M04025

221

Існує три основні колооберти води:

∙Море-атмосфера-море,

∙Море-атмосфера-суходол-море

∙Суходол-атмосфера-суходол

Швидкість водообміну характеризується такими даними(роки): Світовий океан – 2500 (перемішуванні – 63 роки), підземні води – 400, води озер – 17, води боліт-5. у річках водообмін відбувається за 1215 діб, в організмі людини – за декілька годин.

6.2 Підземні води

Підземних вод у 20 разів більше, ніж наземних озер, річок, ручаїв та інших джерел разом. Однак реально визначити їх кількість неможливо. Де ж міститься така громадна кількість води? Гірські породи, наприклад піщаники, мають багато порожнин, які зв’язані між собою і утворюють систему найтонших каналів, як у губки. В цих «губках» знаходиться частина підземних вод. Крім того, підземні води можуть наповнювати тріщини у щільних гірських породах. Накопичуючись у поруватих або тріщинуватих породах, вода утворює цілі підземні поклади, вони називаються «водоносними горизонтами». Там підземні води можуть вільно переміщуватись.

Породи з дуже дрібними порами не мають тріщин і є препоною пересуванню води. Вони називаються «водо упорами» (водотривами).

У атмосферних опадів на суші така доля: вони поділяються на чотири нерівні частини. Одна частина стікає у різні водойми, друга – відразу випаровується, третя – «випивається» рослинами і тваринами, четверта – просочується вниз і потрапляє у поруваті або тріщинуваті гірські породи. Здавалося б збільшення атмосферних опадів призведе до збільшення води в глибині. Але це не так. Об’єм вологи, що просочилася, визначається не тільки кількістю опадів, а й тим, скільки води випаровується, скільки випили рослини і як швидко буде збігати вода до найближчих водойм. Вода просочується у гірські породи дуже нерівномірно. Атмосферні опади не єдине джерело підземної вологи.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

222

Краплинно-рідинна волога може з’являтися, конденсуючись з вологого повітря у порожнинах гірських порід.

Поповнення гірських вод відбувається і з надр нашої планети. Вода, що виходить з глибини землі називається «ювенільною» («юна»). Вона утворюється безпосередньо з гідрогену та оксисену, що виділяються з магми. Ювенільні води з’являються під час виверження вулканів, виливаються зливами. Більшість дослідників вважають, що гідросфера Землі – продукт «дихання» мантії. З вулканів можуть вивергатися з водою великі кількості каміння та грязюки. Це – сель. Вулканічний сель – ахар. У листопаді 1985 року вулкан Руіс у Колумбії вибухнув і викинув такі маси води, що хвиля висотою 20 метрів накрила місто Армеро, яке знаходилося на відстані 50 км від нього. Загинуло 23 тис людей.

Вода весь час рухається. Але існує вода, яка не здатна переміщуватися порами. Її утримують різні сили навколо частинок гірських порід. Вона називається зв’язаною водою. Особливо багато її буває у глинах та торфах. За властивостями зв’язана вода відрізняється від вільної води: її густина трохи більша, вища температура кипіння і нижча температура замерзання.

Самий верхній шар підземних вод називається ґрунтовими водами. Глибина та потужність ґрунтових вод залежить від геологічної будови – території, рельєфу та клімату.

Підземні води у сильно подрібнених породах називаються тріщинно - жильними. Коли річка або ручай перетинають таку зону, вода ніби провалюється під землю. У зворотному напрямку в таких зонах можуть надходити ювенільні води з надр Землі.

Якщо підземні води згори і знизу обмежені шарами водотривких пластів, то затиснута між ними вода часто знаходиться під тиском. Якщо просвердлити в такому місці свердловину, то вода підніметься вище рівня землі і буде бити фонтан над землею. Така вода називається артезіанською.

Підземні води України

∙Україна має сім основних гідрогеологічних

районів:

∙Львівсько-Волинський

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

223

∙Причорноморський

∙Карпати

∙Донбас

∙Крим

∙Український кристалічний щит

Якісний стан цих вод кращий, ніж поверхневих, але у деяких водоносних горизонтах вода зникла повністю, є забруднення, переважають хімічні.

У Дніпровсько-Донецькій западині забруднення прісних вод мінералізованими за рахунок неякісної цементації нафтових свердловин ( відбувається переток води з горизонту на горизонт)

Колодязна вода

З джерельцями та колодязями у людей пов’язано багато найрізноманітніших повір’їв. Чистий, як джерело – говорили про чесну людину. У казахів про копачів колодязів складали пісні і легенди. Багато колодязів і джерел присвячували окремим людям, носили їхні імена. Ніхто не смів привласнити їх собі і назвати власним іменем. Нащадки копачів щороку чистили ці колодязі, ремонтували і освячували, пригощали там же всіх присутніх водою. Люди вірили, що за спорудження колодязів Бог дасть їм дощі, а їм царство небесне. Білоруси вважали, що не можна їсти ані в льосі ані над колодязем, а українці – що ідучи до колодязя не можна їсти, заведуться жаби. За тими ж повір’ями вважалося, що кількість колодязів і джерел взаємозв’язана з числом зірок на небі. Якщо вирити новий колодязь, то загориться нова зірка. І навпаки, якщо засохне колодязь або засипати джерело, то погасне зірка. У народу відносно колодязя склалися шанобливі екологічні традиції. Криниці було прийнято вклонитися, освячувати, давати власні імена, звертатися до води і до колодязя на ім’я, чистити колодязі, після першого грому митися у колодязній воді. Практично у всіх народів забруднювати воду джерел вважалося за великий гріх. Селяни вважали, що вода - цілюща, особливо при хворобах очей. Білоруси вважали, що вода лікує тоді, коли просять у неї вибачення, тому джерела Білорусі інколи називають «прощани».

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

224

У деяких регіонах України забороняється сідати на зруб колодязя або йти до нього та лузати насіння. Біля колодязів, що викопала «громада», на відкритому місці збиралася молодь на різні свята. Співали, танцювали, веселилися, закохувалися. Біля колодязя збиралися на нараду, обмінювалися інформацією, приходили до важливих рішень.

В народі вважалося, що колодязь оберігають добрі духи – опікуни людського роду. Росіяни ходили слухати воду в колодязі на 9 грудня: якщо вода тиха, не хвилюється, то й зима буде тиха. А якщо чути звуки – треба чекати на сильні віхола та кріпких морозів. У Новгородській губернії молодиці на новий рік колодязі замикали. Якщо колодязь не замикався, просто кидали замок у сніг біля колодязя, а ключ забирали з соболю. Укладаючись спати дівчата молилися «Суженый, ряженый, приходи коня поить». Вважалося, що дівчина піде заміж за того, хто наснився.

Вода колодязів і підземних каналів гірша за джерельну воду. Вона складається із затертих вод, тривалий час вони були змішані з часточками землі і не звільнені від деякої гнилі. Не слід пити водночас колодязну і річкову воду, радить відомий лікар, народний цілитель Н.Н. Мазнєв. Між прийманням води різного походження мусить бути певний час (1,5 години). Колодязьна вода сильно мінералізована, переважають сульфати.

Дощова вода

Дощова вода – це природна дистильована вода. Містить мінімальну кількість солей та органічних домішок, не «перевантажена» негативною пам’яттю, заряджена сонцем, атмосферною електрикою та іншими природними енергетичними потоками. Вона добре засвоюється організмом, містить мінімум шкідливих домішок. Але це – чиста дощова вода.

У сучасних умовах нашого життя звичайна дощова краплина масою 50 мг, падаючи, промиває 16 л повітря. А 1 літр дощової води поглинає домішки, що містяться в 3000 л повітря. Отже, склад дощової води залежить від того, де утворилася хмара, наскільки сильно забруднена там атмосфера. Сьогодні, в пору екологічних негараздів, будь-який дощ можна вважати «кислотним». Тому зараз вживати

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

225

дощову воду не можна, не тільки пити, а й мити в ній голову та прати білизну. Такі ж властивості у роси і граду.

6.3 Роль води у формуванні рельєфу

Вода – великий «скульптор» - формує поверхню планети. Різдвяне цунамі 2004 року було самим руйнівним за тривалий період спостережень. За числом загиблих воно поступається лише тяньшанському землетрусу 1976 року. Хоча інші цунамі людей теж не милували.

Таблиця 6.2. Статистика жерв цунамі

Рік	місце		Приблизне
			число жертв
2004	Індійський океан		250 000
1782	Південно-Китайське		40 000
	море
1883	Зондська	протока	36 000
	(о.Кракатау, Індонезія)
1707	Японія		30 000
1826	Японія		27 000
1868	Чілі		25 764
1896	Японія		22 070
1792	Японія		15 030
1771	Японія		13 488
1703	Японія		5 233

Кожен рік у 18-й день місяця за місячним календарем люди з’їжджаються у Яньчуань, щоб побачити найсильніший в світі бор – гігантську припливну хвилю, що піднімається по річці Фучуньцзян зі Східно-Китайського моря. Китайці називають цей приплив Чорним драконом.

У серпні 1993 року найвищий серед відомих фахівцям бор забрав життя 87 осіб на березі річки Фучуньцзян. Люди спостерігають це явище з давніх часів і згадки про нього доходять з IV ст.. до н.е. Цей бор найвищий серед інших відомих борів

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

226

Зливи.

Вранці 27 липня 2005 року третє у світі і перше в Індії за числом мешканців місто опинилося під водою. Щороку влітку виснажений зимовою посухою Індостан заливають мусонні дощі, але Мумбайська злива 2005 року стала рекордом в історії. За добу на Мумбаї вилилося 944,2 мм опадів. Це був абсолютний добовий рекорд серед усіх міст світу за тривалу історію метеоспостережень. Зливи йшли тиждень, але 25 липня ввечері почався справжній потоп. Місто поринуло в хаос. Дренажну систему міста та каналізацію затопило, що створило небезпечні епідеміологічні умови. На заході Махараштра вода заполонила багато селянських полів. З 20 тис га повністю змило родючий шар, отримати врожай з них вже неможливо.

Глобальна ерозія. Тувалу – Південно-Африканській країні загрожує затоплення. На Генеральній Асамблеї ООН у 2003 році прем’єр-міністр про перспективи своєї країни сказав, що люди живуть постійно відчуваючи жах перед змінами клімату. Підвищення рівня моря та посилення штормів загрожують самому існуванню цієї країни, що розташована на атолах.

Два штати США – Північна та Південна Кароліна, не в змозі протистояти щоденним втратам своєї території. Північна Кароліна постійно «віддає» частину землі Атлантичному океану. Берегова смуга відступає на мис Хаттерас зі швидкістю 4 м на рік. Кліматичні зміни ускладнюють ситуацію. У Північній Кароліні повільне, але постійне підвищення рівня моря поєднується з посиленням штормів та ураганів. Люди своїми діями полегшують шлях океану, виполюючи траву на піщаних пляжах та знищуючи рослинність вони полегшують ерозію.

У Південній Кароліні берегова смуга щороку виходить на 13 м. берегова смуга США постійно змінюється і темпи цих змін неухильно зростають.

Прибережна ерозія – проблема багатьох країн. Європа щороку поступається морю на площу біля 15 кв. км. Всього за чотири роки (1999-2002рр) європейці змушені були кинути 250-300 будинків через відступання прибережної смуги. У США Луїзіанські приморські болота зникають зі швидкістю 75 кв. км на рік. У Франції оповзні знищили значну частину білих урвищ Нормандії. У Південній Англії

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

227

біля 2,5 км 45-метрових скель впали у море у грудні 2000 року. Можна наводити безліч прикладів знищення берегової смуги, але глобальне потепління призвело до нового явища – підвищення рівня моря. За період з 1870 по 2000 рік рівень світового океану підвищився на 19, 5 см, до того ж за останні 50 років процес йде із зростаючими темпами. Крім того, глобальне потепління веде до регіональних і глобальних кліматичних пертурбацій.

6.4. Глобальні проблеми гідросфери

6.4.1 Кислотні дощі

Одна з найважливіших проблем, з якою пов’язують окиснення природного середовища – кислотні дощі. Вони утворюються завдяки промисловим викидам до атмосфери оксиду сульфуру та оксидів нітрогену. Поєднуючись с атмосферною вологою вони утворюють кислоти. Дощі та сніги, що містять ці кислоти, чинять підкислюючу дію на довкілля (рН<5.6). У серпні 1981 року у Баварії випадали дощі с рН=3,5. максимальна кислотність опадів у Західній Європі була рН=2,3. у Швеції закислення деяких озер призвело до зникнення в них живих організмів. Закислення водойм може відбуватись у декілька стадій. Тільки першу і другу стадії водойми можуть подолати самотужки, якщо кислотні опади у цій місцевості не повторюватимуться. Закислення природного середовища чинить негативний вплив на всі екосистеми. Під впливом кислотних опадів з ґрунту вищолочуються токсичні важкі і легкі метали – свинець, кадмій, алюміній та інші. Потім або вони, або токсичні сполуки з іншими речовинами засвоюються рослинами або потрапляють до водойм. Наприклад, підвищення у підкисленій воді вмісту алюмінію на 0,2 мг/л летально для риб. Фосфати з алюмінієм утворюють сполуки і стають недоступними фітопланктону, який потребує фосфору. Гинуть шпилькові ліси в багатьох країнах Європи, Сибіру. Закислення озер інтенсивно відбувається в Канаді, Швеції. Норвегії, на півдні Фінляндії. Корінні породи, що складають ложе озера, граніто-гнейси та граніти, не можуть нейтралізувати кислотне середовище. У Швеції відходи кондитерських (шкаралупа яєць) використовується як один із засобів нейтралізації кислотності води.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

228

Закиснення озер небезпечно не тільки для популяції лососевих, сігових та інших цінних риб. Воно поступово призводить до загибелі планктону, водоростей та інших озерних мешканців. Озера стають практично мертвими.

6.4.2 Антропогенний вплив на гідросферу

Забруднення вод світового океану належить до глобальних екологічних проблем. Під забрудненням водойм розуміють знищення їх біосферних функцій та екологічного значення внаслідок надходження до них шкідливих речовин. Встановлено, що понад 400 видів речовин можуть викликати забруднення вод. У випадку перевищення допустимої норми хоча б по одному з трьох показників шкідливості – санітарно-токсикологічному, загально санітарному або органолептичному – вода вважається забрудненою.

Пріоритетні забруднювачі вод. Розрізняють хімічні, біологічні та фізичні (П. Бертокс, 1980). Серед хімічних найбільш розповсюджені нафта та нафтопродукти. Щороку в океан потрапляє приблизно 23% світової добичі нафти.

1 л нафти забруднює до 12 м2 поверхні води водоймища. Якщо вміст нафтопродуктів складає понад 200мг/м3, порушується зоологічна рівновага водних об’єктів.

Приклад. У 1976 році в результаті вибуху танкера «Уірколо» біля берегів Іспанії було скинуто у море 100 тис тон нафти. Яка площа води була вкрита нафтовою плівкою, якщо товщина плівки примірно 3 мм, а густина нафти 800кг/м3 ?

Розв’язок. Визначаємо об’єм скинутої нафти:

V = mp ,

де V – об’єм нафти, м3 m – масса нафти, кг

р – густина нафти, кг/м3

Визначаємо площу води, вкриту нафтою:

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

229

S = Vh ,

де S – площа води, м2, V – об’єм нафти, м3 h – товщина плівки

Хімічне забруднення може бути органічним (феноли, нафтенові кислоти, пестициди) та неорганічним (кислоти, солі, луги), токсичним (миш’як, сполуки ртуті, свинцю, кадмію) та нетоксичним. Джерело хімічного забруднення підземних вод у сильно проникних ґрунтах може розповсюджуватись до 10 км і більше.

Бактеріальне забруднення виявляється у появі в воді патогенних бактерій, вірусів (до 700 видів), найпростіших, грибів. Цей вид забруднень має тимчасовий характер.

Дуже небезпечна навіть у малих кількостях поява у воді радіоактивних речовин, що викликають радіоактивне забруднення. Найбільш шкідливі «довгоживучі» радіоактивні елементи, що мають здатність до переміщення у воді (стронцій – 90, уран,радій – 226, цезій та інші).

Теплове забруднення пов’язане з підвищенням температури води внаслідок її змішування з більш нагрітими поверхневими або технологічними водами. Підвищення температури супроводжується зміною газового та хімічного складу води, розмноженням анаеробних бактерій, росту гідробіонтів та виділенню отруйних газів – сірководню, метану.

Відбувається «цвітіння» води. За існуючими санітарними нормами температура водойми не мусить підніматися більше ніж на 3оС влітку і 5оС взимку, а теплове навантаження на водойму не мусить перевищувати 12-17 кДж/м3.

6.5 Водний баланс

Водний баланс – накопичення та витрати води на обмеженій території. На нього впливає рослинний покрив. Кількість опадів та величина випаровування визначають тип клімату. Якщо опади перевищують випаровування, клімат гумідний (вологий), якщо випаровування більше за кількість опадів – клімат азидний (сухий).

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

230

6.6 Водокористування та водоспоживання.

Океан – скарбниця корисних копалин. Якщо у верхньому шарі літосфери їх запаси майже вичерпані, то вважають що у кожному кубічному кілометрі океанічної води (приблизно 1 млрд. тон) міститься близько 20 млн. тон хлориду натрію, 900 тис тон магнію, 600 тис тон сульфуру, 3 тис тон бора, 400 тон алюмінію, по 7 тон марганцю та купруму, 1 тона урану, 400 кг молібдену, 200 кг срібла та 4,4 кг золота. Запаси корисних копалин у світовому океані майже не використовують.

Вода – найголовніша мінеральна сировина, яку людство витрачає у 1000 разів більше, ніж нафту і вугілля. Крім того, використовуючи чисту воду для власних потреб, людина повертає в природу меншу її кількість і значно гіршої якості, переважно у вигляді стічних вод. Вода здійснює взаємозв’язки в екосистемах, тому порушення будь-якого ланцюга впливає і на кількість і на якість води. Якщо до поверхневої водойми надходить значна кількість нітроген містких та фосфатних сполук з полів, створюються умови штучного надудобрення вод, яке призводить до бурхливого розмноження водоростей і зниження вмісту розчиненого кисню у глибинних шарах через розкладання мертвої органічної речовини. Таке явище називається евтрофікація.

Господарське

водокористування

			з забором води з				без забору води з джерела
			джерела				(рибне господарство, водний
								транспорт
Побутове			Промислове			с/г
водокористу			водокористу			водокористування
вання			вання			(зрошення)

Рис 6.1. Види господарського водокористування

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com