 |
|
ЛЕКЦИИ 7, 8. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА РЕСУРСОВ ГИДРОСФЕРЫ
Значение воды в природе и жизни человека определяется ее физическими и химическими свойствами. Вода отличается высокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью. Эти свойства обусловливают влияние воды на климат: вода в два раза медленнее нагревается и охлаждается по сравнению с почвой. Вода – универсальный растворитель. Благодаря большому поверхностному натяжению вода и растворенные в ней вещества способны перемещаться по почвенным капиллярам. Такое перемещение, например, в условиях орошаемого земледелия, приводит к вторичному засолению почв.
Вода влияет на все природные компоненты. Различают морской и континентальный климат. Морской климат характеризуется малыми годовой и суточными амплитудами температур и большим количеством осадков. Значительное влияние на климат оказывают теплые и холодные течения. Побережья материков, омываемые холодными течениями, холоднее их внутренних частей, расположенных на тех же широтах. Климат побережий, омываемых теплыми течениями, теплее и мягче, чем внутри материка. Холодные течения усиливают сухость климата. Теплые течения способствуют насыщению воздуха влагой и образованию осадков.
Влияние на биоту проявляется в том, что вода – необходимое условие существования организмов (организмы состоят из воды, обезвоживание организмов приводит к болезненному состоянию) и среда их обитания. Недостаток воды уменьшает интенсивность фотосинтеза. В зависимости от обеспеченности территории водой выделяются зоны растительности: лесные, степные, пустынные.
Воздействие воды на рельеф проявляется в формировании соответствующих форм рельефа. Вода совершает эрозионную, транспортную и аккумулятивную работу. В результате деятельности воды образуются эрозионные формы рельефа: овраги, балки, речные долины и т.д., аккумулятивные формы – дельты рек и т.д.
Вода является составной частью почвы. В почве выделяют твердую, жидкую и газообразную фазы. Жидкая фаза представлена различными видами воды: капиллярной, пленочной, подвешенной и др. Почва обладает определенными водно-физическими свойствами, которые влияют на произрастание растений.
Значение воды в жизни человека многообразно:
1) условие существования человека и необходимое условие развития промышленности, сельского хозяйства и коммунально-бытового хозяйства;
2) источник энергетических и неэнергетических ресурсов;
3) источник продовольствия;
4) транспорт;
5) рекреационное значение воды.
Запасы воды на планете
Объем воды, заключенной в реках, озерах, ледниках, морях и океанах, в подземных горизонтах и в атмосфере достигает почти 1,5 млрд км3. 98% общего объема воды приходится на соленые воды, 2% - на пресные. Основной объем пресных вод (почти 80%) составляет вода ледников, снежных покровов, подземных льдов, многолетнемерзлых пород, глубинных слоев земной коры. В настоящее время они не используются и рассматриваются в качестве потенциальных водных ресурсов.
Доступные водные ресурсы рек слагаются из поверхностного и подземного стока. Наиболее ценным в хозяйственном отношении является подземный сток, т.к. он в меньшей степени подвержен сезонным или суточным колебаниям объема. Подземные воды реже загрязняются. Поверхностный сток включает паводковые и полые воды, обычно быстро проходящие по руслам рек. Хозяйственная ценность водно-ресурсного потенциала определяется долей устойчивой составляющей стока. Ее величина количественно определяется объемом подземного стока и меженным русловым стоком. Общий объем доступных водных ресурсов мира оценивается в 41 тыс. км3 в год, из них 14 тыс. км3 составляют их устойчивую часть (М.И.Львович, 1986).
Водные ресурсы распределены неравномерно по территории материков и частей света. Наиболее значительными водными ресурсами на единицу площади располагает Южная Америка (слой стока – 600 мм), за ней следует Европа, Азия, Северная Америка, Африка, Австралия. В среднем для суши земного шара слой стока оценивается в 294 мм.
Водные ресурсы Беларуси представлены поверхностными и подземными водами. Ресурсы поверхностных вод Беларуси оцениваются в 58 км3 в год. По этому показателю Республика занимает восьмое место в СНГ. Ресурсы поверхностных вод представлены реками, озерами, водохранилищами и прудами. Местные ресурсы речных вод составляют 36,4 км3 в год. Местный сток изменяется от 61 до 24 км3 в год. Основная часть местного стока образуется в бассейнах Днепра с Березиной и Сожем и Немана с Вилией. Значительно меньше стока приходится на бассейны Западной Двины и Припяти. По этим рекам поступает в Беларусь основная часть транзитных вод с территории соседних государств.
Беларусь богата озерами (11 тысяч), особенно северная часть. Самые крупные из озер – Нарочь, Освейское, Лукомское, Дривяты, Червоное. Общий объем воды в озерах оценивается в 6-7 км3 . Северные озера отличаются хорошей сохранностью озерных котловин, что позволяет вести их комплексное использование.
Неравномерность размещения водных ресурсов и внутригодового распределения стока поверхностных вод в определенной степени компенсируется строительством водохранилищ и прудов. На территории Беларуси сооружено более 140 водохранилищ, суммарный полный объем воды в которых достигает 3 км3 . Полный объем воды в прудах не превышает 1 млн м3.
Естественные ресурсы пресных подземных вод оцениваются в 15,9 км3 в год. Значительные их ресурсы находятся в бассейне Днепра с Березиной и Сожем, Немана с Вилией. Всего разведано более 230 месторождений пресных подземных вод с запасами 5,7 млн м3 в сутки.
Человечество на свои нужды использует главным образом пресную воду. Пресные воды сохранились полно в районах с малой плотностью населения и слаборазвитой маловодоемкой промышленностью. Здесь сосредоточено более 80% мировых ресурсов пресных вод (В.М.Мишон, 1996)
Недостаток в пресной чистой воде испытывает более четверти населения земного шара, и почти 500 миллионов человек страдают от болезней, вызванных ее дефицитом и плохим качеством (В.М.Мишон, 1996). Проблема недостатка пресной воды возникала по трем основным причинам:
1. вследствие интенсивного водопотребления и в связи с быстрым ростом населения планеты и развитием водоемких производств. Потребление воды удваивается каждые 10-12 лет;
2. в результате загрязнения воды, например в США по этой причине 1/7 населения испытывают недостаток воды;
3. в связи с уменьшением водоносности рек. Чтобы река не стала мертвой, нельзя брать больше 1/10 ее части.
Одним из резервов водоснабжения является использование опресненных вод Мирового океана, подземных вод и вод ледников. Доля опресненных вод в общем объеме водоснабжения мира невелика – 0,05% (1991г.), что объясняется высокой стоимостью и значительной энергоемкостью технологических процессов опреснения. Опреснение (из-за высокой стоимости) используется там, где совершенно отсутствуют или чрезвычайно труднодоступны ресурсы пресных вод, а их транспортировка дороже, чем опреснение воды повышенной минерализации на месте. В перспективе опреснение воды будет осуществляться одновременно с извлечением из нее полезных компонентов: хлористого Na, Mg, K, S, B, Br, I, Sr, цветных и редких металлов. Это повысит экономическую эффективность опреснительных установок.
Важный резерв водоснабжения – подземные воды. Наибольшую ценность для общества представляют пресные подземные воды. Пресные подземные воды составляют 24% (1991г) от объема пресной части гидросферы. Резервом в обеспечении водой могут служить солоноватые и соленые подземные воды при использовании их в смеси с пресными или после искусственного опреснения.
К факторам, лимитирующим подземный водозабор, относятся:
1) неравномерность распределения подземных вод по территории земли;
2) трудности в переработке соленых подземных вод;
3) быстро снижающиеся темпы естественного возобновления с увеличением глубины залегания водоносных пластов;
4) разнообразные последствия их использования – проседание грунта, опускание земной поверхности, выход за пресной подземной водой на земную поверхность соленой воды.
Утилизация воды, находящейся в твердой фазе (льды, ледники), предполагается, во-первых, путем увеличения водоотдачи горных ледников, во-вторых, с помощью транспортировки льда из полярных районов. Оба эти способа практически труднореализуемы и еще не изучены экологические последствия их осуществления. Таким образом, на современном этапе развития общества привлечение дополнительных объемов водных ресурсов ограничено.