В пределах какой-либо территории.

Термин «ресурсы» происходит от франц. ressource «вспомогательное средство». Водные ресурсы – это важная часть природных ресурсов в целом.

Природные (естественные) ресурсы – это компоненты окружающей среды, используемые в процессе общественного производства и для удовлетворения материальных и культурных потребностей общества.

Главные виды природных ресурсов – солнечная энергия, энергия ветра, энергия морских приливов, внутриземная теплота, ресурсы земельные, водные, минеральные (в том числе топливно-энергетические), растительные (в том числе лесные), ресурсы животного мира, например, рыбные. Природные ресурсы подразделяют также на возобновляемые и невозобновляемые.

Возобновляемые природные ресурсы – это те природные ресурсы, которые возобновляются в процессе постоянного круговорота вещества и энергии на земном шаре или в результате их естественного воспроизводства.

Основные природные ресурсы водных объектов (в том числе рек) – это водные ресурсы, т. е. сама вода с её потребительскими свойствами. Из других природных ресурсов рек наиболее ценными являются рыбные, минеральные (нефть и газ в подстилающих породах, гравийно-песчаный материал в донных отложениях), а также бальнеологические и рекреационные.

Водные ресурсы в широком смысле – это все природные воды Земли, представленные водами рек, озёр , водохранилищ , болот , ледников , водоносных горизонтов , океанов и морей.

Водные ресурсы в узком смысле – это природные воды, которые используются человеком в настоящее время и могут быть использованы в обозримой перспективе (определение). Сходная формулировка дана в Водном кодексе Российской Федерации : «водные ресурсы – это поверхностные и подземные воды, которые находятся в водных объектах и используются или могут быть использованы». В такой трактовке водные ресурсы – категория не только природная, но и социально-историческая (определение С.Л. Вендрова).

Наиболее ценными водными ресурсами являются запасы пресных вод (это самое узкое понятие водных ресурсов). Ресурсы пресных вод складываются из так называемых статических (или вековых) запасов воды и из непрерывно возобновляемых водных ресурсов , т. е. водного стока рек .

Статические (вековые) запасы пресных вод представлены не подверженной заметным ежегодным изменениям частью водных объёмов озёр, ледников, подземных вод. Измеряют эти запасы в объемных единицах (м 3 или км 3).

Возобновляемые водные ресурсы – это те воды, которые ежегодно восстанавливаются в процессе круговорота воды на земном шаре (глобального гидрологического цикла). Этот вид водных ресурсов измеряют в единицах стока (м 3 /с, м 3 /год, км 3 /год).

Сток воды рек – действительно ежегодно возобновляемый природный ресурс, который можно (до некоторых пределов, конечно) изымать для хозяйственного использования. В противоположность ему статические (вековые) запасы вод в озёрах, ледниках, водоносных горизонтах нельзя изъять на хозяйственные нужды без нанесения ущерба либо рассматриваемому водному объекту, либо связанным с ним рекам.

Особенности водных ресурсов

Пресные водные ресурсы, в том числе водные ресурсы рек, обладают следующими существенными отличиями от других природные ресурсов.

Пресная вода как вещество обладает уникальными свойствами и её, как правило, нельзя ничем заменить. Многие другие природные ресурсы допускают замену, и по мере развития цивилизации и технических возможностей человеческого общества такая замена стала использоваться всё шире и шире. С водой дело обстоит значительно хуже. Практически ничем нельзя заменить питьевую воду – и для человека, и для животных. Нельзя ничем заменить воду при орошении земель, для питания растений (капилляры растений самой природой «рассчитаны» только на воду), в качестве массового теплоносителя, во многих производствах и т. д.

Вода – ресурс неистребимый. В отличие от предыдущей особенности, эта оказывается весьма благоприятной. В процессе использования полезных ископаемых, например, при сжигании дров, угля, нефти, газа эти вещества, превращаясь в теплоту и давая золу или газообразные отходы, исчезают. Вода же при своем использовании не исчезает, а лишь переходит из одного состояния в другое (жидкая вода, например, превращается в водяной пар) или перемещается в пространстве – из одного места в другое. При нагревании и даже при кипении вода не разлагается на водород и кислород. Одним из немногих случаев действительного исчезновения воды как вещества является связывание воды вместе с диоксидом (двуокисью) углерода (углекислым газом) в процессе фотосинтеза и образования органического вещества. Однако объёмы воды, идущие на синтез органического вещества, невелики, также как, впрочем, и небольшие потери воды, уходящей с Земли в космическое пространство. Считают также, что эти потери полностью компенсируются образованием воды при дегазации мантии Земли (около 1 км 3 воды в год) и при поступлении воды из космоса вместе с ледяными метеоритами.

Используемый в водном хозяйстве термин «безвозвратное водопотребление» нужно понимать следующим образом. Для конкретного участка реки (может быть даже для всего речного бассейна), озера или водохранилища забор воды на хозяйственные нужды (орошение земель, водоснабжение и др.) действительно может стать безвозвратным. Забранная вода частично позже испаряется с поверхности орошаемых земель или в процессе промышленного производства. Однако, согласно закону сохранения вещества, этот же объём воды должен выпасть в виде атмосферных осадков в других регионах планеты. Например, значительный водозабор в бассейнах рек Амударьи и Сырдарьи, приведший к истощению стока этих рек и высыханию Аральского моря, неизбежно сопровождается увеличением осадков на огромных гористых пространствах Центральной Азии. Только последствия первого процесса – уменьшения стока упомянутых рек – хорошо видны, а увеличение стока рек на огромной территории заметить практически невозможно. Таким образом, «безвозвратные» потери воды относятся лишь к ограниченному пространству, в целом же для континента и тем более всей планеты безвозвратного расходования воды быть не может. Если бы вода в процессе использования исчезала бы бесследно (как уголь или нефть при их сжигании), то ни о каком развитии биосферы и человечества на земном шаре не могло быть и речи.

Пресные воды – возобновляемый природных ресурс. Это восстановление водных ресурсов осуществляется в процессе непрерывного круговорота воды на земном шаре. Возобновление водных ресурсов в процессе круговорота воды как во времени, так и в пространстве происходит неравномерно. Это определяется как изменением метеорологических условий (осадков, испарения) во времени, например, по сезонам года, так и пространственной неоднородностью климатических условий, в частности, широтной и высотной зональностью. Поэтому водные ресурсы подвержены на планете большой пространственно-временной изменчивости. Эта особенность нередко создает дефицит водных ресурсов в некоторых районах земного шара (например, в засушливых областях, в местах с большим хозяйственным потреблением воды), особенно в маловодный период года. Это заставляет людей искусственно перераспределять водные ресурсы во времени, регулируя речной сток, и в пространстве, перебрасывая воду из одних районов в другие.

Вода – ресурс многоцелевой. Водные ресурсы используются для удовлетворения самых разных хозяйственных потребностей человека. Часто вода из одного и того же водного объекта используется различными отраслями хозяйства.

Вода подвижна. Это отличие водных ресурсов от других природных ресурсов имеет ряд существенных следствий. Во-первых, вода может естественным образом перемещаться в пространстве – по земной поверхности и в толще грунтов, а также в атмосфере. При этом вода может изменять свое агрегатное состояние, переходя, например, из жидкого в газообразное состояние (водяной пар) и наоборот. Перемещение воды на Земле и создает круговорот воды в природе. Во-вторых, воду можно транспортировать (по каналам , трубопроводам) из одних районов в другие. В-третьих, водные ресурсы «не признают» административных и в том числе государственных границ. Это может даже создать сложные межгосударственные проблемы. Они могут возникнуть при использовании водных ресурсов пограничных рек и рек, протекающих через несколько государств (при так называемом трансграничном переносе вод). В-четвёртых, будучи подвижной и участвуя в глобальном круговороте, вода переносит наносы, растворённые вещества, включая загрязняющие , теплоту. И хотя полного круговорота наносов, солей и теплоты на Земле не происходит (преобладает односторонний их перенос с суши в океан), роль рек в переносе вещества и энергии очень велика. С одной стороны, попавшие в воду загрязняющие вещества, например нефть в результате несовершенства технологии её добычи и транспортировки, прорыва нефтепровода или аварии танкера, может вместе с речной водой переноситься на большие расстояния. Это, несомненно, способствует распространению загрязняющих веществ в пространстве, загрязнению смежных вод и берегов. Но, с другой стороны, текущая вода удаляет вредные вещества из района загрязнения, очищая его, способствует рассеиванию и разложению вредных примесей. Кроме того, текущим водам свойственна способность к «самоочищению».

Водные ресурсы рек мира (на 2008 г.)

Современные возобновляемые водные ресурсы рек мира оценены (ГГИ) в 2008 г.

Суммарные водные ресурсы всех рек мира, по данным ГГИ, составляют около 42,8 тыс. км 3 /год. В Мировой океан с реками поступает водный сток в размере 39,5 тыс. км 3 /год. Разница в 3,3 тыс. км 3 объясняется следующим: 1) сток рек, протекающих в бессточных областях земного шара, в Мировой океан не попадает (по некоторым оценкам, величина этого стока около 1 тыс. км 3 /год); 2) водные ресурсы речных бассейнов, оцениваемые в зоне их формирования, в некоторых случаях заметно превышают величину стока в устьях рек из-за потерь стока в низовьях рек на естественное испарение и затрат на водозабор (в основном при орошении земель). Существенное сокращение водного стока в зоне транзита характерно, например, для низовьев Нила, Инда, Хуанхэ.

Водные ресурсы рек распределены по поверхности земного шара неравномерно. Наибольшую величину стока имеют Азия (около 32% стока всех рек планеты) и Южная Америка (28%), наименьшую – Европа (около 7%) и Австралия с Океанией (около 6%).

Важными характеристиками обеспечения речной водой различных регионов и районов земного шара являются удельная водообеспеченность территории, т. е. величина речных водных ресурсов, выраженная либо в мм слоя стока за год, либо в тыс. м 3 /год на 1 км 2 , и удельная водообеспеченность населения, выраженная в тыс. м 3 /год на 1 жителя. Водообеспеченность территории наибольшая в Южной Америке и наименьшая – в Африке. В наибольшей степени население обеспечено речной водой в Южной Америке и на островах Океании, в наименьшей — население Европы и Азии (здесь сосредоточено 73% населения планеты и лишь 38% ежегодно возобновляемых речных вод).

Водообеспеченность и территории, и населения существенно изменяется в пределах отдельных частей света в зависимости от климатических условий и размещения населения. Например, в Азии есть районы как хорошо обеспеченные водой (Восточная Сибирь, Дальний Восток), так и ощущающие её недостаток (Средняя Азия, Казахстан, пустыня Гоби и др.).

В Европе наибольший водный сток имеют реки Волга , Дунай, Печора . Наибольшими речными водными ресурсами обладают Европейская часть России (913 км 3 /год), Норвегия (357 км 3 /год), а также Франция, Италия, Швеция. Удельная водообеспеченность территории (в мм слоя) наибольшая в Норвегии и в Европейской части России, наибольшая водобеспеченность населения – в Норвегии, Швеции, Австрии.

В Азии наиболее водоносные реки – Ганг с Брахмапутрой, Янцзы, Енисей , Лена , Меконг, Обь , Амур . Наибольшими речными водными ресурсами обладают Азиатская часть России (3409 км 3 /год), Китай (2700 км 3 /год), Индонезия (2080 км 3 /год), Индия (2037 км 3 /год), Бангладеш (1390 км 3 /год). Водообеспеченность территории наибольшая у Бангладеш, Малайзии, Японии, населения – у Малайзии, Таджикистана, Индонезии.

Наиболее водоносные реки в Африке – Конго, Нигер, Нил. Наибольшими водными ресурсами на этом континенте обладают Заир (1302 км 3 /год), Нигерия (319 км 3 /год), Камерун (219 км 3 /год), Мозамбик (184 км 3 /год). Наиболее обеспечены речной водой территории в Заире, Нигерии, Камеруне, население – в Заире, Камеруне, Анголе.

Самые водоносные реки Северной Америки – Миссисипи, Маккензи, Святого Лаврентия. Наибольшими водными ресурсами обладают бассейны рек в Канаде (3420 км 3 /год), США (3048 км 3 /год). Наибольшая обеспеченность водой территории в Коста-Рике, Гондурасе, а населения – в Канаде и Коста-Рике.

В Южной Америке наиболее водоносные реки Амазонка, Ориноко, Парана с Уругваем. Наибольшими водными ресурсами на этом континенте обладают Бразилия (8120 км 3 /год), Венесуэла (1807 км 3 /год), Колумбия (1200 км 3 /год). Водообеспеченность территории наибольшая в Чили, Бразилии, Венесуэле, Колумбии, населения – в Венесуэле, Парагвае, Бразилии.

Самая водоносная река Австралии и Океании – Муррей (Мари). Речные водные ресурсы государства Австралии составляет 352 км 3 /год.

Таким образом, наиболее богаты возобновляемым речными водными ресурсами Бразилия (8 120 км 3 /год), Россия (4 322 км 3 /год), Канада (3 420 км 3 /год), США (3 048 км 3 /год), Китай (2 700 км 3 /год).

По оценкам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК–IPCC) в XXI в. ожидаются изменения в величине и распределении водных ресурсов на земном шаре. Увеличатся водные ресурсы в высоких широтах Северного полушария, в Юго-Восточной Азии, уменьшатся в Центральной Азии, южной части Африки, Австралии. Один из важных выводов доклада МГЭИК (IPCC–2007) следующий: изменения климата приведут в XXI веке к существенному сокращению имеющихся водных ресурсов в тех районах планеты, где уже сейчас ощущается их недостаток. Обострится проблема нехватки пресной воды во многих районах со скудными водными ресурсами. Спрос на воду будет увеличиваться по мере роста численности населения и экономического развития стран.

Водные ресурсы России (на 2014 г.)

В 2014 г. возобновляемые водные ресурсы речных бассейнов России, по данным Государственного доклада о состоянии и использовании водных ресурсов Российской Федерации, составили. Большая часть этого объёма сформировалась в пределах России (95,71% или 4424,7 км 3), а меньшая поступила с территорий сопредельных государств (4,29% или 198,3 км 3). На одного жителя страны пришлось 30,25 тыс. м 3 речных вод в год.

В.Н. Михайлов, М.В. Михайлова

Если смотреть на нашу планету из космоса, то Земля кажется голубым шаром, сплошь покрытым водой. А континенты, словно маленькие островки в этом бесконечном океане. Оно и понятно. Вода занимает 70,8 % всей поверхности планеты, а на долю суши остается лишь 29,2%. Водную оболочку нашей планеты называют гидросферой. Ее объем 1,4 млрд. кубометров.

Вода появилась на нашей планете около 3,5 млрд. лет назад в виде паров, которые образовались в результате дегазации мантии. В настоящее время вода - это самый важный элемент в биосфере Земли, поскольку ее нельзя заменить ничем. К счастью, водные ресурсы считаются неисчерпаемыми, поскольку ученые придумали способ опреснения соленых вод.

Главное назначение воды как природного ресурса - поддержание жизнедеятельности всего живого - растений, животных и человека. Она - основа всего живого на нашей планете, главный поставщик кислорода в самом важном процессе на Земле - фотосинтезе.

Вода - важнейший фактор климатообразования. Поглощая тепло из атмосферы и отдавая его обратно, вода регулирует климатические процессы.

Невозможно не отметить роль водных источников в видоизменении нашей планеты. Люди испокон веков селились возле водоемов и источников воды. Вода служит одним из главных средств сообщения. Существует мнение ученых, что если бы наша планета представлял собой сплошь сушу, то, к примеру, открытие Америки отложилось на несколько столетий. А об Австралии мы вряд ли бы узнали еще в ближайшие лет 300.

Виды водных ресурсов Земли

Водные ресурсы нашей планеты - это запасы всей воды. Но вода - одно из самых распространенных и самых уникальных соединений на Земле, поскольку присутствует сразу в трех состояниях: жидком, твердом и газообразном. Поэтому водные ресурсы Земли это:

. Поверхностные воды (океаны, озера, реки, моря, болота)

. Подземные воды.

. Искусственные водоемы.

. Ледники и снежники (замерзшая вода ледников Антарктиды, Арктики и высокогорья).

. Вода, содержащаяся в растениях и животных.

. Пары атмосферы.

Последние 3 пункта относятся к потенциальным ресурсам, потому что человечество еще не научилось использовать их.

Пресная вода - самая ценная, ее используют гораздо шире, чем морскую, соленую. Из всего водного запаса в мире 97% воды приходится на долю морей и океанов. 2% пресных вод заключено в ледниках, и лишь 1% - это запасы пресной воды в озерах и реках.

Использование водных ресурсов

Водные ресурсы - важнейший компонент и жизнедеятельности человека. Люди используют воду в промышленности и в быту.

По данным статистики больше всего водные ресурсы задействованы в сельском хозяйстве (около 66% всех запасов пресной воды). Около 25 % использует промышленность и всего 9% идет на удовлетворение нужд в коммунальной и бытовой сфере.

Например, чтобы вырастить 1 тонну хлопка, необходимо около 10 тысяч тонн воды, на 1 тонну пшеницы - 1500 тонн воды. Для производства 1 тонны стали - 250 тонн воды, а на производство 1 тонны бумаги нужно не менее 236 тысяч тонн воды.

Человеку в день требуется выпивать не менее 2,5 литров воды. Однако в среднем на 1 человека в крупных городах тратиться не менее 360 литров в сутки. Сюда входит использование воды в канализации, водопроводе, на полив улиц и тушение пожаров, на мытье автотранспорта и прочая, и прочая.

Еще один вариант использования водных ресурсов - водный транспорт. Ежегодно только по акватории России перевозится свыше 50 млн. тонн груза.

Не стоит забывать и про рыбные хозяйства. Разведение морских и пресноводных рыб играет немаловажную роль в экономике стран. Причем для разведения рыбы требуется чистая вода, насыщенная кислородом и не содержащая вредоносных примесей.

Пример использования водных ресурсов - это еще и рекреации. Кто из нас не любит отдохнуть у моря, пожарить шашлычков на берегу реки или искупаться в озере? В мире 90% рекреационных объектов расположено вблизи водоемов.

Охрана водных ресурсов

На сегодняшний день существует лишь два способа сохранить запас водных ресурсов:

1. Сохранение уже существующих запасов пресной воды.

2. Создание более совершенных коллекторов.

Накопление воды в водохранилищах препятствует ее стоку в мировой океан. А хранение воды, например, в поземных полостях позволяет уберечь воду от испарения. Строительство каналов позволяет решать вопрос доставки воды без ее просачивания в грунт. Разрабатывают также новые методы орошения сельскохозяйственных угодий, которые позволяют использовать сточные воды.

Но каждый из этих способов оказывает влияние на биосферу. Так, система водохранилищ препятствует образованию плодородных илистых отложений. Каналы препятствуют пополнению грунтовых вод. А фильтрация воды в каналах и на плотинах - главный фактор риска для болот, что приводит к нарушениям в экосистеме планеты.

Сегодня самый эффективной мерой по охране водных ресурсов считается метод очистки сточных вод. Различные способы позволяют удалить до 96% вредных веществ из воды. Но часто этого бывает недостаточно, а строительство более совершенных очистных сооружений оказывается зачастую экономически невыгодным.

Проблемы загрязнения водных ресурсов

Рост населения, развитие производства и сельского хозяйства - эти факторы обусловили нехватку пресной воды для человечества. С каждым годом растет и доля загрязненных водных ресурсов.

Главные источники загрязнения:

. Промышленные сточные воды;

. Сточные воды коммунальных трасс;

. Сливы с полей (когда вода перенасыщена химикатами и удобрениями);

. Захоронение в водоемах радиоактивных веществ;

. Стоки от животноводческих комплексов (в такой воде много биогенной органики);

. Судоходство.

Природой предусмотрено самоочищение водоемов, которое происходит за счет круговорота воды в природе, за счет жизнедеятельности планктона, облучения ультрафиолетовыми лучами, оседания нерастворимых частиц. Но все эти процессы уже не справляются с той массой загрязнения, которое доставляет водным ресурсам планеты деятельность человека.

Водные ресурсы – это пригодные для использования человеком воды. Водные ресурсы сосредоточенны в поверхностных и подземных водных объектах, атмосфере и почве (табл.2.1). Активно используемые водные ресурсы образуют водный фонд.

Характеристика мировых запасов вод

Водные объекты		Запасы пресной воды, %	Время возобновления	Использование для водопотребления
				не используются
Подземные воды				питьевые цели
				не используются
				широкое использование
Почвенная влага				потребление растениями
Атмосферная влага				не используются
				не используются
				широкое использование

Водный фонд - с овокупность водных объектов в пределах территории Российской Федерации, включенных или подлежащих включению в государственный водный кадастр. Наиболее широко используются реки, подземные водоносные горизонты и озера, в которых сосредоточено 55% ресурса. Озера и подземные воды, кроме ресурса характеризуются статическими (вековыми) запасами, которые составляют около 54068км 3 (табл.2.2).

Суммарные водные ресурсы России

(по данным Центра регистра и кадастра)

	Среднемноголетний объем возобновляемого стока		Статические запасы
Речной сток*
Подземные воды
Почвенная влага

*В том числе 227 км 3 /год речного стока, поступающего с территории других государств.

Рис.2.1 Соотношение водных ресурсов сосредоточенных в объектах водного фонда.

Запасы пресной воды, сосредоточенные в Российской федерации, оцениваются объемом 50 км 3 . Водообеспеченность населения в этом случае составляет около 1000 л/сут*чел, при средней потребности в воде около 200 л/сут*чел. Однако, неравномерность распределения водных ресурсов и расселения людей оказывают решающее значение в водообеспечении населения и отраслей экономики. В наиболее освоенных районах европейской части страны, где сосредоточено до 80% населения и производственного потенциала, сосредоточено менее 10% водных ресурсов.

Сведения о водных объектах представлены в Государственном водном реестре. Государственный водный реестр – это постоянно пополняемый и обновляемый систематизированный свод данных о водных объектах и их использовании. Он создается в целях информационного обеспечения комплексного и целевого использования водных объектов, их охраны, планирования и разработки мероприятий по предотвращению негативного воздействия вод и ликвидации его последствий.

Государственный водный реестр содержит сведения:

о водных объектах и их бассейнах, особенностях их водного режима, их физико-географических, морфометрических и других особенностях;

о водохозяйственных системах и использовании водных объектов для водопотребления и водоотведения;

о водоохранных зонах и прибрежных защитных полосах, других зонах с особыми условиями их использования;

о предоставлении водных объектов в пользование и о договорах водопользования.

Поверхностные водные ресурсы

Болота занимают 140,8 млн. га, что составляет около 8% территории страны. Основные массивы сосредоточены в Северо-Западном регионе, на севере Центрального региона, юге Уральского и в Сибирском регионах. В болотах сосредоточено около 3000 км 3 статических запасов природных вод. Среднемноголетние эксплуатационные ресурсы болот составляют порядка 300 км 3 /год. Болота содержат большое количество воды, но низкого качества, что не позволяет ее использовать даже для технических целей. Требуемая водоподготовка, в настоящее время, слишком дорогая, поэтому воды болот в Российской федерации не используются для целей водопотребления.

Болота играют важную роль в формировании гидрологического и гидрохимического режима рек. Замедленный водообмен болот позволяет аккумулировать сток с водосборной площади во время снеготаяния и выпадения дождей и перераспределять его в течение года, делая режим стока более равномерным. Поэтому болота приводят к снижению расходов половодья и паводков и увеличению объемов стока в меженные периоды.

Рис.2.2 Площадь болот, в процентах от площади субъектов федерации

(http://www.peatlands.ru/?file=home.php&page=home&lang=ru).

Болота являются своеобразным биологическим фильтром, который снижает загрязненность поверхностного стока и тем самым регулирует гидрохимический режим стока.

Ледники являются существенными аккумуляторами пресной воды. На территории России основная масса ледников сосредоточена на арктических островах и в горных районах. Ледники выполняют функцию перераспределения стока и атмосферных осадков и регулирования стока горных рек. Для использования интерес представляют ледники горных районов, определяющие водность горных рек.

Рис.2.3 Распределение ледников на территории России, км 2 .

Рассматривается возможность использования воды айсбергов. Транспортировка айсберга объемом 10 млрд. м 3 в Калифорнию (США) и создание специального водохранилища, где будет накапливаться талая вода из айсберга, потребует не больше 1 млн. долларов, стоимость же полученной воды составит не меньше 100 млн. долларов. Использование пресной воды ледника намного выгодней опреснения солёной воды или транспортировки пресной воды из отдаленных районов.

Озера . На территории России расположено 2,7 млн. озёр с общим запасом пресной воды 26,5 тыс. км 3 . Самое глубокое пресноводное озеро мира - Байкал. Его глубина достигает более 1,5 км. В нём сосредоточено 23тыс. км 3 воды, или 20% мировых и 87% национальных запасов пресных вод. По территории России озёра распределены неравномерно. Северо–Западный регион считается краем озер.

В природе озера выполняют следующие основные функции:

аккумулирующая - вещества, стекающие с территории водосбора и транспортируемые реками, накапливаются в озерах;

регулирующая - озера принимают на себя часть стоков поступающих с территории водосбора, снижая высоту половодий и паводков, создавая более равномерный внутригодовой режим стока рек.

Характеристика крупных озер России

	Площадь, км 2	Средняя глубина, м	Запас воды, км 3	Ресурс, км 3 /год
Каспийское
Байкал
Ладожское
Онежское
Зайсан
Ханка
Таймыр

В настоящее время озёра служат источником питьевого, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения. Озера используются для целей туризма, отдыха, спорта. Озера всегда использовались для рыбохозяйственных целей.

Подземные водные ресурсы обладаютболее высокой степенью защищенности от техногенного загрязнения, поэтому их экологическое состояние, по сравнению с поверхностными водами, намного лучше, что определяет максимальное их использование для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Естественные ресурсы подземных вод составляют примерно 790 км 3 /год. Потенциальные эксплуатационные ресурсы составляют около 316 км 3 /год. Более трети потенциальных ресурсов сосредоточены в европейской части страны. Небольшие запасы пресных подземных вод сосредоточены в Северо-западном регионе, на юге Приволжского, в Южном и отдельных областях Центрального регионов. В целом по стране степень освоения запасов подземных вод не превышает 19%.

В ряде стран (например, Венгрия, Исландия) для теплоснабжения и получения электроэнергии широко используются термальные подземные воды. Россия обладает весьма значительными потенциальными ресурсами таких вод в Дальневосточном и Сибирском регионах, но их разведанные запасы и использование невелики.

К началу 2000 года в России было разведано 60 месторождений термальных вод, в том числе 5 месторождений имеют эксплуатационный ресурс 315 тыс. м 3 /сутки. Добыча воды производилась из 28 месторождений с годовым объемом 34 млн. м 3 . Общая мощность российских геотермальных станций и установок составляет немногим более 500 МВт.

Рис. 2.4 Структура использования термальных подземных вод, %.

(http://www.5ballov.ru/referats/preview/41779/1)

Подземные воды играют громадную роль в природе, участвуя практически во всех физико-географических процессах, происходящих в литосфере. Благодаря их перемещению происходит перенос растворенных веществ, растения получают питательные соли и влагу. Подземные воды активно влияют на формирование рельефа: оползни, эрозия; вызывают при определенных условиях заболачивание. Они участвуют в питании рек и озер, являясь при этом самой устойчивой частью стока.

Реки. В России насчитывается свыше 3 млн. рек общей длиной более 9.5 млн. км. Общий объем речного стока страны составляет 4043 км 3 /год.

Речной сток формируется за счет поверхностного и подземного питания. Поверхностный сток образуется на территории водосборной площади в результате выпадения дождей и таяния снега. Время добегания поверхностного стока до рек с наиболее удаленных точек водосборной площади зависит от рельефа местности, густоты речной сети и водно-физических свойств почво-грунтов, и составляет примерно 1…15 суток. Проходя по поверхности водосбора сток приобретает специфичный гидрологический режим и формирует свой гидрохимический состав за счет вымыва веществ из почвы. Так удельный вымыв фосфора с территории водосбора, занятой смешанными лесами, составляет порядка 0.056 кг/га, луга дают реке около 0.1кг/га, а для низинных болот эта величина составляет 0.4 кг/га. Объем вымыва фосфора с сельскохозяйственных площадей изменяется в пределах 1 – 5кг/га, т.е. в 3-100раз больше чем с естественных угодий.

Основные характеристики крупных рек России.

	Площадь водосбора, тыс.км 2	Длина, км	Средне-многолетний расход, м 3 /с	Объем стока, км 3
Западная Двина

Рис.2.5 Протяженность естественных водотоков в % от их суммарной длины.

(Классификация рек по протяженности:

ручьи – протяженность до 10км,

малые реки 10…100км,

средние реки 100…300км,

крупные – более 300 км).

Таким образом, качественный и количественный сток рек определяется условиями, которые складываются на водосборной площади, что позволяет считать его индикатором состояния и мерой использования территории водосбора.

Подземный сток делится на две составляющие: грунтовый (сток первого безнапорного водоносного горизонта) и межпластовый сток. Грунтовый сток более инертен по сравнению с поверхностным и позволяет учитывать в основном сезонные изменения. При этом грунтовый сток, также как и поверхностный сток, может служить индикатором состояния водосборной площади и условий хозяйственной деятельности человека. Наиболее постоянным в количественном и качественном плане является сток собственно подземных вод, т.е. вод второго и нижележащих водоносных горизонтов. Он обеспечивает реке определенную фоновую составляющую, гарантируя минимальный объем воды в реке и его качество. Важными для речной экосистемы являются сезонные изменения стока, так как в сезонном плане существенно изменяются функции реки.

Летний меженный период характеризуется относительно малыми расходами, глубинами и скоростями течения воды. Это создает благоприятный температурный режим, вода насыщается кислородом, что способствует росту и развитию водной биоты. Биомасса растительных организмов увеличивается за счет поглощения биогенных веществ, что ведет к снижению их концентрации в воде, т.е. происходит самоочищение воды.

В осенний период заканчивается активная вегетация, что сопровождается снижением прироста биомассы водных организмов. Снижается температура воды, что сопровождается: увеличением прозрачности воды, за счет снижения биомассы планктона и осаждения взвешенных веществ на дно; увеличением содержание кислорода в воде, за счет повышения предела растворимости; снижением интенсивности протекания физико-химических процессов. Все это подготавливает условия перезимовки биоты .

Зимний период покоя , перед очередным этапом активной жизнедеятельности, который наступает весной.

Весна характеризуется большими расходами, глубинами и скоростями течения воды. Так, на весенний период приходится до 60-80 объема годового стока. Бурные потоки воды обладают большой транспортирующей способность, что позволяет рекам очиститься от наносов и отложений (самоочищение реки ), которые выносятся на заливные луга, откладываются в старицы или перераспределяются по руслу реки. При этом за счет стоков с водосборной площади, особенно с заливных пойм вода насыщается биогенными веществами.

Большинство крупных рек протекают по равнинам. Равнинные реки имеют широкие долины и небольшие уклоны, что определяет спокойный режим стока с небольшими скоростями. Например, наименьший средний уклон имеет река Обь, который составляет 0.00004, а наибольший уклон равнинных рек имеет Енисей, который на участках доходит до 0.00037.

Водохранилища. Водохранилища позволяют обеспечить гарантированное водоснабжение за счет перераспределения водных ресурсов. В настоящее время в России функционируют 2290 водохранилищ объемом свыше 1 млн. м 3 и 30 тыс. малых водохранилищ и прудов. Общая емкость водохранилищ составляет 800км 3 . К крупным и особо крупным объектам относятся 325 водохранилищ (емкостью более 10 млн. м 3). Наибольшее количество водохранилищ находится в Приволжском регионе - 600, Центрально-Черноземном - 434, Уральском - 383. Самые крупные водохранилища находятся в азиатской части России. Так, средний объем одного водохранилища Сибирского региона достигает 26,4 км 3 , Дальневосточного - 7,4 км 3 , а например Приволжского региона - 1,4 км 3 .

Наряду с позитивной ролью водохранилищ следует отметить их негативное влияние на окружающую среду, которое заключается, например, в следующем:

затопление и подтопление земельных угодий;

разрушение берегов;

активизация оползневых явлений, в зону которых попадают многие населенные пункты, включая такие крупные, как Волгоград, Саратов, Ульяновск;

ухудшение технического состояния гидроузлов, большинство из которых нуждается в текущем ремонте, а сотни находятся в предаварийном состоянии.

Водохозяйственное районирование территории

Водохозяйственное районирование территории предназначено для осуществления мероприятий: планирования использования водных ресурсов, эксплуатации водохозяйственных систем, охраны и восстановления водных объектов, в частности, для разработке «Схем комплексного использования и охраны водных объектов». Районирование осуществляется на основе информации по гидрографическим единицам (речной бассейн и подбассейны рек, впадающих в главную реку) бассейновых округов.

Бассейновый округ - основная единица управления в области использования и охраны водных объектов, состоящая из речных бассейнов и связанных с ними подземных водных объектов и морей.

1 – Баренцево-Беломорский 2 – Беломорский 3 – Двинско-Печерский

4 – Верхне-Волжский 5 – Окский 6 – Днепровский 7 – Камский 8 – Донской

9 – Кубанский 10 – Западно-Каспийский 11 – Нижнее-Волжский 12 – Уральский

13 – Иртышский 14 – Нижнее-Обский 15 – Верхнее-Обский 16 – Енисейский

17 – Ленский 18 – Амурский 9 – Ангаро-Байкальский 20 – Анадыро-Калымский

Рис.2.8 Бассейновые округа на территории России

ВОПРОСЫ САМОКОНТРОЛЯ

Водные ресурсы и их основные характеристики

Что собой представляет Государственный водный реестр?

Водохозяйственное районирование территории

Территориальное деление России и основные характеристики водных ресурсов территорий

Характеристика поверхностные водные ресурсы: болота, ледники, озера, реки, водохранилища.

Подземные водные ресурсы и их характеристика

ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ (а. water resources; н. Wasserschatze, Wassersquellen; ф. ressources d"eau; и. recursos de agua) — пригодные для использования воды рек, озёр, каналов, водохранилищ, морей и океанов, почвенная влага, а также воды (льды) полярных и горных ледников, атмосферные осадки.

В процессе круговорота (непрерывное движение воды в , в жидком, парообразном и твёрдом состояниях) происходит естественное возобновление водных ресурсов (табл. 1). Ресурсы пресных вод составляют менее 2% запасов гидросферы. Ho если исключить полярные ледники, в которых законсервировано около 24 млн. км 3 неиспользуемых вод (льда), то на долю наиболее доступных для использования пресных вод приходится всего лишь 0,3% общего объёма гидросферы. Тем не менее, именно эти воды являются наиболее надёжным источником для использования, т.к. они непрерывно возобновляются в процессе круговорота воды. Интенсивно возобновляемые пресные водные ресурсы состоят из двух неравноценных для использования частей: более или менее устойчивой во времени и неустойчивой. Например, речные водные ресурсы делятся на подземные (устойчивые), в общем виде характеризующие возобновимые ресурсы подземных вод зоны активного водообмена, а также сток, зарегулированный проточными озёрами, и менее устойчивые — поверхностные (паводочные). Сильно минерализованные подземные глубинные воды практически невозобновляемы, т.к. не участвуют в круговороте. Для оценки водных ресурсов материков, стран, речных бассейнов и их отдельных частей разработана шестикомпонентная система уравнений водного баланса, которая позволяет оценить различные источники возобновимых водных ресурсов взаимосвязанно, в соответствии со свойственным природе круговоротом воды (табл. 2).

Теоретически при рациональном использовании водные ресурсы неисчерпаемы. Однако потребности в них настолько быстро растут, что во многих странах ощущается острый недостаток в водных ресурсов. Увеличение доступных для использования водных ресурсов возможно за счёт их расширенного воспроизводства (применения агро- и лесотехнических мероприятий, создания водохранилищ и других мер). Некоторые виды расширенного воспроизводства водных ресурсов достигли глобальных масштабов. Так, мировой объём зарегулированного паводочного стока водохранилищами земного шара — 2000 км 3 в год, в результате чего естественный устойчивый сток рек мира увеличился на 16%.

Интенсивное хозяйственное использование водных ресурсов во многих районах мира приводит к их существенному загрязнению. Образуются сточные воды, которые даже после очистки содержат остаточные загрязнения. Количество таких городских и промышленных , сбрасываемых ныне в реки и водоёмы мира, приблизительно достигает 500 км 3 в год. Для их более или менее полного обезвреживания, считая, что половина из них подвергается тщательной биологической очистке, требуется израсходовать около 6000 км 3 в год чистой воды, что составляет около 17% полного мирового речного стока, а в будущем при условии более полной очистки для этой цели потребуется израсходовать весь мировой речной сток.

Сброс сточных вод в реки и водоёмы даже после очистки, которая бывает неполной из-за сложного состава загрязнений, нарушает опреснительное действие круговорота воды. Для предотвращения этого неблагоприятного явления промышленные загрязнения устраняют до момента сброса в окружающую среду; городские сточные воды, содержащие ценные удобрения (азот, фосфор, калий), после соответствующей подготовки используют для удобрения кормовых культур или лесов, в некоторых случаях применяют повторно после очистки в тех отраслях хозяйства, которые не требуют чистой воды, например, для охлаждения турбогенераторов теплоэлектростанций. Обезвреживание промышленных сточных вод предусматривает перевод очистки на локальную основу, т.е. очистку сточных вод одной производственной линии, содержащих один вид загрязнений. Эта система, а в некоторых случаях и изменение технологии производства позволяют перейти на замкнутое оборотное водоснабжение. Таким путём достигается изоляция промышленного звена круговорота воды от естественного, а также использование ценных отходов производства. В перспективе наиболее рациональной охраной водных ресурсов является полное прекращение сброса сточных вод в реки и водоёмы.

Введение

Вода - единственное вещество, которое в природе присутствует в жидком, твердом и газообразном состояниях. Значение жидкой воды существенно меняется в зависимости от местонахождения и возможностей применения. Пресная вода шире используется, чем соленая. Свыше 97% всей воды сосредоточено в океанах и внутренних морях. Еще около 2% приходится на долю пресных вод, заключенных в покровных и горных ледниках, и лишь менее 1% - на долю пресных вод озер и рек, подземных и грунтовых.

Гармоничное сотрудничество человека с природой, его разумная общественная деятельность, которая регулирует и контролирует обмен веществ между природой и обществом, стало в современную эпоху одной из актуальнейших задач. Увеличение материальных благ общества, которое сопровождается антропогенным прессингом, привело к серьезному загрязнению окружающей среды. Особенно это заметно в области использования природных ресурсов.

Общая характеристика водных ресурсов мира

Планета Земля обладает колоссальным объемом воды около 1,5 млрд. куб. км. Однако 98% этого объема составляют соленые воды Мирового океана, и только 28 млн. куб. км - пресные воды. Поскольку уже известны технологии опреснения соленых морских вод, воды Мирового океана и соленых озер можно рассматривать, как потенциальные водные ресурсы, использование которых в будущем вполне возможно. Ежегодно возобновляемые запасы пресных вод не столь велики, по разным оценкам они колеблются от 41 до 45тыс. куб. км (ресурсы полного речного стока). Мировое хозяйство расходует для своих нужд около 4-4,5 тыс. куб. км, что равно примерно 10% общего водозапаса, и, следовательно, при условии соблюдения принципов рационального водопользования эти ресурсы можно рассматривать как неисчерпаемые. Однако при нарушении этих принципов ситуация может резко обостриться, и даже в планетарном масштабе может ощущаться дефицит чистых пресных вод. А пока природная среда ежегодно "дарит" человечеству в 10 раз больше воды, чем ему нужно для удовлетворения самых разнообразных потребностей.

Водные ресурсы имеют исключительно важное хозяйственное значение. Они считаются неисчерпаемыми, но в своем размещении они испытывают прямое и косвенное воздействие других компонентов природного комплекса, вследствие этого они отличаются большой изменчивостью неравномерностью распределения.

Своеобразие природных ресурсов определяется главным образом непрерывной подвижностью участвующей в круговороте воды. В соответствии с местом в этом круговороте воды на Земле выступают в различных формах, имеющих неодинаковую ценность с точки зрения удовлетворения человеческих потребностей, т.е. в качестве ресурсов.

Для водных ресурсов характерна сильная изменчивость режима во времени, начиная от суточных и заканчивая вековыми колебаниями каждого источника. Сложное взаимодействие множества факторов придает колебаниям стока характер случайного процесса. Поэтому расчеты, относящиеся к водным ресурсам, неизбежно принимают вероятностный, статистический характер.

Водные ресурсы отличаются большой сложностью территориальных форм. Многие особенности водных ресурсов вытекают из своеобразия способов их использования. За редкими исключениями, вода не используется непосредственно для создания каких-либо материалов с преобразованием в другое вещество и безвозвратным изъятием из природного круговорота, как это происходит с минерально-сырьевыми или лесными ресурсами. Наоборот, в ходе использования водные ресурсы либо остаются в природных каналах стока (водный транспорт, гидроэнергетика, рыбное хозяйство и т.д.), либо возвращаются в круговорот воды (орошение, все виды хозяйственного и бытового водоснабжения). Поэтому принципиально использование водных ресурсов не ведет к их истощению.

Однако на практике дело обстоит сложнее. Использование воды для растворения и транспортировки полезных веществ или отходов, охлаждение тепловыделяющих агрегатов или в качестве теплоносителя ведет к качественным изменениям (загрязнение, нагрев) отходящих вод и (при их сбросе) самих источников водоснабжения. При использовании воды для орошения она лишь частично (и зачастую в измененном качественном состоянии) возвращается в местные каналы стока, в основном в результате испарения с почвы уходит в атмосферу, включаясь в наземную фазу круговорота в других, обычно весьма отдаленных, районах.

В связи со стремительным ростом водопотребления по мере возникновения дефицита водных ресурсов во все большем числе районов ситуация стала меняться. Возникла необходимость в механизме регулирования использования ограниченных водных ресурсов и распределения их между потребителями - экономическом или административном.

Характерна возможность многоцелевого использования водных ресурсов, осуществляемого многими отраслями, предъявляющими специфические требования к их количеству и качеству. Поскольку в большинстве случаев одни и те же водные источники служат удовлетворению различных потребностей, в бассейнах рек складываются (стихийно или планомерно) определенные водохозяйственные сочетания (комплексы), включающие всех потребителей и пользователей данного бассейна.

Один из главных водопотребителей - орошаемое земледелие. Изымая значительные объемы воды из источников поверхностных или подземных водных ресурсов, оно по существу превращает их в ресурсы сельскохозяйственные, искусственно пополняя недостающий для нормального развития культурных растений расход воды на транспирацию. Следующий вид водопотребления - это водоснабжение, охватывающий широкую гамму разнообразных способов использования водных ресурсов. Общим свойством для них является высокий удельный вес безвозвратных потерь. Различия определяются спецификой требования отраслей водопотребителей.

Непосредственно с коммунальным и производственным водоснабжением связан сброс канализационных и промышленных стоков. Их объем пропорционален масштабам водопотребления. В зависимости от роли воды в технологическом процессе значительная часть приходится на загрязненные стоки. Это создает все обостряющуюся по мере роста масштабов производства проблему качественного истощения водных ресурсов. В этой проблеме можно различать два аспекта: собственно качественный и количественный. В экономическом аспекте это выражается либо в дополнительных затратах, которые необходимы для обработки воды и доведения ее до нужной кондиции другими потребителями, либо в убытках, следующих из невозможности использовать данный источник водных ресурсов вследствие его загрязнения.

Однако по существу входящих в это понятие конкретных мер оно фактически представляет собой водоснабжение безводных или маловодных территорий. С последним обстоятельством связано выделение обводнения в особую водохозяйственную задачу, относимую обычно к определенной площади, хотя фактически подразумевается обеспечение водой конкретных пунктов - центров водопотребления.

Гидроэнергетика предъявляет свои специфические качественные требования к водным ресурсам. Помимо водности, определяющей суммарную величину энергетического потенциала, большое значение имеет режим водотока - изменение расхода воды во времени.

Специфическая форма энергетического использования - освоение ресурсов подземных термальных вод, служащих в какой-то мере в качестве топлива, но такого, которое должно потребляться немедленно, в месте его извлечения из недр.

Водный транспорт практически не влияет на другие виды использования водных ресурсов (не считая сравнительно слабого и легко устранимого загрязнения и воздействия на берега поднимаемых судами волн).

Рыбное хозяйство использует водные ресурсы как средство существования другого вида естественных ресурсов - биологических. В этом оно сходно с орошаемым земледелием, но в отличие от него не связано с изъятием воды из природных источников.

В качестве одного из видов водопотребления нередко рассматривается обводнение.

Следует отметить использование водных ресурсов для отдыха и лечения. Эта функция приобретает растущее значение, хотя ни ее технические требования, ни экономические основы пока не определены. Как правило, в каждый водохозяйственный комплекс входят разные виды использования и потребления водных ресурсов. Однако сам набор видов использования и их количественное соотношение варьируют в широких пределах. Из этого вытекает большой вариант организации водохозяйственных комплексов. Различия в структуре отдельных вариантов обуславливаются природными особенностями каждого бассейна и структуры хозяйства соответствующего района.

Водные ресурсы - это пригодные для употребления пресные воды, заключенные в реках, озерах, ледниках, подземных горизонтах. Пары атмосферы, океанические и морские соленые воды в хозяйстве пока не используются и поэтому составляют потенциальные водные ресурсы.

Значение воды в мировом хозяйстве переоценить трудно. Она используется практически во всех отраслях экономики: в энергетике, для орошения сельскохозяйственных угодий, для промышленного и коммунальном, бытовом водоснабжения. Часто водные источники служат не только для целей водозабора, но и являются объектами хозяйственного использования в качестве транспортных магистралей, рекреационных зон, водоемов для развития рыбного хозяйства".

Объем вод, заключенных в реках, озерах, ледниках, морях и океанах, в подземных горизонтах и в атмосфере достигает почти 1,5 млрд. км 3 . Это и есть водный потенциал нашей планеты. Однако 98% общего объема вод приходится на соленые воды и лишь 28,3 млн. км 3 . " на пресные воды (с минерализацией менее 1г/л). В целом объем пресных вод - весьма значительная величина, особенно если ее сравнивать с современным общемировым потреблением, достигшим в 90-х годах 4-4,5 тыс. км куб. в год. Казалось бы, человечеству не нужно беспокоиться о пресных водах, поскольку их в 10000 раз больше, чем требуется. Но основной объем пресных вод (почти 80%) составляют воды ледников, снежных покровов, подземных льдов многолетнемерзлых пород, глубинных слоев земной коры. В настоящее время они не используются и рассматриваются в качестве потенциальных водных ресурсов. Их будущее освоение зависит не только от совершенствования техники добычи воды и ее экономической целесообразности, но и от решения часто негативных непредсказуемых экологических проблем, неожиданно возникающих при использовании нетрадиционных источников вод.

Единовременный объем речных вод суши невелик - он оценивается всего в 2000 км куб., но благодаря круговороту ежегодно реки сбрасывают в Мировой океан около 40-41 тыс. км куб. По расчетам М. И. Львовича (1986), полный речной сток составляет 38 830 км куб. Кроме того, с суши в океан поступает 3000 км куб. пресных вод в виде льдов и талых вод с ледников Гренландии и Антарктиды и 2400 км куб. - в виде подземного стока (минуя реки). Таким образом, ежегодно в океан с суши поступает около 44,5 тыс. км куб.вод.

Итак, объем пресных водозапасов мира невелик в целом и рассредоточен по территории материков очень неравномерно. К тому же поверхностный сток подвержен резким сезонным колебаниям, снижающим возможности его хозяйственного освоения.

На рисунке 1 отражена обеспеченность ресурсами речного стока в расчете на душу населения (тыс. куб. м/год) по материкам и частям света.

Рис 1. Обеспеченность ресурсами речного стока в расчете на душу населения.

Доступные водные ресурсы рек слагаются из двух категорий - поверхностного и подземного стока. Наиболее ценной в хозяйственном отношении является подземная составляющая стока, так как она в меньшей степени подвержена сезонным или суточным колебаниям объема. Кроме того, подземные воды реже загрязняются. Именно они формируют преобладающую часть "устойчивого" стока, при освоении которого не требуется сооружения специальных регулирующих устройств. Поверхностная составляющая стока включает паводковые и полые воды, обычно быстро проходящие по руслам рек.

В районах с сезонным характером атмосферного увлажнения отношение расходов воды в руслах рек в сухой и влажный периоды года могут достигать 1:100 и даже 1:1000. В таких районах при освоении поверхностного стока необходимо сооружать водохранилища сезонного или даже многолетнего регулирования.

Хозяйственная ценность или качество водно-ресурсного потенциала региона тем выше, чем значительнее доля устойчивой составляющей стока. Ее величина количественно определяется объемом подземного стока и меженным русловым стоком. Общий объем доступных водных ресурсов мира оценивается; в 41 тыс. км куб. в год, из них лишь 14 тыс. км куб. составляют их устойчивую часть (М. И. Львович, 1986).

Рис. 2. Средний расход воды крупнейших рек (м3/с)

Водохозяйственный баланс и его категории. В современном хозяйстве главными потребителями вод являются промышленность, сельское хозяйство и коммунально-бытовые службы. Они изымают из естественных и искусственных водоемов для своих нужд определенные объемы воды, которые составляют водозабор. Так, по новым расчетам М.И.Львовича общий водозабор в 2000 году составит 4780 куб.км.

В процессе использования некоторое количество изъятой воды теряется на испарение, просачивание, технологическое связывание и т.д., причем у различных потребителей масштабы такого расхода неодинаковы. Для небольших по площади территорий эти потери рассматриваются как безвозвратные. Наиболее значителен их объем (до 80-90%) при сельскохозяйственном использовании. В некоторых отраслях промышленности разработаны и продолжают интенсивно совершенствоваться схемы замкнутого или многократного водопользования, при помощи которых существенно снижаются как объемы водозабора в целом, так и величины безвозвратных потерь.

Коммунальное и сельское хозяйство, промышленность; и гидроэнергетика предъявляют различные требования к качеству воды. Наиболее высокими санитарными и вкусовыми качествами должны обладать воды, используемые в питьевых целях и в некоторых отраслях промышленности (пищевой, химической и др.). Металлургическое или, например, горнорудное производство может обходиться водами низкого качества, использовать оборотные системы водоснабжения.

Неоднократное использование одного и того же объема воды сокращает водозабор, но заставляет ввести в водохозяйственный баланс еще одну категорию - водопотребление - общий объем воды, используемый данной отраслью хозяйства за определенный отрезок времени.

В сфере коммунального хозяйства водопотребление и водозабор равны между собой, потому что оборотное водоснабжение в данной отрасли на современном уровне практически не осуществляется. В промышленности водозабор оказывается намного ниже водопотребления за счет применения замкнутых циклов водоснабжения, когда из источников вода забирается лишь для компенсации безвозвратных потерь.

В сельском хозяйстве водопотребление тоже может количественно превышать водозабор из источников, поскольку для орошения часто используются органические стоки городских коммунальных систем или частично очищенные отработанные воды некоторых промышленных предприятий.

Структура водозабора и водопотребления, т. е. распределение изъятых объемов воды между потребителями, может существенно меняться от района к району, отражая и общий уровень экономического развития хозяйства, и его специализацию, и, в немалой степени, специфику природных условий. Любое хозяйственное использование вод различными потребителями сопровождается появлением отработанных вод или стоков. Они перегружены огромным количеством инородных веществ промышленного, сельскохозяйственного или коммунального происхождения, изменяющих физические и химические свойства водной массы. Даже если применяются наиболее совершенные из известных современной науке методы очистки отработанных вод (механические, химические, биологические), для разбавления 1 м 3 таких стоков необходимо потратить не менее 8-10 м 3 чистых природных вод. Если же сбрасываются неочищенные стоки, то расход воды возрастает в несколько раз. В настоящее время в мире среди хозяйственных стоков, сбрасываемых в естественные водоемы, превалируют категории слабо очищенных или вообще неочищенных вод.

В результате кризисные явления поражают не только районы, изначально обедненные водными запасами, но и такие, где существуют благоприятные природные предпосылки для образования значительных объемов воды. Неконтролируемое техногенное преобразование качества водных геосистем ставят экономику подобных стран перед угрозой "водного голода".

Мировое водопотребление. По подсчетам (Львович, 1986), в начале 80-х годов в мире для хозяйственных различных нужд использовалось около 4,5 тыс. км куб., а в 1987 г.- 3,3 тыс. км куб. воды. Этот объем составляет почти 8% общего полного стока с поверхности суши в океан. Можно заключить, что в целом мировое хозяйство вполне обеспечено пресными водами в количестве, необходимом для удовлетворения своих потребностей. Следует, однако, обратить внимание на очень резкий, почти безудержный рост недопотребления во второй половине XX в. За последние 80 лет сельскохозяйственное использование воды увеличилось в 6 раз, коммунальное - в 7 раз, промышленное - в 20 раз, а общее - в 10 раз.

По отдельным составляющим водохозяйственный баланс мира в современный период складывается следующим образом.

Коммунально-бытовое водоснабжение. В начале 80-х годов на нужды населения расходовалось около 200 км куб., и при этом 100 км куб. терялось безвозвратно. В 1990 г, для этих целей изымалось уже более 300 км куб. Нормы водопотребления на 1 человека составляют в среднем 120-150 л в сутки. В действительности они сильно колеблются. В городах промышленно развитых стран водопотребление особенно велико. Например, в странах Европы оно поднимается до 300-400 л/сутки. В городах развивающихся стран, расположённых в субаридных или аридных районах, нормы снижаются до 100-150 л/сутки. Много меньше расходует воды сельский житель. В гумидных областях в развитых странах он потребляет в сутки до 100-150 л воды, а в сухих тропических районах - не более 20-30 л.

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в настоящее время в мире более 1,5 млрд. человек не обеспечены чистой, безопасной для здоровья водой, а к 2000 г. их число может достигнуть 2 млрд. человек.

Промышленное водоснабжение. Уникальные свойства воды как природного тела позволяют очень широко использовать ее в разнообразных отраслях промышленности. Она употребляется в энергетических целях, в качестве растворителя, охладителя, составного компонента многих технологических процессов. Водоемкость различных производств меняется в зависимости от вида продукции, применяемых технических средств и технологических схем. На производство 1 т готовой продукции в настоящее время расходуется следующее количество пресных вод: бумаги 900-1000 м 3 , стали - 15-20 м 3 , азотной кислоты - 80-180 м 3 , целлюлозы - 400-500 м 3 , синтетического волокна 500 м 3 , хлопчатобумажной ткани 300-1100 м 3 и т.д. Огромные объемы воды потребляют энергетические установки для охлаждения энергоблоков. Так, для работы ТЭС мощностью в 1 млн. кВт необходимо 1,2-1,6 км 3 воды в год, а для работы АЭС той же мощности - до 3 км 3 (Розанов, 1984), Только на нужды энергетики забирается из водных источников 320 км 3 воды, при этом 20 км 3 теряется.

Теплоэнергетика широко применяет оборотные системы водоснабжения, привлекая часть отработанных и очищенных вод других промышленных производств, так как для охлаждения можно употреблять воды относительно низкого качества. Водопотребление в энергетических целях дает 300 км 3 термических стоков, требующих для разбавления 900 км 3 свободных пресных вод.

Доля остальных производств в общем водопотреблении на нужды промышленности еще больше - 440 км 3 ; за счет систем оборотного водоснабжения расходуют 700 км 3 , одновременно теряя более 10% этого объема. Именно в промышленных установках возникают стоки, обогащенные особо токсичными соединениями, трудно поддающимися удалению из отработанных вод. Общий объем стоков - 290 км 3 . Поскольку современная технология водоочистки еще далека от совершенства и многие предприятия в различных странах сбрасывают свои стоки в водоемы недостаточно или слабо очищенными, то в результате на разбавление этого объема загрязненных вод требуется 5800 км 3 свободных вод, т. е. в 20 раз больше.

Водоснабжение сельского хозяйства. Самый крупный водопотребитель -сельское хозяйство. По приблизительным расчетам в 1990 г. эта отрасль-мировой экономики израсходовала более 3000 км 3 , т.е. в 3,5 раза больше, чем промышленность. Почти весь этот объем использовался на полив орошаемых угодий и всего 55 км 3 - на водоснабжение животноводства.

К началу 80-х годов в мире орошалось 230 млн. га земель. При средней норме орошения 12-14 тыс. м 3 /га на полив тратилось от 2500 до 2800 км 3 чистых свободных вод и значительная часть (около 600 км 3) очищенных и разбавленных стоков бытового сектора и некоторых промышленных производств. По весьма ориентировочным подсчетам примерно 1900 км 3 испарялось с поверхности поливных земель и транспортировалось растительностью, 500 км 3 дренировалось в подземные горизонты. Таким образом, в отличие от промышленного водопотребления использование вод для орошения резко увеличивает безвозвратные потери на непродуктивное испарение с поверхности поливных земель и создает стоки в виде ирригационных или возвратных вод, которые трудно уловить, очистить и вновь использовать. В то же время их объем огромен, они насыщены биосильными (азотом, фосфором) и другими легкорастворимыми соединениями, за счет которых увеличивается минерализация вод. Появление в субаридных или аридных ландшафтах с поливными угодьями значительных объемов минерализованных грунтовых вод создает опасность вторичного засоления почв и их деградации.

Особую проблему представляют стоки животноводческих ферм. Хотя их общий объем в мировом водопотреблении на нужды сельского хозяйства невелик (всего 10 км 3), они чрезвычайно перегружены органическими соединениями, трудно восстанавливаются и вызывают особенно быстрое загрязнение водоемов.

По расчетам М.И. Львовича (1994г), современный водозабор из различных источников (рек, озер, водохранилищ, подземных горизонтов) для промышленных и бытовых нужд, орошения и животноводческих комплексов составляет более 4000 км 3 , а объем стоков примерно 2000 км 3 . Если допустить, что все стоки нормативно очищаются, то и в этом случае потребуется не менее 8300 км 3 чистых вод для их разбавления (20% полного стока и 60% -устойчивого). Но в результате несовершенства современного водопользования и очистки загрязняется воды намного больше. Таким образом, если количественное истощение водозапасов традиционных источников в глобальном масштабе в ближайшем будущем человечеству не грозит, то качественное ухудшение - налицо уже в наши дни.

Резкая напряженность водохозяйственного баланса и кризисные ситуации в водопользовании неизмеримо возрастают в странах с ограниченным водоресурсным потенциалом, где реально отсутствуют свободные водозапасы для разбавления отработанных и очищенных вод. Подобные явления типичны для многих промышленно развитых стран мира, где недопотребление практически поглощает все водные ресурсы. Такова ситуация в странах зарубежной Европы, во многих районах США. Еще более остро встает проблема водоснабжения в развивающихся странах, в которых часто обнаруживается нехватка качественных питьевых вод, а имеющиеся водотоки и поверхностные водоемы служат коллекторами для сбросов совершенно неочищенных промышленных стоков.

По-разному складывается водопотребление и его структура на отдельных материках. Особенности современного водного хозяйства зависят и от природных факторов (прежде всего обеспеченности речным стоком, климатических особенностей, устройства поверхности), и от социально-экономических структур. Наибольшие объемы воды поглощает хозяйство азиатских стран. Почти на 90% этот объем в Азии расходуется на нужды сельского хозяйства. Сходная ситуация характерна и для Южной Америки и Африки, хотя в целом участие этих материков в мировом водопотреблении незначительно. В Северной Америке и в Европе промышленное и сельскохозяйственное расходование воды примерно равны между собой.

Прогнозы будущего водопотребления. Существует несколько вариантов глобальных прогнозов использования природных вод мировым хозяйством. Один из вариантов водохозяйственного баланса мира на конец текущего столетия разработан М.И. Львовичем (1986). По его расчетам, возросшее к 2000 г. до 6,2 млрд. человек население мира (из них 3,2 млрд. человек будут проживать в городах, и пользоваться централизованными системами водоснабжения) израсходует около 480 км 3 вод на коммунально-бытовые нужды, появится 320 км 3 стоков. Если стоки будут полностью очищаться, то на их последующее разбавление потребуется лишь около 1000 км 3 воды. При сохранении практики современного водопотребления (сброс недоочищенных или вовсе не прошедших очистку стоков в водоемы) загрязненными окажутся 6000 км 3 вод.

Производство энергии в мире, по прогнозу МИРЕК-ХП, достигнет к концу столетия 300-330 тыс. Дж. Ориентировочно на нужды энергетики будет изъято около 200 км 3 вод и одновременно образовано 140 км 3 термальных стоков. На их разбавление потребуется примерно 400 км3 свободных вод. Остальные отрасли промышленности с учетом роста объема их продукции к 2000 г. будут нуждаться в 1800 км 3 вод. Совершенствование систем замкнутого оборотного водоснабжения, развитие маловодных или "сухих" технологий, сокращение практики водоотведения стоков с промышленных предприятий, совершенствование технологии очистки позволят, как предполагается по данному прогнозу, ограничить водозабор для промышленных целей до 500 км 3 . Безвозвратный расход составит 120 км 3 , а отработанные стоки - 380 км 3 . На их разбавление будет затрачено 5700 км 3 . воды.

В сельском хозяйстве общая площадь поливных земель возрастет предположительно до 320-350 млн. га, а норма полива сократится до 9,5 тыс. м 3 /га за счет водосберегающих методов полива (дождевания, капельного и пр.). В результате на нужды ирригации будет изыматься до 3000 км воды, из которых 2600 км 3 составят расходы на испарение и инфильтрацию. Расход воды в животноводстве увеличится до 110 км. Хотя объем стоков возрастет слабо, но за счет более совершенной очистки и утилизации они будут загрязнять намного меньше чистых вод - около 180 км 3 .

Расчеты свидетельствуют о том, что напряженность ситуации сохранится в ближайшем будущем. Мировое хозяйство в целом в конце текущего столетия будет поглощать примерно 5,7 тыс. км 3 воды (16%) полного стока), а сточные воды в объеме 1300 км 3 будут загрязнять 8,5 тыс. км 3 , что равно 21% полного и 61%) устойчивого стока.