Вода - это один из незаменимых источников существования любого живого существа на Земле. С развитием новейших технологий потребность в ней растет с каждым днем.

Водные ресурсы Земли: общая характеристика

Водные ресурсы мира (гидросфера) - это совокупность всех возможных источников воды на планете Земля. Не секрет, что любая сфера жизнедеятельности требует водных компонентов. Статистика показывает, что объем гидросферы достаточно большой - 1.3 млрд. км. Однако данная цифра не отражает достаточность воды в мире, поскольку стратегическую роль играет именно пресная питьевая вода, а ее количество колеблется от 2 до 2,6%.

В водные ресурсы мира (пресные) входят ледовые глыбы Антарктиды и Арктики, природные озера и горные реки. Однако получить полный доступ к этим источникам, к сожалению, невозможно.

Проблематика водных ресурсов мира

На данный момент только несколько государств мира достаточно обеспечены водой, а по статистическим сведениям, около 89 стран вообще страдают от водного дефицита. Роль воды трудно переоценить, а плохое ее качество - это причина 31% заболеваний на Земле. Проблемы водных ресурсов мира не должны игнорироваться ни одним государством мира, а оперативно и коллективно решаться.

С каждым годом потребность в воде возрастает, это напрямую связано с ростом населения и развитием экономики. Многие государства сейчас вводят новые методы получения воды, ее очистки, обогащения минералами. К сожалению, вода накапливается очень медленно, а потому относится к группе невосстанавливаемых ресурсов.

Использование воды в мире

Водные ресурсы на планете Земля расположены крайне неравномерно. Если экваториальные районы (Бразилия, Перу, Индонезия) и северные умеренные пояса обеспечены водой сверх нормы, то все тропические районы (составляют 63% всей площади земного шара) испытывают острую нехватку воды.

Использование водных ресурсов в мире, как правило, стабильное. Наибольший процент воды приходится на сельское хозяйство, тяжелую промышленность (металлургию, нефтепереработку, автомобилестроение, химическую и деревообрабатывающую индустрии). Не меньшую конкуренцию данным источникам использования составляют современные теплоэлектростанции. Несмотря на их дешевизну, получение энергии таким методом не только существенно сокращает количество целевой воды, но и загрязняет и делает непригодной к употреблению воду в ближайших водоемах.

Всемирный Водный Совет образован 1996 году при поддержке 50 стран мира и 300 международных организаций. Это универсальная международная платформа, основной целью которой является решение глобальных водных проблем. Для привлечения внимания международного сообщества Совет периодически проводит Всемирный Водный Форум. Раз в три года (22 мая) участники данной организации выдвигают компетентных специалистов и профессоров, которые предлагают новые методы решения настоящих и будущих проблем, демонстрируют имеющиеся показатели и прочие сведения о водных ресурсах.

Водные ресурсы мира составляют разнообразные источники: горы, океаны, реки, ледники. Абсолютное большинство из них предлагают воду низкого качества из-за природных и антропогенных факторов :

• стекание использованных (загрязненных) вод в реки и моря;
• использование пресной воды для бытовых нужд (мытье автомобилей в водоемах);
• попадание в водоемы нефтепродуктов и химикатов;
• несовершенная система очистки воды;
• бездействие органов охраны природной среды;
• отсутствие финансовых ресурсов.

Водные ресурсы мира лишь на 4% загрязняются от естественных источников. Это, как правило, выброс алюминия из земной коры.

Загрязненная вода - источник инфекционных заболеваний

Чистые пресные водные ресурсы стран мира в природе на данный момент существуют в практически недоступных источниках (ледники, горные озера), а потому люди чаще прибегают к очищению простой речной воды. Однако если она плохо обработана, то риск получения инфекционного заболевания чрезвычайно велик. Грязная вода - источник тяжелых, трудноизлечимых заболеваний, таких как тиф, туберкулез, холера, дизентерия, сап и др. В течение 18 и 19 веков большинство страшных пандемий начинались именно с употребления грязной воды.

Статистика в данном вопросе является достаточно неутешительной, поскольку около половины человечества страдает от плохой воды. Жители Африки и Средней Азии не только не имеют доступа к пресным водам, но и не имеют возможности очистить имеющиеся.

Всемирный день водных ресурсов

Всемирный день воды введен ООН в 1993 году и отмечается ежегодно 22 мая. Генеральный секретарь ООН в честь этого дня проводит различные форумы, совещания, круглые столы, собрания по поводу глобальных водных проблем. Также 22 мая статистики ООН демонстрируют очередные новые данные о росте или уменьшении уровня обеспеченности водными ресурсами в различных странах мира (география водных ресурсов мира).

Ежегодно выбирается новая тема, которая больше всего волнует международных потребителей. К ним относятся вопросы о количестве воды в современных водных бассейнах, водные заболевания, водные стихийные бедствия, дефицит водных ресурсов, пресные источники воды, проблемы водного обеспечения в городах.

Способы преодоления дефицита

Характеристика водных ресурсов мира показывает, что данный ресурс является невозобновляемым, поэтому большинство цивилизованных стран мира пытаются различными способами рационально использовать воду. К способам преодоления водного дефицита можно отнести:

1. Установление счетчиков, которые будут правильно и точно высчитывать количество использованной воды.

2. Создание прочной информационной базы, распространение информации о дефиците воды в обществе посредством СМИ, публицистики и др.

3. Усовершенствование канализационной системы.

4. Экономия. Простые правила экономии воды населением могут помочь существенно сократить ее расходы для более полезных целей.

5. Создание водохранилищ для пресной воды.

6. Введение санкций за нарушение водного законодательства.

7. Опреснение соленой или дезинтоксикация химическими средствами грязной воды. Если раньше для уничтожения микробов применялись агрессивные средства химической промышленности, то сейчас, как правило, распространены безвредные соединения йода или хлора.

Водные ресурсы играют немалую роль в жизни современного общества. Ее качество, количество, физическое состояние, температура и другие характеристики напрямую влияют на жизнедеятельность всего живого на планете Земля. Однако современное общество забросило этот ценный ресурс, а потому актуальным вопросом является создание действенного механизма очистки и рационального использования воды.

Водные ресурсы состоят из многих источников, однако все они составляют гидросферу. Ее неудовлетворительное состояние может привести к вымиранию людей, популяций животных, исчезновению растений, распространению инфекционных заболеваний.

Проблема воды в мире является насущной и требует оперативного вмешательства. Если международное сообщество будет игнорировать такие вопросы, то существует угроза полного дефицита водных ресурсов на планете.

Важнейшая составная часть водных ресурсов России – реки . Центр государственной территории России был определен вер­ховьями рек, площадь территории. – их устьями, расселение – на­правлением речных бассейнов. Реки во многом влияли на нашу историю. На реке русский человек оживал. При переселении река указывала ему путь. В продолжение значительной части года кор­мила. Для торговца она – летняя и зимняя дорога.

Днепр и Волхов, Клязьма, Ока, Волга, Нева, многие другие реки вошли в историю России как места важнейших событий в жизни страны. Не случайно реки занимают видное мес­то в русском эпосе.

На географической карте России обращает на себя внимание обширная речная сеть.
В России 120 тыс. рек длиной свыше 10 км, в том числе более 3 тыс. средних (200-500 км) и больших (более 500 км). Ежегодный речной сток 4270 км3 (в том числе по бассейну Енисея – 630, Лены – 532, Оби – 404, Амура – 344, реки Волга – 254). Родовой реч­ной сток принимается за исходную величину при оценке водообеспеченности страны.

На многих реках созданы водохранилища, некоторые из кото­рых по площади превосходят крупные озера.

Огромные гидроэнергетические ресурсы России (320 млн кВт) распределены также неравномерно. Более 80 % гидроэнергетичес­кого потенциала находится в азиатской части страны.

Помимо функции хранилищ воды для работы гидроэлектрос­танций водохранилища используются для обводнения земель, во­доснабжения населения и предприятий промышленности, судо­ходства, лесосплава, борьбы с наводнениями, организации отды­ха. Крупные водохранилища изменяют природные условия: регу­лируют сток рек, влияют на климат, условия нереста рыб и т. д.

Российские озера, которых более 2 млн, содержат свыше поло­вины всей пресной воды страны. При этом в Байкале около 95 % озерной воды России. Крупных озер в стране сравнительно мало, только 9 из них (без учета Каспийского) имеют площадь более 1 тыс. км2 – Байкал, Ладожское, Онежское, Таймыр, Ханка, Чудско-Псковское, Чаны, Ильмень, Белое. На крупных озерах налаже­но судоходство, их вода используется для водоснабжения и оро­шения. Часть озер богата рыбой, имеет запасы солей, целебных грязей, используется для отдыха.

Болота распространены на равнинах в зонах избыточного ув­лажнения и многолетней мерзлоты. В зоне тундры, например, за­болоченность территории достигает 50%. Сильная заболочен­ность характерна для тайги. Болота лесной зоны богаты торфом. Лучший по качеству торф – малозольный и калорийный дают верховые болота, расположенные на водоразделах. Болота – ис­точник питания многих рек и озер. Самый заболоченный район мира – Западная Сибирь. Здесь болота занимают почти 3 млн км2, в них сосредоточено более 1/4 мировых запасов торфа.

Большое хозяйственное значение имеют подземные воды. Это важный источник питания рек, озер и болот. Подземные воды первого от поверхности водоносного горизонта называют грунто­выми. От глубины залегания, обилия и качества грунтовых вод за­висят процессы почвообразования и связанное с этим развитие растительного покрова. При движении с севера на юг глубина за­легания грунтовых вод увеличивается, повышается их температу­ра, возрастает минерализация.

Подземные воды – источник чистой воды. Они значительно лучше поверхностных вод защищены от загрязнения. Повышение содержания ряда химических элементов и соединений в подзем­ных водах приводит к образованию минеральных вод. В России известно около 300 источников, 3/4 которых находится в европей­ской части страны (Минеральные Воды, Сочи, Северная Осетия, Псковская область, Удмуртия и т.д.).

Почти 1/4 запасов пресной воды России находится в ледни­ках, занимающих около 60 тыс. км2. В основном это покровные ледники арктических островов (55,5 тыс. км2, запасы воды 16,3 тыс. км3).

Большие площади в нашей стране занимает многолетняя мерз­лота – толщи пород, содержащие лед, не оттаивающий в течение длительного времени, – около 11 млн км2. Это территории вос­точнее Енисея, север Восточно-Европейской равнины и Западно-Сибирской низменности. Максимальная мощность многолетних мерзлых пород на севере Средней Сибири и в низменностях бас­сейнов рек Яны, Индигирки и Колымы. Мерзлота оказывает су­щественное влияние на хозяйственную жизнь. Неглубокое залега­ние мерзлого слоя ухудшает формирование корневой системы ра­стений, снижает продуктивность лугов и лесов. Прокладка дорог, сооружение зданий изменяют термический режим мерзлоты и мо­гут привести к просадкам, оплыванию, вспучиванию грунтов, пе­рекосам зданий и т. д.

Территория России омывается водами 12 морей: 3 моря бассей­на Атлантического океана, 6 морей Северного Ледовитого океана, 3 моря Тихого океана.

Атлантический океан подходит к территории России своими внутренними морями - Балтийским, Черным и Азовским. Они сильно опреснены и довольно теплые. Это важные транспортные пути от России к Западной Европе и другим частям света. Значи­тельная часть побережья этих морей – рекреационная зона. Рыбо­промысловое значение невелико.

Моря Северного Ледовитого океана как бы «налегают» на Арк­тическое побережье России на огромном пространстве – 10 тыс. км. Они мелководные и большую часть года покрыты льда­ми (кроме юго-западной части Баренцева моря). Основные транс­портные пути проходят по Белому и Баренцеву морям. Важное значение имеет Северный морской путь.

Перспективны месторождения нефти и газа на шельфе. Наи­большее промысловое значение имеет Баренцево море.

Моря Тихого океана – наиболее большие и глубокие из омыва­ющих Россию. Самое южное из них – Японское – наиболее бога­то биологическими ресурсами, широко используется для между­народного судоходства.

Содержание статьи

ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, вóды 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.).

Круговорот воды в природе.

Хотя общие запасы воды в мире неизменны, постоянно происходит ее перераспределение, и, таким образом, она является возобновимым ресурсом. Круговорот воды происходит под влиянием солнечной радиации, которая стимулирует испарение воды. При этом осаждаются растворенные в ней минеральные вещества. Водяной пар поднимается в атмосферу, где конденсируется, и благодаря силе тяжести вода возвращается на землю в виде осадков – дождя или снега . Бóльшая часть осадков выпадает над океаном и лишь менее 25% – над сушей. Около 2/3 этих осадков в результате испарения и транспирации поступает в атмосферу и лишь 1/3 стекает в реки и просачивается в грунт.

Сила тяжести способствует перераспределению жидкой влаги с более высоких участков на более низкие как на земной поверхности, так и под ней. Вода, первоначально приведенная в движение солнечной энергией, в морях и океанах перемещается в виде океанических течений, а в воздухе – в облаках.

Географическое распределение осадков.

Объем естественного возобновления водных запасов за счет атмосферных осадков различается в зависимости от географического положения и размеров частей света. Например, Южная Америка ежегодно получает почти втрое больше осадков, чем Австралия, и почти вдвое больше, чем Северная Америка, Африка, Азия и Европа (перечислены в порядке уменьшения годового количества осадков). Часть этой влаги возвращается в атмосферу в результате испарения и транспирации растениями: в Австралии эта величина достигает 87%, а в Европе и Северной Америке – лишь 60%. Остальная часть осадков стекает по земной поверхности и в конце концов с речным стоком достигает океана.

В пределах материков количество осадков также в значительной степени варьирует от места к месту. Например, в Африке, на территории Сьерра-Леоне, Гвинеи и Кот д"Ивуара ежегодно выпадает более 2000 мм осадков, на большей части центральной Африки – от 1000 до 2000 мм, но при этом в некоторых северных районах (пустыня Сахара и Сахель) количество осадков составляет лишь 500–1000 мм, а в южных – Ботсване (включая пустыню Калахари) и Намибии – менее 500 мм.

Восточная Индия, Бирма и часть Юго-Восточной Азии получают более 2000 мм осадков в год, а бóльшая часть остальной Индии и Китая – от 1000 до 2000 мм, при этом северный Китай – лишь 500–1000 мм. На территории северо-западной Индии (включая пустыню Тар), Монголии (включая пустыню Гоби), Пакистана, Афганистана и бóльшей части Среднего Востока ежегодно выпадает менее 500 мм осадков.

В Южной Америке годовое количество осадков в Венесуэле, Гайане и Бразилии превышает 2000 мм, бóльшая часть восточных районов этого материка получает 1000–2000 мм, но Перу и некоторые районы Боливии и Аргентины – лишь 500–1000 мм, а Чили – менее 500 мм. В расположенных севернее некоторых областях Центральной Америки выпадает свыше 2000 мм осадков в год, в юго-восточных районах США – от 1000 до 2000 мм, а в ряде районов Мексики, на северо-востоке и Среднем Западе США, в восточной Канаде – 500–1000 мм, тогда как в центральной Канаде и на западе США – менее 500 мм.

На крайнем севере Австралии годовое количество осадков составляет 1000–2000 мм, в некоторых других северных районах оно колеблется от 500 до 1000 мм, но бóльшая часть материка и особенно его центральные районы получают менее 500 мм.

На бóльшей части бывшего СССР также выпадает менее 500 мм осадков в год.

Временные циклы доступности воды.

В любой точке земного шара речной сток испытывает суточные и сезонные колебания, а также меняется с периодичностью в несколько лет. Эти вариации часто повторяются в определенной последовательности, т.е. являются цикличными. Например, расходы воды в реках, берега которых покрыты густым растительным покровом, обычно выше ночью. Это объясняется тем, что с рассвета до заката растительность использует грунтовые воды для транспирации, вследствие чего происходит постепенное сокращение речного стока, но его объем снова увеличивается ночью, когда транспирация прекращается.

Сезонные циклы водообеспеченности зависят от особенностей распределения осадков в течение года. Например, на Западе США дружное таяние снега происходит весной. В Индии зимой выпадает незначительное количество осадков, а в разгар лета начинаются обильные муссонные дожди. Хотя среднегодовой речной сток почти постоянен на протяжении ряда лет, экстремально высоким или экстремально низким он бывает раз в 11–13 лет. Возможно, это связано с цикличностью солнечной активности. Сведения о цикличности хода осадков и речного стока используются при прогнозе водообеспеченности и повторяемости засух, а также при планировании водоохранной деятельности.

ИСТОЧНИКИ ВОДЫ

Основным источником пресной воды являются атмосферные осадки, но для потребительских нужд могут также использоваться и два других источника: подземные и поверхностные воды.

Подземные источники.

Примерно 37,5 млн. км 3 , или 98% всей пресной воды в жидком состоянии приходится на подземные воды, причем ок. 50% из них залегает на глубинах не более 800 м. Однако объем доступных подземных вод определяется свойствами водоносных горизонтов и мощностью откачивающих воду насосов. Запасы подземных вод в Сахаре оцениваются примерно в 625 тыс. км 3 . В современных условиях они не пополняются за счет поверхностных пресных вод, а при откачке истощаются. Некоторые наиболее глубоко залегающие подземные воды вообще никогда не включаются в общий круговорот воды, и только в районах активного вулканизма такие воды извергаются в форме пара. Однако значительная масса подземных вод все же проникает на земную поверхность: под действием силы тяжести эти воды, двигаясь вдоль водонепроницаемых наклоннозалегающих пластов горных пород, выходят у подножий склонов в виде источников и ручьев. Кроме того, они откачиваются насосами, а также извлекаются корнями растений и затем в процессе транспирации поступают в атмосферу.

Зеркало грунтовых вод представляет собой верхний предел доступных подземных вод. При наличии уклонов зеркало грунтовых вод пересекается с земной поверхностью, и образуется источник. Если подземные воды находятся под большим гидростатическим давлением, то в местах их выхода на поверхность формируются артезианские источники. С появлением мощных насосов и развитием современной буровой техники извлечение подземных вод облегчилось. Для обеспечения подачи воды в мелкие колодцы, установленные на водоносных горизонтах, применяются насосы. Однако в скважинах, пробуренных на бóльшую глубину, до уровня напорных артезианских вод, последние поднимаются и насыщают вышележащие грунтовые воды, а иногда выходят на поверхность. Подземные воды перемещаются медленно, со скоростью нескольких метров за сутки или даже за год. Ими обычно насыщены пористые галечные или песчаные горизонты или относительно водонепроницаемые пласты глинистых сланцев, и лишь изредка они сосредоточены в подземных полостях или в подземных потоках. Для правильного выбора места бурения колодца обычно требуются сведения о геологическом строении территории.

В некоторых частях земного шара растущее потребление подземных вод имеет серьезные последствия. Откачка большого объема подземных вод, несопоставимо превышающего их естественное пополнение, приводит к нехватке влаги, а понижение уровня этих вод требует бóльших затрат на дорогостоящую электроэнергию, используемую для их извлечения. В местах истощения водоносного горизонта земная поверхность начинает проседать, и там осложняется восстановление водных ресурсов естественным путем.

В прибрежных районах чрезмерный забор подземных вод приводит к замещению пресной воды в водоносном горизонте морской, соленой, и таким образом происходит деградация местных источников пресной воды.

Постепенное ухудшение качества подземных вод в результате накопления солей может иметь еще более опасные последствия. Источники солей бывают как природными (например, растворение и вынос минералов из грунтов), так и антропогенными (внесение удобрений или чрезмерный полив водой с высоким содержанием солей). Реки, питающиеся от горных ледников, обычно содержат менее 1 г/л растворенных солей, но минерализация воды в иных реках достигает 9 г/л вследствие того, что они на большом протяжении дренируют территории, сложенные соленосными породами.

В результате беспорядочного сброса или захоронения токсичных химических веществ происходит их просачивание в водоносные горизонты, являющиеся источниками питьевой или ирригационной воды. В ряде случаев достаточно всего нескольких лет или десятилетий, чтобы вредные химические вещества попали в подземные воды и накопились там в ощутимых количествах. Однако, если водоносный горизонт был однажды загрязнен, для его естественного самоочищения потребуется от 200 до 10 000 лет.

Поверхностные источники.

Лишь 0,01% от общего объема пресной воды в жидком состоянии сосредоточена в реках и ручьях и 1,47% – в озерах. Для накопления воды и постоянного обеспечения ею потребителей, а также для предотвращения нежелательных паводков и производства электроэнергии на многих реках сооружены плотины. Наибольшие средние расходы воды, а следовательно, и наибольший энергетический потенциал имеют Амазонка в Южной Америке, Конго (Заир) в Африке, Ганг с Брахмапутрой в южной Азии, Янцзы в Китае, Енисей в России и Миссисипи с Миссури в США.

Естественные пресноводные озера, вмещающие ок. 125 тыс. км 3 воды, наряду с реками и искусственными водохранилищами являются важным источником питьевой воды для людей и животных. Они также используются и для орошения сельскохозяйственных земель, навигации, рекреации, рыболовства и, к сожалению, для сброса бытовых и промышленных стоков. Иногда вследствие постепенного заполнения наносами или засоления озера пересыхают, однако в процессе эволюции гидросферы в некоторых местах образуются новые озера.

Уровень воды даже в «здоровых» озерах может понижаться в течение года в результате стока воды через вытекающие из них реки и ручьи, из-за просачивания воды в грунт и ее испарения. Восстановление их уровня обычно происходит за счет осадков и притока пресной воды впадающих в них рек и ручьев, а также из родников. Однако в результате испарения накапливаются соли, поступающие с речным стоком. Поэтому спустя тысячелетия некоторые озера могут стать очень солеными и непригодными для обитания многих живых организмов.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДЫ

Потребление 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. К 2000 суточное мировое потребление воды достигло 26 540 млрд. л, или 4280 л на человека. 72% от этого объема расходуется на орошение, а 17,5% – на промышленные нужды. Около 69% ирригационных вод утрачено безвозвратно.

Качество воды,

используемой для разных целей, определяется в зависимости от количественного и качественного содержания растворенных солей (т.е. ее минерализации), а также органических веществ; твердых взвесей (ил, песок); токсичных химических веществ и патогенных микроорганизмов (бактерий и вирусов); запаха и температуры. Обычно пресная вода содержит растворенных солей менее 1 г/л, солоноватая 1–10, а соленая 10–100 г/л. Вода с большим содержанием солей называется рассолом, или рапóй.

Очевидно, что для навигационных целей качество воды (соленость морской воды достигает 35 г/л, или 35‰) не имеет существенного значения. Многие виды рыб приспособились к жизни в соленой воде, однако другие обитают только в пресной. Некоторые мигрирующие рыбы (например, лосось) начинают и заканчивают жизненный цикл во внутренних пресных водах, но бóльшую часть жизни проводят в океане. Одним рыбам (например, форели) жизненно необходима холодная вода, а другие (подобно окуню) предпочитают теплую.

В большинстве отраслей промышленности используется пресная вода. Но если такая вода является дефицитом, то некоторые технологические процессы, например охлаждение, могут протекать на основе использования низкокачественной воды. Вода для бытовых целей должна быть высокого качества, но не абсолютно чистой, так как такую воду слишком дорого производить, а отсутствие растворенных солей делает ее безвкусной. В некоторых районах земного шара люди еще вынуждены для повседневных потребностей использовать низкокачественную мутную воду открытых водоемов и родников. Однако в промышленных странах сейчас все города снабжаются водопроводной, отфильтрованной и прошедшей специальную обработку водой, которая соответствует хотя бы минимальным потребительским стандартам, особенно в отношении пригодности для питья.

Важной характеристикой качества воды являются ее жесткость или мягкость. Вода считается жесткой, если содержание карбонатов кальция и магния превышает 12 мг/л. Эти соли связываются некоторыми компонентами моющих средств, и таким образом ухудшается пенообразование, на выстиранных изделиях остается нерастворимый осадок, придающий им матовый серый оттенок. Карбонат кальция жесткой воды образует в чайниках и котлах накипь (известковую корку), которая сокращает срок их службы и теплопроводность стенок. Воду смягчают добавлением солей натрия, замещающих кальций и магний. В мягкой воде (содержащей менее 6 мг/л карбонатов кальция и магния) мыло хорошо пенится, она больше подходит для стирки и мытья. Такая вода не должна использоваться для орошения, так как избыток натрия вреден для многих растений и может нарушать рыхлую комковатую структуру почв.

Хотя повышенные концентрации микроэлементов вредны и даже ядовиты, их небольшое содержание может благотворно влиять на здоровье людей. Примером служит фторирование воды с целью профилактики кариеса.

Повторное использование воды.

Использованная вода не всегда утрачивается полностью, часть ее или даже вся она может быть возвращена в круговорот и вновь использована. Например, вода из ванны или душа по канализационным трубам попадает в городские очистные сооружения, где проходит обработку и затем используется повторно. Как правило, более 70% городских стоков возвращается в реки или подземные водоносные горизонты. К сожалению, во многих больших приморских городах муниципальные и промышленные сточные воды просто сбрасываются в океан и не утилизируются. Хотя такой способ избавляет от затрат на их очистку и возвращение в оборот, происходит потеря потенциально пригодной к употреблению воды и загрязнение морских акваторий.

При орошаемом земледелии посевы потребляют огромное количество воды, высасывая ее корнями и безвозвратно теряя до 99% в процессе транспирации. Однако при орошении фермеры обычно расходуют больше воды, чем необходимо для посевов. Часть ее стекает к периферии поля и возвращается в оросительную сеть, а остальная – просачивается в почву, пополняя запасы грунтовых вод, которые можно откачивать с помощью насосов.

Использование воды в сельском хозяйстве.

Земледелие – самый крупный потребитель воды. В Египте, где почти не бывает дождей, все земледелие основано на орошении, тогда как в Великобритании практически все сельскохозяйственные культуры обеспечиваются влагой за счет атмосферных осадков. В США орошается 10% сельскохозяйственных земель, в основном на западе страны. Значительная часть сельскохозяйственных угодий искусственно орошается в следующих азиатских странах: Китае (68%), Японии (57%), Ираке (53%), Иране (45%), Саудовской Аравии (43%), Пакистане (42%), Израиле (38%), Индии и Индонезии (по 27%), Таиланде (25%), Сирии (16%), Филиппинах (12%) и Вьетнаме (10%). В Африке, кроме Египта, существенна доля орошаемых земель в Судане (22%), Свазиленде (20%) и Сомали (17%), а в Америке – в Гайане (62%), Чили (46%), Мексике (22%) и на Кубе (18%). В Европе орошаемое земледелие развито в Греции (15%), Франции (12%), Испании и Италии (по 11%). В Австралии орошается ок. 9% сельскохозяйственных угодий и ок. 5% – в бывшем СССР.

Потребление воды разными культурами.

Для получения высоких урожаев требуется много воды: так, например, на выращивание 1 кг вишни расходуется 3000 л воды, риса – 2400 л, кукурузы в початках и пшеницы – 1000 л, зеленых бобов – 800 л, винограда – 590 л, шпината – 510 л, картофеля – 200 л и лука – 130 л. Примерное количество воды, затрачиваемое только на выращивание (а не на переработку или приготовление) пищевых культур, потребляемых ежедневно одним человеком в западных странах, – на завтрак ок. 760 л, на обед (ланч) 5300 л и на ужин – 10 600 л, что в целом за сутки составляет 16 600 л.

В сельском хозяйстве вода идет не только на полив посевов, но также на пополнение запасов подземных вод (чтобы предупредить слишком быстрое опускание уровня грунтовых вод); на вымывание (или выщелачивание) солей, накопившихся в почве, на глубину ниже корнеобитаемой зоны возделываемых культур; для опрыскивания против вредителей и болезней; защиты от заморозков; внесения удобрений; снижения температуры воздуха и почвы летом; для ухода за домашним скотом; эвакуации обработанных сточных вод, используемых для орошения (преимущественно зерновых культур); и переработки собранного урожая.

Пищевая промышленность.

Для переработки разных пищевых культур требуется неодинаковое количество воды в зависимости от продукта, технологии изготовления и доступности воды соответствующего качества в достаточном объеме. В США на производство 1 т хлеба расходуется от 2000 до 4000 л воды, а в Европе – лишь 1000 л и всего 600 л в некоторых других странах. Для консервирования фруктов и овощей требуется от 10 000 до 50 000 л воды на 1 т в Канаде, а в Израиле, где вода представляет собой большой дефицит, – только 4000–1500. «Чемпионом» по затратам воды является лимская фасоль, на консервирование 1 т которой в США расходуется 70 000 л воды. На переработку 1 т сахарной свеклы затрачивается 1800 л воды в Израиле, 11 000 л во Франции и 15 000 л в Великобритании. На переработку 1 т молока требуется от 2000 до 5000 л воды, а на производство 1000 л пива в Великобритании – 6000 л, а в Канаде – 20 000 л.

Промышленное водопотребление.

Целлюлозно-бумажная промышленность – одна из самых водоемких вследствие огромного объема перерабатываемого сырья. На производство каждой тонны целлюлозы и бумаги в среднем затрачивается 150 000 л воды во Франции и 236 000 л в США. В процессе производства газетной бумаги на Тайване и в Канаде расходуется ок. 190 000 л воды на 1 т продукции, производство же тонны высококачественной бумаги в Швеции требует 1 млн. л воды.

Топливная промышленность.

Для производства 1000 л высококачественного авиационного бензина необходимо 25 000 л воды, а автомобильного бензина – на две трети меньше.

Текстильная промышленность

требует много воды для замачивания сырья, его очистки и промывки, отбеливания, крашения и отделки тканей и для других технологических процессов. Для производства каждой тонны хлопчатобумажной ткани необходимо от 10 000 до 250 000 л воды, шерстяной – до 400 000 л. Изготовление синтетических тканей требует значительно больше воды – до 2 млн. л на 1 т продукции.

Металлургическая промышленность.

В ЮАР при добыче 1 т золотой руды расходуется 1000 л воды, в США при добыче 1 т железной руды 4000 л и 1 т бокситов – 12 000 л. Для производства железа и стали в США требуется примерно 86 000 л воды на каждую тонну продукции, но до 4000 л из них составляют безвозвратные потери (главным образом, на испарение), и, следовательно, примерно 82 000 л воды может быть использовано повторно. Водопотребление в черной металлургии значительно варьирует по странам. На производство 1 т чугуна в чушках в Канаде тратится 130 000 л воды, на выплавку 1 т чугуна в доменной печи в США – 103 000 л, стали в электропечах во Франции – 40 000 л, а в Германии – 8000–12 000 л.

Электроэнергетика.

Для производства электроэнергии на ГЭС используется энергия падающей воды, приводящая в движение гидравлические турбины. В США на ГЭС ежедневно расходуется 10 600 млрд. л воды .

Сточные воды.

Вода необходима для эвакуации бытовых, промышленных и сельскохозяйственных стоков. Хотя около половины населения, например США, обслуживается канализационными системами, стоки из многих домов все еще просто сбрасываются в отстойники. Но все бóльшая осведомленность о том, к каким последствиями приводит загрязнение воды через подобные устаревшие канализационные системы, стимулировала прокладку новых систем и сооружение водоочистных станций для предотвращения инфильтрации загрязняющих веществ в подземные воды и поступления неочищенных стоков в реки, озера и моря .

ДЕФИЦИТ ВОДЫ

Когда водопотребление превышает поступление воды, разница обычно компенсируется ее запасами в водохранилищах, так как обычно и спрос и поступление воды варьируют по сезонам. Отрицательный водный баланс формируется в условиях, когда испарение превышает количество осадков, поэтому умеренное снижение запасов воды – обычное явление. Острый дефицит наступает, когда приток воды оказывается недостаточным из-за продолжительной засухи или когда вследствие неудовлетворительного планирования потребление воды постоянно растет более быстрыми темпами, чем это ожидалось. На протяжении всей своей истории человечество время от времени страдало из-за нехватки воды. Чтобы не испытывать недостатка в воде даже во время засух, во многих городах и районах стараются ее запасать в водохранилищах и подземных коллекторах, но временами необходимы дополнительные водосберегающие мероприятия, а также ее нормированный расход.

ПРЕОДОЛЕНИЕ ДЕФИЦИТА ВОДЫ

Перераспределение стока направлено на обеспечение водой тех районов, где ее не хватает, а охрана водных ресурсов – на уменьшение невосполнимых потерь воды и сокращение потребности в ней на местах.

Перераспределение стока.

Хотя традиционно многие крупные поселения возникали близ постоянных водных источников, в настоящее время некоторые населенные пункты создают также в районах, которые получают воду издалека. Даже в тех случаях, когда источник дополнительного водоснабжения находится в пределах того же штата или страны, что и пункт назначения, возникают технические, экологические или экономические проблемы, но если импортируемая вода пересекает государственные границы, то число потенциальных осложнений возрастает. Например, распыление йодистого серебра в облаках приводит к увеличению количества осадков в одном районе, но это может повлиять на уменьшение осадков в других районах.

Один из масштабных проектов переброски стока, предложенный в Северной Америке, предусматривает отведение 20% избыточной воды из северо-западных районов в аридные области. При этом ежегодно перераспределялось бы до 310 млн.м 3 воды, сквозная система водохранилищ, каналов и рек способствовала бы развитию навигации во внутренних районах, Великие озера ежегодно получали бы дополнительно 50 млн.м 3 воды (что компенсировало бы понижение их уровня), и вырабатывалось бы до 150 млн. кВт электроэнергии. Другой грандиозный план переброски стока связан с сооружением Большого Канадского канала, по которому вода направлялась бы из северо-восточных районов Канады в западные, а оттуда – в США и Мексику.

Большое внимание привлекает проект буксировки айсбергов из Антарктики в аридные районы, например на Аравийский п-ов, что позволит ежегодно обеспечивать пресной водой от 4 до 6 млрд. человек или орошать ок. 80 млн. га земель.

Одним из альтернативных методов водоснабжения является опреснение соленой воды, главным образом океанической, и транспортировка ее к местам потребления, что технически осуществимо благодаря применению электродиализа, вымораживания и различных систем дистилляции. Чем крупнее опреснительная установка, тем дешевле обходится получение пресной воды. Но с увеличением стоимости электроэнергии опреснение становится экономически невыгодным. Его используют лишь в тех случаях, когда энергия легкодоступна и другие способы получения пресной воды нецелесообразны. Коммерческие опреснительные установки действуют на островах Кюрасао и Аруба (в Карибском море), в Кувейте, Бахрейне, Израиле, Гибралтаре, на о.Гернси и в США. В других странах были построены многочисленные демонстрационные установки меньшей мощности.

Охрана водных ресурсов.

Существует два широко распространенных способа сбережения водных ресурсов: сохранение существующих запасов пригодной к употреблению воды и приумножение ее запасов путем сооружения боле совершенных коллекторов. Накопление воды в водохранилищах предотвращает ее сток в океан, откуда она может быть вновь извлечена лишь в процессе круговорота воды в природе или путем опреснения. Водохранилища тоже облегчают водопользование в нужное время. Вода может храниться в подземных полостях. При этом не происходит потерь влаги на испарение, и сберегаются ценные земли. Сохранению существующих запасов воды способствуют каналы, не допускающие просачивание воды в грунт и обеспечивающие ее эффективную транспортировку; применение более эффективных методов орошения с использованием сточных вод; сокращение объема воды, стекающей с полей или фильтрующейся ниже корнеобитаемой зоны посевных культур; бережное использование воды на бытовые нужды.

Однако каждый из этих способов сбережения водных ресурсов оказывает то или иное воздействие на окружающую среду. Например, плотины портят естественную красоту незарегулированных рек и препятствуют аккумуляции на поймах плодородных илистых наносов. Предотвращение потерь воды в результате фильтрации в каналах может нарушить водообеспечение болот и тем самым неблагоприятно отразиться на состоянии их экосистем. Это может также препятствовать пополнению запасов грунтовых вод, влияя таким образом на водоснабжение других потребителей. А для уменьшения объема испарения и транспирации сельскохозяйственными культурами необходимо сокращать посевные площади. Последняя мера оправдана в районах, страдающих от нехватки воды, где при этом проводится режим экономии за счет сокращения расходов на ирригацию из-за высокой стоимости энергии, необходимой для подачи воды.

ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Сами источники водоснабжения и водохранилища имеют значение лишь когда вода доставляется в достаточном объеме к потребителям – в жилые дома и учреждения, к пожарным гидрантам (устройствам для отбора воды на пожарные нужды) и другим объектам коммунального хозяйства, на промышленные и сельскохозяйственные объекты.

Современные системы фильтрации, очистки и распределения воды не только удобны, но и способствуют предотвращению распространения таких передающихся через воду болезней, как тиф и дизентерия. Типичная городская система водоснабжения включает забор воды из реки, пропуск ее через грубый фильтр для устранения основной массы загрязнителей, а затем через измерительный пост, где фиксируются ее объем и скорость течения. После этого вода поступает в водонапорную башню, откуда пропускается через аэрационную установку (где происходит окисление примесей), микрофильтр для удаления ила и глины и песчаный фильтр для удаления оставшихся примесей. Хлор, убивающий микроорганизмы, добавляется в воду в магистральной трубе перед поступлением в смеситель. В конечном итоге перед отправкой в распределительную сеть потребителям очищенная вода закачивается в накопительный резервуар.

Трубы на центральной водопроводной станции обычно чугунные, большого диаметра, который постепенно, по мере разветвления распределительной сети, уменьшается. От уличных водопроводных магистралей с трубами диаметром 10–25 см вода подается к отдельным домам по оцинкованным медным или пластиковым трубам.

Орошение в сельском хозяйстве.

Поскольку орошение требует огромных расходов воды, системы водоснабжения сельскохозяйственных районов должны иметь большую пропускную способность, особенно в аридных условиях. Вода из водохранилища направляется в облицованный, а чаще необлицованный магистральный канал и затем по ответвлениям в распределительные ирригационные каналы разного порядка на фермы. На поля вода выпускается разливом или по оросительным бороздам. Поскольку многие водохранилища расположены выше орошаемых земель, вода в основном течет под действием силы тяжести. Фермеры, которые сами запасают воду, откачивают ее из скважин прямо в арыки или накопительные водоемы.

Для полива дождеванием или капельного орошения, практикующегося в последнее время, используют насосы небольшой мощности. Кроме того, существуют гигантские центрально-стержневые ирригационные установки, откачивающие воду из скважин прямо посреди поля непосредственно в трубу, снабженную дождевальными приспособлениями и вращающуюся по кругу. Орошаемые таким образом поля с воздуха кажутся гигантскими зелеными кругами, некоторые из них достигают в диаметре 1,5 км. Такие установки обычны для Среднего Запада США. Они также используются в ливийской части Сахары, где из глубокого нубийского водоносного пласта откачивается более 3785 л воды в минуту.



Сообщение на тему

Водные ресурсы Земли

студентки

Ι курса группа 251(б)

Сазоновой Дарьи

Казань 2006 год.

1. Общая характеристика водных ресурсов

2. Водный баланс Земли

3. Гидросфера как природная система

4. Мировой океан

5. Воды суши

6. Управление водными ресурсами

7. Источники загрязнения водных ресурсов

8. Меры по охране и экономному расходованию водных ресурсов

9. Международное десятилетие: « Вода для жизни».

1. Общая характеристика водных ресурсов.

Водная оболочка земного шара-океаны, моря, реки, озера- называется гидросферой. Она покрывает 70,8% земной поверхности. Объем гидросферы достигает 1370,3 млн. км3, что составляет 1/800 общего объема планеты 96,5% гидросферы сосредоточено в океанах и морях, 1,74% -в полярных и горных ледниках и лишь 0,45% -в пресных водах-реках, болотах и озерах.

Водная среда включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, содержанием 1 млрд. 338 млн. км3 - около 98% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория) составляет 361 млн. км2. Она примерно в 2,4 раза больше площади суши территории, занимающей 149 млн. км2. Вода в океане соленая, причем большая ее часть (более 1 млрд. км3) сохраняет постоянную соленость около 3,5% и температуру, примерно равную 3,7 ° С. Заметные различия в солености и температуре наблюдаются почти исключительно в поверхностном слое воды, а также в окраинных и особенно в средиземных морях. Содержание растворенного кислорода в воде существенно уменьшается на глубине 50-60 метров.

Подземные воды бывают солеными, солоноватыми (меньшей солености) и пресными; существующие геотермальные воды имеют повышенную температуру (более 30 ° С.). Для производственной деятельности человечества и его хозяйственно-бытовых нужд требуется пресная вода, количество которой составляет всего лишь 2,7% общего объема воды на Земле, причем очень малая ее доля (всего 0,36%) имеется в легкодоступных для добычи местах. Большая часть пресной воды содержится в снегах и пресноводных айсбергах , находящихся в районах в основном Южного полярного круга. Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3 тыс. км3. томе того, может использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. км3. К сожалению, большая часть речного стока в России, составляющая около 5000 км3, приходится на малоплодородные и малозаселенные северные территории. При отсутствии пресной воды используют соленую поверхностную или подземную воду, производя ее опреснение или гиперфильтрацию: пропускают под большим перепадом давлений через полимерные мембраны с микроскопическими отверстиями, задерживающими молекулы соли. Оба эти процесса весьма энергоемки, поэтому представляет интерес предложение, состоящее в использовании в качестве источника пресной воды пресноводных айсбергов (или их части), которые с этой целью буксируют по воде к берегам, не имеющим пресной воды, где организуют их таяние. По предварительным расчетам разработчиков этого предложения, получение пресной воды будет примерно вдвое менее энергоемки по сравнению с опреснением и гиперфильтрацией. Важным обстоятельством, присущим водной среде, является то, что через нее в основном передаются инфекционные заболевания (примерно 80% всех заболеваний). Впрочем, некоторые из них, например, коклюш, ветрянка, туберкулез, передаются через воздушную среду. С целью борьбы с распространением заболеваний через водную среду Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила текущее десятилетие десятилетием питьевой воды.

2. Водный баланс земли.

Чтобы представить, сколько воды участвует в круговороте, охарактеризуем различные части гидросферы. Более 94% ее составляет Мировой океан. Другая часть (4%) – подземные воды. При этом следует учесть, что большая их часть относится к глубинным рассолам, а пресные воды составляют 1/15 долю. Значителен также объем льда полярных ледников: с пересчетом на воду он достигает 24 млн. км., или 1,6% объема гидросферы. Озерной воды в 100 раз меньше – 230 тыс. км., а в руслах рек содержится всего лишь 1200 м. Воды, или 0,0001% всей гидросферы. Однако, несмотря на малый объем воды, реки играют очень большую роль: они, как и подземные воды, удовлетворяют значительную часть потребностей населения, промышленности и орошаемого земледелия. Воды на Земле довольно много. Гидросфера составляет около 1/4180 части массы нашей планеты. Однако на долю пресных вод, исключая воду, скованную в полярных ледниках, приходится немногим более 2 млн. км., или только 0,15% всего объема гидросферы.

3. Гидросфера как природная система

Гидросфера – это прерывистая водная оболочка Земли, совокупность морей, океанов, континентальных вод (включая подземные) и ледяных покровов. Моря и океаны занимают около 71% земной поверхности, в них сосредоточено около 96,5% всего объема гидросферы. Суммарная площадь всех внутренних водоемов суши составляет менее 3% ее площади. На долю ледников приходится 1,6% запасов воды в гидросферы, а их площадь составляет около 10% площади континентов.

Важнейшее свойство гидросферы – единство всех видов природных вод (Мирового океана, вод суши, водяного пара в атмосфере, подземных вод), которое осуществляется в процессе круговорота воды в природе. Движущими силами этого глобального процесса служат поступающая на поверхность Земли тепловая энергия Солнца и сила тяжести, обеспечивающие перемещение и возобновление природных вод всех видов.

Под воздействием солнечного тепла вода в природе совершает непрерывный круговорот. Водяной пар, который легче воздуха, поднимается в верхний слой атмосферы, конденсируется в мельчайшие капельки, образующие облака из них вода возвращается на поверхность земли в виде осадков-дождя, снега. Выпадающая на поверхность земного шара вода частично поступает

непосредственно в природные водоемы, частично собирается в верхнем слое

почвы, образуя поверхностные и грунтовые воды.

Испарение с поверхности Мирового океана и с поверхности суши является начальным звеном круговорота воды в природе, обеспечивающим не только возобновление наиболее ценного его компонента – пресных воды суши, но и их высокое качество. Показателем активности водообмена природных вод служит высокая скорость их возобновления, хотя различные природные воды возобновляются (замещаются) с неодинаковой скоростью. Наиболее мобильный агент гидросферы – речные воды, период возобновления которых составляет 10-14 суток.

Преобладающая часть гидросферных вод сосредоточена в Мировом океане. Мировой океан – основное замыкающее звено круговорота воды в природе. Он отдает большую часть испаряющейся влаги в атмосферу. Водные организмы, населяющие поверхностный слой Мирового океана, обеспечивают возврат в атмосферу значительной части свободного кислорода планеты.

Огромный объем Мирового океана свидетельствует о неисчерпаемости природных ресурсов планеты. Кроме того, Мировой океан является коллектором речных вод суши, ежегодно принимая около 39 тыс. м3 воды. Наметившееся в отдельных районах загрязнение Мирового океана грозит нарушить естественный процесс влагооборота в его наиболее ответственном звене – испарении с поверхности океана.

4. Мировой океан.

Средняя глубина Мирового океана 3700 м., наибольшая – 11022 м. (Марианский желоб). Объем вод Мирового океана, как было сказано выше, куб. км.

В морской воде растворены почти все известные на Земле вещества, но в разных количествах. Большинство их из-за малого содержания трудно обнаружить. Основная часть растворенных в морской воде солей – хлориды (89%) и сульфаты (почти 11 %), значительно меньше карбонатов(0,5%). Поваренная соль (NaCl ) придает воде соленый вкус, соли магния (MqCl ) – горький. Общее количество всех солей, растворенных в воде, называется соленостью. Она измеряется в тысячных долях – промилле (%о).

Средняя соленость Мирового океана около 35 %о.

Соленость воды в океане зависит прежде всего от соотношения количества атмосферных осадков и испарения. Понижают соленость речные воды и воды тающих льдов. В открытом океане распределение солености в поверхностных слоях воды (до 1500 м.) имеет зональный характер. В экваториальном поясе, где выпадает много осадков, она пониженная, в тропических широтах – повышенная.

Заметно различаются по солености внутренние моря. Соленость воды в Балтийском море до 11 %о, в Черном – до 19%о, а в Красном – до 42%о. Объясняется это разным соотношением прихода (атмосферные осадки, речной сток) и расхода (испарение) пресной воды, т. е. климатическими условиями. Океан - регулятор тепла

Самая высокая температура у поверхности воды в Тихом океане - 19,4 °С; Индийский океан имеет 17,3 °С; Атлантический - 16,5 °С. При таких средних температурах вода в Персидском заливе регулярно нагревается до 35 °С. С глубиной температура воды, как правило, падает. Хотя бывают исключения, обусловленные поднятием глубинных теплых вод. Примером может служить западная часть Ледовитого океана, куда вторгается Гольфстрим. На глубине 2 км на всей акватории Мирового океана обычно температура не превышает 2-3 °С; в Северном Ледовитом океане она еще ниже.

Мировой океан - мощный накопитель тепла и регулятор теплового режима Земли. Если бы океана не было, средняя температура поверхности Земли составила бы - 21 °С, то есть была бы на 36° ниже той, которая имеется в действительности.

Течения Мирового океана

Воды океана находятся в постоянном движении под воздействием различных сил: космических, атмосферных, тектонических и др. Наиболее выражены поверхностные морские течения, преимущественно ветрового происхождения. Но весьма распространены 3 течения, возникающие из-за разной плотности масс. Течения в Мировом океане подразделяются по преобладающему в них направлению на зональные (идущие на запад и восток) и меридиональные (несущие воды на север и юг). Течения, идущие навстречу соседним, более мощным течениям, называются противотечениями. Специально выделяют экваториальные течения (вдоль экватора). Течения, изменяющие свою силу от сезона к сезону, в зависимости от направления прибрежных муссонов, называются муссонными.

Самое мощное во всем Мировом океане - Циркумполярное, или Антарктическое, круговое течение, обусловленное сильными и устойчивыми западными ветрами. Оно охватывает зону в 2500 км по ширине и километровые толщи по глубине, пронося каждую секунду около 200 млн. т воды. Для сравнения - крупнейшая река мира Амазонка несет лишь около 220 тыс. т воды в секунду.

В Тихом океане наиболее сильно Южное пассатное течение, направляющееся с востока на запад, со скоростью 80-100 миль в сутки. К северу от него находится противотечение, а еще северней - Северное пассатное течение с востока на запад. Зная направление течений, местные жители издавна использовали их для своих передвижений. Вслед за ними воспользовался этим знанием и Т. Хейердал для своего знаменитого путешествия на «Кон-Тики». Аналоги пассатных (буквально «благоприятствующих переезду») течений и противотечений имеются в Индийском и в Атлантическом океанах.

Из меридиональных течений наиболее известны Гольфстрим и Куросио, которые переносят соответственно 75 и 65 млн. т воды в секунду.

Для многих районов Мирового океана (западные берега Северной и Южной Америки , Азии, Африки, Австралии) характерен апвеллинг, который может быть вызван ветровым сгоном поверхностных вод от берега. Поднимающиеся глубинные воды нередко содержат большое количество питательных веществ, и места апвеллинга связаны с зоной высокой биологической продуктивности.

Роль океана в жизни людей

Трудно переоценить роль Мирового океана в жизни человечества. Он во многом определяет лик планеты в целом, в т. ч. ее климат, круговорот воды на Земле. В океане пролегли жизненно важные водные пути, соединяющие материки и острова. Колоссальны его биологические ресурсы. В Мировом океане обитает более 160 тыс. видов животных и около 10 тыс. видов водорослей . Ежегодно воспроизводимое количество промысловых рыб оценивается в 200 млн. т, из них примерно 1/3 вылавливается. Более 90% мирового улова приходится на прибрежный шельф особенно в умеренных и высоких широтах Северного полушария. Доля Тихого океана в мировом улове - около 60%, Атлантического - около 35%.

Шельф Мирового океана располагает огромными запасами нефти и газа, крупными запасами железо-марганцевых руд и других полезных ископаемых . Человечество еще только приступает к использованию энергетических ресурсов Мирового океана, в т. ч. энергии приливов. На Мировой океан приходится 94% объема гидросферы. С опреснением морских вод связывают решение многих водных проблем будущего.

К сожалению, человечество не всегда разумно пользуется природными ресурсами Мирового океана. Во многих районах истощены его биологические ресурсы. Значительная часть акватории загрязнена отходами антропогенной деятельности, в первую очередь, нефтепродуктами.

Воды суши.

К водам суши относятся воды, реки, озера, болота, ледники. Они содержат 3,5% общего количества вод гидросферы. Из них лишь 2,5% - пресные воды.

Подземные воды находятся в толщах горных пород верхней части земной коры в жидком, твердом и парообразном состоянии. Основная их масса образуется вследствие просачивания с поверхности дождевых, талых и речных вод.

По условиям залегания подземные воды подразделяются на:

1) почвенные, находящиеся в самом верхнем, почвенном слое;

2) грунтовые, залегающие на первом от поверхности постоянном водоупорном слое;

3) межпластовые, находящиеся между двумя водоупорными пластами;

Последние часто бывают напорными и тогда носят название артезианских.

Грунтовые воды питают реки и озера.

Реки – постоянные водные потоки, протекающие в разработанных ими же углублениях – руслах.

Важнейшей характеристикой рек является их питание. Выделяются четыре источника питания: снеговое, дождевое, ледниковое и подземное.

От питания рек в значительной мере зависит режим рек, т. е. изменение величины расхода воды по сезонам года, колебание уровня, изменение температуры воды. Водный режим реки характеризуется расходом воды и стоком. Расход– это количество воды, проходящее через поперечное сечение потока в одну секунду. Расход воды за длительное время – месяц, сезон, год – называется стоком. Объем воды, который несут реки в среднем за год, называется их водоносностью. Самая многоводная река в мире – Амазонка, в ее устье средний годовой расход воды равен 220000 куб. м./с. На втором месте – Конго (46000 куб. м./с.), затем Янцзы. В нашей стране самая многоводная река – Енисей (19800 куб. м./с.). Реки характеризуются весьма неравномерным распределением стока во времени. Большинство рек России проносят 60-70% объема воды за сравнительно короткий период весеннего половодья. В это время талая вода стекает по промерзшей и хорошо увлажненной поверхности водосборов с наименьшими потерями на фильтрацию и испарение.

Именно в период половодья реки чаще всего выходят из берегов и затапливают прилегающие территории. Летом и зимой обычно наблюдается маловодье - межень, когда реки питаются подземными водами, ресурсы которых тоже в значительной мере пополняются в весенний период. Летом большая часть осадков расходуется на испарение, до уровня грунтовых вод и тем более до рек доходит лишь небольшая часть атмосферных осадков. Зимой выпавшие осадки аккумулируются в виде снега. Лишь осенью на российских реках бывают небольшие паводки.

Реки Дальнего Востока и Кавказа отличаются от равнинных рек России по гидрологическому режиму. Первые разливаются осенью - во время муссонных дождей; на кавказских реках максимальные расходы воды наблюдаются летом, когда тают высокогорные ледники и снежники.

Сток рек меняется от года к году. Нередко случаются маловодные и многоводные периоды, когда река характеризуется пониженной или, напротив, повышенной водностью. Например, в 1970-х на Волге наблюдалось маловодье, в связи, с чем быстро падал уровень бессточного Каспийского моря, для которого Волга - основной поставщик воды. С 1978 наступила фаза повышенной увлажненности в бассейне Волги, сток ее ежегодно стал превышать средний многолетний, и уровень Каспийского моря стал повышаться, в результате чего затапливались прибрежные территории. Большая часть рек России ежегодно покрывается льдом. Продолжительность ледостава на севере России составляет 7-8 месяцев (с октября по май). Вскрытие рек ото льда - ледоход - одно из самых впечатляющих зрелищ, часто сопровождается наводнением.

Реки сыграли выдающуюся роль в истории человечества, с ними связано становление и развитие человеческого общества. С исторических времен реки использовались как пути сообщения, для рыболовства и рыбоводства, сплава леса, орошения полей и водоснабжения . Люди издавна селились по берегам рек - это подтверждает и фольклор, в котором Волгу называют «матушкой», а Амур - «батюшкой». Река - основной источник гидроэнергии и важнейший транспортный путь. Реки имеют большое эстетическое и рекреационное значение как неотъемлемый элемент окружающей среды. Широкое вовлечение рек в хозяйственный оборот привело к полному преобразованию многих из них. Сток таких рек, как Волга, Днепр, Ангара, в значительной мере зарегулирован водохранилищами . Многие из них, особенно протекающие в южных районах, где велика потребность в орошении, разбираются на нужды ирригации. По этой причине Амударья и Сырдарья уже практически не впадают в Аральское море, и оно стремительно высыхает.

Один из самых негативных результатов антропогенного воздействия на реки - их массовое загрязнение сточными водами и другими отходами хозяйственной деятельности. Угрозы качественного истощения речных водных ресурсов можно избежать, если осуществлять комплекс водохозяйственных мероприятий, включающий не только традиционную очистку сточных вод , но и такие кардинальные меры, как изменение технологии производства с целью многократного уменьшения расходования воды и образования отходов.

Озера - это природные водоемы в углублениях суши (котловинах), заполненные в пределах озерной чаши (озерного ложа) разнородными водными массами и не имеющие одностороннего уклона. Для озер характерно отсутствие непосредственной связи с Мировым океаном. Озера занимают около 2,1 млн. км2или почти 1,4% площади суши. Это примерно в 7 раз больше поверхности Каспийского моря - крупнейшего озера мира.

Болото – это участок суши с избыточным застойным увлажнением грунта, заросший влаголюбивой растительностью. Для болот характерен процесс накопления неразложившихся растительных остатков и образования торфа. Болота распространены главным образом в Северном полушарии, особенно в равнинных районах, где развиты многолетнемерзлые грунты, и занимают площадь около 350 млн. га

Ледники – это движущиеся естественные скопления льда атмосферного происхождения на земной поверхности; образуются в тех районах, где твердых атмосферных осадков отлагается больше, чем стаивает и испаряется. В пределах ледников выделяют области питания и абляции. Ледники делятся на наземные ледниковые покровы, шельфовые и горные. Общая площадь современных ледников ок. 16,3 млн. км2 (10,9% площадь суши), общий объем льдов ок. 30 млн. км3.

6. Управление водными ресурсами.

Одним из направлений решения водных проблем является привлечение на цели водоснабжения малоиспользуемых в настоящее время водных ресурсов опресненных вод Мирового океана, подземных вод и вод ледников. В настоящее время доля опресненных вод в общем, объеме водоснабжения мира невелика-0,05%, что объясняется высокой стоимостью и значительной энергоемкостью технологических процессов опреснения. Даже в США, где число опреснительных установок увеличилось с 1955 г в 30 раз, опресненные воды составляют лишь 7% водопотребления.

В Казахстане в 1963 г вступил в строи первый опытно-промышленный опреснитель в г. Актау (Шевченко). Из-за высокой стоимости опреснение используются лишь там, где совершенно отсутствуют или чрезвычайно труднодоступны ресурсы поверхностных или подземных пресных вод, а их транспортировка оказывается дороже по сравнению с опреснением воды

повышенной минерализации непосредственно на месте. В перспективе опреснение воды будет осуществляться в едином техническом комплексе с извлечением из нее полезных компонент: хлористого натрия, магния, калия, серы, бора, брома, йода, стронция, цветных и редких металлов, что повысит экономическую эффективность опреснительных установок.

Важный резерв водоснабжения-подземные воды. Наибольшую ценность для общества представляют пресные подземные воды, составляющие 24% от объема пресной части гидросферы. Резервом в обеспечении водой могут служить также солоноватые и соленые подземные воды при использовании их в смеси с пресными или после их искусственного опреснения. К факторам, лимитирующим подземный водозабор, относятся:

1) неравномерность их распределения по территории земли;

2) трудности в переработке солёных подземных вод;

3) быстро снижающиеся темпы естественного возобновления с

увеличением глубины залегания водоносных пластов.

Утилизация воды, находящейся в твердой фазе (льды, ледниковые покровы) , предполагается, во-первых, путем увеличения водоотдачи горных ледников, во-вторых, с помощью транспортировки льда из полярных районов. Однако оба эти способа практически труднореализуемы и еще не изучены экологические последствия их осуществления.

Таким образом, на современном этапе развития возможности привлечения дополнительных объемов водных ресурсов ограничены. Следует указать и на неравномерность распределения водных ресурсов по территории земного шара. Наиболее высокая обеспеченность ресурсами речного и подземного стоков приходится на экваториальный пояс Южной Америки и Африки. В Европе и Азии,

где проживает 70% населения мира, сосредоточено лишь 39% речных вод. Крупнейшими реками мира являются Амазонка (годовой сток 3780 км3) , Конго (1200 км3) , Миссисипи (600 км3) , Замбери (599 км3) , Янцзы (639 км3) , Иравади (410 км3) , Меконг (379 км3) , Брахмапутра (252 км3) . В Западной Европе среднегодовой поверхностный сток составляет 400 км3, в том числе около 200 км3 в Дунае, 79 км3 на Рейне, 57 км3 на Роне. Крупнейшими озерами мира являются Великие американские озёра (общая площадь - 245 тыс. км3) , Виктория (68 тыс. км3) , Танганьика (34 тыс. км3) , Ньяса (30,8 тыс. км3) .

В Великих американских озерах содержится 23 тыс. км3 воды, столько же, сколько в Байкале. Для характеристики размещения гидроресурсов рассчитывается объем полного речного стока на единицу территории (1 км3) и населения. На 1 млн. жителей СССР приходится 5,2 км3 суммарного устойчивого стока (включая зарегулированный водохранилищами) против 4 км3 для всего

земного шара; 19 км3 полного речного стока против 13 км3; 4,1 устойчивого подземного стока против 3,3 км3. Средняя водообеспеченность на 1 км2 составляет в СНГ 212 тыс. м3, а на земном шаре-278 тыс. м3. Основными способами управления водными ресурсами являются создание водохранилищ и территориальная переброска стока.

7. Источники загрязнения водных ресурсов.

Гидросфера Земли имеет большое значение в процессах обмена с атмосферой кислородом и углекислым газом. Океаны и моря оказывают смягчающее, регулирующее воздействие па температуру воздуха, накапливая тепло летом и отдавая его атмосфере зимой. В океане происходят циркуляция и перемешивание теплых и холодных вод. Биомасса растительности океанов и морей во много раз

меньше, чем суши, но биомасса животных, по крайней мере, на порядок больше. Океаны и моря поглощают углекислый газ. Гидросфера является важным источником продовольствия для людей и других обитателей суши. Улов рыбы, составлявший в начале нынешнего века 3 млн. тонн в год, в настоящее время доходит до 80 млн. т. Этот рост связан с прогрессом техники, широким применением специальных судов-траулеров, сейнеров с гидроакустическими приборами для обнаружения скоплений рыб, аппаратурой для воздействия на нее

светом, электрическим током.

Появились рыбонасосы, нейлоновые сети, траловый лов, замораживание и консервирование рыбы на борту. В результате усиленного улова состав его ухудшился, снизился удельный вес сельди,

Сардин, лососевых, трески, камбалы, палтуса и повысилась доля тунцов, макрели, морских окуней и лещей. При значительных вложениях реально можно довести уловы морепродуктов до 100- 130 млн. т. В эти цифры входит, например, криль-мелкие рачки, запасы которых огромны в южных морях. В криле содержится белок, этих рачков можно использовать и для продовольствия и для иных целей. Большое количество вылавливаемой рыбы идет. Не в пищу, а на корм

скоту или перерабатывается в удобрения. За ряд лет, особенно послевоенных, истреблена значительная часть китов, а некоторые их виды находятся на грани полного уничтожения. По международной договоренности дальнейший вылов китов ограничен. Уничтожение обитателей океанов и морей вследствие неразумного их вылова ставит вопрос о целесообразности перехода от экстенсивного рыбного промысла к искусственному разведению рыбы. В этом отношении можно напомнить переход от охоты и сбора плодов и кореньев на более ранних стадиях развития общества к разведению животных и растений.

8. Меры по охране и экономному расходованию водных ресурсов.

Серьезные меры предпринимаются для предотвращения растущего загрязнения водных объектов сточными водами. Сточные воды - это воды, отводимые после использования в бытовой и производственной деятельности человека. По своей природе загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериологические и биологические. Критерием вредности сточных вод считаются характер и степень ограничения водопользования. Качество природных вод в Казахстане нормируется в местах водопользования. Разработанные нормативные показатели – предельно допустимые концентрации содержания вредных веществ в воде водных объектов различного назначения - относятся к составу воды в водоемах, а не к составу сточных вод.

В соответствии с Положением о государственном учете вод и их

использовании (1975 г) первичный учет сбрасываемых в водные объекты сточных вод ведут сами водопользователи. Этот контроль осуществляется большинством водопользователей неудовлетворительно. Об этом свидетельствует тот факт, что только 20% сбрасываемых сточных вод контролируется гидротехническим

оборудованием, а остальное количество - косвенными методами. В настоящее время осуществляется переход на систему нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ). Значения ПДВ определяются для каждого конкретного источника выбросов с таким расчетом, чтобы совокупные выбросы от всех источников в регионе не превышали норматива ПДК. Использование нормативов ПДВ облегчит планирование и контроль природоохранной деятельности, повысит

ответственность предприятии за соблюдение природоохранных требований, устранит конфликтные ситуации. Из общего количества сточных вод 69% является, условна чистыми, 18%-загрязненными и 13%-нормативно-очищенными. Строгие критерии для деления промышленных сточных вод на нормативно-очищенные, загрязненные и условно-чистые отсутствуют. Неочищенные сточные воды нуждаются в многократном разбавлении их чистой

водой. Особенно загрязняющими являются производства нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной и химической промышленности . Нормативно-очищенные воды

Основным рыночным, методом регулирования природоохранной деятельности является плата за загрязнение. Выделяются два вида платы за единицу выбросов и плата за пользование общественными очистными сооружениями. Уровень платы в первом случае определяется желаемым качеством среды. Механизм подобной платы автоматически обеспечивает оптимальное распределение ресурсов. Плата за использование очистных сооружений включает

основную плату за сброс нормативных сточных вод, дополнительную плату за сверхнормативный сброс, плату за транспортировку воды и плату за обслуживание водной инспекцией. Для оценки загрязнения речных вод используется показатель условного загрязнения. Размер платы зависит от возраста очистных сооружений, способности водоемов к самоочищению, а также состава стоков. Механизм плат наиболее эффективен в условиях чистой конкуренции, когда каждая фирма стремится минимизировать затраты на единицу

выпуска. В условиях монополий фирмы могут не ставить себе такой цели, поэтому в монополизированных отраслях получают преимущества методы прямого административного регулирования.

10. Международное десятилетие « Вода для жизни»

4000 детей умирают ежедневно из-за болезней, вызванных непригодной для питья водой; у 400 млн. детей нет даже самого минимума безопасной воды, необходимого для жизни; целых 2,6 млрд. людей живут в отсутствии санитарных условий – все это бросает вызов борьбе ООН за чистую воду.

Детский фонд ООН (ЮНИСЕФ) подчеркнул тот факт, что нехватка чистой воды ежегодно является причиной как минимум 1,6 млн. из 11 млн. детский смертей, которых можно было бы избежать. Почти три ребенка умирают каждую минуту из-за болезней, вызванных непригодной для питья водой, таких, как диарея и брюшной тиф. В африканских странах, расположенных к югу от Сахары, где один из пяти детей не доживает до пяти лет, 43% детей пьют небезопасную воду, с каждым глотком рискуя заболеть и умереть.

Управление Верховного комиссара ООН по делам беженцев (УВКБ) рассказало о ситуации в Жегрийяд - «Долине смерти» в Сомали. Она получила свое название из-за того, что ежегодно здесь умирают от жажды люди, прежде всего водители, чьи грузовики или автомобили ломаются на пути к Джибути.

Это лишь малая часть проблемы, стоящей перед УВКБ - организацией, которая старается помогать 17 млн. человек в более чем 116 странах. В Тиндуфе (Алжир) в данный момент реализуется проект по улучшению водоснабжения лагеря Смара в центре пустыни Сахара, где живут десятки тысяч беженцев из Западной Сахары.

В другом лагере, расположенном на востоке Чада, где свыше 200000 беженцев спасаются от конфликта в суданском Дарфуре, УВКБ продолжает работу по водообеспечению беженцев: доставляет воду, бурит скважины, выкапывает колодцы и с помощью высоких технологий ведет поиск дополнительных источников воды.

22 марта 2005 года ООН отметила Всемирный день водных ресурсов, провозгласив гг. Международным десятилетием «Вода для жизни». Данные о масштабах проблемы и истории конкретных людей – вот что, помимо выступлений руководителей организаций системы ООН, заставляет осознать, насколько трудно миру будет выполнить одну из целей в области развития, сформулированных в Декларации тысячелетия: к 2015 г. вдвое сократить число людей, испытывающих недостаток чистой питьевой воды и минимальных санитарных условий.

Список использованной литературы:

1. География. Полный курс подготовки к экзаменам. Москва. АСТ-пресс; 2004 г.

2. , «Охрана окружающей среды»

3. Б. Небел «Наука об окружающей среде» Москва. «Наука» 2002 г.

4. Большая Советская Энциклопедия. Москва. «Советская энциклопедия» , 1972 г.

В качестве водных ресурсов рассматриваются поверхностный сток (реки, озера и другие водоемы), подземный сток (подземные и грунтовые воды), воды ледников, атмосферные осадки, которые являются источниками воды для удовлетворения хозяйственных и бытовых потребностей. Вода – своеобразный вид ресурса. Она сочетает в себе характер и исчерпаемых (подземные воды) и неисчерпаемых (поверхностный сток) запасов. Вода в природе находится в непрерывном движении, поэтому распределение ее по территории, временам года и по годам подвержено значительным колебаниям.

Россия располагает значительными запасами пресных вод. Наиболее широко в национальном хозяйстве используются речные воды. Реки России принадлежат к бассейнам трех океанов, а также к внутреннему бассейну Каспия, занимающему большую часть европейской части России. Большая часть рек России относится к бассейну Северного Ледовитого океана. Реки, впадающие в северные моря, самые длинные и полноводные. Наиболее длинная река – Лена (4400 км), самая полноводная река – Енисей. В южных частях реки Сибири стремительны и порожисты. На этих отрезках построены крупнейшие в стране ГЭС – Красноярская и Саяно-Шушенская на Енисее, Новосибирская на Оби, Иркутская, Братская, Усть-Илимская на Ангаре и т.д. Реки европейской части бассейна Северного Ледовитого океана – Печора, Мезень, Северная Двина, Онега – значительно короче сибирских рек. К бассейну Тихого океана относятся многие реки. Основные реки этого бассейна – Амур и его притоки – Зея, Бурея, Уссури.

Бассейн Атлантического океана занимает наименьшую площадь от всей территории страны. Реки текут на запад в Балтийское море (Нева) и на юг – в Азовское и Черное (Дон, Кубань и др.). Особое место занимает Нева. Эта короткая река (74 км) несет огромное количество воды – в четыре раза больше, чем Днепр, имеющий длину свыше 2000 км.

Большую часть Европейской России занимает внутренний бассейн Каспийского моря. В Каспий впадают реки Волга, Урал, Терек и др. В Европейской России самая длинная река – Волга (3530 км). На Волге много ГЭС: Волжская им. Ленина, Саратовская, Волжская им. XXI съезда КПСС и др.

Главными потребителями водных ресурсов в нашей стране являются водоснабжение, гидроэнергетика, искусственное орошение.

Водоснабжение – совокупность разных способов использования водных ресурсов промышленностью, коммунальным хозяйством и населением с большой долей безвозвратных потерь и различной степенью загрязнения. Именно эта сторона водопользования создает все более обостряющуюся по мере роста производства проблему качественного ухудшения и уменьшения водных запасов. Решение ее требует перераспределения водных ресурсов между районами, бережного расходования запасов, строительства очистных сооружений, широкого применения замкнутых циклов использования воды и др.

Гидроэнергетика использует энергию текучих вод, запасы которых затем полностью возвращаются в водоток. Россия располагает крупнейшими в мире запасами гидроэнергии, которые составляют около 1/10 мировых запасов. Распределены гидроэнергетические ресурсы России неравномерно. Большая их часть приходится на Сибирь и Дальний Восток, причем основные запасы гидроэнергии сосредоточены в бассейнах рек Енисея, Лены, Оби, Ангары, Иртыша и Амура. Лена по запасам гидроэнергии занимает первое место среди рек России. Богаты гидроэнергетическими ресурсами реки Северного Кавказа. Значительная часть технически возможных для использования гидроэнергетических ресурсов страны приходится на Поволжский и Центральный районы России, где особенно велики запасы гидроэнергии бассейна Волги.

Для искусственного орошения используется сток рек и ресурсы ледников. Основные районы орошения – это засушливые территории: Северный Кавказ, Заволжье.