3. Характеристика водных ресурсов

1. Характеристика воды как природного ресурса

Вода — самое распростра­ненное на Земле вещество. Водная оболочка, гидросфера, содержит 1,4 млрд. км³ воды, из них воды су­ши составляют только 90 млн. км³. Моря и океаны занимают 71% поверхности земного шара, поэто­му существует представление о неисчерпаемости водных запасов. Однако соленые воды морей и океанов используются людьми очень мало, а получение пресной воды за счет атмосферных осадков и ледников локально и ограничено. Доступная пресная вода со­ставляет не более 0,8 % от всего количества водных ресурсов.

Распределение мировых запасов воды

Атмосфера - 1,00% Озёра и реки - 0,02%

Подземные воды - 0,78% Ледники - 2,70%

Океаны и моря - 95,50%

Весь доступ­ный поток пресной воды поступает на континенты в виде осад­ков. Водопользователями используются два источника пресной воды: подземные и поверхностные воды. После выпа­дения на землю атмосферные осадки частично остаются на поверхности, а частично просачиваются в грунт под действием силы тяжести и диффузии (инфильтрация) до тех пор, пока их не остановит во­донепроницаемый слой глины или сланцев. Так образуются без­напорные грунтовые воды, состав примесей в которых зависит от локальных условий — состава почв и осадков. Верхняя грани­ца этого водоносного горизонта называется зеркалом вод. Когда зеркало вод оказывается выше поверхности почвы, образуются озёра и болота. Часть осадков задерживается губчатой структу­рой почвы (почвенные воды). Здесь лежит зона аэрации, где од­новременно в порах почвы присутствуют и вода, и воздух. Именно из этой зоны питаются корни растений, а её водные за­пасы при отсутствии осадков пополняются за счёт капиллярного подъёма безнапорной воды, уровень которой при этом соответ­ственно снижается.

Рис. 2. Источники пресной воды

Запасы напорных или артезианских вод располагаются ниже верхнего водонепроницаемого слоя и пополняются подземными потоками из источников, которые могут располагаться на рас­стояниях в десятки и сотни километров, например, из горных ледников. Соответственно, темпы пополнения артезианских вод не зависят от локальных источников. Эти воды могут находиться под значительным давлением, почему и называются напорными.

Для своих нужд человек использует, главным образом, по­верхностные воды рек и озёр. Формируются, в основном, за счёт стока выходящих на поверхность грунтовых вод. Крупные рав­нинные реки образуются за счёт слияния многочисленных мел­ких рек и ручьёв, имеющих извилистое русло и замедленное те­чение. Эти водотоки вместе с верховыми озёрами и болотами образуют природные водохранилища — регуляторы запасов чис­той пресной воды, и поэтому нуждаются в тщательной охране от загрязнения и проведении мелиоративных работ по осушению, выпрямлению русла и подобного вмешательства. Расширение за их счёт пахотных площадей в одном месте ведёт к обезвоживанию больших территорий и лучших угодий ниже по течению, про­воцирует гибель урожая в засушливые годы и наводнения в годы с избыточным выпадением осадков.

Для создания запасов воды и нужд гидроэнергетики создаются огромные искусственные водохранилища. Однако, при этом теряются большие площади луч­ших сельскохозяйственных земель и наносится непоправимый ущерб популяциям наиболее ценных промысловых рыб. Например, из-за плотин Волжского каскада гидроэлектростанций резко сократилась численность каспийского осетра, почти исчезли стерлядь, севрюга и белуга. Элементарные оценки показывают, что ущерб только от исчезновения этих ценнейших видов значительно превышает стоимость полученной электро­энергии.

Вода из колодцев — это воды безнапорного горизонта, а арте­зианскую воду добывают из глубоких скважин, откуда она часто поступает самотёком и даже фонтанирует. Для питьевого водоснабжения используют преимущественно артезианскую воду, т.к. она считается наиболее чистой. Однако, распространённое убеждение в особой чистоте напорных вод может оказаться ошибочным. Напорные воды могут поступать в сравнительно чистые регионы из сильно загрязненных территорий. В процессе длительной инфильтрации они очи­щаются от крупных частиц, но растворённые в них опасные со­единения тяжёлых металлов мигрируют вместе с водой на значи­тельные расстояния.