Состояние водных ресурсов планеты. Использование водных ресурсов. трудности в переработке солёных подземных вод
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.
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.
Которые можно использовать в хозяйственной деятельности.
Общий объём статических водных ресурсов России оценивается приблизительно в 88,9 тыс. км 3 пресной воды, из них значительная часть сосредоточена в подземных водах, озёрах и ледниках, оценочная доля которых составляет 31%, 30% и 17% соответственно. Доля российских статических запасов пресной воды в общемировых ресурсах в среднем составляет около 20% (без учёта ледников и подземных вод). В зависимости от типа водных источников данный показатель меняется от 0,1% (для ледников) до 30% (для озёр).
Динамические запасы водных ресурсов России составляют 4 258,6 км 3 в год (более 10% мирового показателя), что делает Россию второй страной в мире по валовому объему водных ресурсов после Бразилии. При этом по такому показателю как обеспеченность водными ресурсами Россия занимает 28-е место в мире ().
Россия располагает значительными водными ресурсами и использует ежегодно не более 2% их динамических запасов; при этом целый ряд регионов испытывает дефицит в воде, что связано, главным образом, с неравномерным распределением водных ресурсов по территории страны – на наиболее освоенные районы Европейской части России, где сосредоточено более 80% населения, приходится не более 10–15% водных ресурсов.
Реки
Речная сеть России – одна из самых развитых в мире: на территории государства насчитывается около 2,7 млн рек и ручьев.
Свыше 90% рек принадлежат бассейнам Северного Ледовитого и Тихого океанов; 10% – бассейну Атлантического океана (Балтийский и Азово-Черноморский бассейны) и бессточным внутренним бассейнам, крупнейший из которых – бассейн Каспийского моря. При этом в регионах, относящихся к бассейнам Каспийского моря и Атлантического океана, проживает около 87% населения России и сосредоточена основная часть хозяйственной инфраструктуры, производственных мощностей промышленности и продуктивных сельскохозяйственных угодий.
Длина подавляющего большинства рек России не превышает 100 км; значительная их часть – реки длиной менее 10 км. Ими представлено около 95% из более чем 8 млн км российской речной сети. Малые реки и ручьи – основной элемент русловой сети водосборных территорий. В их бассейнах проживает до 44% населения России, в том числе почти 90% сельского населения.
Средний многолетний речной сток российских рек составляет 4258,6 км 3 в год, большая часть этого объёма формируется на территории Российской Федерации и лишь незначительная часть поступает с территории сопредельных государств. Речной сток распределен по регионам России неравномерно – среднегодовой показатель варьирует от 0,83 км 3 в год в Республике Крым до 930,2 км 3 в год в Красноярском крае.
Средняя в России составляет 0,49 км/км 2 , при этом разброс значений данного показателя неравномерен для различных регионов – от 0,02 км/км 2 в Республике Крым до 6,75 км/км 2 в Республике Алтай.
Особенностью строения речной сети России является преимущественно меридиональное направление течения большинства рек.
Самые большие реки России
На вопрос о том, какая река является самой большой в России, можно ответить по-разному – всё зависит от того, по какому показателю сравнивать. Основные показатели рек – площадь бассейна, длина, средний многолетний сток. Также возможно сравнение по таким показателям, как густота речной сети бассейна и другие.
Крупнейшие водные системы России по площади бассейна – системы Оби , Енисея , Лены , Амура и Волги ; суммарная площадь бассейнов этих рек – свыше 11 млн км 2 (с учетом зарубежных частей бассейнов Оби, Енисея, Амура и, незначительно, Волги).
Около 96% всех запасов озёрных вод сосредоточено в восьми крупнейших озёрах России (без учета Каспийского моря), из них 95,2% находится в озере Байкал.
Самые большие озёра России
Определяя, какое озеро является самым большим, важно определить показатель, по которому будет вестись сравнение. Основными показателями озёр являются площадь зеркала и площадь бассейна, средняя и максимальная глубины, объём воды, солёность, высота над уровнем моря и др. Бесспорный лидер по большинству показателей (площадь, объём, площадь бассейна) – Каспийское море .
Самая большая площадь зеркала у Каспия (390 000 км 2), Байкала (31 500 км 2), Ладожского озера (18 300 км 2), Онежского озера (9 720 км 2) и озера Таймыр (4 560 км 2).
Крупнейшие озёра по площади водосбора – Каспий (3 100 000 км 2), Байкал (571 000 км 2), Ладожское (282 700 км 2), Убсу-Нур на границе Монголии и России (71 100 км 2) и Вуокса (68 500 км 2).
Самое глубокое озеро не только России, но и мира – Байкал (1642 м). Следующими идут Каспий (1025 м), озёра Хантайское (420 м), Кольцевое (369 м) и Церик-Кёль (368 м).
Самые полноводные озёра – Каспий (78 200 км 3), Байкал (23 615 км 3), Ладожское (838 км 3), Онежское (295 км 3) и Хантайское (82 км 3).
Самое солёное озеро России – Эльтон (минерализация воды в озере осенью достигает 525‰, что в 1,5 раза больше минерализации Мёртвого моря) в Волгоградской области.
Озёра Байкал, Телецкое озеро и Убсу-Нур включены в Список Всемирного природного наследия ЮНЕСКО. В 2008 г. озеро Байкал признано одним из семи чудес России.
Водохранилища
На территории России находятся в эксплуатации около 2700 водохранилищ ёмкостью свыше 1 млн м 3 суммарным полезным объемом 342 км 3 , причём более 90% их числа приходится на водохранилища, имеющие ёмкость свыше 10 млн м 3 .
Основные цели использования водохранилищ:
- водоснабжение;
- сельское хозяйство;
- энергетика;
- водный транспорт;
- рыбное хозяйство;
- лесосплав;
- орошение;
- рекреация (отдых);
- защита от наводнений;
- обводнение;
- судоходство.
Наиболее сильно зарегулирован водохранилищами сток рек Европейской части России, где отмечается дефицит водных ресурсов в отдельные периоды. Например, сток реки Урал зарегулирован на 68%, Дона – на 50%, Волги – на 40% (водохранилища Волжско-Камского каскада).
Значительная доля зарегулированного стока приходится на реки Азиатской части России, в первую очередь Восточной Сибири – Красноярского края и Иркутской области (водохранилища Ангаро-Енисейского каскада), а также Амурской области на Дальнем Востоке.
Самые большие водохранилища России
Ввиду того, что наполненность водохранилищ серьёзно зависит от сезонных и годовых факторов, сравнение обычно ведется по показателям, достигаемых водохранилищем при (НПУ).
Главные задачи водохранилищ – аккумулирование водных ресурсов и регулирование речного стока, поэтому важными показателями, по которым определяются размеры водохранилищ, являются полный и. Также можно сравнивать водохранилища по таким параметрам, как величина НПУ, высота плотины, площадь зеркала, длина береговой линии и другие.
Самые крупные водохранилища по полному объёму расположены в восточных регионах России: Братское (169 300 млн м 3), Зейское (68 420 млн м 3), Иркутское и Красноярское (по 63 000 млн м 3) и Усть-Илимское (58 930 млн м 3).
Самые крупные водохранилища России по полезному объёму – Братское (48 200 млн м 3), Куйбышевское (34 600 млн м 3), Зейское (32 120 млн м 3), Иркутское и Красноярское (по 31 500 млн м 3) – также почти все расположены на востоке; Европейская часть России представлена только одним водохранилищем, Куйбышевским, расположенным в пяти регионах Поволжья.
Крупнейшие водохранилища по площади зеркала: Иркутское на р. Ангаре (32 966 км 2), Куйбышевское на р. Волге (6 488 км 2), Братское на р. Ангаре (5 470 км 2), Рыбинское (4 550 км 2) и Волгоградское (3 309 км 2) на р. Волге.
Болота
Болота играют важную роль в формировании гидрологического режима рек. Являясь стабильным источником питания рек, они регулируют половодья и паводки, растягивая их во времени и по высоте, и в пределах своих массивов способствуют естественному очищению речных вод от многих загрязнителей. Одной из важных функций болот является депонирование углерода: болотный связывает углерод и таким образом снижает концентрацию углекислого газа в атмосфере, ослабляя парниковый эффект; ежегодно российские болота связывают порядка 16 млн т углерода.
Общая площадь болот России – больше 1,5 млн км 2 , или 9% всей площади. По территории страны болота размещены неравномерно: наибольшее количество болот сосредоточено в северо-западных районах Европейской части России и в центральных районах Западно-Сибирской равнины; южнее процесс болотообразования ослабляется и почти прекращается.
Самым заболоченным регионом является Мурманская область – болота составляют 39,3% всей площади региона. Наименее заболочены Пензенская и Тульская области, Республики Кабардино-Балкария, Карачаево-Черкессия, Северная Осетия и Ингушетия, город Москва (включая новые территории) – около 0,1%.
Площади болот колеблются от нескольких гектаров до тысяч квадратных километров. В болотах сосредоточено около 3 000 км 3 статических запасов вод, а их суммарный среднемноголетний сток оценивается в 1 000 км 3 /год.
Важным элементов болот является торф – уникальное горючее полезное ископаемое растительного происхождения, обладающее и. Общие запасы торфа России – около 235 млрд т, или 47% мировых запасов.
Самые большие болота России
Самое крупное болото в России и одно из крупнейших в мире – Васюганское болото (52 000 км 2), расположенное на территории четырёх регионов Российской Федерации. – Салымо-Юганская болотная система (15 000 км 2), Верхневолжский водно-болотный комплекс (2 500 км 2), Сельгоно-Харпинские болота (1 580 км 2) и Усинское болото (1 391 км 2).
Васюганское болото – кандидат на включение в список объектов Всемирного природного наследия ЮНЕСКО.
Ледники
Общее число ледников в Российской Федерации – свыше 8 тысяч, площадь островных и горных ледников составляет около 60 тыс. км 2 , запасы воды оцениваются в 13,6 тыс. км 3 , что делает ледники одним из крупнейших аккумуляторов водных ресурсов в стране.
Кроме того, большие запасы пресной воды законсервированы во льдах Арктики, однако их объёмы постоянно сокращаются и, по последним оценкам, уже к 2030 г. этот стратегический запас пресной воды может исчезнуть.
Большая часть ледников России представлена ледниковыми покровами островов и архипелагов Северного Ледовитого океана – в них сосредоточено около 99% ледниковых водных ресурсов России. На долю горных ледников приходится чуть более 1% запаса ледниковых вод.
Доля ледникового питания в общем стоке рек, берущих начало из ледников, достигает 50% годового объёма; среднемноголетний ледниковый сток, питающий реки, оценивается в 110 км 3 /год.
Ледниковые системы России
По площади оледенения самыми крупными являются горные ледниковые системы Камчатки (905 км 2), Кавказа (853,6 км 2), Алтая (820 км 2), Корякского нагорья (303,5 км 2) и хребта Сунтар-Хаята (201,6 км 2).
Самые большие запасы пресной воды содержатся в горных ледниковых системах Кавказа и Камчатки (по 50 км 3), Алтая (35 км 3), Восточного Саяна (31,8 км 3) и хребта Сунтар-Хаята (12 км 3).
Подземные воды
На подземные воды приходится значительная часть запасов пресной воды на территории России. В условиях нарастающего ухудшения качества поверхностных вод пресные подземные воды – нередко единственный источник обеспечения населения питьевой водой высокого качества, защищённый от загрязнения.
Естественные запасы подземных вод России – около 28 тыс. км 3 ; прогнозные ресурсы, по данным государственного мониторинга состояния недр, составляют около 869 055 тыс. м 3 /сутки – от приблизительно 1 330 тыс. м 3 /сутки в Крымском до 250 902 тыс. м 3 /сутки в Сибирском федеральном округе.
Средняя обеспеченность прогнозными ресурсами подземных вод по России – 6 м 3 /сутки на человека.
ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И СООРУЖЕНИЯ
Гидротехнические сооружения (ГТС) – сооружения для использования водных ресурсов, а также для борьбы с негативным воздействием вод . Плотины , каналы , дамбы , судоходные шлюзы , тоннели и др. ГТС составляют значительную часть водохозяйственного комплекса Российской Федерации.
В России находится около 65 тыс. ГТС водохозяйственного и топливно-энергетического комплексов и транспортной инфраструктуры.
Для перераспределения стока рек из районов с избытком речного стока в районы с его дефицитом создано 37 крупных водохозяйственных систем (объём перебрасываемого стока около 17 млрд м 3 /год); для регулирования речного стока построено около 30 тыс. водохранилищ и прудов общей вместимостью более 800 млрд м 3 ; для защиты поселений, объектов экономики и сельскохозяйственных угодий построено свыше 10 тыс. км защитных водооградительных дамб и валов.
В состав мелиоративно-водохозяйственного комплекса федеральной собственности входит более 60 тыс. различных гидротехнических сооружений, в том числе свыше 230 водохранилищ, более 2 тыс. регулирующих гидроузлов , около 50 тыс. км водопроводящих и сбросных каналов, свыше 3 тыс. км защитных валов и дамб.
В состав транспортных гидроузлов входит более 300 судоходных ГТС, расположенных на внутренних водных путях и находящихся в федеральной собственности.
Гидротехнические сооружения России находятся в ведении Федерального агентства водных ресурсов , Министерства сельского хозяйства Российской Федерации, Министерства транспорта Российской Федерации, субъектов Российской Федерации. Часть ГТС находится в частной собственности, свыше 6 тыс. – бесхозные.
Каналы
Искусственные русла-каналы – важная часть водной системы Российской Федерации. Основные задачи каналов – перераспределение стока, судоходство, орошение и другие.
Почти все действующие судоходные каналы России расположены в Европейской части и, за некоторыми исключениями, входят в Единую глубоководную систему Европейской части страны. Часть каналов исторически объединена в водные пути, например, Волго-Балтийский и Северо-Двинский , состоящие из естественных (реки и озёра) и искусственных (каналы и водохранилища) водных путей. Имеются и морские каналы, создаваемые для сокращения протяженности морских дорог, уменьшения рисков и опасностей мореплавания, повышения проходимости связанных с морями водных объектов.
Основная часть хозяйственных (мелиоративных) каналов общей протяженностью свыше 50 тыс. км сосредоточена в Южном и Северо-Кавказском федеральных округах, в меньшей степени – в Центральном, Приволжском и на юге Сибирского федерального округа. Суммарная площадь мелиорированных земель России 89 тыс. км 2 . Орошение имеет большое значение для сельского хозяйства России, так как пахотные земли расположены в основном в степной и лесостепной зонах, где урожайность сельскохозяйственных культур резко колеблется по годам в зависимости от погодных условий и только 35% пахотных земель находится в благоприятных по влагообеспеченности условиях.
Самые большие каналы России
Крупнейшие водные пути России: Волго-Балтийский водный путь (861 км), включающий, помимо естественных путей, Белозерский, Онежский обводной, Вытегорский и Приладожские каналы; Беломорско-Балтийский канал (227 км), Волго-Каспийский канал (188 км), канал имени Москвы (128 км), Северо-Двинский водный путь (127 км), включающий Топорнинский, Кузьминский, Кишемский и Вазеринские каналы; Волго-Донской канал (101 км).
Самые длинные хозяйственные каналы России, осуществляющие водозабор непосредственно из водных объектов (рек, озёр, водохранилищ): Северо-Крымский канал – , – нормативно-правовой акт, регулирующий отношения в сфере водопользования.
В соответствии со статьей 2 Водного кодекса водное законодательство России состоит из самого Кодекса, других федеральных законов и принимаемых в соответствии с ними законов субъектов Российской Федерации, а также подзаконных актов, принимаемых органами исполнительной власти.
Водное законодательство (законы и изданные в соответствии с ними нормативно-правовые акты) основывается на следующих принципах:
Частью правовой системы России в области использования и охраны водных объектов являются международные договоры России и ратифицированные международные конвенции, такие как Конвенция о водно-болотных угодьях (Рамсар, 1971) и Конвенция Европейской экономической комиссии ООН по охране и использованию трансграничных водотоков и международных озёр (Хельсинки, 1992).
Управление водными ресурсами
Центральным звеном в области использования и охраны водных ресурсов является Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации (Минприроды России), осуществляющее полномочия по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в сфере водных отношений России.
Управление водными ресурсами России на федеральном уровне осуществляет Федеральное агентство водных ресурсов (Росводресурсы), входящее в структуру Минприроды России.
Полномочия Росводресурсов по оказанию государственных услуг и управлению федеральным имуществом в регионах осуществляют территориальные подразделения агентства – бассейновые водные управления (БВУ), а также 51 подведомственное учреждение. В настоящее время в России функционирует 14 БВУ, в структуру которых входят отделы во всех регионах Российской Федерации. Исключением являются регионы Крымского федерального округа – в соответствии с подписанными в июле – августе 2014 г. соглашениями, часть полномочий Росводресурсов была передана соответствующим структурами Совета министров Республики Крым и Правительства Севастополя.
Управление водными ресурсами, находящимися в региональной собственности, осуществляется соответствующими структурами региональных администраций.
Управление федеральными объектами мелиоративного комплекса находится в ведении Министерства сельского хозяйства Российской Федерации (Департамент мелиорации), водными объектами транспортной инфраструктуры – Министерства транспорта Российской Федерации (Федеральное агентство морского и речного транспорта).
Государственный учёт и мониторинг водных ресурсов осуществляется Росводресурсами; по ведению Государственного водного реестра – при участии Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) и Федерального агентства по недропользованию (Роснедра); по ведению Российского регистра гидротехнических сооружений – при участии Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор) и Федеральной службы по надзору в сфере транспорта (Ространснадзор).
Надзор за соблюдением законодательства в части использования и охраны водных объектов осуществляется Федеральной службой в сфере природопользования (Росприроднадзор), а гидротехнических сооружений – Ростехнадзором и Ространснадзором.
Согласно Водному кодексу Российской Федерации основной единицей структуры управления в области использования и охраны водных объектов являются бассейновые округа , однако на сегодняшний день существующая структура Росводресурсов организована по административно-территориальному принципу и во многом не совпадает с границами бассейновых округов.
Государственная политика
Базовые принципы государственной политики в области использования и охраны водных объектов закреплены в Водной стратегии Российской Федерации до 2020 г. и включают три ключевых направления:
- гарантированное обеспечение водными ресурсами населения и отраслей экономики;
- охрана и восстановление водных объектов;
- обеспечение защищённости от негативного воздействия вод.
В рамках реализации государственной водной политики в 2012 г. принята федеральная целевая программа «Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в 2012–2020 годах» (ФЦП «Вода России»). Также были приняты федеральная целевая программа «Чистая Вода» на 2011–2017 годы , федеральная целевая программа «Развитие мелиорации земель сельскохозяйственного назначения России на 2014–2020 годы» , целевые программы в российских регионах.
ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, в ó ды 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 б ó льших 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 ПРИРОДЕПри 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. См. также ВОДА, ЛЕД И ПАР.
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 б ó льшая 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) . Б ó льшая 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 5001000 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 б
ó льшая часть остальной Индии и Китая от 1000 до 2000 мм, при этом северный Китай лишь 5001000 мм. На территории северо-западной Индии (включая пустыню Тар), Монголии (включая пустыню Гоби), Пакистана, Афганистана и б ó льшей части Среднего Востока ежегодно выпадает менее 500 мм осадков.В Южной Америке годовое количество осадков в Венесуэле, Гайане и Бразилии превышает 2000 мм, б
ó льшая часть восточных районов этого материка получает 10002000 мм, но Перу и некоторые районы Боливии и Аргентины лишь 5001000 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 5001000 мм, тогда как в центральной Канаде и на западе США менее 500 мм.На крайнем севере Австралии годовое количество осадков составляет 10002000 мм, в некоторых других северных районах оно колеблется от 500 до 1000 мм, но б
ó льшая часть материка и особенно его центральные районы получают менее 500 мм. ó льшей 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 1113 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 ВОДЫОсновным 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 б
ó льшую 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 б
ó льших 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. 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 40001500. «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 800012 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 б ó льшая 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 ВОДЫКогда 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 ВОДЫПерераспределение 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 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. 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.
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 1025 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.
Если смотреть на нашу планету из космоса, то Земля кажется голубым шаром, сплошь покрытым водой. А континенты, словно маленькие островки в этом бесконечном океане. Оно и понятно. Вода занимает 70,8 % всей поверхности планеты, а на долю суши остается лишь 29,2%. Водную оболочку нашей планеты называют гидросферой. Ее объем 1,4 млрд. кубометров.
Вода появилась на нашей планете около 3,5 млрд. лет назад в виде паров, которые образовались в результате дегазации мантии. В настоящее время вода - это самый важный элемент в биосфере Земли, поскольку ее нельзя заменить ничем. К счастью, водные ресурсы считаются неисчерпаемыми, поскольку ученые придумали способ опреснения соленых вод.
Главное назначение воды как природного ресурса - поддержание жизнедеятельности всего живого - растений, животных и человека. Она - основа всего живого на нашей планете, главный поставщик кислорода в самом важном процессе на Земле - фотосинтезе.
Вода - важнейший фактор климатообразования. Поглощая тепло из атмосферы и отдавая его обратно, вода регулирует климатические процессы.
Невозможно не отметить роль водных источников в видоизменении нашей планеты. Люди испокон веков селились возле водоемов и источников воды. Вода служит одним из главных средств сообщения. Существует мнение ученых, что если бы наша планета представлял собой сплошь сушу, то, к примеру, открытие Америки отложилось на несколько столетий. А об Австралии мы вряд ли бы узнали еще в ближайшие лет 300.
Виды водных ресурсов Земли
Водные ресурсы нашей планеты - это запасы всей воды. Но вода - одно из самых распространенных и самых уникальных соединений на Земле, поскольку присутствует сразу в трех состояниях: жидком, твердом и газообразном. Поэтому водные ресурсы Земли это:
. Поверхностные воды (океаны, озера, реки, моря, болота)
. Подземные воды.
. Искусственные водоемы.
. Ледники и снежники (замерзшая вода ледников Антарктиды, Арктики и высокогорья).
. Вода, содержащаяся в растениях и животных.
. Пары атмосферы.
Последние 3 пункта относятся к потенциальным ресурсам, потому что человечество еще не научилось использовать их.
Пресная вода - самая ценная, ее используют гораздо шире, чем морскую, соленую. Из всего водного запаса в мире 97% воды приходится на долю морей и океанов. 2% пресных вод заключено в ледниках, и лишь 1% - это запасы пресной воды в озерах и реках.
Использование водных ресурсов
Водные ресурсы - важнейший компонент и жизнедеятельности человека. Люди используют воду в промышленности и в быту.
По данным статистики больше всего водные ресурсы задействованы в сельском хозяйстве (около 66% всех запасов пресной воды). Около 25 % использует промышленность и всего 9% идет на удовлетворение нужд в коммунальной и бытовой сфере.
Например, чтобы вырастить 1 тонну хлопка, необходимо около 10 тысяч тонн воды, на 1 тонну пшеницы - 1500 тонн воды. Для производства 1 тонны стали - 250 тонн воды, а на производство 1 тонны бумаги нужно не менее 236 тысяч тонн воды.
Человеку в день требуется выпивать не менее 2,5 литров воды. Однако в среднем на 1 человека в крупных городах тратиться не менее 360 литров в сутки. Сюда входит использование воды в канализации, водопроводе, на полив улиц и тушение пожаров, на мытье автотранспорта и прочая, и прочая.
Еще один вариант использования водных ресурсов - водный транспорт. Ежегодно только по акватории России перевозится свыше 50 млн. тонн груза.
Не стоит забывать и про рыбные хозяйства. Разведение морских и пресноводных рыб играет немаловажную роль в экономике стран. Причем для разведения рыбы требуется чистая вода, насыщенная кислородом и не содержащая вредоносных примесей.
Пример использования водных ресурсов - это еще и рекреации. Кто из нас не любит отдохнуть у моря, пожарить шашлычков на берегу реки или искупаться в озере? В мире 90% рекреационных объектов расположено вблизи водоемов.
Охрана водных ресурсов
На сегодняшний день существует лишь два способа сохранить запас водных ресурсов:
1. Сохранение уже существующих запасов пресной воды.
2. Создание более совершенных коллекторов.
Накопление воды в водохранилищах препятствует ее стоку в мировой океан. А хранение воды, например, в поземных полостях позволяет уберечь воду от испарения. Строительство каналов позволяет решать вопрос доставки воды без ее просачивания в грунт. Разрабатывают также новые методы орошения сельскохозяйственных угодий, которые позволяют использовать сточные воды.
Но каждый из этих способов оказывает влияние на биосферу. Так, система водохранилищ препятствует образованию плодородных илистых отложений. Каналы препятствуют пополнению грунтовых вод. А фильтрация воды в каналах и на плотинах - главный фактор риска для болот, что приводит к нарушениям в экосистеме планеты.
Сегодня самый эффективной мерой по охране водных ресурсов считается метод очистки сточных вод. Различные способы позволяют удалить до 96% вредных веществ из воды. Но часто этого бывает недостаточно, а строительство более совершенных очистных сооружений оказывается зачастую экономически невыгодным.
Проблемы загрязнения водных ресурсов
Рост населения, развитие производства и сельского хозяйства - эти факторы обусловили нехватку пресной воды для человечества. С каждым годом растет и доля загрязненных водных ресурсов.
Главные источники загрязнения:
. Промышленные сточные воды;
. Сточные воды коммунальных трасс;
. Сливы с полей (когда вода перенасыщена химикатами и удобрениями);
. Захоронение в водоемах радиоактивных веществ;
. Стоки от животноводческих комплексов (в такой воде много биогенной органики);
. Судоходство.
Природой предусмотрено самоочищение водоемов, которое происходит за счет круговорота воды в природе, за счет жизнедеятельности планктона, облучения ультрафиолетовыми лучами, оседания нерастворимых частиц. Но все эти процессы уже не справляются с той массой загрязнения, которое доставляет водным ресурсам планеты деятельность человека.