Земле участвует 577 000 км3 воды. Такое количество ежегодно испаряется с поверхности океана (505 000 км3/год) и суши (72 000 км3/год), и такое же количество выпадает в виде атмосферных осадков: на океане — 458 000 км3/год, на суше — 119 000 км3/год.

Водный баланс нашей планеты считается замкнутым, так как нет каких-либо объективных данных, свидетельствующих о сколь-нибудь значительных в нашу эпоху потерях влаги при взаимодействии между атмосферой и космосом или, наоборот, о поступлении вод из недр Земли.

Разность осадков и испарения с поверхности океана (505 000—458 000 = 47 000 км /год) представляет собою тот источник воды, который питает ежегодно все воды суши — реки, озера, подземные воды, ледники. Океан, таким образом, как гигантский естественный испаритель является основным поставщиком пресной воды на континенты. Принимая речной сток, океан не только возобновляет его количественно, но и восстанавливает его качество. И если бы человек вдруг прекратил сбрасывать в реки сточные воды, вода в реках со временем вновь стала бы первозданно чистой.

Для того чтобы наглядно подчеркнуть отличие статических запасов воды от возобновляемых водных ресурсов, можно воспользоваться понятиями, заимствованными из экономической мауки. В этом смысле статические запасы воды можно уподобить, например, постоянному капиталу.

Невосполняемое их использование, подобно растрате постоянного капитала, очевидно, неизбежно будет иметь следствием истощение запасов, нарушение веками установившегося равновесия в природе. Возобновляемые водные ресурсы (речной сток)—используя, как и в отношении статических запасов, терминологию, заимствованную из области экономики,— можно приравнять к проктитам с основного капитала (статических запасов). Разумеется, эти аналогии весьма условны.
Для иллюстрации количественного соотношения статистических запасов и возобновляемых ресурсов, например озер, можно привести озеро Байкал. При огромных его статических запасаx (23 000 км3), возобновляемые его ресурсы (сток Ангары в истоке Байкала) составляют всего порядка 60 км3/год, или 0,26%. Остальные 22 940 км3 подобны мертвому объему воды в водохранилищах: их практически нельзя использовать без нанесения ущерба экологии озера. Это не всегда учитывают, когда говорят о богатейших запасах прекрасной пресной воды в Байкале и других крупных озерах. В действительности они не столь велики, если не иметь в виду использование и сработку статических запасов воды.

Возобновляемые водные ресурсы, следовательно, являются динамической частью статических запасов и представляют собой воду, ежегодно сбрасываемую с суши в Мировой океан или во внутренние бессточные водоемы.
Что такое ежегодно возобновляемые водные ресурсы какой-либо территории и какое место они занимают в круговороте воды в природе, наглядно показано на рисунке, иллюстрирующем взаимосвязь его элементов: осадков стока, испарения, притока и оттока атмосферной влаги. Разность годовых значений осадков (X) и величины испарения (Z) н,а этом рисунке представляет собой средний многолетний сток (У), который принято в последнее время считать показателем возобновляемых

Схема водных ресурсов в процессе круговорота воды в речном бассейне

Схема, иллюстрирующая возобновление водных ресурсов (речного стока) в процессе круговорота воды в речном бассейне или в пределах какой-либо территории (без учета изменения статических запасов воды на поверхности земли и в почвогрунтах). A—количество поды (водяного пара), приносимое воздушными потоками; X — количество осадков, выпадающих в пределах рассматриваемой территории; Z—испарение с поверхности земли; В — количество воды (водяного пара), ушедшей за пределы территории; У—речной сток (возобновляемые водные ресурсы), равный Разности X — Z, где X = А — В + Z.

водных ресурсов и водообеспеченности. Необходимо подчеркнуть, однако, что при этом осадки и испарение должны быть определены как средние за многолетний период. Это и означают черточки сверху соответствующих символов.

Для каждого конкретного года величина возобновляемых водных ресурсов будет колебаться в зависимости от величин X, Z и изменений запасов воды на поверхности суши и в толще почвогрунтов рассматриваемой территории (U). Иначе говоря, ежегодная величина возобновляемых водных ресурсов будет определяться не только разностью X — Z, но и величиной ежегодного изменения статических запасов воды в рассматриваемом бассейне или территории.

Использование приведенных выше так назьпшемых водно-балансовых расчетов для определения средних годовых (У) и особенно ежегодных (У без черточки) значений возобновляемых водных ресурсов связано со значительными трудностями ввиду сложности и недостаточной еще точности расчета исходных величин осадков, испарения и изменений количества воды на поверхности и в толще почвогрунтов.

Поэтому, при наличии достаточно густой сети гидрологических Станций и постов, на которых систематически измеряются расходы воды и подсчитывается речной сток, величина возобновляемых водных ресурсов для каждого конкретного года (У м3/год) определяется путем умножения средних суточных расходов в реке (м3/гоД) на количество суток в году.

Величина средних за многолетний период возобновляемых водных ресурсов (У) получается путем деления суммы ежегодных значений речного стока на число лет. Для страны или какой-либо иной территории соответствующие величины возобновляемых водных ресурсов (У и У) определяются путем суммирования годовых или средних многолетних значений стока всех рек рассматриваемой территории.

Количественная оценка водных ресурсов по величине годового стока в последние годы получила широкое распространение в гидрологии и водном хозяйстве при планировании их использования и оценке водообеспеченности. Но она обладает существенными недостатками. Далеко не весь средний годовой сток может быть практически использован. Его правильнее было бы считать потенциальными водными ресурсами. Действительные, или эксплуатационные, ресурсы значительно меньше среднего годового стока: нельзя реки полностью «выпить».

При водохозяйственном проектировании эти ресурсы рассчитывают с помощью вероятностной статистики с учетом нпутригодовых и многолетних колебаний. Для гарантии водообеспеченности величина водных ресурсов оценивается по стоку маловодного года редкой повторяемости (например, 1 раз в 75, 90 или 95 лет). При этом учитывается также неравномерность распределения стока внутри года: рассчитывается сток маловодного сезона или месяца. Практически объем речного стока, пригодный для использования, в северных бассейнах составляет 60—70%, а в южных, где происходят особенно большие его колебания, и того меньше: — 30—50% от среднего многолетнего. Принимая величину среднего годового стока в качестве показателя возобновляемых водных ресурсов, мы в известной мере вводим плановые органы в заблуждение, создавая иллюзию его неисчерпаемости. Между тем, лишь в том случае сток не истощался бы в процессе использования, если бы вода, забранная из реки или озера для хозяйственных нужд, вновь возвращалась в них в том же количестве и того же качества. В жизни, однако, такого не бывает.

В процессе хозяйственного использования значительная доля воды теряется безвозвратно, происходит ухудшение качества. Особенно велики безвозвратные потери воды в орошаемом земледелии, являющемся основным водопотребителем. Промышленность же и коммунальное хозяйство как водопотребители являются главными виновниками качественного истощения водных ресурсов.

Источник: vodacool.ru

7.Режим уровня воды в реке. Типы уровенного режима.

Уровень-высота пов-ти воды в данном створе над какой-то условной плоскостью отсчета(0,5м ниже средне миним. уровня воды.Колебания уровня воды могут быть(КУВ)-

многолетний- определяется климатическими факторами.

Сезонные–зависят от водности( кол-во поступающей воды) повышение связано со снеготаянием и дождевыми осадками, от зарастания русла(подъем воды)

Короткосрочные — вызывают паводки, ливневые осадки, сгононагонные колебания в устье, приливно-отливные колебания в устье. Режим уровня воды не всегда следует за колебанием водности. В устьевой области при повышении уровня расход падает. При зарастании русла расход не меняется, а уровень повышается. При ледовых заторных и зажорных явлениях уровень повышается, а расход остается прежним, за счет ледовой плотины.

типы уровневого режима:

1 колебания, связанные с изменением водности потока- осадки таяние льда и др

2 колебания, вследствие изменения сопротивления в русле без изменения водности

3 вследствие естественных и искусственных подпоров(отвал и плотина)

6.Типы озёр и водный баланс озёр.

О́зеро(замедленный водообмен)— замкнутое углубление суши, в которое стекают и накапливаются поверхностные и подземные воды. Озёра не являются частью Мирового Океана.Озера служат естественными хранилищами воды, рыболовными угодьями, минерализованные озера дают химическое сырье. Различные типы озер различаются по происхождению озерной котловины, водному режиму, минерализации и химическому составу озерных вод, температурному режиму, органическому миру и другим признакам.

Они подразделяются:

По размеру- на очень большие>1000км2,большие от 101до 1000км2.средние от 10 до 100 км2,малые <10 км2.

По степени постоянства— постоянные и временные

По географическому положению— интразональные(в той же геогр зоне),полизональные(водосбор в нескольких геогр зонах)

По происхождению озёрные котловины— тектонические(в крупных предгорных впадинах),вулканические(в кратерах потухших вулканов),метеоритные(в результате падения метеоритов),ледниковые(в результате деятельности современных или древних ледников), карстовые(в районах залегания известняков), термокарстовые(в районах распространения многолетнемёрзлых грунтов), суффозионные(в результате просадок, вызванных вымыванием подземными водами из грунта мелких частиц), морского происхождения(лагуны), эоловые(в понижениях между песчаными дюнами и превращаются в озёра в результате затопления их речными водами), органогенные(формируются в болотах).

Источник: StudFiles.net

Водные ресурсы

Водные ресурсы — воды в жидком, твердом и газообразном состоянии и их распределение на Земле. Они находятся в естественных водоемах на поверхности (в океанах, реках, озерах и болотах); в недрах (подземные воды); во всех растениях и животных; а также в искусственных водоемах (водохранилищах, каналах и пр.).

Вода — единственное вещество, которое в природе присутствует в жидком, твердом и газообразном состояниях. Значение жидкой воды существенно меняется в зависимости от местонахождения и возможностей применения. Пресная вода шире используется, чем соленая. Свыше 97% всей воды сосредоточено в океанах и внутренних морях. Еще около 2% приходится на долю пресных вод, заключенных в покровных и горных ледниках, и лишь менее 1% — на долю пресных вод озер и рек, подземных и грунтовых.

Вода — самое распространенное соединение на Земле, обладает уникальными химическими и физическими свойствами. Поскольку она легко растворяет минеральные соли, живые организмы вместе с ней поглощают питательные вещества без каких-либо существенных изменений собственного химического состава. Таким образом, вода необходима для нормальной жизнедеятельности всех живых организмов. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Ее молекулярный вес всего 18, а точка кипения достигает 100°C  при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. На больших высотах, где давление ниже, чем на уровне моря, вода закипает при более низких температурах. Когда вода замерзает, ее объем увеличивается более чем на 11%, и расширяющийся лед может разрывать водопроводные трубы и мостовые и разрушать скальные породы, превращая их в рыхлый грунт. По плотности лед уступает жидкой воде, что и объясняет его плавучесть.

Вода также обладает уникальными термическими свойствами. Когда ее температура понижается до 0°C и она замерзает, то из каждого грамма воды высвобождается 79 кал. При ночных заморозках фермеры иногда опрыскивают сады водой для защиты бутонов от повреждения морозом. При конденсации водяного пара каждый его грамм отдает 540 кал. Эта теплота может быть использована в отопительных системах. Благодаря высокой теплоемкости вода поглощает большое количество теплоты без изменения температуры.

Молекулы воды сцепляются посредством «водородных (или межмолекулярных) связей», когда кислород одной молекулы воды соединяется с водородом другой молекулы. Вода также притягивается к другим водород- и кислородсодержащим соединениям (т.н. молекулярное притяжение). Уникальные свойства воды определяются прочностью водородных связей. Силы сцепления и молекулярного притяжения позволяют ей преодолевать силу тяжести и вследствие капиллярности подниматься вверх по мелким порам (например, в сухой почве). В природе капиллярность поддерживает жизнедеятельность растений, давая им возможность «высасывать» водные растворы из почвы. Основным источником пресной воды являются атмосферные осадки, но для потребительских нужд могут также использоваться и два других источника: подземные и поверхностные воды. Водопотребление повсюду быстро растет, однако не только из-за увеличения численности населения, а также вследствие урбанизации, индустриализации и в особенности развития сельскохозяйственного производства, в частности орошаемого земледелия. Сегодня около 69% ирригационных вод утрачивается безвозвратно.

Источник: eco.bobrodobro.ru

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ.

Водные ресурсы представляют собой весьма важную часть используемых человеком природных ресурсов, к которым также относятся ресурсы земельные, минеральные (в том числе топливно-энергетические и другие полезные ископаемые), растительные (например, лесные), ресурсы животного мира, энергия солнца, ветра, внутри-земная теплота и др.

Водные ресурсы в широком смысле — это все природные воды Земли, представленные водами рек, озер, водохранилищ, болот, ледников, водоносных горизонтов, океанов и морей. Водные ресурсы в более узком смысле — это природные воды, которые используются человеком в настоящее время и могут быть использованы в обозримой перспективе (определение С. Л. Вендрова). Сходная формулировка дана в Водном кодексе Российской Федерации: «водные ресурсы — запасы поверхностных и подземных вод, находящихся в водных объектах, которые используются или могут быть использованы». В такой трактовке водные ресурсы — категория не только природная, но и социально-историческая.

Наиболее ценными водными ресурсами являются запасы пресных вод (это самое узкое понятие водных ресурсов). Ресурсы пресных вод складываются из так называемых статических (или вековых) запасов воды и из непрерывно возобновляемых водных ресурсов, т. е. стока рек.

Статические (вековые) запасы пресных вод представлены не подверженной заметным ежегодным изменениям частью водных объемов озер, ледников, подземных вод. Измеряют эти запасы в объемных единицах (м3 или км3).

Возобновляемые водные ресурсы — это те воды, которые ежегодно восстанавливаются в процессе круговорота воды на земном шаре. Этот вид водных ресурсов измеряют в единицах стока (м3/с, м3/год, км3/год)

Возобновляемые водные ресурсы часто оценивают с помощью уравнения водного баланса. Так, в целом для суши атмосферные осадки, материковый сток и испарение составляют соответственно 119, 47 и 72 тыс. км3 воды в год. Таким образом, в среднем для всей суши из всего объема атмосферных осадков 61 % расходуется на испарение, а 39 % поступает в Мировой океан. Материковый сток и составляет возобновляемые водные ресурсы земного шара. Чаше, однако, возобновляемыми водными ресурсами считают лишь часть материкового стока, представленную стоком рек (41,7 км3 воды в год, или 35% атмосферных осадков на планете). Сток воды рек — действительно ежегодно возобновляемый природный ресурс, который можно (до некоторых пределов, конечно) изымать для хозяйственного использования. В противоположность ему статические (вековые) запасы вод в озерах, ледниках, водоносных горизонтах нельзя изъять на хозяйственные нужды без нанесения ущерба либо рассматриваемому водному объекту, либо связанным с ним рекам. Каковы основные особенности водных ресурсов, отличающие их от других природных ресурсов?



Первое. Вода как вещество обладает уникальными свойствами и ее, как правило, нельзя ничем заменить. Многие другие природные ресурсы допускают замену, и по мере развития цивилизации и технических возможностей человеческого общества такая замена стала использоваться все шире и шире.

В древности в качестве строительного материала применяли чаще всего только лес. На Руси, например, из дерева строили не только избы, но и храмы, мосты и плотины. Позже древесина в качестве строительного материала была заменена сначала кирпичом, а затем и бетоном, сталью, стеклом, пластиком. Древесина использовалась и как топлива. Затем ее стали заменять каменным углем, потом — нефтью, газом. Нет сомнения, что в будущем по мере истощения запасов этих полезных ископаемых главными источниками энергоресурсов станут атомная, термоядерная и солнечная энергия, энергия приливов и морских волн. В настоящее время предпринимаются попытки создать искусственный грунт для выращивания растений, а некоторые продукты питания — заменить их синтетическими аналогами.

С водой дело обстоит значительно хуже. Практически ничем нельзя заменить питьевую воду — и для человека и для животных. Нельзя ничем заменить воду при орошении земель, для питания растений (ведь капилляры растений самой природой «рассчитаны» только на воду), в качестве массового теплоносителя, во многих производствах и т. д.

Второе. Вода — ресурс неистребимый. В отличие от предыдущей особенности, эта оказывается весьма благоприятной. В процессе использования полезных ископаемых, например при сжигании дров, угля, нефти, газа, эти вещества, превращаясь в теплоту и давая золу или газообразные отходы, исчезают. Вода же при своем использовании не исчезает, а лишь переходит из одного состояния в другое (жидкая вода превращается в водяной пар) или перемещается в пространстве — из одного места в другое. При нагревании и даже при кипении вода ведь не разлагается на водород и кислород. Единственным случаем действительного исчезновения воды как вещества является связывание воды с диоксидом углерода (углекислым газом) в процессе фотосинтеза и образования органического вещества. Однако объемы воды, идущие на синтез органического вещества, весьма невелики, так же как, впрочем, и небольшие потери воды, уходящей с Земли в космическое пространство. Считают также, что эти потери полностью компенсируются образованием воды при дегазации мантии Земли (около 1км3 воды в год) и при поступлении воды из космоса вместе с ледяными метеоритами.

Используемый в водном хозяйстве термин «безвозвратное водопотребление», нужно понимать следующим образом: для конкретного участка реки (может быть даже для всего речного бассейна), озера или водохранилища забор воды на хозяйственные нужды (орошение, водоснабжение и др.) действительно может стать безвозвратным. Забранная вода частично позже испаряется с поверхности орошаемых земель или в процессе промышленного производства. Однако, согласно закону сохранения вещества, этот же объем воды должен выпасть в виде атмосферных осадков в других регионах планеты. Например, значительный водозабор в бассейнах рек Амударьи и Сырдарьи, приведший к истощению стока этих рек и обмелению Аральского моря, неизбежно сопровождается увеличением осадков на огромных гористых пространствах Центральной Азии. Только последствия первого процесса — уменьшения стока упомянутых рек — все хорошо видят, а увеличение стока рек на огромной территории заметить практически невозможно. Таким образом, «безвозвратные» потери воды относятся лишь к ограниченному пространству, в целом же для континента и тем более всей планеты безвозвратного расходования воды быть не может. Если бы вода в процессе использования исчезала бы бесследно (как уголь или нефть при их сжигании), то ни о каком развитии человечества на земном шаре не могло быть и речи.

Третье. Пресные воды — возобновляемый природный ресурс. Это восстановление водных ресурсов осуществляется в процессе непрерывного круговорота воды на земном шаре.

Возобновление водных ресурсов в процессе круговорота воды, как во времени, так и в пространстве происходит неравномерно. Это определяется как изменением метеорологических условий (осадков, испарения) во времени, например по сезонам года, так и пространственной неоднородностью климатических условий, в частности широтной и высотной зональностью, поэтому водные ресурсы подвержены на планете большой пространственно-временной изменчивости. Эта особенность нередко создает дефицит водных ресурсов в некоторых районах земного шара (например, в засушливых областях, в местах с большим хозяйственным потреблением воды), особенно в маловодный период года. Все это заставляет людей искусственно перераспределять водные ресурсы во времени, регулируя речной сток, и в пространстве, перебрасывая воду из одних районов в другие.

Четвертое. Вода — ресурс многоцелевой. Водные ресурсы используются для удовлетворения самых разных хозяйственных потребностей человека. Часто вода из одного и того же водного объекта используется различными отраслями хозяйства.

Пятое. Вода подвижна. Это отличие водных ресурсов от других природных ресурсов имеет ряд существенных следствий.

Во-первых, вода может естественным образом перемещаться в пространстве — по земной поверхности и в толще грунтов, а также в атмосфере. При этом вода может изменять свое агрегатное состояние, переходя, например, из жидкого в газообразное (водяной пар), и наоборот. Перемещение воды на Земле и создает круговорот воды в природе.

Во-вторых, воду можно транспортировать (по каналам, трубопроводам) из одних районов в другие.

В-третьих, водные ресурсы «не признают» административных и в том числе государственных границ. Это может даже создать сложные межгосударственные проблемы. Они могут возникнуть при использовании водных ресурсов пограничных рек и рек, протекающих через несколько государств (при так называемом трансграничном переносе вод).

В-четвертых, будучи подвижной и участвуя в глобальном круговороте, вода переносит наносы, растворенные вещества, включая загрязняющие, теплоту. И хотя полного круговорота наносов, солей и теплоты не происходит (преобладает односторонний перенос с суши в океан), роль рек в переносе вещества и энергии очень велика.

Возникает естественный вопрос: перемещение вместе с водой загрязняющих веществ — это для природы хорошо или плохо? С одной стороны, попавшие в воду загрязняющие вещества, например нефть в результате несовершенства технологии добычи, прорыва нефтепровода или аварии танкера, может вместе с водой (рекой, морскими течениями) переноситься на большие расстояния. Это, несомненно, способствует распространению загрязняющих веществ в пространстве, загрязнению смежных вод и берегов. Но, с другой стороны, текущая вода удаляет вредные вещества из района загрязнения, очищая его, способствует рассеиванию и разложению вредных примесей. Кроме того, текущим водам свойственна способность к «самоочищению».

Водные ресурсы частей света.

Запасы пресных вод всех континентов, за исключением Антарктиды, составляют около 15млн. км2. Они сосредоточены, прежде всего, в верхнем слое земной коры, в крупных озерах и ледниках. Распределены водные ресурсы между континентами неравномерно. Наибольшими статическими (вековыми) ресурсами пресных вод обладают Северная Америка и Азии, несколько в меньшей степени — Южная Америка и Африки. Наименее богаты данным видом ресурсов Европа и Австралия с Океанией.

Возобновляемые водные ресурсы — речной сток — также распределены по земному шару неравномерно. Наибольшую величину стока имеют Азия (32% стока всех рек планеты) и Южная Америка (26%), наименьшую — Европа (7%) и Австралия с Океанией (5 %). Водообеспеченность территории в расчете на 1км2 наибольшая в Южной Америке и наименьшая — в Африке. В наибольшей степени население обеспечено речной водой (в расчете на одного жителя) в Южной Америке и на островах Океании в наименьшей — население Европы и Азии (здесь сосредоточено 77% населения планеты и лишь 37% мировых запасов ежегодно возобновляемых пресных вод) (табл.12)

 

Таблица 12. Водные ресурсы частей света’

Часть света Вековые запасы пресной воды, тыс.км2 Возобновляемые водные ресурсы (речной сток) Водообеспеченность территории, тыс. м3/год на 1 км2
км3/год %
Европа 7,2
Азия 32,3
Африка 10,3
Северная Америка 18,4
Южная Америка 26,4
Австралия и Океания   5,4

 

Водообеспеченность и территории, и населения существенно изменяется в пределах отдельных континентов в зависимости от климатических условий и размещения населения. Например, в Азии есть районы как хорошо обеспеченные водой (Восточная Сибирь, Дальний Восток, Юго-Восточная Азия), так и ощущающие ее недостаток (Средняя Азия, Казахстан, пустыня Гоби и др.).

Из стран мира наиболее обеспечены речными водными ресурсами Бразилия — 9230, Россия -4348, США -2850, Китай -2600 км3 воды в год.

По оценкам Межправительственной группы экспертов по изменению климата, в XXI в. ожидаются изменения в распределении водных ресурсов на земном шаре. Увеличатся водные ресурсы в высоких широтах Северного полушария, в Юго-Восточной Азии, уменьшатся в Центральной Азии, южной части Африки, Австралии. Основной вывод доклада МГЭИК (2001) следующий: изменения климата приведут в XXI в. к существенному сокращению имеющихся водных ресурсов в тех районах планеты, где уже сейчас ощущается их недостаток. Обострится проблема нехватки пресной воды во многих районах со скудными водными ресурсами. Спрос на воду будет увеличиваться по мере роста численности населения и экономического развития стран.

Водные ресурсы России.

Российская Федерация по общим запасам пресных вод занимает среди стран мира первое место и уступает лишь Бразилии по возобновляемым водным ресурсам — стоку рек.

Возобновляемые водные ресурсы. Средняя многолетняя величина возобновляемых водных ресурсов России (т.е. речного стока) составляет 4348 км3/год. Из этой величины на территории России ежегодно формируется сток с объемом 4113 км3; из-за пределов страны поступает дополнительно 235 км3/год (это, например, для Иртыша, некоторых притоков Амура, Селенги и других рек, текущих из соседних стран) (табл.13).

Возрастание стока рек и возобновляемых водных ресурсов России за последние 20 лет ряд ученых объясняет интенсификацией циркуляции атмосферы, смешением траектории циклонов к югу и увеличением повторяемости циклонов атлантического происхождения с повышенным содержанием влаги, ростом количества атмосферных осадков (в основном зимних), что, в конечном счете, является следствием общего потепления климата.

Удельная водообеспеченность России составляет в настоящее время в среднем 255 тыс. м3/год на I км2 территории. На 1 жителя России приходится около 30 тыс. м3/год (приблизительно столько же, сколько и в 1980г.).

Несмотря на благоприятное в целом состояние возобновляемых водных ресурсов России, в ряде районов имеются серьезные проблемы с водообеспечением населения и хозяйства. Эти проблемы связаны с крайне неравномерным и не соответствующим потребностям распределением водных ресурсов.

 

Таблица 13.Водные ресурсы регионов России

 

Экономический район Площадь территории, тыс. км2 Средний годовой объем, км3/год
Местный сток Приток извне Общие ресурсы
всего Из-за границы
Северный 18,3 8,24
Северо-Западный 64,5 38,2
Центральный 24,9 0,52
Центрально-Черноземный 5,05 0,27
Волго-Вятский
Поволжский
Северо-Кавказский 25,1 6,27
Уральский 7,03 0,55
Западно-Сибирский 78,7 28,84
Восточно-Сибирский 32,2
Дальневосточный
Российская Федерация

 

Хорошо обеспечены водой Сибирский и Дальневосточный федеральные округа, в меньшей степени — Уральский и Северо-Западный, хуже всего — Приволжский, Центральный и Южный.

Статические (вековые) водные ресурсы России. По оценкам РосНИИВХа (2000), они представлены запасами воды в пресных озерах (26,5 тыс. км3, из них на долю Байкала приходится 23 тыс. км3, или 87 %); в ледниках (15,1 тыс. км3); болотах (3 тыс. км3); пресных подземных водах (28 тыс. км3); подземных льдах (15,8 тыс. км3). Полный и полезный объем крупных водохранилищ России, по дан­ным ГГИ, в 80-х годах XX в. составлял 810 и 364 км3 соответственно.

Таким образом, общие статические (вековые) запасы пресных вод России составляют около 90 тыс. км3.

Потенциальные гидроэнергетические ресурсыреки определяют по отдельным ее участкам эi = a Qi Ключевые понятия водных ресурсов , где Qi – средний расход воды на участке, Ключевые понятия водных ресурсов – падение реки на участке, a – коэффициент размерности. Для всей реки потенциальные энергоресурсы э = ∑эi.

В использовании вод различают водопотребление и водопользование. Водопотребление — изъятие воды из естественных водных объектов с дальнейшим частичным возвращением ее после использования. Невозвращенная часть — безвозвратное водопотребление.

Водопользование – использование воды без изъятия из водных объектов.

Водохозяйственный баланс — соотношение между различными источниками водных ресурсов и видами водопотребления для той или иной территории, а также для отдельных предприятий или хозяйственных комплексов.

Дефицит водохозяйственного баланса – недостаток водных ресурсов для обеспечения развития хозяйства и бытовых потребностей населения с учетом обеспечения экологического благополучия в целом за год или в отдельные периоды года. Способы его преодоления — регулирование стока, переброска воды из других районов, экономия водных ресурсов путем изменения хозяйственной технологии (рациональные способы орошения, внедрение замкнутых систем промышленного водоснабжения и т.д.).

Важнейший фактор экологического состояния водных объектов — качество водыв них. Для его оценки используют гидробиологические, гидрохимические, санитарно-гигиенические, медицинские показатели.

К наиболее распространенным гидробиологическим показателям относится оценки по доле в биологическом сообществе организмов, устойчивых к загрязнению вод («индикаторных организмов», например, олигохет), а также по видовому разнообразию биологического сообщества.

Оценка качества воды по гидрохимическим показателям осуществляется путем сравнения концентрации загрязняющих веществ в водном объекте с их предельно допустимыми концентрациями (ПДК). К загрязняющим относятся вещества, оказывающие вредное воздействие на человека и водные организмы, или ограничивающие возможность использования воды для хозяйственных нужд. Часто небольшое содержание тех же самых веществ оказывается необходимым для нормального развития водных организмов. Для разных видов использования устанавливаются свои ПДК.

Основной санитарный показатель — коли-индекс, т.е. количество кишечных палочек в 1 см3 воды.

Медицинские показатели основываются на статистических данных о нарушении здоровья населения, использующего воду того или иного водного объекта.

Источники загрязнения природных вод:

– сточные воды жилищно-комунальных и промпредприятий, животноводческих ферм;

–смыв талыми и дождевыми водами загрязнений с территории промзон и жилых застроек, с сельскохозяйственных полей, с территории животноводческих ферм;

–судоходство и лесосплав;

–рекреационное использование рек и водоемов;

–рыбоводство;

–аварийное загрязнение, вызванное прорывом трубопроводов, плотин отстойников сточных вод, разрушением очистных сооружений и т.д.;

–бытовое загрязнение – сброс в реку мусора, мойка автомашин и т.п.

Меры по улучшению качества вод:

  • создание новых и улучшение работы существующих водоочистных сооружений;
  • переход на оборотное промышленное водоснабжение;
  • внедрение новых менее водоемких технологий в промышленном производстве;
  • внедрение наиболее рациональных способов орошения;
  • усовершенствование техники внесения удобрений, пестицидов, гербицидов; замена существующих препаратов менее вредными для человека.

 

Источник: studopedia.su

Посмотрев на нашу планету из высоты космических просторов, сразу напрашивается сопоставление с голубым шаром, который всплошную покрыт водой. Континенты же в это время кажутся маленькими островками в этом бескрайнем океане. Это вполне естественно, ведь вода занимает 79,8% всей поверхности, а на сушу припадает — 29,2%. Водная оболочка Земли носит название гидросфера, ее объем составляет 1,4 млрд м3.

О водных ресурсах также чиатйте на ANSWR

Водные ресурсы и их назначение

Водные ресурсы — это пригожие для использования в хозяйстве воды рек, озер, каналов, водохранилищ, морей и океанов. Сюда же входят подземные воды, почвенная влага, болота, ледники, а также водяные пары атмосферы.

Вода занимает 79,8% всей поверхности Земли

Вода возникла на планете около 3,5 млрд лет тому назад и изначально она имела вид паров, которые выделялись в процессе дегазации мантии. На сегодняшний день вода является наиболее важным элементом в биосфере Земли, ведь ее заменить ничем не возможно. Однако с недавних пор водные ресурсы перестали считаться ограниченными, ведь ученым удалось опреснить соленую воду.

Назначение водных ресурсов — поддержать жизнедеятельность всего живого на Земле (человека, растений и животных). Вода является основой всего живого и основный поставщик кислорода в процессе фотосинтеза. Вода принимает участие и в климатообразовании — вбирая тепло из атмосферы, чтоб впредь отдать его, тем самым регулирует климатические процессы.

Следовало бы и вспомнить, что водные источники играют почетную роль в видоизменении нашей планеты. Люди всегда селились неподалеку водоемов или источников воды. Таким образом, вода способствует сообщению. Среди ученых существует гипотеза, что если бы на Земле не было воды, то открытие Америки перенеслось бы на несколько столетий. А Австралия и на сегодняшний день была бы неизведанной.

 ООН назначила отмечать день водных ресурсов 22 марта.

 

Виды водных ресурсов

Как уже было сказано водные ресурсы — это все запасы воды на планете. Но с иной стороны, вода является самым распространенным и наиболее специфическим соединением на Земли, ведь только она может пребывать в трех состояниях (жидком, газообразном и твердом).

 

Водные ресурсы — это все запасы воды на планете

Водные ресурсы Земли состоят из:

  • вод поверхностного типа (океаны, моря, озера, реки, болота) — самый ценный источник пресной воды, но все дело в том, что данные объекты распределены по поверхности Земли достаточно неравномерно. Так, в экваториальном поясе, а также в северной части умеренного пояса вода находиться в переизбытке (25 тыс. м3 в год на одного человека). А тропические континенты, что состоят из 1/3 суши, очень остро ощущают дефицит водных запасов. Исходя из такой ситуации, сельское хозяйство у них развивается только при условии искусственного орошения;
  • подземных вод;
  • водоемов созданых искусственно человеком;
  • ледники и снежники (замерзшая вода ледников Антарктиды, Арктики и снежные вершины гор). Здесь содержится самая большая часть пресной воды. Однако эти запасы практически недоступны для использования. Если все ледники распределить по Земле, то этот лед укроет землю шаром высотой у 53 см, а растопив его — мы тем самым поднимаем уровень Мирового океана на 64 метра;
  • влага, что содержится в растениях и животных;
  • парообразное состояние атмосферы.

 

Потребление водных ресурсов

Общий объем гидросферы поражает своим количеством, однако, только 2% от этой цифры составляет пресная вода, более того, доступны для использования всего 0,3%. Учеными были подсчитаны ресурсы пресной воды, которые необходимы всему человечеству, животным и растениям. Оказывается, что запас водных ресурсов на планете — это только 2,5% воды нужного объема.

Человек в день должен потреблять 2,5 литра воды, но в целом он тратит не менее чем 360 литров сутки

Во всем мире ежегодно потребляется около 5 тыс. м3, при этом больше половины потребляемой воды уходит безвозвратно. В процентном соотношении потребление водных ресурсов будет иметь следующею характерность:

  • сельское хозяйство — 63%;
  •  промышленное водопотребление — 27% от общего количества;
  • коммунально-бытовые потребности забирают 6%;
  • водохранилища потребляют 4%.

Мало кто знает, что для того, чтобы вырастить 1 тонну хлопка требуется 10 тысяч тонн воды, на 1 тонну пшеницы — уходит 1500 тонн воды, производство 1 тонны стали необходимо 250 тонн воды, а 1 тонна бумаги требует не менее 236 тысяч тонн воды.

Человек в день должен потреблять минимум 2,5 литра воды, но в среднем этот, же человек тратит в крупном городе не менее чем 360 литров сутки, поскольку в эту цифру входит всевозможное использование воды, включая полив улиц, мытье транспорта и даже пожаротушение.

Но на этом потребление водных ресурсов не заканчивается. Свидетельствует об этом, например, водный транспорт или процесс разведения как морских, так и пресных рыб. Причем для разведения рыб понадобиться исключительно чистая вода, насыщена кислородом и без содержания вредоносных примесей.

Огромным примером использования водных ресурсов являються рекреационные зоны. Нет такого человека, которому бы не нравилось отдыхать у водоема, расслабиться, искупаться. В мире почти 90% рекреационных зон находятся недалеко от водоемов.

В мире возрастает не только количество потребляемой воды, но и ее дефицит. При этом он может возникнуть как в засушливых территориях, так и в обеспеченных водными ресурсами странах. Причина кроется с увеличением расходов и с повышающимся загрязнением водных ресурсов. Ведь важно учитывать не только количество, но и качество воды. Множество африканцов используют для питья воду, которая стает средой размножения паразитов. Восемдисят процентов заболеваний в данном регионе связывают с потребление воды, которая учитывая санитарные нормы не подходит, для питья. Согласно статистическим данным только третья часть планеты пользуется качественной водой.

 

 Потребность охраны водных ресурсов

 

Учитывая сложившеюся ситуацию, можно сделать вывод, что вода требует берегущего отношения к себе. В настоящее время сохранить запас водных ресурсов можно двумя способами:

 

  • сократить потребление пресной воды;
  • создание современных коллекторов высокого качества.

сократить потребление воды - отменный способ для сохранения водных ресурсов

Сохранение воды в водохранилищах ограничивают ее сток в мировой океан. Хранение же воды под землей способствуют предотвратить ее испарение. Сооружение каналов легко сможет решить вопрос доставки воды без проникновения ее в грунт. Думает человечество и о новейших способах орошения сельскохозяйственных угодий, позволяющие увлажнять территорию, используя сточные воды.

Но каждый из вышеперечисленных способов на самом деле влияет на биосферу. Система водохранилищ, к примеру, не позволяет формированию плодородных илистых отложений, каналы мешают пополнению грунтовых вод. Поэтому сегодня один из наиболее эффективных способов сохранить водные ресурсы — это очистка сточных вод. Наука не стоит на месте в этом плане, и различные методы позволяют обезвредить или удалить до 96% вредных веществ.

Проблема загрязнения водных ресурсов

Прирост населения, подъем производства и сельского хозяйства… Данные факторы поспособствовали нехватке пресной воды. Дополнительно ко всему растет и доля загрязненных водных ресурсов.

Большого вреда водным ресурсам наносят промышленные стоки

 

Основные источники загрязнения:

  • промышленные стоки;
  • сточные воды коммунальных трасс;
  • сливы с полей (имеется ввиду, когда они перенасыщены химикатами и удобрениями;
  • захоронение радиоактивных веществ у водоемы;
  • стоки, поступающие от животноводческих комплексов (вода характеризуется избытком биогенной органики);
  • судоходство.

Природа предусматривает самоочищение водоемов. Происходит это за счет пребывания в воде планктона, попадания в воду ультрафиолетовых лучей, оседания нерастворимых частиц. Но к сожалению загрязнения намного больше и природа самостоятельно не в силах справиться с такой массой вредных веществ, которую предоставляет водным ресурсам человек и его деятельность.

 

Неординарные источники питьевой воды

Последним временем человечество задумалось над тем как использовать нетрадиционные источники водных ресурсов. Вот основные из них:

  • буксировать айсберги из Арктики или Антарктиды;
  • проводить опреснения морских вод (активно используется на данный момент);
  • конденсировать воду атмосферы.

Судоходство - один из способов загрязнения пресной водыС целью добывания пресной воды путем опреснения соленой на морских судах устанавливают опреснительные станции. В целом мире уже насчитывается порядка сотни таких агрегатов. Наиболее крупным в мире производителем такой воды является Кувейт.

Пресная вода последним временем приобрела статус мирового товара, ее перемещают в танкерах используя дальние водопроводы. Такая схема успешно действует в следующих направлениях:

  • в Нидерланды вода поступает из Норвегии;
  • Саудовская Аравия получает ресурс из Филиппин;
  • Сингапур импортирует из Малазии;
  • перекачка воды осуществляется из Гренландии и Антарктиды в Европу;
  • Амазонка транспортирует питьевую воду в Африку.

Одним из последних достижений являются установки с помощью которых тепло атомных реакторов применяется одновременно для опреснения морской воды и производства электроэнергии. При этом цена одного литра воды стоит немного, поскольку производительность таких установок достаточно большая. Воду, прошедшую через такой путь рекомендуют использовать для полива.

Водохранилища также могут помочь преодолеть дефицит пресной воды, регулируя речной сток. Всего в мире сооружено более 30 тысяч водохранилищ. В большинстве странах функционируют проекты перераспределения речного стока посредством его переброски. Но, самые большие такие программы были отвергнуты из-за природоохранных рассуждений.

Водные ресурсы РФ

Наша страна владеет уникальным водно-ресурсным потенциалом. Однако главный их недостаток — чрезвычайное их неравномерное распределение. Так, если сравнить Южный и Дальневосточный федеральные округи России, то по величине местных водных ресурсов они отличаются друг от друга в 30 раз, а по водообеспечении — в 100 раз.

Реки России

Размышляя о водных ресурсах России, в первую очередь, следует отметить реки. Их объем составляет 4 270 км3. На территории России выделяют 4 водных бассейна:

  • моря Северного и Ледовитого океана, а также впадающие в них большие реки (Северная Двина, Печора, Обь, Енисей, Лена, Колыма);
  • моря Тихого океана (Амур и Анадырь);
  • моря Атлантического океана (Дон, Кубань, Нева);
  • внутренний бассейн Каспийского моря и впадающие Волга и Урал.

 

Поскольку в центральных районах густота населения больше чем, например, в Сибири это приводит к исчезновению малых рек и загрязнению воды в общем.

Озера и болота России

Половина всей пресной воды в стране припадает на озера. Их количество на территории страны приблизительно  2 млн. Из них крупные:

  • Байкал;
  • Ладожское;
  • Онежское;
  • Таймыр;
  • Ханка;
  • Чаны;
  • Ильмень;
  • Белое.

Особую должность следует отдать озеру Байкалу, ведь в нем сосредоточенно 90% наших запасов пресной воды. Помимо того, что это озера самое глубокое на земле, оно еще и характеризуется уникальной экосистемой. Также Байкал зачислен в список природного наследия ЮНЕСКО.

Озеро Байкал

Озера РФ используют для ирригации и в качестве источников для водоснабжения. Некоторые из перечисленных озер имеют приличный запас лечебных грязей и поэтому их применяют в целях рекреации. Также, как и для рек, для озер характерно неравномерное их распределение. Главным образом они сосредоточенны в Северо-Западной части странны (Кольский полуостров и Республика Карелия), Уральском регион, Сибирь и Забайкалье.

Болота России также играют немаловажную роль, хотя множество людей к ним относятся неуважительно, осушая их. Такие действия приводят к загибели целых огромных экосистем, а в следствии этого реки не имеют возможности самоочищатся естественным путем. Еще болота питают реки, выступают их контролируемым объектом во время паводков и половодье. И конечно же, болота являются источником торфяных запасов.

Болота питают реки, выступают их контролируемым объектом во время паводков и половодье.

 

Распространены данные элементы водных ресурсов на Северо-Западе и Северо-Центральной части Сибири, общая площадь болот на территории России составляет 1,4 млн км2.

Как видим, Россия владеет большим водоресурсным потенциалом, но не стоит забывать о сбалансированном использовании данного ресурса, относиться к нему бережно, ведь антропогенные факторы, огромное потребление приводит к загрязнению и истощению водных ресурсов.

Источник: utmagazine.ru