Рациональное использование и охрана водных ресурсов

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………...2

1. Водные ресурсы и их роль в жизни общества...........................................3

2.Водные ресурсы мира и России………………………………………….…….4

3.Охрана вод от загрязнения………………………….………………………….6

4.Современное состояние качества воды в водных объектах……….…………7

5.Источники и возможные пути загрязнения поверхностных

и подземных вод…………………………………………………………………..7

6.Требования к качеству воды………………………….……………………….11

7.Самоочищение……….………………………………………………………...12

8.Охрана водных ресурсов от загрязнения………….…………………………13

9.Проблемы рационального использования водных ресурсов и пути их решения............................................................................................................15

9.1.Регулирование стока рек водохранилищами……………………………....15

9.2.Территориальное перераспределение стока рек…………………………...17

9.3.Использование и восполнение подземных вод……………………………18

10.Современное и перспективное использование вод повышенной минерализации…………………………………………………………………...19

Заключение…………………………………………………………………….....21

Приложение………………………………………………………………………22

Список используемых источников…………………………………………..…25

 

Введение

20-е столетие характеризуется  интенсивным ростом населения  Земли, развитием урбанизации. Появились  города-гиганты с населением более 10-ти млн. человек. Развитие промышленности, транспорта, энергетики, индустриализация сельского хозяйства привели к тому, что антропогенное воздействие на окружающую среду приняло глобальный характер.

Повышение эффективности мер по охране окружающей среды связано, прежде всего, с широким внедрением ресурсосберегающих, малоотходных и безотходных технологических процессов, уменьшением загрязнения воздушной среды и водоемов.

Охрана окружающей среды представляет собой весьма многогранную проблему, решением которой занимаются, в частности, инженерно-технические работники практически всех специальностей, которые связаны с хозяйственной деятельностью в населенных пунктах и на промышленных предприятиях, которые могут являться источником загрязнения в основном воздушной и водной среды.

 

Водные ресурсы, их значение и роль в жизни общества

В качестве водных ресурсов обычно рассматриваются не все пресные воды, а только доступные для использования. Они оцениваются двумя основными показателями: статическими, или вековыми, запасами воды (км3 или м3) и возобновляемыми (км3/год или м3/сек). К статическим запасам относятся воды, единовременно находящиеся в таких водных объектах, как реки, озера. Болота и ледники, в водоносных породах земли. Возобновляемые воды - та их часть, которая периодически возобновляется в водных объектах благодаря происходящему на Земле круговороту воды. В России общий статический запас пресных поверхностных вод составляет 43,7 тыс. км3. Больше всего их в озерах (27,5 тыс. км3) и ледниках (около 13 тыс. км3), меньше в болотах (около 3 тыс. км3), водохранилищах (1,2 тыс. км3) и руслах рек (200 км3). Объем подземных пресных вод достигает 1 млн. 480 тыс. км3. Суммарный объем возобновляемых водных ресурсов принято определять как ежегодно возобновляемый речной сток, следовательно, в России он равен 4,74 тыс. км3/год. На подземную составляющую речного стока приходится 1 тыс. км3/год. Возобновление и накопление воды на любой территории за определенное время в результате круговорота можно оценить уравнением водного баланса, включающего приходную расходную его части. Наиболее общие уравнения, рассмотренные М. И. Львовичем, следующие:

для периферийной части суши - Еп = Рп - Rп;

для бессточных областей - Еб = Рб;

для Мирового океана - Ео = Ро + Rп ;

для всего земного шара - Е = Ес + Ео = Р,

где Еп - испарение с периферийной части суши; Рп - атмосферные осадки в этой части суши; Rп - речной сток с периферийной части суши; Еб и Рб - испарение и осадки в бессточных областях; Ео и Ро - испарение и осадки в Мировом океане; Е и Р - испарение и осадки на всем земном шаре; Ес - испарение с поверхности всей суши. Уравнение водного баланса для земного шара или его отдельных областей справедливо только при условии, что средний годовой объем воды, участвующей в круговороте, постоянен, а основные элементы водных балансов находятся в равновесном состоянии. Водный баланс и ресурсы пресных вод континентов и суши в целом, приведен в таблице 1. Водные ресурсы - это запасы поверхностных и подземных вод суши, которые используются в процессе материального производства или могут быть вовлечены в него. К концу ХХ в. они стали фактором, лимитирующим развитие производительных сил во многих странах и даже на континентах. Это связано с тем, что ряд регионов мира начали испытывать дефицит воды. Такое положение обусловило необходимость качественного и количественного сохранения водных ресурсов. Достижения научно-технического прогресса постоянно создают предпосылки для более полного использования вод благодаря рациональной организации водосберегающих технологий, включение в хозяйственный оборот ранее не использовавшихся вод (солоноватых, соленых и др.), созданию различных гидротехнических сооружений, регулирующих речной сток для хозяйственных целей. Все большее внимание уделяется изучению многолетних и сезонных колебаний, процессам возобновления водных ресурсов, асинхронности их распределения по крупным регионам. Учет этих особенностей при оценке водных ресурсов позволяет более равномерно и рационально организовывать их использование.

Водные ресурсы мира и России

Вода - одно из наиболее распространенных веществ в природе. Из общих запасов воды на Мировой океан приходится 361 млн. км2, или около 71% площади поверхности земного шара, равной 510 млн. км2. Суммарная площадь всех внутренних водоемов суши составляет менее 3% ее площади, равной 149 млн. км2. Около 10% территории суши покрыто ледниками. Представление о распределении воды в различных частях гидросферы дает таблица 2. Наибольший практический интерес для удовлетворения потребностей человека представляют воды рек. Их единовременный объем, как видно из таблицы 1, ничтожно мал. Однако в процессе круговорота влаги он возобновляется в течение года в среднем 23 раза и, таким образом, фактические ресурсы речных вод могут быть оценены в 47 тыс. км3 /год.

Водные ресурсы рек, выраженные в слое стока, составляют в среднем 315 мм/год. Речной сток резко изменяется по территории (таблица 2): от 10-20 мм в год в аридных районах до 9000 мм в год в некоторых хорошо увлажненных горных массивах.

Представление о суммарной величине поверхностных и подземных вод России дает таблица 4. Кроме того, примерно по 3 тыс. км3 воды содержится в болотах и почвах в виде почвенной влаги. Практически наибольшее значение для страны имеют воды рек. Годовой сток всех рек России оценивается в 4,74 тыс. км3. Россия по этому показателю занимает второе место в мире, существенно уступая Бразилии (9,9 тыс. км3), по территории которой протекает Амазонка.

Вода на Земле находится в непрерывном движении - влагообороте, в процессе которого происходят ее фазовые превращения и перемещение по территории.

Гидросфера проникает в другие сферы земли - литосферу и атмосферу, составляет важнейший компонент биосферы.

Основная масса влаги поступает на территорию России из Атлантического океана. В виде осадков выпадает 11,7 тыс. км3. Значительная часть атмосферных осадков, фильтруясь через почвы и горные породы, пополняет запасы подземных вод. На транспирацию всеми видами растительности и испарение с поверхности водоемов и почвы расходуется 7300 км3/год.

Ресурсы подземных вод в нашей стране широко используются для различных хозяйственных целей. Этому способствуют большая равномерность их территориального распределения и чистота. Ресурсы подземных вод делятся на естественные и эксплуатационные. Объем естественных ресурсов оценивается на территории России в 1100 км3, или примерно ј речного стока, эксплуатационные ресурсы пресных подземных вод составляют около 340 км3/год, причем половина из них связана с поверхностным стоком. Для водоснабжения используется до 5% этих запасов. Подземные воды, гидравлически не связанные с поверхностными (около 170 км3), представляют собой дополнительные водные ресурсы.

В ряде промышленно развитых районов страны (Москва, Санкт-Петербург и др.) интенсивная эксплуатация подземных вод вызывает постоянное снижение их уровня (до 1 м в год). Воронки депрессии в зонах сосредоточенного водоотбора подземных вод развились уже на площади в сотни квадратных километров. В этих районах ухудшается качество подземных вод, отмечаются подсос морских вод к водозаборам, например в Крыму, просадки земной поверхности, активизируются карстовые процессы.

Таким образом, назрела необходимость в мероприятиях по искусственному восполнению подземных вод и управлению их качеством и использованием во многих районах нашей страны.

 

Особенности распределения водных ресурсов в России

 

Россия принадлежит к числу стран, богатых водными ресурсами, однако и здесь существуют водные проблемы. Для водоснабжения населения, промышленности, сельского хозяйства необходимо, чтобы их потребности были определены определенным объемом воды, который подавался бы потребителям в оптимальном режиме и соответствующего качества. При нарушении хотя бы одного из этих условий возникают водные проблемы. Не меньшее значение для природы и водообеспечения населения, сельского хозяйства и промышленности имеет гидрологический режим самих водных объектов. Водные проблемы в нашей стране обусловлены как природными, так и антропогенными факторами.

Один из природных факторов - неравномерное распределение стока по территории: 84% ресурсов поверхностных вод приходится на бассейны Северного Ледовитого (3030 км3/год) и Тихого океанов (950 км3/год). В них впадают крупнейшие реки нашей страны: Енисей, Лена, Обь и Амур, которые дают 44% объема стока всех рек. На Южные и Юго-западные районы (бассейны Черного и Азовского морей, Арало-Каспийская низменность), где сосредоточено 75% населения и 80% промышленности и сельскохозяйственного производства, приходится всего 750 км3, или 16% ресурсов поверхностных вод. На европейской территории страны сток рек южного склона (Волга, Урал, Днестр, Днепр, Дон, Кубань, Кура, Терек и др.) составляет 605 км3, или 50% от речного стока этой части России. Другим природным фактором, вызывающим возникновение водных проблем, является неравномерное распределение стока по сезонам года. На большинстве рек Европейской части России, Западной и Восточной Сибири, а также Дальнего Востока свыше 2/3 стока проходит за 2-3 месяца весеннего половодья. Значительны колебания речного стока в бассейнах отдельных рек от года к году. Это особенно сильно сказывается в засушливых районах страны, где сток рек в маловодные годы может составлять всего 3-4% от стока в средний по водности год и 1% от стока в многоводный год. Кроме того, как многоводные, так и маловодные годы имеют тенденцию группироваться, то есть повторяются несколько лет подряд. И если многоводные годы обычно бывают в течение 2-3 лет, то маловодные нередко следуют друг за другом в течение 6-7 лет, а в отдельных случаях маловодья наблюдались на протяжении 15-20 лет. За последние годы водные проблемы существенно обострились в связи с антропогенными изменениями речного стока и бесхозяйственностью. Существенное влияние на сток и качество воды оказали: агротехнические лесомелиоративные мероприятия; урбанизация, в результате которой сотни квадратных километров поверхности земли в каждом городе покрылись асфальтом; оросительные и осушительные мелиорации, охватившие ныне площади во многие миллионы гектаров; зарегулирование стока большим числом водохранилищ; значительные заборы воды на ирригацию, промышленное и коммунальное водоснабжение; сброс загрязненных вод в водоисточники. В последние десятилетия среди антропогенных причин существенное влияние на сток рек оказал забор воды для передачи ее каналами в районы с острым дефицитом воды. Особенно негативное влияние на реки, озера и моря оказывает загрязнение вод. Большинство рек, протекающих в экономически развитых районах, загрязнены в той или иной степени промышленными и коммунально-бытовыми стоками, стоками с животноводческих ферм, сельскохозяйственных полей. Загрязняют реки также водный транспорт, атмосферные выбросы промышленных предприятий, добыча полезных ископаемых, массовый неорганизованный отдых, особенно связанный с использованием маломерного флота. Ко всем указанным причинам обострения водных проблем следует добавить возрастающую и усложняющуюся взаимосвязь региональных водных проблем, необходимость обеспечения оптимального гидрологического, гидрохимического и гидробиологического режима внутренних морей. Немалые сложности создают и противоречия, имеющие место при решении и взаимной увязке текущих задач и задач отдаленной перспективы. Кроме того, современные методы решения водохозяйственных проблем, такие как зарегулирование стока, его территориальное перераспределение, выдвигают в свою очередь множество не только технических, но и других, прежде всего экологических и экономических, проблем.

Охрана вод от загрязнения

Тысячелетиями люди использовали реки, озера, моря для сброса в них загрязненных сточных вод, и практически повсеместно до начала XX в. это не вызывало особого беспокойства. Солнце, воздух и растворенный в воде кислород обеспечивали самоочищение водных объектов. Всего несколько десятилетий назад загрязненные воды ниже какого-либо города через 20-30 км совершенно чистыми и забирались водозаборами другого, расположенного ниже по течению населенного пункта. Однако рост городов, бурное развитие промышленности, энергетики, водного транспорта, увеличение добычи полезных ископаемых, площадей орошаемых земель вели с каждым годом ко все большему загрязнению вод. Загрязненными оказались не только ручьи, небольшие реки и озера, но и моря и даже океаны.

 

 

Современное состояние качества воды в водных объектах

При жизни нынешнего поколения людей исчезла иллюзия о неисчерпаемости водных ресурсов на Земле. Количество стоков, спускаемых в реки и озера, во многих районах мира выросло настолько, что, обладая самоочищающей способностью, водоемы и водотоки уже не смогли восстанавливать нарушенное равновесие условий в них. За 30-40 лет в сточные канавы превратились р. Рейн, Сена, Темза, Северн, Тибр, Миссисипи, Огайо, Потомак, оз. Эри. В угрожающем положении оказались Волга, Амур, Днепр, ряд озер нашей страны. Когда пленки нефтяного загрязнения, распространявшиеся от берегов Западной Европы и Северной Америки, сомкнулись в северной части Атлантического океана, стало ясно, что дальнейшее непринятие мер по сохранению чистоты воды грозит человечеству гибелью. Во многих странах этой проблемой начали заниматься на уровне правительств, на ее решение были выделены большие средства. Однако ряд капиталистических индустриальных стран весьма своеобразно подошли к наведению порядка в своих внутренних водоемах. С одной стороны, они разработали мероприятия по предотвращению или ликвидации загрязнения, вложив в это крупные средства, с другой - стали переводить предприятия, наиболее сильно загрязняющие водные объекты, в развивающиеся страны. Это помогло улучшить ситуацию в индустриальных странах, но не сняло проблему на планете в целом, поскольку началось катастрофическое загрязнение рек и водоемов в развивающихся странах, загрязнение Мирового океана.

 

Источники и возможные пути загрязнения

поверхностных и подземных вод

Источники загрязнения водных объектов чрезвычайно многообразны. Прежде всего это стоки городов и промышленных предприятий. В последние годы в ряде районов с ними «конкурируют» стоки животноводческих комплексов и воды, поступающие с ирригационных массивов и богарных земель. В целом по стране в водные объекты сбрасывается 163 км3 сточных вод, в том числе 7 км3 неочищенных и 9 км3 недостаточно очищенных. Сказываясь на состоянии водных объектов, загрязнение наносит ущерб и экономике, так как, например, со стоками промышленных предприятий теряются ценные продукты. Во многих регионах мира загрязнение вод все больше связывается с атмосферными осадками. Определенную роль в ухудшении качества воды играет изменение режима рек и озер. Загрязнение водосборной площади, закачка промышленных стоков в подземные горизонты, фильтрация и утечка вод из различных отстойников и накопителей приводят к загрязнению и подземных вод. Все это вызывает нарушение функционирования экосистем, снижает их биопродуктивность, в ряде случаев вырождаются ценные виды флоры и фауны, причиняется прямой ущерб здоровью человека. По данным санитарно-эпидемиологической службы, ј часть водопроводов коммунального хозяйства и 1/3 ведомственных подают воду без достаточной очистки, в результате чего водопроводная вода не отвечает гигиеническим требованиям ни по химическим, ни по бактериологическим показателям, что обусловливает высокий уровень как инфекционной, так и неинфекционной заболеваемости.