Лекция 18. Природные воды

Природные воды  это воды гидросферы Земли с содержащимися в них твердыми, жидкими и газообразными веществами. В глобальный гидрологический цикл (круговорот воды) входят три основных составляющих: осадки, испарение и влагоперенос. Поверхностный сток и поток подземных вод направлены с суши в океан. Испаряясь, вода возвращается в атмосферу. В этом процессе значительную роль играет транспирация  испарение воды растениями.

Вода распределена на Земле неравномерно. Основная ее часть (97,41 %) находится в океанах и лишь малая часть (2,59 %) на суше. При этом обитателям суши доступны только 0,014 % всего влагозапаса планеты; ориентировочно из 1360 млн км³ мировых запасов воды человеку доступны около 9000 км³. Этого количества достаточно, чтобы обеспечить нужды 20 млрд. человек. Однако запасы воды распределены крайне неравномерно: в некоторых районах воды катастрофически не хватает, в других она потеряла свои качества и стала непригодной.

Природные воды имеют исключительное значение в существовании биосферы и жизни человечества. Они являются наиболее динамичным и активным (в биохимическом смысле) компонентом биосферы, определяющим фактором жизни и среды обитания и важнейшим естественным ресурсом. Рациональное и комплексное использование водных ресурсов, их охрана от загрязнения и истощения, разумное регулирование хозяйственной нагрузки на реки, озера, подземные воды  это важнейший фактор управления жизнеобеспечением и развития экологически безопасного промышленного и сельскохозяйственного производства.

Россия богата природными водами. Реки и озера, болота и ледники, подземные воды, атмосферная и почвенная влага, прибрежные и внутриконтинентальные моря  все это в совокупности образует государственный водный фонд. В количественном отношении водные ресурсы слагаются из статических (вековых) запасов и возобновляемых вод. Статические запасы считаются постоянными в течение длительного времени, а возобновляемые водные ресурсы оцениваются объемом годового стока рек. Объем речного стока на территории России составляет 4043 км³/год, или 237 тыс. м³/год на 1 км² территории и 27,82 тыс. м³/год на одного жителя, что в 6 раз больше, чем в Европе. Сток из сопредельных территорий равен 227 км³/год.

Реки являются основной и составляющей водного фонда России. По ее территории протекает свыше 120 тыс. рек длиной более 10 км и общей протяженностью свыше 2,3 млн. км. Пригодные для судоходства участки рек имеют протяженность около 400 тыс. км. Речная сеть принадлежит бассейнам трех океанов. К бассейнам морей Северного Ледовитого океана относятся такие реки, как Северная Двина, Печора, Обь, Енисей, Лена, Индигирка, Колыма. Общая площадь водосбора морских бассейнов этого океана составляет 12,8 млн. км². Горы и равнины Дальнего Востока дренируются реками, стекающими в моря Тихого океана (реки Амур, Анадырь, Пенжина и др.). В моря Атлантического океана стекают реки Дон, Кубань, Нева. Впадающие в Каспийское море реки Волга и Урал относятся к бассейну внутреннего стока. Основные сведения о наиболее крупных реках России приведены в табл. 1.1.

Таблица 18.1

Основные гидрологические характеристики аиболее крупных рек России

Море	Река	Площадь бассейна, км2	Длина реки, км	Среднемноголетний		Сток маловодного года (P = 95 %), км3	Водо- обеспеченность тыс. м3/год
				сток, км3	расход, м3/с		на 1 км2	на 1 чел.
Балтийское	Нева	189,7	750	83	2630	57,1	417,7	11,7
	Западная Двина	88	1020	20,3	640	11,6	206,9	20,2
Белое	Северная Двина	362,6	750	112	3540	58	225,8	46,2
Баренцево	Печёра	322	1814	127	4020	99	403,7	179,3
Азовское	Дон	422	1870	39,5	900	11,7	66,1	1,2
	Кубань	57,9	970	13,5	430	8,6	139,5	2,8
Каспийское	Терек	43,8		11,2	360	8,75	255,7	4,0
	Урал	233,4	2530	7,8	250	3,3	33,4	6,2
	Волга	1360	3694	238	7960	182,9	175,0	4,0
Карское	Енисей и Ангара	2580	3844	585	18600	528	244,2	221,5
	Обь и Иртыш	2470	3676	403	12830	282,0	178,6	54,4
Лаптевых	Лена	2472	4337	489	15500	424	209,2	446,7
Восточно-Си-бирское	Реки побережья	1097,6		255	8090	204	232,3	952,5
Берингово	Реки побережья	472,3		312	9950	249	660,6	2331,8
Охотское	Амур	1855	2855	403	12830	209,0	185,0	88,7
Японское	Реки побережья	130,3		37,4	1190	29,2	287,1	21,7

По территории нашей страны речная сеть распределена неравномерно. Наибольшая ее густота характерна для северных и горных районов, наименьшая  для южных. Половодье на всех реках формируется за счет таяния снегов, а паводочный режим обусловлен дождевыми осадками. Колебания уровня воды в реках связаны с изменением их водности, которая неодинакова по территории. Ледовые явления характерны для всех рек. Ранний ледостав наступает на реках Северо-Восточной Сибири (конец сентября), поздний - на реках юго-запада европейской части (октябрь  начало декабря). Наиболее мощный ледяной покров образуется на реках Восточной Сибири (1,52,0 м) и сохраняется в течение 910 месяцев. На горных реках с большими уклонами, скоростями течения и турбулентностью потока ледостав отсутствует, но в их воде содержится большое количество твердых примесей. В зависимости от географического положения бассейна и водности многие реки перемерзают зимой и пересыхают летом. Наледи характерны для большинства рек Севера. Урала и Восточной Сибири.

Особенностью речного стока является его временная и пространственная изменчивость. Многолетние колебания стока имеют циклический характер: группы многоводных и маловодных лет чередуются. Продолжительность таких циклов неодинакова  от 2 до 8 лет. В целом годовой сток характеризуется относительно синхронными колебаниями, которые могут охватывать огромные территории с повышенной или пониженной водностью рек. Практически все реки в той или иной степени подвергаются антропогенному воздействию. Ежегодно в открытые водоемы России сбрасывается более 6  10⁹ м³ сточных вод без очистки и около 2  10¹⁰ м³ недостаточно очищенных сточных вод. Вода многих рек загрязнена и непригодна для использования, а тысячи малых рек в результате загрязнения прекратили свое существование.

Статические запасы водных ресурсов сосредоточены главным образом в озерах и болотах, а также в ледниках и водохранилищах. Озера по водному балансу делятся на проточные и бессточные. Проточные озера преимущественно распространены в гумидной зоне, а бессточные  в аридной, где испарение с водной поверхности намного превышает количество выпадающих атмосферных осадков. Воду озер относят к статическим запасам ввиду замедленного водообмена, хотя незначительная доля запасов (в среднем 1,52 % их общего объема, а в оз. Байкал  0,3 %) возобновляется ежегодно. Основная часть ресурсов пресных вод на территории России сосредоточена в крупных озерах: оз. Байкал (23000 км³, или 20 % мировых и 85 % национальных запасов пресных вод). Ладожском (908 км³), Онежском (285 км³). Статические запасы воды многочисленных мелководных озер оцениваются в 2,22,4 тыс. км³. Таким образом, суммарные запасы воды в озерах России достигают 26,526,7 тыс. км³. Более 10 % территории России занимают болота, дающие 3000 км³ статических запасов воды. Примерно 40 тыс. км³ пресной воды содержится в ледниках и 340 км³ в водохранилищах, численность которых превышает 2 тыс.

Одним из основных источников питания рек являются подземные воды. Объем естественных ресурсов подземных вод оценивается в 870 км³ в год, из них эксплуатационные ресурсы, которые могут быть использованы в первую очередь для питьевого водоснабжения, составляют 230 км³ в год, т.е. около 1,5 тыс. м³ в год на одного человека. Нa европейской части России, где сосредоточен ее основной промышленный и сельскохозяйственный потенциал, формируется менее 8 % общего годового объема речного стока. Поэтому в ряде регионов отмечается дефицит воды.