Водные ресурсы россии. Водные ресурсы мира: характеристика и использование Водные ресурсы их состояние

ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ

ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ

воды, пригодные для использования в хозяйстве. Особенно важны ре­сурсы пресной воды, которая составляет менее 3% общего объема гидросферы. Запасы доступной пресной воды распределены крайне неравномерно: в Африке только 10% населения обеспечены регулярным водоснабжением, а в Европе этот показатель превышает 95%. Все напряженнее становится положение с водой в больших городах мира (Париж , Токио , Мехико , Нью-Йорк). Дефицит связан с увеличением расходования запасов и с загрязнением гидросферы.

Краткий географический словарь . EdwART . 2008 .

Во́дные ресу́рсы

пригодные для использования пресные воды, заключённые в реках, озёрах, водохранилищах, ледниках, подземных водах, а также почвенная влага. Пары атмосферы, солёные воды океанов и морей, не используемые в хозяйстве, составляют потенциальные водные ресурсы. Общий объём водных ресурсов оценивается в 1,4 млрд. км³, из них на долю пресных вод приходится только 2 %, а на долю технически доступных для использования – всего 0,3 %. Забор воды из всех источников составляет ок. 4000 км³ в год. Водные ресурсы используются в энергетике, для орошения земель, промышленного, с.-х., коммунально-бытового водоснабжения, а также в качестве транспортных путей. При использовании водных ресурсов их количество либо не меняется вообще (напр., в гидроэнергетике, водном транспорте), либо часть их изымается (для орошения, коммунального водоснабжения). Эта часть составляет безвозвратные потери для данной территории. При этом общие запасы водных ресурсов на Земле неисчерпаемы, т. к. они непрерывно возобновляются в процессе глобального круговорота воды . Доступный устойчивый речной сток рек, составляющий ок. 9000–12 000 км³ в год, представляет собой возобновляемые водные ресурсы суши, которые можно изымать для хоз. нужд. По суммарному значению возобновляемых водных ресурсов лидируют Бразилия, Россия, Канада, Китай, США, Индонезия, Бангладеш, Индия. В ряде р-нов отмечается количественное и качественное (из-за загрязнения) истощение водных ресурсов. Ок. 1 /3 населения мира проживает в странах, испытывающих дефицит пресной воды. В зоне дефицита находится 50 % тер. Азии, 20 % Европы, ок. 30 % Сев. Америки, почти вся Австралия. Р-ны с избытком водных ресурсов расположены в экваториальных и субполярных широтах, а также во многих областях умеренного пояса. Поверхностный сток России составляет 10 % мирового. Однако 90 % приходится на бас. Сев. Ледовитого и Тихого океанов, в то же время на бас. Азовского и Каспийского морей, где проживает более 80 % населения, приходится менее 8 % годового объёма речного стока.

География. Современная иллюстрированная энциклопедия. - М.: Росмэн . Под редакцией проф. А. П. Горкина . 2006 .

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.).
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 ок. 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 бóльших 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).
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОДЫ В ПРИРОДЕ
При изменении температуры воды изменяются и водородные связи между ее молекулами, что в свою очередь приводит к изменению ее состояния – от жидкого до твердого и газообразного.
Поскольку жидкая вода является прекрасным растворителем, она редко бывает абсолютно чистой и содержит минеральные вещества в растворенном или взвешенном состоянии. Лишь 2,8% из 1,36 млрд. км 3 всей имеющейся на Земле воды приходится на долю пресной, причем бóльшая ее часть (ок. 2,2%) находится в твердом состоянии в горных и покровных ледниках (преимущественно в Антарктиде) и только 0,6% – в жидком. Примерно 98% жидкой пресной воды сосредоточено под землей. Соленые воды океанов и внутренних морей, занимающих более 70% земной поверхности, составляют 97,2% всех вод Земли. См. также ОКЕАН.
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 (См. также ДОЖДЬ) . 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. См. также ГИДРОЛОГИЯ.
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. См. также река .
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. См. также озеро .
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 (См. также ГИДРОЭНЕРГЕТИКА) .
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 (См. также ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДЫ) .
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.

Энциклопедия Кругосвет . 2008 .

Вода является наиболее распространенным веществом на нашей планете: хотя и в разных количествах, она доступна повсеместно, и играет жизненно важную роль для окружающей среды, и живых организмов. Наибольшее значение имеет пресная вода, без которой человеческое существование невозможно, и заменить ее ничем нельзя. Люди всегда потребляли свежую воду и использовали ее в различных целях, включая бытовое, сельскохозяйственное, промышленное и рекреационное использование.

Читайте также:

Запасы воды на Земле

Вода существует в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Она образует океаны, моря, озера, реки и подземные воды, находящиеся в верхнем слое коры, и почвенного покрова Земли. В твердом состоянии, она существует в виде снега и льда в полярных, и горных районах. Определенное количество воды содержится в воздухе в виде водяного пара. Огромные объемы воды находятся в составе различных минералов земной коры.

Выявить точное количество запасов воды во всем мире довольно сложно, поскольку вода динамичная и находится в постоянном движении, изменяя свое состояние от жидкого до твердого и газообразного, и наоборот. Как правило, общее количество водных ресурсов мира оценивается как совокупность всех вод гидросферы. Это вся свободная вода, существующая во всех трех агрегатных состояниях в атмосфере, на поверхности Земли и в земной коре до глубины 2000 метров.

Текущие оценки показали, что на нашей планете содержится огромное количество воды - около 1386000000 кубических километров (1,386 млрд. км³). Однако 97,5% этого объема - соленая вода и только 2,5% - пресная. Большая часть пресной воды (68,7%) находится в виде льдов и постоянных снежных покровов в Антарктике, Арктики, и горных районах. Далее, 29,9% существует как грунтовые воды, и только 0,26% от общего количества пресной воды на Земле сосредоточено в озерах, водохранилищах и речных системах, где они наиболее легко доступны для наших экономических потребностей.

Эти показатели были рассчитаны за длительный промежуток времени, однако если принимать во внимание более короткие периоды (один год, несколько сезонов или месяцев), количество воды в гидросфере может изменяться. Это связано с обменом воды между океанами, землей и атмосферой. Этот обмен, как правило, называется , или глобальным гидрологическим циклом.

Ресурсы пресной воды

Пресная вода содержит минимальное количество солей (не более 0,1%) и подходит для человеческих потребностей. Однако, не все ресурсы доступны для людей, а даже те, которые доступны не всегда пригодны для использования. Рассмотрим источники пресной воды:

  • Ледники и снежные покровы занимают около 1/10 суши в мире и содержат около 70% запасов пресной воды. К сожалению, большая часть этих ресурсов расположена вдали от населенных пунктов, поэтому является трудно доступной.
  • Подземные воды на сегодняшний день являются наиболее распространенным и доступным источником пресной воды.
  • Пресноводные озёра в основном расположены на больших высотах. В Канаде находится около 50% пресноводных озёр мира. Многие озёра, особенно, которые находятся в засушливых районах, становятся солеными за счет испарений. Каспийское море, Мертвое море, и Большое Солёное озеро являются одними из крупнейших в мире соленых озёр.
  • Реки образуют гидрологическую мозаику. На Земле насчитывается 263 международных речных бассейна, которые охватывают более 45% суши нашей планеты (исключение - Антарктика).

Объекты водных ресурсов

Основными объектами водных ресурсов являются:

  • океаны и моря;
  • озёра, пруды и водохранилища;
  • болота;
  • реки, каналы и ручьи;
  • влажность почв;
  • подземные воды (почвенные, грунтовые, межпластовые, артезианские, минеральные);
  • ледяные шапки и ледники;
  • атмосферные осадки (дождь, снег, роса, град и т.п.).

Проблемы использования водных ресурсов

В течение многих сотен лет воздействие человека на водные ресурсы было незначительным и носило исключительно локальный характер. Великолепные свойства воды - ее возобновление благодаря круговороту и возможность очищаться - делают пресную воду относительно очищенной и обладающей количественными и качественными характеристиками, которые будут неизменными в течение длительного времени.

Однако, эти особенности воды породили иллюзию неизменности и неисчерпаемости данных ресурсов. Исходя из этих предубеждений возникла традиция небрежного использования чрезвычайно важных водных ресурсов.

Ситуация сильно изменилась за последние десятилетия. Во многих частях мира были обнаружены результаты долгосрочных и неправильных действий по отношению к столь ценному ресурсу. Это касается как прямого использования воды, так и косвенного.

Во всем мире в течение 25-30 лет наблюдается массовое антропогенное изменение в гидрологическом цикле рек и озер, влияющих на качество воды и их потенциал в качестве природного ресурса.

Объем водных ресурсов, их пространственное и временное распределение, определяются не только естественными колебаниями климата, как ранее, но теперь также по видам экономической деятельности людей. Многие части мировых водных ресурсов становятся настолько истощенными и сильно загрязненными, что они уже не в состоянии удовлетворить постоянно растущие потребности. Это может
стать основным фактором, препятствующим экономическому развитию и росту численности населения.

Загрязнение водных ресурсов

Основными причинами загрязнения водных ресурсов являются:

Сточные воды

Бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды приводят к загрязнению многих рек и озёр.

Захоронение отходов в морях и океанах

Захоронение мусора в морях и океанах может вызвать огромные проблемы, ведь оно отрицательно сказывается на живых организмах, которые обитают в водах.

Промышленность

Промышленность - это огромный источник загрязнений вод, который производит вещества, вредные для людей и окружающей среды.

Радиоактивные вещества

Радиоактивное загрязнение, при котором в воде находится высокая концентрация радиации, является самым опасным загрязнением и может распространяться в океанические воды.

Разлив нефти

Разлив нефти несет угрозы не только водным ресурсам, но и поселениям людей, расположенным вблизи загрязненного источника, а также всем биологическим ресурсам, для кого вода является средой обитания или жизненно важной необходимостью.

Утечки нефти и нефтепродуктов из подземных хранилищ

Большое количество нефти и нефтепродуктов хранятся в резервуарах, изготовленных из стали, которая со временем подвергается коррозии, что в следствии создает утечки вредных веществ в окружающую почву и грунтовые воды.

Атмосферные осадки

Атмосферные осадки, такие как кислотные осадки, образовываются при загрязнении воздуха и изменяют кислотность воды.

Глобальное потепление

Повышение температуры воды вызывает гибель многих живых организмов и разрушает большое количество мест обитания.

Эвтрофикация

Эвтрофикация - процесс снижения качественных характеристик воды, связанный с чрезмерным обогащением питательными веществами.

Рациональное использование и охрана водных ресурсов

Водные ресурсы предусматривают рациональное использование и охрану, начиная от частных лиц до предприятий и государств. Существует много способов, благодаря которым мы можем уменьшить наше воздействие на водную среду. Вот некоторые из них:

Экономия воды

Такие факторы, как изменение климата, рост численности населения и увеличение засушливости усиливают давление на наши водные ресурсы. Лучшим способом сохранить воду является сокращения потребления и избежание роста сточных вод.

На бытовом уровне, есть много способов для экономии воды, такие как: более короткий душ, установка водосберегающих приборов, стиральные машины с низким расходом воды. Другой подход заключается в высаживании садов, которые не требуют большого количества воды.

Водные ресурсы Земли в жизни человека

Большую часть мировых запасов воды составляют соленые воды мирового океана, запасы технически доступной для человека пресной воды составляют всего лишь 0,3% от всех водных ресурсов Земли .

Вода играет важнейшую роль в жизни человека. Вода необходима для обеспечения жизнедеятельности человеческого организма, вода необходима для обеспечения бытовых и производственных нужд … Поэтому водные ресурсы для нас являются одним из ключевых ресурсов. Человечество в подавляющем большинстве случаях использует пресную воду, которая по разным оценкам составляет от 2,5% до 4% от всех запасов воды на нашей планете. Отметим, что 2/3 пресной воды хранится в твёрдом состоянии в различных ледниках Земли .

Аналитики определили, что 70% используемой человечеством воды используется в сельском хозяйстве. К большому сожалению современные сельскохозяйственные технологии агрессивно загрязняют её различными химическими веществами.

Уже в настоящее время во многих регионах Земли спрос на чистую пресную воду значительно превышает её наличие. Учитывая истощение основных водоносных горизонтов, варварское загрязнение существующих водных ресурсов и растущее население планеты … , конкуренция за доступ к чистой пресной воде быстро растёт.

Водные ресурсы мира — общая картина, немного цифр

С водными ресурсами Земли, общая картина такова:

  • общий объем водных ресурсов составляет 1 390 000 000 куб. км;
  • менее 3% водных ресурсов земли составляют пресные воды;
  • 0,3% доступные пресные воды, это воды рек, озер … грунтовые и подземные.

Части гидросферы

Стационарные водные ресурсы мира по М. И. Львовичу:

  • Мировой океан:
    • Объем воды, тыс км 3 — 1 370 000;
    • Активность водообмена, число лет — 3 000.
  • Подземные воды :
    • Объем воды, тыс км 3 — ~ 60 000;
  • Подземные воды … в том числе зоны активного обмена:
    • Объем воды, тыс км 3 — ~ 4 000;
    • Активность водообмена, число лет — ~ 330.
  • Ледники:
    • Объем воды, тыс км 3 — 24 000;
    • Активность водообмена, число лет — 8 600.
  • Озера:
    • Объем воды, тыс км 3 — 230;
    • Активность водообмена, число лет — 10.
  • Почвенная влага:
    • Объем воды, тыс км 3 — 82;
    • Активность водообмена, число лет — 1.
  • Речные (русловые) воды:
    • Объем воды, тыс км 3 — 1,2;
    • Активность водообмена, число лет — 0,032.
  • Пары атмосферы:
    • Объем воды, тыс км 3 — 14;
    • Активность водообмена, число лет — 0,027.

Речной сток по частям света

  • Европа:
    • Объем годового стока, км 3 — 2 950;
    • Слой стока, мм — 300.
  • Азия:
    • Объем годового стока, км 3 — 12 860;
    • Слой стока, мм — 286.
  • Африка:
    • Объем годового стока, км 3 — 4 220;
    • Слой стока, мм — 139.
  • Северная и Центральная Америка:
    • Объем годового стока, км 3 — 5 400;
    • Слой стока, мм — 265.
  • Южная Америка:
    • Объем годового стока, км 3 — 8 000;
    • Слой стока, мм — 445.
  • Австралия, включая Тасманию, Н. Гвинею и Н. Зеландию:
    • Объем годового стока, км 3 — 1 920;
    • Слой стока, мм — 218.
  • Антарктида и Гренландия :
    • Объем годового стока, км 3 — 2 800;
    • Слой стока, мм — 2 800.
  • Вся суша:
    • Объем годового стока, км 3 — 38 150;
    • Слой стока, мм — 252.

Балансовая оценка водных ресурсов. Источники Водных ресурсов Земли

  • Полный речной сток:
    • Вся суша, км 3 — 38 150;
    • Вся суша, мм — 260.
  • Подземный сток:
    • Вся суша, км 3 — 12 000*;
    • Вся суша, мм — 81.
  • Испарение:
    • Вся суша, км 3 — 72 400;
    • Вся суша, мм — 470.
  • Атмосферные осадки:
    • Вся суша, км 3 — 109 400;
    • Вся суша, мм — 730.
    • Вся суша, км 3 — 26 150;
    • Вся суша, мм — 179.
  • Поверхностный (паводочный) сток:
    • Вся суша, км 3 — 82 250;
    • Вся суша, мм — 551.

Вода существует в естественных природных условиях в трех базовых состояниях – лед, жидкость и пар , благодаря чему происходит постоянная циркуляция и перераспределение водных ресурсов – круговорот воды в природе (непрерывное движение воды в гидросфере, атмосфере, литосфере). Под воздействием тепла жидкая вода испаряется, пар в свою очередь поднимается в атмосферу, где конденсируется и возвращается на землю в виде осадков – дождя, снега, росы … часть воды аккумулируется в ледниках, которые в свою очередь часть воды возвращают опять же в жидкое состояние.

Необходимо отметить, что 98% всей пресной жидкой воды приходится на подземные воды.

Подземные океаны воды с низким содержанием солей

Мало кто знает, что под водами океанов, обнаружены огромные подземные запасы воды с невысоким уровнем солей. Вполне вероятно, что большая часть этих вод вполне пригодны для использования человеком для своих нужд. Эти запасы размещены по всему земному шару.

Как утверждает доктор Винсент Пост из NCGRT и Школа окружающей среды при университете Флиндерс — «Объемы этих водных ресурсов в сто раз превышает объем, добытый человечеством из недр Земли в прошлом столетии с 1900 года».

Важно помнить о том, что эти подземные воды являются невозобновляемыми.

Водные ресурсы и экология

Отметим важный факт — общее количество воды в природе остается неизменным. Тем не менее, необходимо понимать, что активная деятельность человечества приводит к ухудшению экологии и нарушает баланс экосистем планеты, а это в свою очередь существенно понижает количество и доступность чистой питьевой воды, необходимой человеку для здоровой и качественной жизни.

В отдельных регионах планеты интенсивная хозяйственная деятельность человека уже сейчас приводит к ощутимому дефициту пресной воды. Особо это заметно в тех регионах, которые и раньше ощущали недостаток пресной воды по естественным природным причинам.

Сохранение системы, гарантирующей стабильное восполнение на нашей планете запасов чистой питьевой воды, является важным условием развития современной цивилизации.

Водные ресурсы и глобальные климатические изменения

Глобальные климатические изменения влекут за собой существенное перераспределение водных ресурсов.

Ученые определили, что увеличилось количество воды испаряемой в Арктике и Ледовитом океане, а это оказывает важное влияние на круговорот воды в природе — один из важнейших природных процессов на Земле.

85% населения, по данным ООН, проживают в наиболее «сухих» регионах Земли, в том числе 783 000 человек не имеют доступа к чистой пресной воде как таковой. Поэтому любые изменения в распределении водных ресурсов могут привести к катастрофическим последствиям. Например, к глобальным «водным миграциям» населения планеты …

Еще один тренд глобального потепления — это сокращение объёмов водоносных горизонтов. Наблюдается парадокс, количество дождей и осадков увеличивается, а количество воды в реках и озёрах сокращается. Учёные определили, что в первую очередь, это связано с глобальным высыханием почв. Если раньше дождевая вода по влажной почве активно стекала в реки и озёра, то в настоящее время её все больше впитывается в сухую почву и испаряется. Как показали исследования из 100 капель дождя в водоносные горизонты, озёра и реки попадает лишь 36 капель …

В следствии глобальных климатических изменений, увеличился риск паводков и наводнений. Это связано с тем, что осадки стали экстремальными — большое количество за короткий промежуток времени …

Глобальные изменения климата требуют глобальных стратегических решений.

При подготовке материалов, в том числе, использовалась информация с сайта: sciencedaily.com


ДАТА СОЗДАНИЯ ПУБЛИКАЦИИ: Июл 5, 2014 22:50

Водные ресурсы - это пригодные для употребления пресные воды, заключенные в реках, озерах, ледниках, подземных горизонтах. Пары атмосферы, океанические и морские соленые воды в хозяйстве пока не используются и поэтому составляют потенциальные водные ресурсы .

Виды водных ресурсов

  • 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. м 3 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 .

Водные ресурсы РФ

Размышляя о водных ресурсах России, в первую очередь, следует отметить реки. Их объем составляет 4 270 км 3 . 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 .

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.

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.

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.

Суммарный объем ежегодно возобновляемых водных ресурсов России (речной сток) оценивается в 4270 км³/год, который и принимается в качестве исходного для оценки водообеспеченности страны. Среди стран мира по суммарному значению возобновляемых водных ресурсов России принадлежит второе место после Бразилии.

Важным показателем оценки водных ресурсов является водообеспеченность (удельное значение естественного среднего годового стока на единицу площади и в расчете на одного жителя). Водообеспеченность России в расчете на единицу площади составляет примерно 250 тыс. м3/год, что намного выше по сравнению с любой из республик ближнего зарубежья (кроме Грузии). По этому показателю Россия занимает в мире несколько более скромное место, чем по суммарному объему речного стока, значительно (в 3 раза) уступая Бразилии и Норвегии, заметно уступая Индии, и находится почти на одном уровне с США, КНР и Канадой.

Особенности распределения водных ресурсов в России.

Россия весьма богата водными ресурсами. На большей части территории страны осадков выпадает больше, чем может испариться, и это обусловило обилие поверхностных вод: болот, озер и рек. Большинство областей страны не испытывает недостатка в пресной воде, но внутреннее распределение водных ресурсов в России крайне неравномерно. Огромен разрыв между регионами по показателю суммарного стока. Так, Дальний Восток имеет на своей территории 1812 км³/год, а Центрально-Черноземный район только 21,0 км³/год. Отсюда резко отличается и удельная водообеспеченность.

Реки России принадлежат бассейнам трех океанов: Северного Ледовитого, Тихого и Атлантического, некоторые - бессточному бассейну Каспийского моря. Большая часть рек питается талыми водами, с чем связано такое явление как ежегодное половодье (разлив рек весной). Некоторые реки Сибири и Дальнего Востока основное питание получают летом за счет дождевых вод. Общая длина российских рек составляет 2.3 млн. км, а объем годового стока - 4000 куб. км.

Реки являются основой водного фонда России. По ее территории протекает свыше 120 тыс. рек длиной более 10 км, количество малых рек гораздо больше. Благоприятные для судоходства участки рек имеют протяженность около 400 тыс. км. К бассейнам морей Северного Ледовитого океана относятся такие крупные реки, как Северная Двина, Печора, Обь, Енисей, Лена, Колыма. Горы и равнины Дальнего Востока дренируются реками, стекающими в моря Тихого океана (Амур, Анадырь и др.). В моря Атлантического океана стекают реки Дон, Кубань, Нева. Впадающие в Каспийское море Волга и Урал принадлежат бассейну внутреннего стока.

Озера размещены очень неравномерно. Особенно много их там, где наблюдается благоприятное сочетание влажности климата с обилием озерных котловин. Большая часть озер приходится на северо-западную часть страны, низменности Средней и Северо-Восточной Сибири. Скопление озер на юге Западной Сибири связано со слабой дренированностью территориии наличием неглубоких замкнутых понижений. В горах самыми крупными являются озера тектонического происхождения. Крупнейшими в России являются Ладожское оз., Онежское оз., Каспийское море (величайшее озеро мира) и Байкал. Экономическое значение озер не так велико, как у рек, хотя их водные запасы важны и для населения, и для промышленности.

Подземные воды - важнейшие источники питьевой воды. Наиболее крупными в России запасами обладают артезианские бассейны (Западно - Сибирский, Московский и др.). Большое оздоровительное значение имеют минеральные источники (Северный Кавказ).

В России предусматривается существенное увеличение использования подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения (в настоящее время почти 65% крупных городов пользуются поверхностными водами, в т. ч. Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород и др.).

В настоящее время на территории России создано 40 крупных водохранилищ объемом более 1 км³, не считая множества мелких, с суммарным объемом 892 км³ воды. Наибольший объем пресной воды заключен в водохранилищах Восточной Сибири, наименьший - в Центральном, Центрально-Черноземном и Волго-Вятском районах. Братское водохранилище занимает второе место в мире после африканского озера Виктория. В число крупнейших в мире входят также Красноярское, Зейское, Усть-Илимское, Самарское водохранилища.

В пределах какой-либо территории.

Термин «ресурсы» происходит от франц. ressource «вспомогательное средство». Водные ресурсы – это важная часть природных ресурсов в целом.

Природные (естественные) ресурсы – это компоненты окружающей среды, используемые в процессе общественного производства и для удовлетворения материальных и культурных потребностей общества.

Главные виды природных ресурсов – солнечная энергия, энергия ветра, энергия морских приливов, внутриземная теплота, ресурсы земельные, водные, минеральные (в том числе топливно-энергетические), растительные (в том числе лесные), ресурсы животного мира, например, рыбные. Природные ресурсы подразделяют также на возобновляемые и невозобновляемые.

Возобновляемые природные ресурсы – это те природные ресурсы, которые возобновляются в процессе постоянного круговорота вещества и энергии на земном шаре или в результате их естественного воспроизводства.

Основные природные ресурсы водных объектов (в том числе рек) – это водные ресурсы, т. е. сама вода с её потребительскими свойствами. Из других природных ресурсов рек наиболее ценными являются рыбные, минеральные (нефть и газ в подстилающих породах, гравийно-песчаный материал в донных отложениях), а также бальнеологические и рекреационные.

Водные ресурсы в широком смысле – это все природные воды Земли, представленные водами рек, озёр , водохранилищ , болот , ледников , водоносных горизонтов , океанов и морей.

Водные ресурсы в узком смысле – это природные воды, которые используются человеком в настоящее время и могут быть использованы в обозримой перспективе (определение). Сходная формулировка дана в Водном кодексе Российской Федерации : «водные ресурсы – это поверхностные и подземные воды, которые находятся в водных объектах и используются или могут быть использованы». В такой трактовке водные ресурсы – категория не только природная, но и социально-историческая (определение С.Л. Вендрова).

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. водного стока рек .

Статические (вековые) запасы пресных вод представлены не подверженной заметным ежегодным изменениям частью водных объёмов озёр, ледников, подземных вод. Измеряют эти запасы в объемных единицах (м 3 или км 3).

Возобновляемые водные ресурсы – это те воды, которые ежегодно восстанавливаются в процессе круговорота воды на земном шаре (глобального гидрологического цикла). Этот вид водных ресурсов измеряют в единицах стока (м 3 /с, м 3 /год, км 3 /год).

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 озёрах, ледниках, водоносных горизонтах нельзя изъять на хозяйственные нужды без нанесения ущерба либо рассматриваемому водному объекту, либо связанным с ним рекам.

Особенности водных ресурсов

Пресные водные ресурсы, в том числе водные ресурсы рек, обладают следующими существенными отличиями от других природные ресурсов.

Пресная вода как вещество обладает уникальными свойствами и её, 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 всё шире и шире. 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 (капилляры растений самой природой «рассчитаны» только на воду), в качестве массового теплоносителя, во многих производствах и т. д.

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, например, превращается в водяной пар) или перемещается в пространстве – из одного места в другое. При нагревании и даже при кипении вода не разлагается на водород и кислород. Одним из немногих случаев действительного исчезновения воды как вещества является связывание воды вместе с диоксидом (двуокисью) углерода (углекислым газом) в процессе фотосинтеза и образования органического вещества. Однако объёмы воды, идущие на синтез органического вещества, невелики, также 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 1 км 3 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 земель, 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 объём 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 высыханию Аральского моря, неизбежно сопровождается увеличением осадков на огромных гористых пространствах Центральной Азии. Только последствия первого процесса – уменьшения стока упомянутых рек – хорошо видны, 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 биосферы и человечества на земном шаре не могло быть и речи.

Пресные воды – возобновляемый природных 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. Это заставляет людей искусственно перераспределять водные ресурсы во времени, регулируя речной сток, и в пространстве, перебрасывая воду из одних районов в другие.

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.

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 состояние (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-четвёртых, будучи подвижной и участвуя в глобальном круговороте, вода переносит наносы, растворённые вещества, включая загрязняющие , теплоту. И хотя полного круговорота наносов, солей и теплоты на Земле не происходит (преобладает односторонний их перенос с суши в океан), роль рек в переносе вещества и энергии очень велика. С одной стороны, попавшие в воду загрязняющие вещества, например нефть в результате несовершенства технологии её добычи и транспортировки, прорыва нефтепровода или аварии танкера, может вместе с речной водой 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 рек мира (на 2008 г.)

Современные возобновляемые водные ресурсы рек мира оценены (ГГИ) в 2008 г.

Суммарные водные ресурсы всех рек мира, по данным ГГИ, составляют около 42,8 тыс. км 3 /год. В Мировой океан с реками поступает водный сток в размере 39,5 тыс. км 3 /год. Разница в 3,3 тыс. км 3 объясняется следующим: 1) сток рек, протекающих в бессточных областях земного шара, в Мировой океан не попадает (по некоторым оценкам, величина этого стока около 1 тыс. км 3 /год); 2) водные ресурсы речных бассейнов, оцениваемые в зоне их формирования, в некоторых случаях заметно превышают величину стока в устьях рек из-за потерь стока в низовьях рек на естественное испарение и затрат на водозабор (в основном при орошении земель). Существенное сокращение водного стока в зоне транзита характерно, например, для низовьев Нила, Инда, Хуанхэ.

Водные ресурсы рек распределены по поверхности земного шара неравномерно. Наибольшую величину стока имеют Азия (около 32% стока всех рек планеты) и Южная Америка (28%), наименьшую – Европа (около 7%) и Австралия с Океанией (около 6%).

Важными характеристиками обеспечения речной водой различных регионов и районов земного шара являются удельная водообеспеченность территории, т. е. величина речных водных ресурсов, выраженная либо в мм слоя стока за год, либо в тыс. м 3 /год на 1 км 2 , и удельная водообеспеченность населения, выраженная в тыс. м 3 /год на 1 жителя. Водообеспеченность территории наибольшая в Южной Америке и наименьшая – в Африке. В наибольшей степени население обеспечено речной водой в Южной Америке и на островах Океании, в наименьшей — население Европы и Азии (здесь сосредоточено 73% населения планеты и лишь 38% ежегодно возобновляемых речных вод).

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

В Европе наибольший водный сток имеют реки Волга , Дунай, Печора . Наибольшими речными водными ресурсами обладают Европейская часть России (913 км 3 /год), Норвегия (357 км 3 /год), а также Франция, Италия, Швеция. Удельная водообеспеченность территории (в мм слоя) наибольшая в Норвегии и в Европейской части России, наибольшая водобеспеченность населения – в Норвегии, Швеции, Австрии.

В Азии наиболее водоносные реки – Ганг с Брахмапутрой, Янцзы, Енисей , Лена , Меконг, Обь , Амур . Наибольшими речными водными ресурсами обладают Азиатская часть России (3409 км 3 /год), Китай (2700 км 3 /год), Индонезия (2080 км 3 /год), Индия (2037 км 3 /год), Бангладеш (1390 км 3 /год). Водообеспеченность территории наибольшая у Бангладеш, Малайзии, Японии, населения – у Малайзии, Таджикистана, Индонезии.

Наиболее водоносные реки в Африке – Конго, Нигер, Нил. Наибольшими водными ресурсами на этом континенте обладают Заир (1302 км 3 /год), Нигерия (319 км 3 /год), Камерун (219 км 3 /год), Мозамбик (184 км 3 /год). Наиболее обеспечены речной водой территории в Заире, Нигерии, Камеруне, население – в Заире, Камеруне, Анголе.

Самые водоносные реки Северной Америки – Миссисипи, Маккензи, Святого Лаврентия. Наибольшими водными ресурсами обладают бассейны рек в Канаде (3420 км 3 /год), США (3048 км 3 /год). Наибольшая обеспеченность водой территории в Коста-Рике, Гондурасе, а населения – в Канаде и Коста-Рике.

В Южной Америке наиболее водоносные реки Амазонка, Ориноко, Парана с Уругваем. Наибольшими водными ресурсами на этом континенте обладают Бразилия (8120 км 3 /год), Венесуэла (1807 км 3 /год), Колумбия (1200 км 3 /год). Водообеспеченность территории наибольшая в Чили, Бразилии, Венесуэле, Колумбии, населения – в Венесуэле, Парагвае, Бразилии.

Самая водоносная река Австралии и Океании – Муррей (Мари). Речные водные ресурсы государства Австралии составляет 352 км 3 /год.

Таким образом, наиболее богаты возобновляемым речными водными ресурсами Бразилия (8 120 км 3 /год), Россия (4 322 км 3 /год), Канада (3 420 км 3 /год), США (3 048 км 3 /год), Китай (2 700 км 3 /год).

По оценкам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК–IPCC) в XXI в. ожидаются изменения в величине и 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. Один из важных выводов доклада МГЭИК (IPCC–2007) следующий: изменения климата приведут в XXI веке 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 (на 2014 г.)

В 2014 г. возобновляемые водные ресурсы речных бассейнов России, по данным Государственного доклада о состоянии и использовании водных ресурсов Российской Федерации, составили. Большая часть этого объёма сформировалась в пределах России (95,71% или 4424,7 км 3), а меньшая поступила с территорий сопредельных государств (4,29% или 198,3 км 3). На одного жителя страны пришлось 30,25 тыс. м 3 речных вод в год.

В.Н. Михайлов, М.В. Михайлова

 

Возможно, будет полезно почитать: