26. Водные ресурсы и водообеспеченность.

Водные ресурсы – вода в подземных и поверхностных водных объектах, атмосфере и почве, используемая в материальном производстве. Объем воды на земле 1,4 млн км³ , 97,5% - моря и океаны, из оставшихся 2,5: 68,7% - льды Арктики, Антарктики, ледники горных регионов, 29,9% - подземные пресные воды, 0,26% - озера, водохранилища, реки.

Запасы воды распределены на Земле крайне неравномерно. В экваториальном и северной части умеренного пояса – в достатке и избытке. Здесь расположены самые многоводные страны – Финляндия, Канада, Бразилия, Россия и Заир. В засушливом поясе (1/3 территории суши) расположены самые маловодные страны – Чад, Саудовская Аравия, Судан и др. Привозную воду используют жители Голландии, Гонконга, Сингапура. Потребление воды из водного объекта или из систем водоснабжения называют водопотреблением. Различают две категории водопотребления: возвратное и безвозвратное. Водопотребление в странах мира за последние 100 лет выросло в 10 раз. За последние 30 лет водные проблемы многих стран резко обострились, заговорили о мировой водной проблеме. Водопотребление в Германии: 127 литров на человека в день, в США – 296, Россия – 278, в Москве – до 400.

Сущность мировой водной проблемы заключается в следующем: 1. Дефицит чистой пресной воды; 2. Нерациональное бесхозяйственное отношение к водным ресурсам (потери при транспортировке и использование на технические нужды); 3. Ухудшение качества воды. Основные отрасли промышленности, - источники загрязнения воды: целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая, промышленность органического синтеза, черная металлургия.

Водопользование – совокупность всех форм и видов использования водных ресурсов в общей системе природопользования. Потребителей воды называют водопользователями. Классификация водопользователей по целям водопользования: 1) водопользование хозяйственно-питьевое; 2) коммунальное; 3) сельскохозяйственное; 4) для нужд транспорта; 5) для нужд рыбного хозяйства; 6) для рекреационных нужд и др. Классификация водопользователей по объектам водопользования: 1) пользование поверхностными водами; 2) пользование подземными водами; 3) пользование внутренними водами (морями). Основными лимитирующими географическими факторами водопользования являются: 1) характер и темпы возобновимости водных ресурсов; 2) пригодность водных ресурсов; 3) доступность водных ресурсов для использования.

Водоотведение – совокупность санитарных мероприятий и технических устройств, обеспечивающих удаление сточных вод за пределы предприятия или населенного пункта. На водоочистных сооружениях производится очистка сточных вод. Очистка сточных вод – устранение из сточных вод организмов, взвешенных и растворенных веществ, могущих оказать неблагоприятное воздействие на здоровье человека и природу (Реймерс, 1990, с. 340). Существуют три основных метода очистки сточных вод: 1. Механическая очистка – удаление из воды легко осаждающихся и всплывающих веществ техническими устройствами и методами. Чаще всего производится с помощью металлических сеток, гравийно-песчаных фильтров. 2. Физико-химическая очистка – удаление загрязнителей с помощью химических веществ и с использованием физико-химических свойств веществ. Включает коагуляцию, адсорбцию, хлорирование, озонирование. 3. Биологическая очистка – извлечение из сточных вод загрязнителей, в основном органических веществ, путем культивирования микроорганизмов, разлагающих эти вещества до простых органических или минеральных соединений. Самоочищение вод – совокупность природных процессов в загрязненных водных объектах, приводящая к разрушению загрязнителей в результате естественных природных процессов. Основные факторы самоочищения: 1. Физические (температура, УФ-радиация, свет, скорость течения воды); 2. Химические (содержание кислорода, углекислого газа в воде и др.); 3. Биологические (деятельность микроорганизмов).

Когда потребность в воде начинает превосходить величину речного стока, и другие источники водных ресурсов не могут быть использованы, возникает необходимость в регулировании речного стока, то есть в строительстве плотин и, соответственно, создании водохранилищ. Создание плотин и водохранилищ – важнейший способ увеличения объема возобновимых водных ресурсов. В настоящее время в мире существует около миллиона созданных человеком водохранилищ разного размера, от сравнимых с крупными естественными озерами до небольших прудов. При суммарном полезном объеме равном 3000 куб. км водохранилища увеличивают устойчивый сток, то есть возобновимые ресурсы, пригодные к использованию, на 25 %. С другой стороны, средняя мировая продолжительность водообмена в речных системах увеличилась с 20 до 100 суток, что указывает на ухудшение их экологического состояния. В частности, заметно снизилась естественная самоочищающая способность рек, связанная с постоянным поглощением кислорода из воздуха речной водой, текущей в турбулентном режиме. Растворенный в воде кислород расходуется на окисление переносимых водой органических загрязняющих веществ. Водохранилища, в том числе крупнейшие, располагаются в России преимущественно на равнине. Это означает, что потери земли, причем самой ценной для сельского хозяйства, на поймах и террасах рек, в особенности велики. Помимо потери сельскохозяйственных земель, водохранилища в России принесли с собой ряд других проблем. Среди них такие как переселение людей и нарушение сложившихся традиций ведения хозяйства, ухудшение качества воды, неустойчивый, и потому неблагоприятный гидрологический режим в нижнем бьефе плотин, перехват стока биогенных элементов (фосфора и азота) и, соответственно, снижение биологической продуктивности морей, подъем уровня грунтовых вод с сопутствующими изменениями продуктивности природных и антропогенных ландшафтов, ухудшение условий для рыбного хозяйства и др. С другой, положительной стороны, гидроэлектрические станции не загрязняют окружающую среду. Они играют также важную роль в энергетических системах. В особенности важно их свойство практически мгновенно реагировать на изменения спроса на энергию: вечерние и утренние пиковые нагрузки в энергосистемах, связанные с повседневной жизнью людей, наиболее эффективно покрываются гидроэлектростанциями. Развитие орошения во многих районах мира невозможно без создания водохранилищ. Водохранилища на крупных реках улучшают также условия навигации. В экономически развитых районах мира плотины задерживают загрязняющие вещества, переносимые рекой, переводя их в донные отложения. Плотины с сопутствующими сооружениями (водохранилищами, ирригационными системами, гидроэлектростанциями, шлюзами и пр.) составляют важную часть стратегии развивающихся стран. В тропических условиях регулирование стока приносит дополнительные проблемы по сравнению со странами с умеренным климатом, поскольку режим водохранилищ и их воздействие на окружающую среду в сильной степени зависят от природных условий. Как только в тропическом районе возникает новое водохранилище, уровень заболеваний и смертности резко повышается: качество воды в водохранилище обычно хуже, вследствие замедленного водообмена, увеличения водной биомассы и пр. по сравнению с речной водой, что приводит к значительному росту заболеваний. Переносчики многих болезней, таких как малярия или шистосоматоз, находят для себя лучшие, чем раньше, условия существования. В последние годы начали возникать водохранилища в зоне влажных экваториальных лесов, где дополнительно к уже перечисленным возникают новые геоэкологические проблемы. Водная растительность прекрасно развивается в условиях постоянного высокого притока тепла до такой степени, что на водохранилище поверхности воды практически не видно. Последующее разложение отмирающей водной биомассы поглощает из воды весь растворенный там кислород и приводит в конце концов к анаэробному разложению оставшейся биомассы с выделением сероводорода. Заметно возросло также число случаев заболеваний одним из видов энцефалита со смертельным исходом. Причины, по которым сооружение водохранилищ в мире замедлилось, разнообразны. Во многих развитых странах все приемлемые для строительства плотин места уже использованы, а оставшиеся не подходят по экономическим или политическим соображениям.

Эффективное водное хозяйство – это умение уравновесить имеющиеся водные ресурсы территории и спрос на них, не допуская при этом ухудшения качества окружающей среды. Иными словами, это искусство соблюдать водохозяйственный баланс. Имеются два принципиально различных пути его достижения: (а) Можно увеличивать подачу воды, то есть увеличивать доступный объем возобновимых ресурсов посредством, например, сооружения плотин, перебросок воды из другого бассейна, опреснения соленых вод и пр. Возможно также отбирать невозобновимые ресурсы из запасов, аккумулированных в подземных водах, озерах, ледниках, но это путь, противоречащий принципам устойчивого развития, и на такие действия можно идти, только ясно осознавая последствия. (б) Можно также более экономно использовать имеющиеся ресурсы, без их увеличения, то есть снижать спрос на воду. До 65% пресной воды используется в сельском хозяйстве. Повышение эффективности орошения может принести не меньший результат, чем строительство нового водохранилища. При этом стоимость таких мер будет ниже затрат на увеличение подачи воды, а неблагоприятные геоэкологические последствия будут несомненно меньше. Доля промышленности в водопотреблении мира составляет около 25 %. Например, для Англии, Германии и Франции она находится в пределах71–87 % от суммарного водопотребления. Основная стратегия снижения водопотребления в промышленности – увеличение степени оборачиваемости воды в производственном цикле. Значительной экономии воды в домашнем хозяйстве, до 50–70%, можно также добиться, применяя более эффективные краны и др. Таким образом, успешное водное хозяйство – это поддержание баланса между спросом и предложением, без ухудшения (по крайней мере) геоэкологического состояния территории. Необходим также баланс интересов и задач различных общественных групп и секторов экономики.

Деградация Аральского моря началась в 1960-х, когда Минсельхоз СССР начал забирать бо́льшую часть стока Сырдарьи и Амударьи в каналы, орошающие хлопковые и рисовые поля на территории Узбекистана и южного Казахстана. В результате море значительно отступило от своего берега, и обнажилось дно, покрытое морскими солями с примесью пестицидов и других химикатов.

Загрязнение мышьяком питьевой воды, Бангладеш, Индия – 1980. Этот металл содержится в почве, и как полагают исследователи, выщелачивается в подземные воды при участии определенной бактерии.

Взрыв нефтяной платформы Deepwater Horizon — авария (взрыв и пожар), произошедшая 20 апреля 2010 года в 80 километрах от побережья штата Луизиана в Мексиканском заливе на нефтяной платформе Deepwater Horizon. К началу августа 2010 года объём утечки нефти составлял 80 000 баррелей нефти в сутки, но она почти полностью собиралась специальными куполами (заглушка) и судами. В результате разлива нефти было загрязнено 1100 миль побережья, был введён запрет на рыбную ловлю, для промысла были закрыты более трети всей акватории Мексиканского залива Погибли черепахи, птицы, дельфины и множество других животных.