Лекция №6. Использование человеком ресурсов гидросферы

Использование человеком ресурсов гидросферы

Наличие воды необходимого качества является важнейшим условием функционирования экосистем, существования человека как живого организма, его хозяйственной деятельности.

Распределение водных ресурсов Земли приведено в таблице 12.1

Таблица 6.1 Распределение воды в гидросфере Земли

Части биосферы	Объем воды, км3	% общего объема
Мировой океан	1 370 323	93,96
Подземные воды:
всего	60000	4,12
в зоне активного водооборота	4000	0,27
Ледники	24000	1,65
Озера	280	0,0!9
Почвенная влага	85	0:006
Пары в атмосфере	14	0,001
Речные воды	5,2	0,0001
Итого	1 454 703

На соленые воды приходится 97,5%, на пресные — 2,5%, почти две трети пресной воды находится в виде льда.

Между Мировым океаном и сушей постоянно идет круговорот: вода испаряется в атмосферу в виде пара и возвращается на Землю в виде осадков. Испарение воды над океанами превышает испарение над сушей на 47 000 км³/год, эта вода возвращается в океан со стоком рек. Доля речной воды в распределении воды в гидросфере Земли составляет 0,0001 %.

Вода, выпадающая над сушей в виде осадков, может либо впитываться в почву и пополнять подземные водоносные горизонты (инфильтрация), либо стекать по почве, образуя поверхностный сток. Показатель отношения инфильтрации к поверхностному стоку — важная характеристика гидрогеологического режима территории и состояния ее поверхности.

В регуляции круговорота воды активную роль играют живые организмы — растения испаряют воду с поверхности листьев (транспирация), чем значительно повышают объемы круговорота, а наличие в почве гумуса делает ее способной впитывать и удерживать воду. Из-за этого необходимым фактором восполнения подземных вод является наличие на почве растительности. При ее уничтожении резко возрастают испарение и поверхностный сток и запасы подземных вод не пополняются.

Водные ресурсы распределены по Земле крайне неравномерно: около 45% суши составляют аридные (от лат. aridus — сухой), т. е. засушливые, и полуаридные территории, где имеется дефицит влаги — величина потенциальной испаряемости воды превышает ее поступление с осадками.

Важнейшими экологическими проблемами, касающимися водных ресурсов, являются:

— нехватка пресных вод, используемых наземными организмами и человеком для биологических процессов и человеком для хозяйственной деятельности;

— загрязнение природных вод — поверхностных, подземных, Мирового океана;

— истощение запасов подземных вод.

Ежегодное потребление воды населением Земли превышает 4000 км³, что составляет 10% от годового стока всех рек мира.

Среднее водопотребление в пересчете на одного человека составляет 1000—2000 л/сут, при этом на биологические нужды людей (питье) расходуется всего 2—5 л/сут, на коммунально-бытовые — 100—200 л/сут, а остальная вода используется в промышленности и сельском хозяйстве.

Современное производство очень водоемко: на выплавку 1 т стали требуется 30 т воды, получение 1 т спирта — 300 л, того же количества целлюлозы — 500 л, синтетического волокна — 5000 л. Потребность в воде постоянно растет и во многих районах нехватка воды нужного качества сдерживает развитие промышленности и сельского хозяйства.

Многие районы и города существуют на привозной или опресненной морской воде.

Наиболее водоемким является сельское хозяйство: на него расходуется более половины всей потребляемой в мире воды. В искусственном орошении нуждается более 30% возделываемых земель.

Загрязнение водоисточников ведет к тому, что доведение их воды до нужного качества (водоочистка) требует все больших затрат и цена воды постоянно растет, что приводит к удорожанию продукции.

Все виды водопотребления делят на возвратные и безвозвратные. Возвратным называется водопотребление, при котором вода возвращается в водоисточник данной местности, безвозвратным — при котором забираемая вода не возвращается в водоисточник этой местности.

Безвозвратным является использование воды в поливном земледелии, при этом значительная часть воды испаряется и уносится воздушными массами. Конечно, эта вода возвращается на Землю в виде осадков, но это происходит вдали от данной местности.

Наиболее оптимальным является оборотное водоснабжение, когда вода циркулирует в технологических циклах многократно, не загрязняя водоисточники.

Истощение запасов пресных вод

Несмотря на огромные объемы пресной воды на Земле, их большая часть — более 70% - находится в виде льда, в то время как на источники, пригодные к использованию человеком (подземные и речные воды), приходится менее 15%.

В настоящее время человек изымает из гидросферы около 0,15% ее запасов пресных вод. Во многих районах Земли имеется дефицит пресной воды.

Нехватка пресных вод обусловлена:

- их неравномерным распределением на Земле;

- чрезмерной эксплуатацией водоисточников человеком;

- нарушением человеком естественных процессов пополнения водоисточников;

- загрязнением водоисточников, что усугубляет дефицит воды нужного качества.

Истощение запасов пресных вод — важнейшая экологическая и хозяйственная проблема. Уменьшение ресурсов поверхностных вод связано со следующими причинами:

- чрезмерными заборами воды из рек;

- нарушением территории водосборных бассейнов;

- сведением лесов.

Забор из рек более 30% воды отрицательно сказывается на их функционировании как экосистем, снижает способность к самоочищению.

Особенно уязвимы к антропогенному воздействию малые реки — длиной до 100 км. Предотвращение их обмеления, истощения и загрязнения - важнейшая экологическая задача.

Примером экологической катастрофы, связанной с избыточным забором воды из рек, является резкое снижение и даже полное прекращение стока рек Сыр-Дарьи и Аму-Дарьи в Аральское море.

Истощение ресурсов подземных вод также связано с их чрезмерной эксплуатацией и нарушением процессов пополнения. Чрезмерная эксплуатация (выкачивание) подземных вод из скважин ведет к истощению водоносных горизонтов, что имеет множество неблагоприятных последствий: нарушается гидрогеологический режим территорий, усыхает и отмирает растительность, проседает и деформируется грунт, вокруг скважин образуются обширные депрессионные воронки и в них засасываются загрязнения с поверхности. В приморских районах идет подсос в пресные грунтовые воды соленой воды из морей и океанов.

Нарушение процессов пополнения подземных вод происходит в связи с повреждениями человеком поверхности литосферы — почвы.

Единственным источником пополнения подземных вод является просачивание (инфильтрация) атмосферных осадков в почву до глубины залегания водоупорных пластов. На этих пластах и между ними формируются водоносные слои — горизонты.

Для проникновения воды сквозь почву необходимо, чтобы почва имела свойства впитывания и просачивания воды. Такие свойства придают почвам их пористая структура и наличие гумусовых веществ. Почвы теряют данные свойства при нарушении их поверхности: уплотнении, закатывании в асфальт, строительстве крупных сооружений, сведении растительности, эрозии, истощении запасов гумуса. Это способствует поверхностному стоку осадков и запасы подземных вод не пополняются.

Поддержание нормального круговорота воды является важнейшей, жизненно необходимой задачей человека. Мерами по уменьшению дефицита воды являются:

1. Охрана водоисточников, их рациональное использование, предотвращение загрязнения.

2. Установление экономически обоснованных цен на воду.

3. Экономия воды, применение водосберегающих технологий.

4. Многократное использование воды в технологических циклах (оборотное водоснабжение).

5. Разделение потоков питьевой и технической воды, использование воды питьевого качества только в питьевых целях.

6. Предотвращение потерь воды — совершенствование водораспределительного и сантехнического оборудования и др.

Тестовые вопросы

1. Какова доля речной воды в распределении воды в гидросфере Земли? A) 0,0001 % B) 0,001 % C) 0,006 % D) 0,019 % 2. Какое водопотребление называют «возвратным»? A) вода циркулирует в технологических циклах многократно B) вода, возвращается в водный источник данной местности C) забираемая вода не возвращается в водоисточник данной местности D) все перечисленное

3. Какова доля Мирового океана в распределении воды в гидросфере Земли? A) 33,96 % B) 53,96 % C) 73,96 % D) 93,96 % 4. Какое водопотребление называют «оборотным»? A) вода циркулирует в технологических циклах многократно, не загрязняя источники B) забираемая вода возвращается в водоисточник данной местности C) забираемая вода не возвращается в водоисточник данной местности D) все перечисленное

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Соленые воды	Тұщы су	Salty water
Пресные воды	Ащы су	Fresh water
Лед	Мұз	Ice
Испарение воды	Судың булануы	Evaporation of water
Подземные воды	Жер асты сулар	Evaporation of water
Поверхностные воды	Жер беті сулар	Surrface water
Круговорот воды	Су айналымы	Rotation of water
Дефицит воды	Су тапшылық	Deficit of water

Темы СРС

1)Составить схему «Круговорот воды в природе» (Л1, стр. 298).

Темы СРСП

1) Составить таблицу «Распределение воды в гидросфере» (Л1, стр. 297).

Список основной литературы

1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.

2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.

3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.

4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005

5 Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002

6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001.