Водные ресурсы и проблемы их использования

Вода занимает особое положение среди природных богатств Земли. Известный русский и советский геолог академик А.П. Карпинский говорил, что нет более драгоценного ископаемого, чем вода, без которой жизнь невозможна.

Основой водных ресурсов России является речной сток, составляющий в среднем по водности года 4262 км³, из которых около 90% приходится на бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов. На бассейны Каспийского и Азовского морей, где проживает свыше 80% населения России и сосредоточен ее основной промышленный и сельскохозяйственный потенциал, приходится менее 8% общего объема речного стока.

Дефицит пресной воды на земле растет в геометрической прогрессии. Однако существуют перспективные источники пресной воды – айсберги, рожденные ледниками Антарктиды и Гренландии.

В антропогенной среде вода – один из важнейших факторов, определяющих размещение производительных сил, а очень часто и средство производства. Увеличение расходования воды промышленностью связано не только с ее быстрым развитием, но и с увеличением расхода воды на единицу продукции.

Например, на производство 1 т хлопчатобумажной ткани расходуют 250 м³ воды. Много воды требуется химической промышленности. Так, на производство 1 т аммиака затрачивается около 1000 м³ воды. Только одна теплоэлектростанция мощностью 300 тыс. кВт расходует до 120 м³/с, или более 300 млн. м³ в год. Валовое потребление воды для этих станций в перспективе возрастет примерно в 9-10 раз. Но сельское хозяйство – самый крупный водопотребитель. На выращивание 1 т пшеницы требуется за вегетационный период 1500 м³ воды, 1 т риса – более 7000 м³. Высокая продуктивность орошаемых земель стимулировала резкое увеличение их площади во всем мире – она равна 200 млн. га. Составляя около 1/6 всей площади посевов, орошаемые земли дают примерно половину сельскохозяйственной продукции.

На хозяйственно-питьевые цели в нашей стране приходится около 10% водопотребления. Использование воды для хозяйственных целей – одно из звеньев круговорота воды в природе. Но антропогенное звено круговорота отличается от естественного тем, что в процессе испарения часть использованной человеком воды возвращается в атмосферу опресненной. Другая часть (с городов и промышленных предприятий 90%) сбрасывается в водоемы в виде сточных вод, загрязненных отходами производства. Источниками централизованного водоснабжения служат поверхностные воды, доля которых в общем объеме водозабора составляет 68%, и подземные воды – 32%.

Практически все поверхностные источники водоснабжения в последние годы подвергаются воздействию вредных антропогенных загрязнений, особенно такие реки, как Волга, Дон, Северная Двина, Уфа, Тобол, Томь и другие реки Сибири и Дальнего Востока. Уже 70% поверхностных вод и 30% подземных потеряли питьевое значение и перешли в категории загрязненности – «условно чистая» и «грязная». Практически 70% населения РФ употребляют воду, не соответствующую ГОСТу «Вода питьевая». Однако, за последние 10 лет объемы финансирования водохозяйственной деятельности в России сокращены в 11 раз. В результате этого ухудшились условия водообеспечения населения.

Практически исчерпаны возможности безвозвратного водоотбора в бассейнах рек Кубань, Дон, Терек, Урал, Исеть, Миасс и ряда других. В РФ выявлено около 1200 очагов загрязнения подземных вод, из которых 86% расположены в европейской части. Ухудшение качества воды отмечено в 76 городах и поселках, на 175 водозаборах. Многие подземные источники, особенно обеспечивающие крупные города Центрально-Ченоземного, Центрального, Северо-Кавказского и других районов, сильно истощены, о чем свидетельствует снижение санитарного уровня воды, местами достигающее десятков метров.

Самоочищение водоемов. Каждый водоем – это сложная система, где обитают бактерии, высшие водные растения, различные беспозвоночные животные. Совокупная их деятельность обеспечивает самоочищение водоемов. Одна из природоохранных задач поддержать способность самоочищения водоемов от примесей. Факторы самоочищения водоемов можно условно разделить на три группы: физические, химические и биологические. Среди физических факторов первостепенное значение имеет разбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнений. Хорошее перемешивание и снижение концентраций взвешенных частиц обеспечивается быстрым течением рек. Способствует самоочищению водоемов оседание на дно нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод. В зонах с умеренным климатом река самоочищается через 200-300 км от места загрязнения, а на Крайнем Севере – через 2 тыс. км.

Эффект обеззараживания достигается прямым губительным воздействием ультрафиолетовых лучей Солнца на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток, а также споровые организмы и вирусы. Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ. Наиболее многостадийный процесс, растягивающийся на длительное время – самоочищение от нефти.

Охрана малых рек. Малые реки (длиной до 100 км), на долю которых приходится значительная часть поверхностного стока России, наиболее восприимчивые к антропогенному воздействию.

Малые реки в значительной степени выполняют функцию регулятора водного режима определенных ландшафтов, поддерживая равновесие и осуществляя перераспределение влаги.

Резюме

Гидросфера – основа жизни на Земле. Гидросфера на 94% состоит из вод Мирового океана. Замерзшие воды представляют собой криосферу. Принято деление гидросферы на Мировой океан, континентальные воды и подземные воды. Материковые воды бывают пресные (поверхностные, артезианские, подземные) и соленые. Океаны расположены среди материков, обладают множественными специфическими особенностями, находятся в непрерывном взаимодействии с атмосферой и земной корой. Водные массы с характерными им свойствами подразделяют на поверхностные и малоизученные глубоководные. Течения, сложные и разнообразные процессы, зависят от множества факторов, основой их движения является отклоняющая сила Кориолиса. Приливы и отливы вызванны притяжением Луны и Солнца, а также закономерными процессами вращения Земли. Волны различают поверхностные и тектонические – цунами. В Мировом океане выделяют 5 океанов, в которых различают 63 моря: внутренние моря, окраинные и межостровные моря; иногда их делят на межматериковые и внутриматериковые моря. Россия омывается 13 морями. Континентальные воды включают: реки, озера, болота, родники, грунтовые воды. Среди крупнейших рек – 5 принадлежат территории России, наша страна богата на озера и болота. Подземная вода бывает: гравитационной, пленочной, гигроскопической. Горные породы подразделяют на водопроницаемые и водоупорные. Артезианские воды самые чистые, их запасы велики, но глубоки, как и минеральные воды. Вблизи магматических очагов глубинные подземные воды, самые неизученные. Мировой океан – глобальная экосистема. Экологические группы гидробионтов различаются самым большим разнообразием, а в океанах сосредоточена большая часть живого вещества планеты. Водные ресурсы требуют самой тщательной оценки и рационального использования. Более чем ¾ населения мира испытывают недостаток пресной чистой питьевой воды.

Вопросы для самопроверки:

1. Охарактеризуйте основные компоненты гидросферы и ее связь с литосферой, атмосферой и биосферой?

2. Классификация вод Мирового океана. Характеристика океанов?

3. Механизм формирования течений, их классификация, значение?

4. Охарактеризуйте крупнейшие теплые и холодные течения, какие явления в природе они вызывают, как влияют на климат и жизнедеятельность людей?

5. Сформулируйте понятие водные массы? Основные виды водных масс и принципы их перемещения?

6. Какие силы формируют приливы и отливы? Как приливно-отливные явления влияют на жизнь животных и на жизнедеятельность населения?

7. Назовите основные приспособления животных к приливно-отливным явлениям?

8. Охарактеризуйте континентальные воды, приведите примеры?

9. Какие воды называют глубинными, подземными водами?

10. Представьте Мировой океан как многоуровневую экосистему?

11. Что представляет из себя река? Какую работу совершают реки? Классификация рек в России?

12. Дайте краткую характеристику крупнейшим рекам мира?

13. Опишите понятия уклон реки, падение реки, условия водосброса, водораздел рек, бассейн и питание рек?

14. Озера и их классификации? Какова роль озер в природе?

15. Чем озера отличаются от рек? Охрана озер?

16. Охарактеризуйте крупнейшие озера мира и России?

17. Что такое подземные реки и подземные озера? В чем их значение в природе и для человека?

18. Как называются организмы, обитающие в воде? Опишите основные группы водных организмов?

19. Как формируются родники? Какова их роль в природе?

20. Опишите природное значение болот, причины их формирования и основные классификации?

Глава 5. Атмосфера Земли

Цели и задачи:

Изучить состав, строение и свойства воздушной оболочки Земли и ее компонентов. Сформировать представление о влиянии атмосферных процессов на все абиотические и биотические компоненты природы. Ознакомиться с методами ее изучения. Подчеркнуть особую роль достижений современной науки в изучении механизмов атмосферных явлений. Изучить механизмы формирования глобальных процессов в атмосфере (климат, погода), и их роль в жизнедеятельности человека и жизни природы.

Рекомендации по самостоятельному изучению главы:

Изучите строение атмосферы химический состав и свойства воздуха на разной высоте. Чтобы объяснять атмосферные явления, необходимо научиться наблюдать за состоянием атмосферы, на примере погодных и климатических факторов. Изучите условные обозначения погодных явлений (снег, дождь, град, гололед, изморозь, туман, ясно-пасмурно-переменная облачность, гроза, атмосферный фронт теплый и холодный, влажность, атмосферное давление и др.), а также рассмотрите через электронные ресурсы шкалу ветров Бофорта. Изучите в атласе климатические карты, обозначения температурных колебаний, линии атмосферного давления, направления постоянных ветров, графики осадков. Необходимо самостоятельно изучить погодные и климатические условия вашего региона, дать характеристику воздушных масс, построить розу ветров и график осадков. Уделите внимание условиям перехода воды из одного состояния в другое, почему иногда идет образование снежинок, а иногда града. Рассмотрите картинки природных явлений, особенно опасных: тайфун, ураган, смерч и др. и редких – радуга, солнечный крест, рефракция. Какие встречаются в вашем регионе. Сформируйте картотеку погодных явлений, укажите их влияние на жизнедеятельность человека. Рассмотрите карты и изучите влияние атмосферных явлений на природу – формирование климатических поясов, природных зон, высотную поясность, жизнь растений и животных.