Эколого–экономические аспекты использования и охраны и водных ресурсов
Гидросфера — важнейший элемент биосферы, объединяющий все воды земного шара, включая океаны, моря и поверхностные воды суши. В более широком смысле к гидросфере относят также подземные воды, льды и снега Арктики и Антарктиды, атмосферную воду и воду, содержащуюся в живых организмах. Водные массы на поверхности Земли образуют тонкую геологическую оболочку, которая занимает большую часть поверхности Земли и образует Мировой океан (361 млн км2, или 70,8 % всей поверхности планеты). Общий объем гидросфер равен 1,4 млрд км3, но ее доля по отношению ко всей массе земли не превышает 0,02 %. Подавляющее количество воды гидросферы сосредоточено в морях и океанах (96,5 %), остальной объем распределяется в основном между подземными водами (2,5 %), льдами и снегами, покрывающими арктические и антарктические области, а также горными ледниками (1,7%). Поверхностные воды суши (реки, озера, болота) и атмосферные воды составляют лишь доли процента от общего объема воды гидросферы.
Воды гидросферы находятся в постоянном взаимодействии, один их виды переходят в другие, образуя сложный круговорот воды на земном шаре. С гидросферой связано зарождение ни на Земле: вода способствовала образованию сложных химических соединений, которые обусловили возникновение органической жизни, а затем — формирование высокоорганизованных животных организмов.
Вода — химическое соединение водорода с кислородом (Н20), бесцветная жидкость без запаха, вкуса и цвета. В природных условиях всегда содержит растворенные соли, газы и органические вещества, количество которых меняется в зависимости от происхождения воды и окружающих условий. При концентрации солей до 1 г/л вода считается пресной, до 24,7 г/л — солоноватой, свыше — соленой.
Ресурсы пресных вод, составляя незначительную долю суммарного объема гидросферы, играют решающую роль в ее связях с экологическими системами, жизнедеятельности человека и других живых существ, развитии производства. На пресные воды приходится около 2,5 % гидросферы, а их используемая часть (речной сток, озерная вода) составляет менее 1 % общего объема вод гидросферы.
Вода обеспечивает существование живых организмов на Земле и развитие процессов их жизнедеятельности. Она входит в состав клеток и тканей любого животного и растения, в среднем составляя около 90 % массы растений и 75 % массы животных. Сложные реакции в животных и растительных организмах протекают только при наличии водной среды. Тело взрослого человека содержит 60—80 % воды. Физиологическую потребность человека в воде можно удовлетворить только водой и ничем иным. Потеря 6—8 % воды приводит к полуобморочному состоянию, 10 — галлюцинации, 12 % — к смерти.
Климат и погода на Земле определяются наличием водных пространств и содержанием водяного пара в атмосфере. В сложном взаимодействии они регулируют ритм термодинамических процессов, возбуждаемых энергией Солнца. Благодаря большой теплоемкости воды океаны и моря служат аккумуляторами тепла, способными изменять погоду и климат на планете. Океан, растворяя газы атмосферы, является регулятором воздуха.
В деятельности человека вода находит самое широкое применение: в промышленности — как материал, входящий в состав различных видов продукции и технологических процессов; используется в качестве теплоносителя; служит для целей обогрева; приводит в действие турбины гидроэлектростанций.
Водный фактор является определяющим в развитии и размещений ряда промышленных производств. К водоемким, ориентирующимся на крупные источники водоснабжения, относятся многие производства химической и нефтехимической промышленности (вода здесь служит не только вспомогательным материалом, но и одним из важных видов сырья), отрасли электроэнергетики, черной и цветной металлургии, отрасли лесной, легкой и пищевой промышленности. Широко используется вода в строительстве и промышленности строительных материалов, сельском хозяйстве (прежде всего — орошаемом земледелии). Реки, каналы, озера — дешевые пути сообщения. Водные объекты — это места отдыха и восстановления здоровья людей, занятия спортом, туризмом.
С хозяйственной деятельностью человека связано понятие «водные ресурсы», означающее все пригодные для хозяйственного использования запасы поверхностных и подземных вод, включая почвенную и атмосферную влагу. Ресурсы поверхностных вод определяются в основном суммарным стоком в средний по водности год. Распределены они и используются по территории Земли и отдельным регионам неравномерно.
Наибольший объем поверхностного стока формируется в Азии (31,0 % мирового), Южной и Северной Америке (25,2 и 17,6 % соответственно). В то же время водопотребление интенсивно осуществляется в Азии (10,4 % континентального стока), Европе (10,0 %), Северной Америке (6,6 %), т.е. в регионах с высокой концентрацией населения, промышленного и сельскохозяйственного производства. Основная масса континентальных водных ресурсов планеты сосредоточена в реках. Самая многоводная река мира — Амазонка, ее сток в океан составляет 16 % стока всех рек мира.
Страны СНГ обладают крупнейшими в мире водными ресурсами, суммарно занимающими второе место в мире (после Бразилии) по объему среднегодового речного стока. На них приходятся также значительные по величине потенциальные запасы подземных вод. Однако эти ресурсы распространены по территории стран СНГ крайне неравномерно, что объясняется различными географическими, климатическими, геологическими и гидрогеологическими условиями отдельных регионов. Ежегодно возобновляемые поверхностные водные ресурсы стран Содружества превышают 5 тыс. км3. В соответствии с прогнозом ресурсы подземных вод составляют более 490 км3/год. Подавляющая часть водных ресурсов принадлежит России (85 % поверхностных вод и порядка 64 % — потенциальных запасов подземных вод). Значительными водными ресурсами поверхностного стока обладают: Казахстан — 0,12 тыс. км3 (2,4 % Узбекистан — 0,11 (2,2 %), Грузия — 0,1 (1,9 %), Украина - 0,09 (1,7 %), Таджикистан — 0,08 (1,6 %), Беларусь 0,07 тыс. км3 (1,5 %).
Неравномерному распределению стока соответствует и различная обеспеченность водными ресурсами стран Содружества. Если удельная обеспеченность стоком в целом по СНГ равна 220 тыс. км3/год, то на 1 км2 в Грузии (наиболее высокая) она достигает 1380, а в Казахстане (наиболее низкая) составляет 45 км3/год.
Ресурсы поверхностных вод Беларуси оцениваются в 58 км3/год, по этому показателю она занимает восьмое место среди стран СНГ. Большая часть речного стока (34,0 км3) формируется в пределах страны. Местный сток изменяется в соответствии с водностью года от 61 до 24 км3/год. Удельная обеспеченность стоком речных вод несколько выше, чем в среднем по странам СНГ, и составляет 279,4 тыс. м3/год на 1 км2.
Для Беларуси характерна довольно значительная дифференциация водообеспеченности, усугубляемая неравномерным размещением населения и производства. Реки страны принадлежат к бассейнам двух морей: Черного и Балтийского (56 и 44 % площади водосбора соответственно). Из общего числа рек и ручьев (20,8 тыс.) суммарной протяженностью 90,6 тыс. км абсолютное большинство водотоков относится к малым равнинным рекам. Статус достаточно крупных водотоков, длина которых превышает 500 км, имеют только семь рек — Западная Двина, Неман, Вилия (бассейн Балтийского моря), Днепр, Березина, Сож и Припять (бассейн Черного моря). Основная часть местного стока образуется в бассейнах Днепра с Березиной и Сожем (11,6 км3/год) и Немана с Вилиеи (9,26 км3/год). Значительно меньше приходится на бассейны Западной Двины (7,01 км3/год) и Припяти (6,97 км3/год). Транзитные воды поступают в страну большей частью по Западной Двине (7,29 км3/год) и Припяти (5,74 км3/год), остальные транзитные воды (7,67 км3/год) распределяются примерно равными долями по Днепру и Сожу. Таким образом, наиболее развитые в хозяйственном отношении и густонаселенные центральные регионы страны (Минская область и город Минск) располагают гораздо меньшими ресурсами поверхностных вод, чем периферийные регионы, которые обладают транзитным стоком. Ресурсы поверхностных вод включают также озера и водохранилища. В пределах границ насчитывается около 11 тыс. озер. Их суммарная площадь составляет почти 2 тыс. км2, а общий объем воды — около 6 км3.
Наиболее богата озерами северная часть страны. Многие из них расположены близко друг от друга или соединены одним водотоком, образуя группы — Нарочанскую, Браславскую, Ушачскую и др. Самые крупные из озер: Нарочь (площадь зеркала воды 79,6 км2), Освейское (52,8 км2), Дрисвяты (44,5 км2), Лукомское (37,7 км2), Дривяты (36,1 км2), Нешчердо, Снуды, Свирь. Северные озера отличаются хорошей сохранностью своих котловин, что позволяет вести их комплексное использование.
Озера на юге страны носят черты деградации, чаще всего имеют низкие заболачиваемые берега, плоские и неглубокие озерные котловины. Самые крупные из них: Червоное (40,8 км2), Выгонощанское (26 км2), Черное, Споровское. В центральной части страны озер мало.
Неравномерность размещения водных ресурсов и внутригодового распределения стока поверхностных вод в определенной мере компенсируется строительством водохранилищ и прудов.
Водохранилище — искусственный водоем с полным объемом задержанных водных масс более 1 млн м3, созданный с использованием водонапорных сооружений в долине реки или понижении местности для накопления и сохранения воды, регулирования стока в соответствии с потребностями различных отраслей народного хозяйства. На территории страны сооружено около 160 водохранилищ различного хозяйственного назначения. Суммарный полный объем воды, которая задерживается водохранилищами, достигает 3,0 км3, а полезный — 1,24 км3. Общая площадь водного зеркала акватории водохранилищ составляет 740 км2. Самое крупное из них — Вилейское (77,0 км2). С созданием водохранилищ озерность увеличилась с 0,6 до 1,5%.
К числу искусственных водоемов относятся и пруды, которые аккумулируют местный сток для хозяйственно-бытового водообеспечения и иных целей. Их полный объем не превышает 1 млн м3. Прудовой фонд насчитывает более 1500 ед. в колхозах и совхозах. Полный объем задержки водных масс в прудах составляет более 0,2 км3, площадь водного зеркала — 140 км2. Кроме того имеется 19 рыбных хозяйств с полным объемом задержки воды 0,3 км3 и площадью 179 км2.
Естественные ресурсы пресных подземных вод оцениваются в 49,6 млн м3/сут. Они распространены по всей территории на глубинах от 100 до 450 м. Взаимодействие климатических, орографических и геологических факторов определяет неравномерный характер распределения подземных вод, что в целом соответствует региональным различиям поверхностного стока. Значительные ресурсы подземных вод находятся в бассейне Днепра с притоками Березина и Сож — 34,4 %; на бассейн Немана с Вилией приходится 28,2 %, Западной Двины и Припяти — 33,7 % . Наименьшие запасы обнаружены в бассейне Западного Буга и Нарева — 3,7 % суммарных ресурсов пресных подземных вод. Всего разведано более 250 месторождений пресных подземных вод с запасами 6,5 млн м3/сут, из них для промышленного освоения подготовлено около 200 месторождений с эксплуатационными запасами около 4,6 млн м3/сут.
В целом по стране возобновляемые ресурсы пресных поверхностных и подземных вод оцениваются как достаточные для удовлетворения потребностей страны в воде и в настоящий период, и в перспективе.