Водные ресурсы Земного Шара

 

 

 

 

 

 

 

Водные ресурсы  Земного       Шара.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление:

1.Что такое водные ресурсы и определение воды.

2.Распространение воды  в природе.

3.Источники воды.

4.Использование воды.

5.Дифецит воды.

6.Преодоление дифицита  воды.

7.водоснабжение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-----Водными ресурсами Земли называют воды,пригодные для практического использования. К ним относятся почти все воды земного шара– речные, воды озёр, морские,подземные,почвенная влага, лёд горных ледников и полярных «шапок»,а также водяные пары атмосферы– исключение составляют только воды,физически или химически связанные с минералами или биомассой.

Однако с точки зрения водообеспечения к водным ресурсам следует относить лишь те природные  воды, которые могут быть использованы на данном уровне развития техники  при конкретном состоянии водного  источника.Самыми ценными для хозяйства  и потребностей человека являются пресные  воды суши.

На практике водными ресурсами  называют запасы поверхностных и  подземных вод какой-либо территории.

Водные ресурсы распределены по поверхности Земли весьма неравномерно – так, наибольшим количеством пресной  воды располагают Южная Америка  и Австралия; при этом густонаселённые  и имеющие значительный потенциал  развития страны Азии испытывают всё  более острый дефицит пресной  и, особенно, пригодной для питья  воды. Запасы пресной воды на Земле  оцениваются в 35 млн. км3 , что составляет не более 2,5 % от общих запасов воды на Земле; при этом пресные воды рек, наиболее широко используемые в деятельности человека, составляют лишь 0,006 % от всех запасов воды.

Для удовлетворения хозяйственных  нужд человека издревле используются различные приёмы искусственного регулирования  речного стока– такие, как строительство  плотин и создание водохранилищ;постройка  искусственных водоёмов (прудов и  озёр), наполняемых в период половодья  и весеннего таяния снега и  т.д. Однако зачастую это связано  с различными негативными явлениями  –затопление и вывод из хозяйственной  деятельности значительных территорий,ухудшение  качества воды,засорение и заболачивание  берегов водохранилищ и малых  рек,загрязнение рек и гибель значительной части водной фауны.

----Общая полная емкость эксплуатируемых водохранилищ мира примерно5000 км3 (полезный объем 2000 км3).Это приблизительно равно 11% объема годового стока с поверхности суши. Объем(емкость) воды в водохранилище,заключенный между минимальным и максимальным уровнями воды во время обычных эксплуатационных условий, называется полезным объемом.

На втором месте по интенсивности  использования находятся грунтовые  воды и на третьем– воды озер,содержащих более 0,25% водных запасов Земли.Основной объём воды (1338 км3, или96,5 %) содержится в Мировом океане,занимающем более 71% площади земного шара,но это  соленая и непригодная для  большинства хозяйственных и  технологических процессов вода.Для  её использования её следует опреснить.

Для изучения водных ресурсов отдельных государств и общемировых  водных ресурсов,упорядочения сведений о них и предупреждения их нерационального  использования создан и регулярно  обновляется свод данных учёта вод  по количественным и качественным показателям– так называемый водный кадастр;для  использования в науке, строительстве,прочих видах хозяйственной деятельности издаются каталоги водных ресурсов,методические и нормативные издания.

----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 менее1% – 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 бульших высотах, где давление ниже,чем на уровне моря, вода закипает при более низких температурах.Когда вода замерзает, ее объем увеличивается более чем на11%, 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 высвобождается79 кал. При ночных заморозках фермеры иногда опрыскивают сады водой для защиты бутонов от повреждения морозом. При конденсации водяного пара каждый его грамм отдает540 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. Лишь2,8% из 1,36 млрд. км3всей имеющейся на Земле воды приходится на долю пресной,причем бульшая ее часть (ок.2,2%) находится в твердом состоянии в горных и покровных ледниках(преимущественно в Антарктиде)и только 0,6% – в жидком. Примерно98% жидкой пресной воды сосредоточено под землей.Соленые воды океанов и внутренних морей, занимающих более 70% земной поверхности,составляют97,2% всех вод Земли.

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).Бульшая часть  осадков выпадает над океаном  и лишь менее 25% – над сушей. Около2/3 этих осадков в результате испарения  и транспирации поступает в атмосферу  и лишь 1/3 стекает в реки и просачивается  в грунт

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

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

В пределах материков количество осадков также в значительной степени варьирует от места к  месту.Например, в Африке, на территории Сьерра-Леоне,Гвинеи и Кот д"Ивуара ежегодно выпадает более2000 мм осадков,на большей части центральной Африки – от1000 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 – менее500 мм.

---Восточная Индия, Бирма и часть Юго-Восточной Азии получают более 2000 мм осадков в год, а бульшая часть остальной Индии и Китая– от 1000 до 2000 мм, при этом северный Китай – лишь500–1000 мм. На территории северо-западной Индии (включая пустыню Тар),Монголии (включая пустыню Гоби),Пакистана,Афганистана и бульшей части Среднего Востока ежегодно выпадает менее500 мм осадков.

---В Южной Америке годовое количество осадков в Венесуэле,Гайане и Бразилии превышает 2000мм, бульшая часть восточных районов этого материка получает1000–2000 мм, но Перу и некоторые районы Боливии и Аргентины– лишь 500–1000 мм, а Чили – менее500 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 составляет1000–2000 мм, в некоторых других северных районах оно колеблется от 500 до 1000 мм, но бульшая часть материка и  особенно его центральные районы получают менее 500 мм.

На бульшей части бывшего  СССР также выпадает менее500 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.км3, 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 625тыс. км3. 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 бульшую 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 бульших  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.