Основные запасы пресной воды в гидросфере: где сосредоточены в наибольших и наименьших объемах?

В России

Россия по праву признается водообеспеченной страной. Запасы пресных вод составляют 20% от всего ее объема. Источниками выступают как подземные, так и поверхностные воды.

Под землей

Подземные – это одни из наиболее чистых пресноводных источников, составляющих большую часть запасов воды в России. В их состав входят артезианские и гидрогеологические складчатые области.

Главными артезианскими областями признаются:

1. Восточно-Европейская – вода здесь формируется благодаря ландшафтным и климатическим изменениям, северной многолетней мерзлоте, неглубоким врезам речных долин и легким осадкам.
2. Западно-Сибирская – самая большая в мире область с артезианскими водами. Гидрогеологические условия определены наличием рек и болот, водоупорами в регионе, многолетней мерзлотой на севере.
3. Восточно-Сибирская – воды формируются благодаря резко-континентальным климатическим условиям, многолетнемерзлым породам, большим по глубине эрозионным врезам долин.

Гидрогеологических складчатые области России (Балтийский и Алданский щиты, сооружения острова Сахалин, архипелаг Новая Земля и др.) обводнены благодаря климату и геолого-структурным факторам.

На поверхности

Поверхностные источники водяных запасов в России:

1. Озеро Байкал. В нем сосредоточено около 20% всей пресноводной воды в мире. Причем она отличается своей чистотой.
2. Река Волга. На ней находится 11 гидроэлектростанций и 13 водохранилищ. Но это негативно сказывается на самой реке, так как она быстро загрязняется.
3. Река Амур. Это одна из трех рек в мире, все еще не огражденных плотинами.
4. Арктический ледник. В нем в замороженном состоянии находится большой объем пресноводных запасов (25 млн. км³). В период естественного таяния ледника реально получить более 7000 км³ чистых водных запасов.
5. Васюганское болото. Оно является главным источником снабжения пресной водой 4 областей России.
6. Атмосферная влага. В настоящее время изучаются возможности тушения лесных пожаров с ее применением в периоды засухи.

Несмотря на большие водные запасы в России, распределены они неравномерно, из-за чего в некоторые регионы их приходится доставлять с помощью спецтехники.

Геополитические аспекты

Часть населения планеты относится к так называемому «золотому миллиарду» и имеет доступ ко всем благам цивилизации, которые для нас считаются нормальными (электроэнергия, связь, телевидение, водопровод, канализация и т. п.).

Учитывая ограниченность практически всех ресурсов и стремясь сохранить высокий уровень потребления материальных благ, страны с развитой экономикой предпринимают меры по недопущению повышения уровня жизни во всем остальном мире. Пресная вода и сегодня в отдельных регионах стоит дороже нефти, а в скором времени она превратится в стратегический товар. Война, развязанная в Ливии, по многим оценкам, произошла по нескольким причинам экономического характера. В частности, наряду с введением золотого стандарта для динара, проект масштабного водовода — в случае его полной реализации — мог вывести весь североафриканский регион из зоны влияния США и Западной Европы. Таким образом, можно предположить, что обильные ресурсы пресной воды в настоящее время создают риск военного вторжения не меньший, чем нефтяные месторождения.

Важность рационального использования

При рациональном использовании, в природе сохраняется нормальный круговорот воды, и она самостоятельно фильтруется. При этом количество и качество пресной воды остается на оптимальном уровне. И, таким образом, нужным количеством воды обеспечиваются все живые существа на планете. А при нерациональном использовании водных ресурсов, количество пригодной для использования воды становится меньше и меньше, возникает дефицит воды. Вода слишком сильно загрязняется и становится непригодной, а если и очищается, то чересчур медленно.

Пресной воде угрожает и высыхание. Озера и реки высыхают из-за общего разрушения экосистемы. Значительную роль здесь играет вырубка лесов. Леса должны задерживать и очищать воду, а потом постепенно отпускать ее в естественные водоемы. Из-за чрезмерной вырубки и лесных пожаров количество лесных площадей на планете уменьшается день за днем. И это негативно сказывается на количестве и качестве пригодной для питья воды. В свою очередь, уменьшение количества чистой воды способствует обеднению флоры и фауны. Все чаще воды не хватает и для людей.

Вода – основной элемент всей экосистемы Земли. Существование жизни на Земле зависит от количества и качества пресной воды. Повсеместное загрязнение воды грозит постепенным исчезновением жизни на планете. Для улучшения ситуации с нехваткой пресной воды нужно бережно относиться и к самой воде, и к природе в целом. Судьба планеты – в руках людей. И только от человека зависит, сохранится ли на Земле пресная вода, сохранится ли сама жизнь. От нынешнего поколения зависит, будет ли шанс на жизнь у будущих поколений, или же они будут обречены на гибель.

Источник

Как распределяются резервы?

Резервы жизненно необходимого ресурса не бесконечны, поэтому помимо объема фондов, также важно и то, как они распределяются и расходуются. Российская Федерация – огромная страна, и пресноводный потенциал распределен не равномерно – у некоторых этот ресурс в избытке, а у других стремится к дефициту

Российская Федерация – огромная страна, и пресноводный потенциал распределен не равномерно – у некоторых этот ресурс в избытке, а у других стремится к дефициту.

Большая часть потенциала H2O находится восточнее Урала. Основная часть запаса «белого угля» РФ – это озера и реки, также в стране есть крупные водохранилища и даже ледники. Что касается расходования H2O, статистика говорит о таких результатах исследований:

• 59% всего объема расходуемого ресурса приходится на промышленные потребности;
• 21% фонда используется для коммунальных и бытовых нужд, а также для питья;
• 13% живительной влаги расходуется на сельскохозяйственные нужды государства;
• оставшиеся 7% это запас на случай экстренных, непредвиденных ситуаций.

Справка. Вода, хранящаяся в ледниках, на сегодняшний день не используется и является резервом на экстренные случаи.

Запасы воды на Земле

Вода существует в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Она образует океаны, моря, озера, реки и подземные воды, находящиеся в верхнем слое коры, и почвенного покрова Земли. В твердом состоянии, она существует в виде снега и льда в полярных, и горных районах. Определенное количество воды содержится в воздухе в виде водяного пара. Огромные объемы воды находятся в составе различных минералов земной коры.

Выявить точное количество запасов воды во всем мире довольно сложно, поскольку вода динамичная и находится в постоянном движении, изменяя свое состояние от жидкого до твердого и газообразного, и наоборот. Как правило, общее количество водных ресурсов мира оценивается как совокупность всех вод гидросферы. Это вся свободная вода, существующая во всех трех агрегатных состояниях в атмосфере, на поверхности Земли и в земной коре до глубины 2000 метров.

Эти показатели были рассчитаны за длительный промежуток времени, однако если принимать во внимание более короткие периоды (один год, несколько сезонов или месяцев), количество воды в гидросфере может изменяться. Это связано с обменом воды между океанами, землей и атмосферой. Этот обмен, как правило, называется круговорот воды в природе, или глобальным гидрологическим циклом

Гидросфера

Вода на Земле, которая находится во всех агрегатных состояниях, образует гидросферу – водную оболочку планеты. Определить ее границы очень сложно. Ведь вода содержится и в атмосфере, и в литосфере, и в живых организмах.

Кроме этого, у понятия «гидросфера» имеется два толкования:

• В узком смысле это водная оболочка Земли, которая прерывается, и в состав которой входят Мировой океан и внутриматериковые водоемы.
• В широком – это непрерывная оболочка, которая содержит в себе: открытые водоемы, атмосферные водяные пары (рассеянная гидросфера) и подземные воды (погребенная гидросфера).

Почему исчезает вода

Как уже говорилось выше, вторым основным фактором, влияющим на сокращение запасов пресной воды в мире, является глобальное изменение климата на планете. Чем больше объемов парниковых газов накапливается в нашей атмосфере, задерживая тепло у ее поверхности, тем сильнее будут сокращаться запасы пресной воды. Повышение средней мировой температуры приводит к изменению погодных факторов, что в свою очередь оборачивается нарушением циклического круговорота воды в природе. В результате экологические катастрофы (наводнения, засуха и прочие) становятся более частными явлениями на нашей нагревающейся планете. Нарушается экологический баланс: в местах, где люди не нуждаются в дополнительных запасах воды, воды становится еще больше, а там, где нуждаются, ее становится еще меньше.

На карте ниже отображен водный стресс (нарушение баланса между водопользованием и водными ресурсами) каким ом ожидается к 2040 году. Карта построена с учетом «стандартного» сценария, при неуклонном росте объемов выбросов углекислого газа в атмосферу. Более повышенный водный стресс ожидается в областях, где уровень водоснабжения и без того уязвим вследствие засушливого климата и роста населения.

Водный стресс стран мира, прогнозируемый к 2040 году

Крупные города сильнее всего почувствуют дефицит воды. Ранее в этом году с этой проблемой уже столкнулись 4 миллиона жителей Кейптауна (ЮАР). В январе местное правительство объявило, что воды хватит только на 90 дней. По прогнозам ее запасы должны были полностью иссякнуть в апреле. Только с помощью запоздалых и отчаянных мер, направленных на сокращение потребления воды сельскохозяйственным сектором жители города смогли «дотянуть» до мая, когда начался затяжной сезон дождей. Проблема нехватки воды в городе не решена до сих пор. И таких городов, по мнению ученых, в ближайшие 20-30 лет станет гораздо больше.

К 2050 году от 3,5 до 4,4 миллиарда человек в мире будут ограничены в доступе к чистой пресной воде, причем более 1 миллиарда человек из этого числа – это жители крупных городов. Среди 482 попавших в исследование городов и населенных пунктов более четверти в будущем столкнутся с проблемой нехватки пресной воды для обеспечения всех потребностей. Основным фактором, влияющим на рост дефицита пресной воды, что логично, называется рост самих городов и его населения. Например, в США на первом месте по дефициту воды в будущем стоит Лос-Анджелес, поскольку его население по прогнозам будет расти даже несмотря на климатические изменения, которые также сократят его водные запасы. В целом ситуация с водой в городах станет хуже, если один из секторов их экономики получит приоритет на использование имеющихся запасов, отмечается в исследовании.

Топ 20 городов, которые, согласно прогнозам, столкнутся с крупнейшим водным кризисом к 2050 году

При виде таких прогнозов очень легко впасть в отчаяние. Однако ученые сохраняют надежду и предлагают альтернативные варианты дальнейшего развития событий. Например, результаты компьютерных моделирований, проведенных специалистами Массачусетского технологического института показали, что выбор политических решений, направленных на борьбу с климатическими изменениями, как это было с Парижским соглашением в 2015 году, позволят снизить последствия ожидающей нас нехватки воды. Если мировая общественность продолжит принимать подобные решения в будущем, то, например, 60 миллионов жителей стран Азии смогут избежать катастрофического дефицита воды, прогнозируемого к 2050 году, говорят ученые.

Одного Парижского соглашения конечно же будет недостаточно. Ученые предлагают более конкретные решения. Например, опыт Кейптауна показал, что правительствам и местным городским чиновникам необходимо выработать более грамотные стратегии, направленные на сохранения запасов пресной воды. То же повышение цен на воду до точки, при которой люди стали бы ее больше ценить и тратить в умеренных объемах позволило бы снизить нагрузку на ее запасы.

Особенности и виды источников

Для нужд человека, а так же для большинства производств, нужна пресная вода. Основными её источниками, используемыми для обеспечения крупных населённых пунктов, являются поверхностные водоёмы естественного или искусственного происхождения.

Поверхностные источники

Крупные водотоки: каналы и реки, как источник питьевого водоснабжения используют чаще всего. Обеспечение водой населённых пунктов, может так же осуществляться из водоёмов: озёр, прудов.

Водозаборная станция на реке

Итак:

• В некоторых случаях, в качестве источников могут служить и моря с пресной водой, которых в мире не так и много. Для сведения: самым пресным морем на земле считается Балтийское море.
• Выбор источника осуществляется на основании ряда изысканий: биологических, гидрогеологических, химических, ихтиологических — и, конечно же, санитарных исследований.
• Для обеспечения водой промышленных предприятий, в первую очередь рассматривается возможность использования в их технологической цепочке сточных вод, прошедших многоступенчатую очистку.

Подземный родник, питающий реку

• В нашей стране, источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения и по сей день классифицируются по стандарту 2761, разработанному в 1984 году.
• Согласно ему, производя оценку использования полного ресурса того или иного источника, баланс расхода воды следует учитывать с прогнозом на два ближайших десятилетия. Причём прогноз даётся не только касательно запаса воды, но и вероятности возможного ухудшения её качества относительно первоначальных характеристик.
• Причины загрязнения источников питьевого водоснабжения могут быть самыми разными. Здесь и поступление сточных вод, и перемещение отложений на дне водоёма, и неустойчивость берегов, и поверхностные наносы.

Чистая горная река – лучший поверхностный источник

Селевый поток – угроза для системы водоснабжения

Рассматривается вероятность пересыхания или перемерзания источника, а так же возможность схода лавин и селей, что нередко становится причиной возникновения проблем водоснабжения, источником которого является горный водоток. На фото, представленном выше, вы видите, сколько грязи несёт с собой селевый поток.

На равнинных водотоках досконально анализируются особенности их вскрытия и половодья в весенний период, изучается температура воды в каждом месяце. Так же отслеживается интенсивность развития на той или иной глубине различных видов речных водорослей, которые объединяют одним термином: фитопланктон.

Состояние источников питьевого водоснабжения может ухудшаться из-за интенсивного развития фитопланктона

Проблема цветения воды присуща только равнинным водотокам, и чаще всего тем, в которых вода застаивается. То есть, к проблемам приводит недостаточный расход воды. В этом случае, должно предусматриваться сезонное или многолетнее регулирование оттока естественным способом, либо может принудительно осуществляться переброска вод из другого источника.

За неимением поверхностного источника с нормальным запасом воды, или плохим её качеством, в качестве источника для питьевого водопровода могут использоваться и подземные воды. Дальнейшая инструкция даст вам о них полное представление.

Подземная вода

По закону, подземная вода должна использоваться только для питьевого водоснабжения. То есть, качественная вода, добываемая из-под земли, не может применяться, к примеру, для нужд промышленности.

• Разрешение на её добычу для нужд производств или полива может быть выдано соответствующими органами — но только в тех регионах, где нормального поверхностного источника нет, но имеются достаточные запасы воды под землёй.
• Для подачи в питьевую и производственную систему водоснабжения, могут быть так же использованы геотермальные и минерализованные воды — но используют их только при их соответствующей обработке.
• Оценка ресурсов вод, залегающих под землёй, осуществляется на основании разведочных данных и гидрогеологических исследований.

Разведка бурением – единственный способ точно узнать, как залегает вода

Когда капитальные вложения, затраченные на обустройство водозаборного сооружения, превышают 500 000 рублей, запас добываемой воды относят к полезным ископаемым. В этом случае, источник должен быть утверждён соответствующей территориальной либо государственной комиссией.

Более подробно о подземном залегании вод питьевого качества, вы узнаете далее.

Откуда появилась вода на земле?

Оказывается, она присутствовала уже тогда, когда геологическая история нашей планеты еще только начиналась. Как известно, возраст Земли – примерно 4,5 миллиарда лет. Самые древние из горных пород существуют около 3,8 миллиардов лет. Они хранят на себе отпечатки тех одноклеточных организмов, что жили в водоемах.

Этот факт позволяет сделать заключение о том, что появление первичной гидросферы совершилось не позже, чем 4 миллиарда лет тому назад. Но тогда она составляла лишь 5-10% от ее сегодняшнего объема.

Как же она появилась? Одной из преобладающих на данный момент гипотез является следующая. При образовании Земли вода образовалась посредством того, что происходило выплавление и дегазация вещества из мантии. Дегазация обозначает удаление из мантии растворенных в ней газов. Считается, что, скорее всего, большую первоначальную роль в этом процессе сыграла катастрофическая – ударная – дегазация, которая была вызвана падением крупных метеоритных тел на Землю.

Почему исчезает вода

Как уже говорилось выше, вторым основным фактором, влияющим на сокращение запасов пресной воды в мире, является глобальное изменение климата на планете. Чем больше объемов парниковых газов накапливается в нашей атмосфере, задерживая тепло у ее поверхности, тем сильнее будут сокращаться запасы пресной воды. Повышение средней мировой температуры приводит к изменению погодных факторов, что в свою очередь оборачивается нарушением циклического круговорота воды в природе. В результате экологические катастрофы (наводнения, засуха и прочие) становятся более частными явлениями на нашей нагревающейся планете. Нарушается экологический баланс: в местах, где люди не нуждаются в дополнительных запасах воды, воды становится еще больше, а там, где нуждаются, ее становится еще меньше.

На карте ниже отображен водный стресс (нарушение баланса между водопользованием и водными ресурсами) каким ом ожидается к 2040 году. Карта построена с учетом «стандартного» сценария, при неуклонном росте объемов выбросов углекислого газа в атмосферу. Более повышенный водный стресс ожидается в областях, где уровень водоснабжения и без того уязвим вследствие засушливого климата и роста населения.

Водный стресс стран мира, прогнозируемый к 2040 году

Крупные города сильнее всего почувствуют дефицит воды. Ранее в этом году с этой проблемой уже столкнулись 4 миллиона жителей Кейптауна (ЮАР). В январе местное правительство объявило, что воды хватит только на 90 дней. По прогнозам ее запасы должны были полностью иссякнуть в апреле. Только с помощью запоздалых и отчаянных мер, направленных на сокращение потребления воды сельскохозяйственным сектором жители города смогли «дотянуть» до мая, когда начался затяжной сезон дождей. Проблема нехватки воды в городе не решена до сих пор. И таких городов, по мнению ученых, в ближайшие 20-30 лет станет гораздо больше.

К 2050 году от 3,5 до 4,4 миллиарда человек в мире будут ограничены в доступе к чистой пресной воде, причем более 1 миллиарда человек из этого числа – это жители крупных городов. Среди 482 попавших в исследование городов и населенных пунктов более четверти в будущем столкнутся с проблемой нехватки пресной воды для обеспечения всех потребностей. Основным фактором, влияющим на рост дефицита пресной воды, что логично, называется рост самих городов и его населения. Например, в США на первом месте по дефициту воды в будущем стоит Лос-Анджелес, поскольку его население по прогнозам будет расти даже несмотря на климатические изменения, которые также сократят его водные запасы. В целом ситуация с водой в городах станет хуже, если один из секторов их экономики получит приоритет на использование имеющихся запасов, отмечается в исследовании.

Топ 20 городов, которые, согласно прогнозам, столкнутся с крупнейшим водным кризисом к 2050 году

При виде таких прогнозов очень легко впасть в отчаяние. Однако ученые сохраняют надежду и предлагают альтернативные варианты дальнейшего развития событий. Например, результаты компьютерных моделирований, проведенных специалистами Массачусетского технологического института показали, что выбор политических решений, направленных на борьбу с климатическими изменениями, как это было с Парижским соглашением в 2015 году, позволят снизить последствия ожидающей нас нехватки воды. Если мировая общественность продолжит принимать подобные решения в будущем, то, например, 60 миллионов жителей стран Азии смогут избежать катастрофического дефицита воды, прогнозируемого к 2050 году, говорят ученые.

Одного Парижского соглашения конечно же будет недостаточно. Ученые предлагают более конкретные решения. Например, опыт Кейптауна показал, что правительствам и местным городским чиновникам необходимо выработать более грамотные стратегии, направленные на сохранения запасов пресной воды. То же повышение цен на воду до точки, при которой люди стали бы ее больше ценить и тратить в умеренных объемах позволило бы снизить нагрузку на ее запасы.

Вместо итогов

В конце можем говорить, что на планете Земля достаточно запасов водных ресурсов. Основная проблема водного обеспечения состоит в том, что эти запасы распределены на планете неравномерно. Причем, 3/4 запасов пресной воды находятся в форме ледников, к которым очень трудно получить доступ. Из за этого в некоторых регионах уже сейчас наблюдается дефицит пресной воды.

Вторая проблема — это загрязнение существующих доступных источников воды продуктами жизнедеятельности человека (соли тяжелых металлов, продукты переработки нефти). Чистую воду, которую можно употреблять без предварительной очистки можно найти только в отдаленных экологически чистых зонах. А вот густонаселенные регионы, наоборот, страдают от невозможности пить воду из своих скудных запасов.

К водным ресурсам относят все пригодные для использования поверхностные и подземные воды Земли. Вода необходима для поддержания органической жизни на Земле, существования человека, его хозяйственной деятельности. Водный фактор оказывает большое влияние на размещение общественного производства. К водоемким отраслям с ориентацией на крупные источники водоснабжения относятся многие отрасли про­мышленности (электроэнергетика, черная и цветная металлургия, целлюлозно-бумажная, химическая промышленность и др.), земледелие (рисосеяние, хлопководство и др.). Водные ресурсы — исключительно важный фактор не только для явно водоемких производств, но и для развития городов, удовлетворения бытовых потребностей населения.

Особенно велика потребностей людей в пресной воде, запасы которой на Земле ограничены. Общие запасы воды на Земле, образующие ее гидросферу (океаны и моря, реки, озера, болота и водохранилища, подземные воды, ледники и снега, почвенная влага и пары атмосферы), оцениваются в 1 386 млн куб. км. Из них 96,5% водных ресурсов приходится на соленые воды Мирового океана и 1% — на соленые подземные воды. Остальные 2,5% объема гидросферы и составляют ресурсы пресной воды на земном шаре.

Однако реально их количество значительно меньше (всего 0,3% объема гидросферы), так как полярные льды как источник получения пресной воды практически пока еще не используются.

Таким образом, несмотря на наличие огромных ресурсов воды на Земле, их количество, пригодное для непосредственного практического использования (пресные воды) весьма ограничено.

Среди немногочисленных источников пресной воды главными являются реки. Водные ресурсы рек являются возобновляемыми, неисчерпаемыми в отличие от подземных пресных вод, запасы которых исчерпаемы. Количество ежегодно возобновляемых водных ресурсов оценивается размером речного стока, зависящим от соотношения между осадками (выпадающими в виде дождя и снега на поверхность речного бассейна) и испарением выпавшей влаги.

Водные ресурсы рек (ресурсы речного стока) оцениваются в 47 тыс. куб. км в год, а среднемировой показатель обеспеченности речным стоком (сток на душу населения) составляет около 8 тыс. куб. м/год.

Более половины ресурсов пресной воды с речного стока планеты приходится на Азию (13 190 куб. км в год), где протекают такие крупные реки Земли, как Янцзы, Иравад, Меконг, Ганг, Брахмапутра, и Южную Америку (10 380 куб. км/год) с ее величайшей рекой (по объему стока, площади бассейна, протяженности и ширине) Амазонкой. Другую половину сум­марного объема стока рек распределяют между собой Северная Америка (5 960), Африка (4 225), Европа (3 110), Австралия и Океания (1 965 куб. км/год). Находящиеся в этом перечне на последнем месте Австралия и Океания имеют вместе с тем самую высокую обеспеченность водой в расчете на одного жителя (83 тыс. куб. м/год), а лидирующая по запасам пресной воды Азия имеет наиболее низкий средний показатель водообеспечения на душу населения ‑ 4,5 тыс. куб. м/год. В Южной Америке этот показатель составляет 34 тыс. куб. м/год, в Северной ‑ 15, в Африке ‑ 6,5, в Европе — б тыс. куб. м/год. Водообеспеченность существенно отличается и по странам мира. Значительными ресурсами пресной воды располагает Россия. Суммарный объем ее речного стока оценивается в 4 270 куб. км/год, что составляет около 10% суммарного стока всех рек мира. По этому показателю, вслед за Бразилией, Россия превосходит все страны мира. Водообеспеченность России в расчете на душу населения (28,5 тыс. куб. м/год) более чем в три раза выше среднемировой. Водные ресурсы внутри страны распределены крайне неравномерно — около 70% ее суммарного поверхностного стока приходится на слабозаселенные, хозяйственно слабоосвоенные области Сибири и Дальнего Востока и лишь 30% ‑ на густонаселенные и наиболее нуждающиеся в воде районы европейской части и Урала.