Обмеление крупных рек
Причины обмеления крупных рек можно условно разделить:
- Естественные причины. Пересыхание рек наблюдается в летний период при засушливом климате и минимальном количестве осадков, под воздействием высоких температур происходит испарение. При смене сезона и увеличении количества осадков восстанавливается нормальный уровень воды.
- Антропогенные причины. Регулярная вырубка прибрежных лесных массивов, систематическое загрязнение рек и вымывание почвы приводит к мелению крупных рек. Деятельность человека способствует мелению крупных рек в среднем на 15-40% от первоначального уровня.
Экологические проблемы современной России
Читать
Парниковый эффект, его участие в будущем Земли
Подробнее
Влияние вырубки лесов на мировую экологию
Смотреть
Последствия обмеления крупных рек:
- увеличивается растительность, цветут водоросли, и русло реки превращается в болото;
- транспортная проблема — невозможность движения крупных судов;
- возникает дефицит пресной воды;
- при обмелении крупных рек возможно полное пересыхание малых притоков.
Восстановление водного баланса требует больших временных и финансовых затрат.
К мероприятиям по охране уровня рек относят:
- мониторинг состояния уровня рек;
- мероприятия по предотвращению заболачивания;
- согласование лимитов водопотребления.
Ухудшение качества питьевой воды
При нарушении условий режима эксплуатации водозаборов качество питьевой воды ухудшается. При этом размеры очага загрязнения подземных вод могут достигать сотен квадратных километров.
К некоторым причинам потери надлежащего качества питьевой воды можно отнести природные и антропогенные причины:
Природными прежде всего являются:
- период половодья;
- цветение воды.
Антропогенные представляют собой:
- сброс в водотоки посторонних нерастворимых предметов, например, древесины, металлов, строительного мусора и т. д.;
- утилизация органических веществ, приводящая к изменению щёлочно-кислотных показателей;
- некорректная работа гидротехнических сооружений;
- попадание большого количества поверхностно-активных веществ в водоёмы.
При недостатке качества питьевой воды под угрозу ставится здоровье людей. Поэтому на территории РФ на водоочистных станциях проводится контроль качества воды по различным показателям. Так, микробиологические показатели, отражающие безопасность воды, с точки зрения эпидемиологии, изучают 2 раза в сутки, органолептические (запах, цветность, степень мутности) — 6-12 раз в сутки (при ухудшении качества воды водоисточника — 12-24 раза в сутки). Остаточный хлор определяют каждый час.
Вы знали, что в бактериологических пробах воды находят кишечную палочку, яйца гельминтов, ротавирусы, кишечную палочку, серозный менингит, возбудители гепатита?
ДаНет
С учётом ухудшения качества воды, наблюдающегося почти во всех странах, приняты меры по усилению критериев качества воды, поступающей в водопроводную сеть. Прежде всего это подчеркнуло необходимость повышения барьерной функции водопроводных сооружений за счёт применения новейших технологий очистки воды.
Как на территории РФ, так и за рубежом приняты ряд и законодательных, и исполнительных мер по поддержке и увеличению качества запасов питьевой воды. В нормативных документациях добавлены показатели, отражающие степень наличия вирусов и паразитов в составе воды. Увеличен перечень контролируемых показателей для ряда токсичных веществ. Устанавливаются и контролируются зоны санитарной охраны источников.
На местном уровне большое внимание уделяется работе водораспределительной системы. Она включает в себя грамотное проектирование, обеспечение надлежащего функционирования элементов путём проведения сезонных испытаний и систематического надзора
Что подразумевается под водными ресурсами
Водные ресурсы Земли — это
все воды гидросферы, включая воды мирового океана, поверхностные и
подземные воды суши. Это одни из самых ценных природных ресурсов нашей
планеты. Вода оказывает огромное влияние на жизнедеятельность организмов. Наибольшую
ценность представляет пресная вода, без которой человечество не смогло бы
существовать, и заменить пресную воду, к сожалению, нечем. Люди постоянно
используют пресную воду в быту для приготовления пищи и питья, также пресная
вода нужна в сельском хозяйстве, промышленности и др.
Запасы воды на Земле
Из курса физики известно, что вода находится 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, вода существует в виде снега и
льда в полярных, и горных районах. Некоторое количество воды содержится в
воздухе в виде пара. Большие объемы воды находятся в составе некоторых
минералов земной коры.
Определить точное количество запасов воды на всей
Земле практически невозможно, так как вода динамичная и находится в постоянном
движении, изменяя свое состояние от жидкого до твердого и газообразного, и наоборот.
Обычно общее количество водных ресурсов мира оценивается как совокупность всех
вод гидросферы. Это вся свободная вода, находящаяся во всех трех агрегатных
состояниях в атмосфере, на поверхности Земли и в земной коре до глубины 2000
метров.
Статистические данные сообщают, что на нашей планете
содержится невероятно большое количество воды — примерно 1386000000 кубических
километров (1,386 млрд. км³). При этом 97,5% этого объема — соленая вода и лишь
2,5% — пресная.
Эти показатели постоянно претерпевают изменения, так
как в природе происходит постоянный круговорот. Его еще называют глобальным гидрологическим
циклом.
Ресурсы пресной воды
В составе пресной воды
содержится очень маленькое количество солей (не более 0,1%), и она обычно
используется для человеческих нужд. Но не все ресурсы доступны для людей, а те,
которые доступны как правило не пригодны для использования. Вот некоторые
источники пресной воды:
- Ледники
и снежные покровы занимают около 1/10 суши на всей планете
и содержат примерно 70% запасов пресной воды. Эти ресурсы находятся далеко
от городов и сел, поэтому, как правило, недосягаемы для человека. - Подземные
воды — это самые доступные источники пресной воды. - Пресноводные
озёра обычно находятся высоко в горах. Например, в Канаде располагается примерно
50% пресноводных озёр мира. Большинство озёр, особенно, которые находятся
в засушливых районах, превращаются в соленые за счет
испарений. Каспийское море, Мертвое море и Большое Солёное
озеро являются одними из крупнейших в мире соленых озёр. - Реки
образуют целую водную сеть. Зафиксировано 263 международных речных
бассейна, которые охватывают более 45% суши нашей Земли (исключение
составляет Антарктика).
Объекты водных ресурсов
Главными объектами водных ресурсов являются:
- океаны
и моря; - озёра,
пруды и водохранилища; - болота;
- реки,
каналы и ручьи; - влажность
почв; - подземные
воды (почвенные, грунтовые, межпластовые, артезианские, минеральные); - ледники;
- атмосферные
осадки (дождь, снег, град и т.д.).
Происхождение воды на Земле
Вода не могла быть на Земле с самого ее начала, когда планета была шаром горячей лавы. Есть три гипотезы о том, откуда берется H2O.
Многие говорят о потоке частиц, который идет к планете Солнца (это называется солнечный ветер). Он состоит в основном из протонов (ядер атомов водорода), которые могли вступать в повторное действие с земным кислородом и образовывать молекулы воды. Второй сценарий предполагает, что жидкость испарялась из магматических пород, когда они застывали. Однако наиболее вероятна концепция третья — воду на Землю принесли кометы.
4 млрд лет назад два газовых гиганта, Сатурн и Юпитер, начали вращаться вокруг Солнца все более упорядоченным образом. Был так называемый орбитальный резонанс, который заставил планеты «встречаться» и выравнивать позиции один раз в каждом орбитальном цикле. Это приводило к тому, что сила тяжести, действующая на остальные солнечные линзы, удваивалась. В результате Нептун, который когда-то кружил рядом с Солнцем, был «запущен» на периферию системы — в сторону комет и астероидов. И все изменилось. По крайней мере, на 100 млн лет Солнечная система превратилась в настоящий тир.
Сама комета — это огромный ком, состоящий из пыли и осколков камней. Эта грязь является остатками вещества, из которого состоит солнечная система. Каждую минуту в атмосфере тает около 20 комет, масса которых колеблется от 20 до 40 тонн. По крайней мере, такие выводы можно сделать из исследований, проведенных в 1980-х годах, которые впоследствии были подтверждены другими работами. Таким образом, похоже, что большая часть воды — а может быть даже 100% — прибыло на Землю по частям, благодаря маленьким ледяным кометам. Более того, живые организмы или их составляющие могли прибыть вместе с водой.
Истощение запаса подземных вод
Грунтовые воды образуются, благодаря атмосферным осадкам и просачиванию (инфильтрации) под землю воды из поверхностных озёр, рек и прочих водоёмов. Их истощение может наступать вследствие выкачивания сверх установленного лимита либо в связи с изменением условия образования.
К снижению количества грунтовых вод приводят:
- угольная промышленность. Из-за технологической особенности добычи угля происходит изменение земной поверхности с образованием провалов и трещин;
- сельскохозяйственная деятельность. Часто служит одной из причин загрязнения водоёмов химическими и органическими элементами, что сказывается на количестве и качестве подземных вод;
- нефтяная отрасль производства. При бурении скважин возможно негативное влияние на состав грунтовых вод.
Основные источники и виды загрязнения подземных вод
Читать
Основные источники химического загрязнения воды
Подробнее
Основные мероприятия по защите подземных вод, проводимые на данный момент, заключаются в недопущении истощения запасов подземных вод и защите их от засорения. Как и для поверхностных вод, данная проблема может быть благополучно решена только в комплексе с мерами по защите окружающей среды.
Водохранилища
Водохранилища являются не просто дополнительными «запасниками» водных ресурсов, но и играют важные функции:
- контролирование паводков;
- контролирование наводнений;
- создание необходимых условий для рекреации и ирригации (необходимы для обеспечения нужно населений и занятия сельским хозяйством);
- обеспечение работы гидроэлектростанций (производят более 1600 млрд кВт/ч электроэнергии).
Самое большое количество водохранилищ и, как следствие, гидроэлектростанций находится в Восточных регионах страны.
Водные ресурсы не безграничны, хотя и возобновляемы. В целом в РФ используется 87,3 км3 воды в год (при общих стратегических запасах 97 тыс км3 в год), в том числе из поверхностных источников — 71,0 км3, из подземных — 11,9 км3 и 4,3 км3 морской воды. Каждый житель страны в год использует около 1м3 воды год (из расчёта 2,5 -3 литра в сутки). Также на каждого жителя РФ в год приходится в среднем 30 тыс. м3 суммарного речного стока, 530 м3 суммарного водозабора и 90-95 м3 воды бытового водоснабжения (т.е. по 250 л в сутки).
Охрана водных ресурсов находится в ведении государства, но и экологическое образование населения также играет не последнюю роль в их сохранности. Учёными доказана, что в России, в отличие от других стран мира, пресная вода расходуется крайне неэкономно.
Реки
На территории РФ насчитывается более 2,5 млн. рек. Роль этих водных артерий для страны просто огромна. Ведь именно реки издавна были основной обороной от чужеземных врагов и служили для разграничения государств. Применяются в качестве пресной воды для хозяйственной деятельности человека, для орошения сельскохозяйственных угодий, для добычи промысловых рыб, для купания и зоны отдыха для горожан. Грузовые и пассажирские суда ежедневно следуют по крупным судоходным рекам страны. Если раньше люди использовали энергию речных водоёмов при помощи работы водяных мельниц, то сегодня в России функционирует большое количество гидроэлектростанций. Экологической проблемой остается сброс в реки промышленных и бытовых отходов, что приводит к загрязнению Мирового океана.
По европейской территории России протекают такие крупные реки, как Волга, Кама, Дон, Северная Двина и Ока, впадая при этом в бассейны Северного Ледовитого океана, Чёрного, Балтийского и Каспийского морей. Азиатские же просторы пересекают известные реки Енисей, Лена, Обь, Иртыш, Ангара, Колыма и Индигирка, несущие свои воды в Тихий и Северный Ледовитый океаны.
Одной из самых длинных и величественных рек в мире является река Волга. Беря начало в Тверской области, она простирается на 3530 км и имеет на своем пути множество притоков. Эта крупнейшая многоводная река не выходит в Мировой океан, ограничиваясь внутренним стоком в Каспийское море. По разнообразию рыб Волга превосходит многие другие крупные водоёмы страны. Здесь водятся ценные виды осетровых, окуневых, лососевых, сельдеобразных и других рыб. По берегам Поволжья растут густые леса, на полях – бахчевые и зерновые, а в недрах земли добывают нефть, газ и калийную соль.
Главные притоки Волги – реки Ока и Кама. Имеют протяженность более 1,5 тысячи км. Питание их происходит за счёт атмосферных осадков, грунтовых и подземных вод. Очень популярны для любителей рыбалки. Невероятно красивы Танаевские пойменные луга на территории Камского залива.
Могучие сибирские реки – Лена, Енисей и Обь. Длиннейшая река Енисей по протяженности уступает лишь Нилу, Амазонке и Миссисипи, а её глубины способны выдерживать даже морские суда.
Красивейшая северная река Лена окружена непроходимыми таёжными лесами, а невероятные скалистые берега под названием «Ленские столбы» привлекают внимание любителей природной красоты. Во время весенних полноводий уровень воды в Лене может повышаться на 15 метров, а потоки воды разрушают все береговые поселения
В зоне вечной мерзлоты течёт река Обь, которая на 220 дней в году скована льдами. Её основной приток – река Иртыш по длине превышает саму Обь на 600 км.
Возможные способы обновления
Одной из особенностей таких ресурсов является их способность к обновлению и самоочищению. Природные процессы позволяют несколько упростить использование ресурсов. Возобновляемость и самоочищение воды будет зависеть от различных факторов, типа и особенностей гидрологического объекта.
Проведенные исследования показали, что вода в реках обновляется за две недели, в озёрах — за 15 лет, а в болоте — за 5 лет. Дольше всего эти процессы проходят в ледниках, на что уходит около 10 тыс. лет. В биосфере очистка воды может занять даже сотни и миллионы лет. Установлено, что в живых организмах ее обновление происходит за несколько часов.
Глобальный цикл
Все знают, что вода на Земле встречается во многих различных формах и самых разных местах, от океанов до глубин почвы. Глобальный водный цикл, или гидрологический цикл, характеризуется постоянным преобразованием и перемещение воды вокруг Земли.
Теплые температуры воздуха вызывают испарение, потерю жидкости из океанов, озер, рек, почвы и даже растений в атмосферу.
Вода в атмосфере существует в виде пара, и когда она поднимается и выталкивается ветром, сталкивается с более низкими температурами.
Последние вызывают конденсацию, превращение водяного пара в более крупные капли — их большие скопления превращаются в облака и туманы. В конечном итоге скопления воды увеличиваются и сталкиваются, заставляя капли выпадать в виде осадков: дождя, града и снега. Эти осадки имеют решающее значение для пополнения мирового океана, озер, рек и подземных запасов.
Глобальный водный цикл происходит за счет солнца. Если говорить общими понятиями, то солнечная энергия (нагрев) приводит в действие процессы, описанные выше
Глобальный круговорот воды также является важной движущей силой климата. Человеческая деятельность, такая как вырубка лесов, потребление жидкости, направление и отвод водных путей и изменение климата влияют на круговорот
Болотные угодья
Водно-болотные угодья (0,001%) встречаются в районах, где вода покрывает почву в течение различных периодов времени. Это явление может происходить вдоль береговых линий, где приливы перемещают жидкость взад и вперед по суше, а также в районах, подверженных наводнениям, таких как низменные районы вокруг озер и рек. Они также известны как:
- дельты;
- эстуарии;
- болота;
- протоки.
Водно-болотные угодья содержат большое разнообразие организмов, поскольку являются районами обитания как наземных, так и водных организмов. Это разнообразие представителей от микробов до млекопитающих, взаимодействует с окружающей средой и друг с другом, создавая некоторые из наиболее активных водных сред обитания на Земле.
Водно-болотные угодья, согласно характеристикам, также выполняют важные функции, такие как:
- места обитания рыб-питомников;
- места отдыха мигрирующих птиц;
- буферные зоны от штормовых повреждений.
К сожалению, многие территории также расположены в районах, в которых расселено большое количество людей
Эта ситуация создает более чем 50% потерю важной среды обитания
Природные ресурсы воды на Земле сокращаются, поэтому необходимо построить как можно больше искусственных водоемов и позаботиться о чистоте поверхностных и грунтовых вод
Кроме того, их следует беречь, взять под охрану и использовать рационально, с осторожностью. Это принесет пользу для всего человечества, потому что без воды никто из людей не выживет
Водохранилища
К проточным озерам по свойствам близки водохранилища, принципиально отличающиеся от них антропогенным происхождением. В России их насчитывается около 2700, с общей емкостью более 1 миллиона кубометров. Большинство водохранилищ изначально было создано для целей гидроэнергетики, однако затем их стали использовать также в целях водоснабжения (в том числе для сельского хозяйства), транспорта, рыбного хозяйства, лесосплава, для рекреации. Зарегулирование стока рек защищает прибрежные регионы от наводнений, и в целом благоприятно для хозяйства, хотя крайне вредно для природных объектов как в водоемах, так и на суше. Особенно этот процесс получил распространение в Европейской части России.
Нерациональное использование водных ресурсов
Среднестатистические города-миллионники используют около 300 тыс. м3 воды в сутки, из них 75-80% превращаются в сточные воды.
В зависимости от образа использования водных ресурсов отрасли народного хозяйства можно разделить на две категории:
- Водопользователи — используют водоёмы для различных нужд, но безвозвратный водозабор не ведут. К примеру, водный транспорт, рыбный промысел, службы хозяйственно-питьевого потребления.
- Водопотребители — при потреблении воды из водоёмов часть её используется безвозвратно. Крупнейшими водопотребителями являются теплоэнергетика (особенно АЭС), сельское хозяйство, а из промышленности — химическая и металлургическая.
Геотермальные электростанции — прекрасная альтернатива традиционным методам получения энергии
Читать
Есть ли будущее у волновых электростанций?
Подробнее
Энергию ветра – в энергию жизни!
Смотреть
По целевому назначению пресную воду можно разделить на питьевую, промышленную, теплоэнергетическую и техническую. Последняя может служить также для хозяйственно-бытовых целей, полива в сельскохозяйственной отрасли, для нагрева или охлаждения помещений.
Последствия нерационального использования водных ресурсов могут быть как кратковременными, так и проявить себя спустя долгие годы:
- перерасход поверхностных вод. В этом случае перерасхода более 30% от среднегодового стока есть риск нанести урон не только эксплуатируемой реке, но и всему биоценозу на данном участке — возможно пересыхание болот, уменьшение популяции растений, животных и речной фауны;
- перерасход подземных вод. При неразумном потреблении подземные водохранилища не успевают восполнить свой запас, что приводит к быстрому истощению ресурса. Данная проблема особенно актуальна для регионов, где наблюдается дефицит поверхностных водоёмов, а потребность в воде высока. Уменьшение количества подземных вод влияет и на поверхностные водоёмы, так как такое падение приводит к сокращению родников, и связанные с ними поверхностные водоёмы, что усугубляет их экологические проблемы;
- просадка грунта. В земной коре образованы пустоты, которые заполняются водой. Такая вода является опорой вышележащей породы почвы, и при уменьшении количества воды опора исчезает, и происходит проседание грунта. Скорость опускания грунта может составлять 15-30 см в год. Иногда при просадке грунта возможно образование карстовых воронок, что может привести к катастрофе;
- подток солёной воды. Понижение уровня грунтовых вод или чрезмерное их потребление могут снизить давление в водоносном горизонте, что позволит проникать в него, а, следовательно, и в колодцы и артезианские скважины солёной воде.
Водные ресурсы нуждаются в защите, учёте и в экономном потреблении. Рассматривается несколько способов для сохранения её качества:
- разработка систем водоснабжения замкнутого типа в промышленности;
- многоступенчатая очистка сточных вод;
- обеспечение проверки качества воды в водных объектах;
- очистка пресной воды, поступающей к потребителю;
- установка приборов учёта как в производственной сфере, так и в жилом секторе.
Ресурсы пресной воды
Пресная вода содержит минимальное количество солей (не более 0,1%) и подходит для человеческих потребностей. Однако, не все ресурсы доступны для людей, а даже те, которые доступны не всегда пригодны для использования. Рассмотрим источники пресной воды:
- Ледники и снежные покровы занимают около 1/10 суши в мире и содержат около 70% запасов пресной воды. К сожалению, большая часть этих ресурсов расположена вдали от населенных пунктов, поэтому является трудно доступной.
- Подземные воды на сегодняшний день являются наиболее распространенным и доступным источником пресной воды.
- Пресноводные озёра в основном расположены на больших высотах. В Канаде находится около 50% пресноводных озёр мира. Многие озёра, особенно, которые находятся в засушливых районах, становятся солеными за счет испарений. Каспийское море, Мертвое море, и Большое Солёное озеро являются одними из крупнейших в мире соленых озёр.
- Реки образуют гидрологическую мозаику. На Земле насчитывается 263 международных речных бассейна, которые охватывают более 45% суши нашей планеты (исключение — Антарктика).
Моря
К морям бассейна Северного Ледовитого океана, омывающим территорию России, относятся Баренцево, Белое, Море Лаптевых, Карское, Чукотское и Восточно-Сибирское. Морями бассейна Атлантического океана являются Балтийское, Чёрное и Азовское, а моря Тихого океана – Берингово, Охотское и Японское. Основные назначения морей России: судоходство, рыболовство, рекреация, промышленная добыча нефти и газа.
Одним из тёплых южных морей является Чёрное море. Каждый год на его побережье приезжают отдыхать и лечиться тысячи людей из России и зарубежья. Разнообразна фауна моря: на глубине 200 м обитают скорпены, скаты, дельфины, тюлени и даже акулы, а особые виды водорослей и микроорганизмов способны вызывать удивительное свечение поверхности воды ярко-синим цветом.
Самое мелкое море в мире – Азовское, глубина которого не превышает 14 метров. Чёрным и Азовским морями омывается полуостров Крым, имеющий на своей территории множество знаменитых курортов.
На западе России находится Балтийское море, которое за счёт большого речного стока сильно опреснено. Здесь добывают кильку, салаку, лосось и широко известные балтийские шпроты. Можно увидеть уникальные прибрежные песчаные дюны – Куршскую косу. В Калининградской области имеются крупные месторождения янтаря.
Северные моря страны очень холодные и практически весь год покрыты льдами. Их берега и острова покрыты суровой тундрой, а среди животных встречаются представители семейства китовых – белухи и нарвалы. Знаменитый северный морской путь между Европейской частью России и Дальним Востоком проходит главным образом через моря Северного Ледовитого океана и частично по Берингову морю, относящемуся к бассейну Тихого океана.
Японское море является самым ветреным, здесь возможны штормы и тайфуны. Животный мир более разнообразен, чем в других морях, относящихся к России. Одних только акул насчитывается более 10 видов, и некоторые из них уже совершали нападения на отдыхающих.