Введение

Самые крупные запасы пресной воды находятся в полярных льдах, но не надо забывать, что основным источником питьевой воды на материке являются пресные подземные воды.

Пресные подземные воды - наиболее надёжный источник обеспечения населения питьевой водой высокого качества, защищенный от загрязнения с поверхности; минеральные воды - доступное и эффективное лечебное и профилактическое средство. Поэтому в «Долгосрочной государственной программе изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы России на основе баланса потребления и воспроизводства минерального сырья» были учтены именно эти типы подземных вод. Очень важным фактором, отличающим подземные воды от других видов полезных ископаемых, является динамичность запасов и ресурсов, зависимость их качества от изменчивых природных и антропогенных факторов.

Основная часть ресурсов в России (77,2%) сосредоточена в четырёх федеральных округах: Северо-Западном, Уральском, Сибирском и Дальневосточном, причём наибольшее количество - в Сибирском (28,9%).

1. Пресная вода

1.1 Мировые запасы пресной воды

Научно-технический прогресс требует освоения все новых и новых ресурсов, увеличения расхода в том числе таких природных ресурсов, которые сложно или вообще невозможно восполнить.

С точки зрения жизненной необходимости, для всех организмов на планете самыми важными являются два основных ресурса - вода и воздух. Без них жизнь просто-напросто прекратится.

Особенно важным вопросом является мировой запас пресной воды. Задумывается ли человечество над мировыми проблемами пресной воды? К счастью, задумывается, иначе бездумное растранжиривание водных ресурсов привело бы к необратимой экологической катастрофе. Но задумывается недостаточно серьезно.

Запасы пресной воды в мире не бесконечны. Более того, они не так уж велики. Не более трех процентов от общего количества воды на планете составляет пресная вода. А мировые запасы пресной воды, пригодной для питья, и того меньше - всего лишь 0.3% от общего количества.

Пресная вода в мире находится не только в озерах и реках. Значительное количество ее сосредоточено в ледниках и водоемах, расположенных глубоко в земле, под толщей морских вод. Получить доступ к этим ресурсам довольно сложно.

Вода покрывает более 70% населения планеты, но только 3% пресной воды.

Большинство природных пресной воды в лед форме; менее 1% легко доступны для потребления человеком. Это означает, что менее 0,007% воды на земле готов для питья.

Более 1,4 млрд. человек не имеют доступа к чистой, безопасной воды во всем мире.

Разрыв между водоснабжением и спрос на них постоянно растет, как ожидается, достигнет 40% к 2030 году.

К 2025 году треть населения мира будет зависеть от нехватки воды.

К 2050 году более 70% населения планеты будет жить в городах.

Во многих развивающихся странах, процент потерь воды составляет более 30%, достигнув даже 80% в некоторых крайних случаях.

В глобальном масштабе около 2/3 всех осадков возвращается в атмосферу. По запасам водных ресурсов наиболее обеспеченным является регион Латинской Америки, на долю которого приходится треть мирового водостока, за ней следует Азия с ее четвертью мирового водостока. Затем идут страны ОЭСР (20%), страны Африки к югу от Сахары и страны бывшего Советского Союза, на них приходится по 10%. Наиболее ограничены водные ресурсы стран Ближнего Востока и Северной Америки (по 1%).

Более 32 млрд. кубометров питьевой воды - утечка воды из городских систем водоснабжения во всем мире, только 10% утечки видима, остальные утечки незаметно и бесшумно исчезают под землей.

Объем пресной воды в мире насчитывает примерно 30-35 миллионов км³.

1.2 Проблемы с обеспечением планеты пресной водой и пути их решения

Проблема пресной воды в мире обусловлена ее нерациональным потреблением, когда затраты водных ресурсов значительно превышают реальные потребности. Потребление пресной воды в мире происходит с такой интенсивностью, как будто вода никогда не иссякнет. Это чрезвычайно опасная тенденция.

Другой очень важной проблемой, помимо повышенного расхода пресной воды, является ее загрязнение вредными и токсичными отходами. В результате ухудшения экологической ситуации с водными ресурсами становится реальной угрозой исчезновение определенных водоемов - рек, озер и даже морей.

Вода является необходимым источником нормального функционирования всех экосистем Земли. К сожалению, уже сегодня ее не хватает во многих частях мира. По данным экспертов ООН, примерно одна шестая часть населения земли не имеет доступа к чистой питьевой воде, а одна треть - к воде для бытовых нужд. Каждые восемь секунд от болезней, связанных с водой, гибнет ребенок, а 2,4 миллиарда людей не имеют адекватных санитарных условий. Глобальное изменение климата может еще осложнить ситуацию с водоснабжением. В принятой резолюции подчеркивается, что цель Десятилетия - дальнейшее развитие международного сотрудничества в целях разрешения актуальных проблем, связанных с водой и содействия достижению согласованных целей в области водных ресурсов, содержащихся в Декларации тысячелетия.

Постепенно расширяется список стран, в которых возникает дефицит пресной воды. По некоторым прогнозам, к 2025 году таких стран будет насчитываться более пятидесяти. Относительная нехватка водных ресурсов уже сегодня насчитывается примерно у сорока процентов жителей планеты.

И с ростом численности населения актуальность проблемы нехватки пресной воды будет лишь увеличиваться, потому что потребление будет с каждым годом возрастать, а запасы - уменьшаться.

Острота ситуации вызвана совместным действием трех основных причин:

Рост народонаселения. Ежегодно население Планеты увеличивается на 85 миллионов человек, причем одновременно растет и потребление воды на душу населения - в развитых странах оно удваивается каждые двадцать лет.

Загрязнение отбросами окружающей среды, в первую очередь сточных вод, которое растет в геометрической прогрессии, и уже нынешнее поколение столкнется с ситуацией, когда мировые потребности в чистой пресной воде превысят ее абсолютные запасы.

Глобальное потепление вызывает все более интенсивное таяние ледников, которые хранят около 70% мировых запасов пресной воды. Так, например, таяние ледников на Аляске за последние 5-7 лет происходило вдвое быстрее, чем ранее. В Альпах ледники потеряли до 20% своих территорий за последние двадцать лет, то же касается Эквадора, Перу и Боливии, где ледники - единственный источник воды, а также гималайских стран, где живет треть населения Земли.

Положение усугубляется тем, что ускоряющееся таяние арктических льдов, также вызванное глобальным потеплением, приведет к повышению уровня Мирового океана. По оценкам ряда ученых ледники на севере Америки могут растаять к 2030 году и еще до конца века на дне морей окажутся Берлин, Париж, Лондон, Петербург, Нью-Йорк и многие другие города.

Чтобы уменьшить риск экологической катастрофы и предотвратить «водный кризис», нужно объединить усилия всех стран и народов, наладив глобальное сотрудничество и рациональное использование природных ресурсов. #"justify">В распоряжение британской газеты «Обсервер» попал текст секретного отчета аналитиков Пентагона о перспективах последствий глобального потепления. В отчете говорится, что развивающиеся климатические процессы в ближайшее время приведут к крупным наводнениям, серьезным военным конфликтам и гуманитарным катастрофам мирового масштаба. Запасы энергоносителей, продовольствия и питьевой воды сократятся настолько, что правительства многих стран могут прибегнуть к помощи оружия массового уничтожения для их защиты. Недостаток ресурсов, который в ближайшее время только усилится, приведет к тому, что по всему миру начнутся войны за их обладание. Складывающуюся ситуацию авторы отчета сравнили с тем, что происходило на Земле около 8200 лет назад, когда Планета подверглась неурожаям, голоду, эпидемиям и массовым миграциям населения. Такая, вот, печальная картина.

На долю России приходится треть всех мировых запасов пресной воды, доступной к использованию, что делает ее очень заманчивым объектом для посягательств.

Суммарный сток российских рек составляет 4270 кубических километров в год (экологически безопасно изъятие не более 15 кубических километров в год).

На территории России находится одно из чудес Природы - озеро Байкал. Озеро Байкал - уникальный источник чистой пресной воды. Объем воды в озере 23 тысячи куб. км. (столько же, сколько во всех пяти Великих озерах Северной Америки). Это 20% всех запасов пресной воды на Земле и 30% российских запасов, не считая ледников. Байкал - самое глубокое озеро в мире, его средняя глубина 730 м, максимальная глубина - 1637 м. Байкальская вода, особенно на больших глубинах исключительно прозрачная и чистая. Прозрачность достигает 65 м по диску Секки, что соответствует наивысшей прозрачности морской воды.

Характерной особенностью Байкала является высокая степень однородности свойств воды в пространстве и стабильности во времени. Температура воды на больших глубинах 3,2°C. Температурный скачок находится на глубине 200-250 м. Вертикальный водообмен очень слаб. Горизонтальный водообмен, формируемый системой горизонтальных течений, незначителен. Транзитный водообмен возникает за счет проточности озера, однако время замещения озерных вод речными исключительно велико: в южной части около 90 лет, в средней - около 250 лет, а в северной - 550 лет.

Байкальская вода исключительно чиста. Соленость ее составляет 120-130 мг/кг, что в два-три раза ниже, чем в большинстве рек и озер России, и ее можно считать мировым эталоном чистоты. Байкал - бесценный бриллиант, который судьба подарила России. Мы не создавали, не зарабатывали, не покупали его, поэтому не можем себе представить его истинную ценность. И мы еще не потеряли его, чтобы задним числом понять невозместимость утраты. А реальная угроза этого есть. Нужны незамедлительные решительные меры по охране этого государственного стратегического объекта высшей важности для России.

Чистая питьевая вода становится стратегическим товаром. Так, например, индустрия продажи бутилированной питьевой воды - одна из самых быстроразвивающихся в мире. Ежегодно продается свыше ста миллиардов литров воды, в основном, в пластиковой расфасовке. Прибыли в этой отрасли уже достигают одного триллиона долларов в год - это 40% прибыли нефтяных компаний и больше прибыли фармацевтических фирм. Торговать водой скоро будет прибыльней, чем нефтью. А где была эта отрасль всего 15-20 лет назад, когда нефтяная промышленность уже закатывала мировые кризисы? И где она будет через 15-20 лет? Ведь жить то каждому хочется не меньше, чем ездить на автомобиле.

2. Перспективы применение подземных вод как основной источник пресной воды

2.1 Мировое потребление водных ресурсов

За последнее столетие потребление пресной воды в мире увеличилось вдвое, и гидроресурсы планеты не отвечают такому быстрому росту потребностей человека. По данным Всемирной комиссии по воде (World Commission on Water), сегодня каждому человеку ежедневно требуется 40 (от 20 до 50) литров воды для питья, приготовления пищи и личной гигиены. Однако около миллиарда людей в 28 странах мира не имеют доступа к такому количеству жизненно важных ресурсов. Более 40% населения мира (около 2,5 млрд человек) живет в районах, испытывающих среднюю или острую нехватку воды. Предполагается, что к 2025 году это число возрастет до 5,5 млрд и составит две трети населения Земли.

Наиболее крупными потребителями воды (по объемам) являются Индия, Китай, США, Пакистан, Япония, Таиланд, Индонезия, Бангладеш, Мексика и РФ.

Цифры общего объема потребляемой воды колеблются от 646 км3/год (Индия) до менее 30 км3/год в Кабо-Верде и в Центральноафриканской Республике.

% из 4000 км3/год воды, используемой для ирригации, бытового и промышленного потребления, производства энергии, поступает из подземных и поверхностных возобновляемых источников. Остальные - из невозобновляемых (ископаемых) водоносных слоев, это относится, главным образом, к Саудовской Аравии, Ливии и Алжиру.

Грунтовая вода составляет уже 20% от общего объема используемых вод, и эта цифра быстро растет, в особенности, в засушливых районах. За 20-й век отбор грунтовых вод увеличился в 5 раз.

2.2 Применение подземных вод в качестве источника пресной воды

Подземные воды являются одним из источников водоснабжения и важнейшим полезным ископаемым. По типам подземных вод различают: питьевые, технические, минеральные лечебные, теплоэнергетические и промышленные воды. Пресные подземные воды, наряду с поверхностными водами, являются основой водного фонда России и служат, главным образом, для питьевых целей.

Значительная часть выпадающей дождевой воды, а также талая вода, просачивается в почву. Там она растворяет содержащиеся в почвенном слое органические вещества и насыщается кислородом. Глубже находятся песчаные, глинистые, известняковые слои. В них органические вещества по большей части отфильтровываются, но вода начинает насыщаться солями и микроэлементами. В общем случае, на качество грунтовых вод влияют несколько факторов.

) Качество дождевой воды (кислотность, насыщенность солями и т.д.).

) Качество воды в подводном резервуаре. Возраст такой воды может достигать десятков тысяч лет.

) Характер слоев, через которые проходит вода.

) Геологическая природа водоносного слоя.

В наиболее значительных количествах в грунтовых водах содержаться, как правило, кальций, магний, натрий, калий, железо и в меньшей степени марганец (катионы). Вместе с распространенными в воде анионами - карбонатами, гидрокарбонатами, сульфатами и хлоридами - они образуют соли. Концентрация солей зависит от глубины. В наиболее «старых» глубоких водах концентрации солей настолько велика, что они обладают явственно солоноватым вкусом. К этому типу относятся большинство известных минеральных вод. Наиболее качественную воду получают из известняковых слоев, но глубина их залегания может быть достаточно большой и добуриться до них - удовольствие не из дешевых. Грунтовые воды характеризуются достаточно высокой минерализацией, жесткостью, низким содержанием органики и практически полным отсутствием микроорганизмов.

В условиях нарастающего ухудшения качества поверхностных вод пресные подземные воды являются нередко единственным источником обеспечения населения питьевой водой высокого качества, защищенным от загрязнения.

Удовлетворение текущих и перспективных потребностей населения России в качественной питьевой воде приобретает все большее социально-экономическое значение.

Ресурсный потенциал или ресурсная база пресных подземных вод для питьевого водоснабжения населения и обеспечения водой объектов промышленности Российской Федерации характеризуется прогнозными ресурсами и эксплуатационными запасами подземных вод оцененных месторождений. Под прогнозными ресурсами понимается количество подземных вод определенного качества и целевого назначения, которое может быть получено в пределах гидрогеологической структуры, бассейнов рек или административно-территориальной единицы и отражает потенциальные возможности использования вод.

Под эксплуатационными запасами подземных вод понимаются запасы, оцененные на месторождениях подземных вод и их участках, прошедшие в установленном порядке государственную экспертизу. Они отражают количество подземных вод, которое может быть получено на месторождении (участке) с помощью геолого-технически обоснованных водозаборных сооружений при заданных режиме и условиях эксплуатации, а также качестве воды, удовлетворяющем требованиям целевого использования в течение расчетного срока водопотребления с учетом водохозяйственной обстановки, природоохранных мероприятий, санитарных требований и социально-экономической целесообразности их использования.

Эксплуатационные запасы представляют собой разведанную и изученную часть прогнозных ресурсов подземных вод территории.

Прогнозные ресурсы подземных вод определялись при региональных оценках в 60-80-х годах прошлого столетия практически без учета природоохранных ограничений, влияния хозяйственной деятельности и технико-экономических аспектов эксплуатации подземных вод. По этой причине величины эксплуатационных запасов по ряду субъектов РФ (Москва и Московская область, республики Калмыкия, Карачаево-Черкесская, Ставропольский край) к настоящему моменту превысили величину прогнозных ресурсов.

В 2014 г. была выполнена работа по оценке обеспеченности населения ресурсами подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения по субъектам РФ, однако она не прошла государственную экспертизу, поэтому представленные в ней величины прогнозных ресурсов не являются легитимными и в настоящее время не учитываются.

Прогнозные ресурсы подземных вод на территории Российской Федерации, по данным государственного мониторинга состояния недр (ГМСН), как и в прошлые годы не изменились и составляют 869,1 млн. м3/сут (317 км3/год). Распределение прогнозных ресурсов подземных вод по территориям федеральных округов и субъектов Российской Федерации неравномерное.

Анализ распределения прогнозных ресурсов подземных вод показывает, что преобладающее их количество (в млн. м3/сут) приурочено к бассейнам рек: Обь (без Иртыша) - 234,3; Иртыш (с Тоболом) - 48,1; Печора - 51; Дон (без Сев. Донца) - 36,6; Волга (без Оки, Камы и Суры) - 35,4; Кама - 34,6; Ока - 30; Амур -34,6; Енисей - 29; Лена - 28 и Северная Двина - 26,8 млн. м3/сут. На территории остальных речных бассейнов прогнозные ресурсы составляют 165,7 млн. м3/сут или 19% от общей их величины по Российской Федерации.

В системах хозяйственно-питьевого водоснабжения степень использования подземных вод добываемых на участках с оцененными запасами, сравнительно низкая. Длительное время средний показатель использования подземных вод в общем балансе хозяйственно-питьевого водоснабжения составляет 45% (для городского населения - 40%, а для сельского - 83%).

Слабое освоение разведанных эксплуатационных запасов подземных вод определяется рядом причин. Основные из них: отсутствие современной нормативной базы с регламентами пользования подземных водных объектов, учитывающей кардинальные изменения правовой и экономической ситуации в стране, неопределенность границ и статуса месторождений подземных вод; изменение юридического статуса территории месторождений; удаленное расположение месторождений от потребителей; изменение (ужесточение) требований к качеству питьевых вод; изменение водохозяйственной и экологической обстановки, в том числе застройка площади месторождений, их техногенное загрязнение; закрытие предприятий - водопотребителей и др. Коммунальные службы традиционно отдают предпочтение поверхностным источникам водоснабжения. Как следствие, около половины месторождений разведанных в 50-80-е годы прошлого столетия в настоящее время не используются, хотя учитываются в государственном балансе.

К странам с большими запасами грунтовых вод можно отнести Россию, Бразилию, а также ряд экваториальных африканских стран.

Нехватка чистой пресной поверхностной воды заставляет многие страны активнее использовать подземные воды. В Евросоюзе уже 70% всей воды, используемой водопотребителями, берется из подземных водоносных слоев. В Дании, Литве и Австрии грунтовые воды - единственный источник пресной воды для народного потребления.

В засушливых странах вода практически полностью берется из подземных источников (Марокко - 75%, Тунис - 95%, Саудовская Аравия и Мальта - 100%). Подземные водоносные слои залегают повсюду, но не везде они возобновляемы. Так, в Северной Африке и на Аравийском полуострове они заполнились водой около 10000 лет назад, когда климат здесь был более влажным. В Экваториальной и Южной Африке дела с подземными водами обстоят значительно лучше. Проливные тропические дожди способствуют быстрому восстановлению запасов подземных вод.

Годовое потребление грунтовых вод во всем мире принимается на уровне 900 км3 (Юнеско), возобновляемый мировой уровень грунтовых вод - 12700 км3 в год.

Наиболее обеспечены ресурсами речных стоков такие государства как Бразилия, Россия, далее Канада, Китай, Индонезия, США, Индия. Но в последние десятилетия из-за сбросов промышленных отходов без очистки многие реки попросту отравлены (особенно в Индии, Китае).

По данным Всемирного фонда охраны дикой природы, река Янцзы (Китай) входит в число наиболее загрязненных рек мира. В десятку входят такие азиатские реки как Меконг и Ганг, а также европейский Дунай и североамериканская Рио-Гранде. Состояние всех этих и множества других рек специалисты называют угрожающим.

Международные экологические организации не раз предупреждали об опасности, которая грозит крупнейшим рекам мира из-за перегруженности плотинами, морским транспортом, а также из-за выбросов вредных веществ и изменения климата.

В числе основных государств, испытывающих острую потребность в пресной воде, целесообразно выделить Китай, Индию, а также США.

Азия - это самый водопотребляющий континент мира. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), она - обладательница второго по объему мирового резерва воды. Здесь находятся 70% общей площади орошаемых сельскохозяйственных угодий мира. Население Азии (ок. 4 млрд. чел.) потребляет ок. 6% от водных ресурсов континента, промышленность - 10%, а 84% - сельское хозяйство. При этом Азия стремительно меняется: к 2050 г. из 9 млрд. чел. будет 5 млрд. - жителей азиатского континента. Помимо высокого показателя прироста населения, Азия демонстрирует высокие темпы развития и роста благосостояния - факторы, влияющие на структуру потребления. К производству риса - чрезвычайно водоемкой культуры - сегодня следует прибавить растущее потребление мяса. В 1960 г. в Китае его производилось около 2,5 млн тонн, а в 2006 году - уже более 80 млн тонн. По данным Institute for Water Education, для производства 1 кг риса требуется 3000 л воды.

Дефицит чистой и питьевой воды является одной из самых насущных проблем Африки. Только один человек из шести имеет доступ к чистой воде. В развивающихся странах 80% патологий и заболеваний в той или иной мере связано с нехваткой чистой воды.

Проблема водных ресурсов во многих странах Африки южнее Сахары - это во многом проблема отсутствия экономичных, дешёвых и эффективных насосов. Потому нехватка H2O оборачивается не только опасностью для жизни и здоровья людей, но становится социальной проблемой: многие девочки в африканских странах не могут учиться в школе, поскольку вынуждены (как и многие женщины), ходить за водой для семьи за многие километры ежедневно, или подолгу качать воду ручными насосами (где они есть). А электрические насосы и вообще электричество огромное число бедных поселений чёрного континента не имеют.

Среднедушевой объем возобновляемых источников воды в Северной Африке к 2025 г. значительно сократится. В Ливии возобновляемых источников почти нет, но среднедушевое водопотребление очень высокое и близко к уровню Египта и Судана. В Египте и Ливии превышение водопотребления над среднедушевыми возобновляемыми запасами воды. Самый низкий уровень среднедушевого потребления воды в Алжире, Тунисе и Морокко, но там среднедушевое потребление находится на уровне среднедушевых объемов возобновляемых источников.

Бахрейн получает грунтовую воду из бокового глубинного потока от водоносного слоя Даммам, который является частью обширной региональной водоносной системы. Чрезмерный водозабор из этого водоносного слоя привело к увеличенному солевому содержанию воды, прибывающей из смежных солоноватых и солевых источников воды.

Более половины потребляемой в стране воды обеспечивается опреснительным (IWPP) заводом Hidd, доля грунтовых вод в 2008 г. составила 15% водопользования. Сейчас доля опресненной воды составляет уже свыше 80% от водопотребления Бахрейна, в дальнейшем эта пропорция увеличится.

Национальная политика в отношении сточных вод, включая их повторное использование: в 2008 г. до 88% доля очистки сточных вод населения, цель к 2015 г. - полная очистка. В дальнейшем правительство ожидает существенное увеличение использования в ирригации сточных вод, прошедших очистку, за счет снижения водозабора грунтовых вод. Однако очищенные сточные воды оказались столь низкого качества, что сельские жители наотрез отказались использовать их для орошения зерновых.

В России водоснабжение олимпийских объектов зимней олимпиады «Сочи-2014» полностью базировалось на подземных водах. Основные ресурсы подземных вод в количестве достаточном для удовлетворения потребностей олимпийских объектов к водоносному горизонту современных аллювиальных отложений долин рек Псоу, Мзымта и ее притоков. Этот водоносный горизонт в долинах рек исторически является основным источником водоснабжения Большого Сочи, поскольку другие значимые источники водоснабжения за счет подземных вод на Черноморском побережье отсутствуют. За счет подземных вод других отложений были решены задачи водоснабжения с потребностью не более десятков, в лучшем случае - первых сотен м3/сут.

Все олимпийские объекты разделены на две группы: Приморская на территории Имеретинской низменности и Горная - в основном в районе пос. Красна Поляна - Эсто-Садок и вновь осваиваемые участки - выше впадения в р. Мзымту ее притока Ачипсе. Естественно, что источники водоснабжения Приморских и Горных объектов территориально разделены между собой.

Водоснабжение Горных олимпийских объектов обеспечивалось, в основном, за счет Бешенского (11 тыс. м3/сут) и Эсто-Садок-Мзымтинского месторождений подземных вод (14 тыс. м3/сут), позволяющих подавать воду в пос. Красная Поляна и Эсто-Садок с двух разных сторон.

Бешенское месторождение приурочено к мощному делювиально-пролювиальному шлейфу валунно-галечных отложений с песчано-глинистым заполнителем. Поэтому фильтрационные параметры водовмещающих пород здесь ниже, чем современных аллювиальных отложений долин рек Мзымта и Псоу, где в песчаном заполнителе валунно-галечных отложений, глинистый материал. Соответственно ниже производительность скважин. Если на Эсто-Садок-Мзымтинском месторождении дебиты скважин максимальны и достигают 4.5-5.0 тыс. м3/сут, то на Бешенском месторождении 0.8-1.2 тыс. м3/сут.

Эсто-Садок-Мзымтинское месторождение находится несколько ниже слияния рек Мзымта и Ачипсе на участке расширения долины реки, что приводит к увеличению расхода подземного потока за счет усиления поглощения поверхностных вод. Поэтому в отличие от Псоуского месторождения, здесь в верхней части разреза водовмещающих отложений уже сформировался заиленный слой, и отрыв уровня от реки наблюдается уже в естественных условиях - глубины уровня подземных вод на 5-6 м ниже дня реки. В таких условиях эксплуатационной кольматации водовмещающих пород не происходит и параметры пропускной способности русла реки, сформировавшиеся за многолетний период, могут быть использованы для прогнозных расчетов. Эсто-Садок-Мзымтинский участок позволяет реализовать наиболее эффективный и компактный водозабор в горной части олимпийских объектов. Отсюда будут подаваться подземные воды не только вниз по долине в поселки Эсто-Садок и Красная Поляна, где будут размещаться бoльшая часть гостей Олимпиады, но и вверх на объекты горного кластера «Роза Хутор», где размещены горная олимпийская деревня и объекты горнолыжных соревнований и других горных видов зимнего спорта. Здесь будут размещены дополнительные водозаборы «Нижняя база» ГЛК.

«Роза Хутор» производительностью 3.2 тыс. м3/сут, а также временные водозаборы непосредственно на горном склоне для водоснабжения горной олимпийской деревни (ВЗУ «Горный Приют») и финишной зоны горнолыжных соревнований (ВЗУ «Финишная зона») производительностью первые сотни м3/сут.

Характерно, что все более или менее крупные водозаборы обеспечивали устойчивое водоснабжение олимпийских объектов расположены в долинах р. Мзымты и ее притоков. Непосредственно в горной части водоносные горизонты, приуроченные к делювиально-пролювиально-полювиальным рыхлообломочным отложениям с глинистым заполнителем маловодообильны. Причем отмечается очень сильная динамика колебаний уровня, существенно различающихся в зимнее и летнее время. Это приводит к осушению наиболее обводненной части разреза. Поэтому, в летнее время дебиты скважин в 3-5 раз ниже, чем в зимнее, изменяясь от 400-600 м3/сут до 100-150 м3/сут.

Таким образом, постоянное водоснабжение горных олимпийских объектов базировались на водозаборах в речных долинах, а временные на одиночных водозаборных узлах в горной части.

Заключение

пресный вода загрязнение подземный

Загрязнению подвергаются не только поверхностные, но и подземные воды. В целом состояние подземных вод оценивается как критическое и имеет опасную тенденцию дальнейшего ухудшения. Подземные воды (особенно верхних, неглубоко залегающих, водоносных горизонтов) вслед за другими элементами окружающей среды испытывают загрязняющее влияние хозяйственной деятельности человека. Подземные воды страдают от загрязнений нефтяных промыслов, предприятий горнодобывающей промышленности, полей фильтрации, шламонакопителей и отвалов металлургических заводов, хранилищ химических отходов и удобрений, свалок, животноводческих комплексов, не канализированных населенных пунктов. Происходит ухудшение качества воды в результате подтягивания некондиционных природных вод при нарушении режима эксплуатации водозаборов. Площади очагов загрязнения подземных вод достигают сотен квадратных километров. Из загрязняющих подземные воды веществ преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота. Перечень веществ контролируемых в подземных водах не регламентирован, поэтому нельзя составить точную картину о загрязнении подземных вод.

Комплексный и взаимосвязанный характер пресноводных систем требует целостного подхода к управлению ресурсами пресной воды (предполагающего хозяйственную деятельность в пределах водосборного бассейна) на основе сбалансированного учета потребностей населения и окружающей среды. Еще в принятом в Мар-дель-Плата Плане действий было указано на внутреннюю связь между водохозяйственными проектами и серьезными последствиями их осуществления, которые носят физический, химический, биологический и социально-экономический характер. В области оздоровления окружающей среды была поставлена следующая общая цель: «производить оценку последствий различных видов водопользования для окружающей среды, поддерживать меры, направленные на борьбу с передаваемыми посредством воды заболеваниями, а также охранять экосистемы». Масштабы и степень загрязнения зон аэрации и водоносных горизонтов всегда недооценивались в силу относительной недоступности водоносных горизонтов и отсутствия информации о водоносных системах. В этой связи охрана подземных вод является одним из важнейших элементов рационального использования водных ресурсов.

Миру нужна устойчивая практика управления водными ресурсами, однако мы еще недостаточно быстрыми темпами движемся в правильном направлении. Китайская пословица гласит: «Если мы не изменим курс, то можем прийти туда, куда направляемся». Если не изменить направление движения, многие районы будут по-прежнему испытывать нехватку воды, многие люди будут по-прежнему страдать, будут продолжаться конфликты из-за воды и новые площади ценных сильно увлажненных земель будут уничтожены.

Несмотря на то, что кризис с пресной водой кажется неизбежным во многих районах, где сейчас наблюдается ее нехватка, в других районах эту проблему еще можно решить, если соответствующие политика и стратегии будут сформулированы, согласованы и реализованы в самое ближайшее время. Международное сообщество уделяет повышенное внимание мировым проблемам, связанным с водой, и целый ряд организаций предоставляют финансовые средства и помогают управлять предложением и спросом на водные ресурсы. Возникает все больше механизмов, которые обеспечивают более справедливое распределение этих ресурсов. Страны, расположенные в районах с традиционной нехваткой воды, вводят более совершенные тарифные механизмы, развивают общественные системы управления водными ресурсами и переходят к режимам управления водосборными и речными бассейнами. Между тем, число и масштаб таких проектов должны быть существенным образом увеличены.

Список использованной литературы

1. Г.В. Стадницкий, А.И. Родионов. «Экология».

Правда-5 / кандидат геогр. наук С. Голубчиков «Журчание лесного ручья заменить будет нечем» / 28 марта - 4 апреля (стр. 6), 1997.

Жуков А.И., Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод М.: Стройиздат.

Методы охраны внутренних вод от загрязнения и истощения / Под ред. И.К. Гавич. - М.: Агропромиздат, 1985.

Руководство по контролю качества питьевой воды. 2-е издание., т. 1, ВОЗ, Женева, 1994.

Журнал «Инженерная экология», №1, 1999 г.

. «Экология, здоровье и природопользование в России» / Под. ред. Протасова В.Ф. - М. 1995/

Н.А. Агаджанян, В.И. Торшин «Экология человека» - ММП «Экоцентр», КРУК 1994

Бернард Небел «Наука об окружающей среде» (В 2-ух томах), «МИР» М. 1993

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Общий объем воды на Земле составляет примерно 1400 млн куб. км, из которых лишь 2,5 %, то есть около 35 млн куб. км, приходится на пресную воду. Большая часть запасов пресной воды сосредоточена в многолетних льдах и снегах Антарктиды и Гренландии, а также в глубоких водоносных горизонтах. Главными источниками воды, потребляемой человеком, являются озера, реки, почвенная влага и сравнительно неглубоко залегающие резервуары подземных вод. Эксплуатационная часть этих ресурсов составляет лишь около 200 тысяч куб. км - менее 1 % всех запасов пресной воды и лишь 0,01 % всей воды на Земле, - и значительная их доля размещена вдали от населенных территорий, что еще более обостряет проблемы водопотребления.

По общему объему ресурсов пресной воды Россия занимает лидирующее положение среди стран Европы. По данным ООН к 2025 г. Россия вместе со Скандинавией, Южной Америкой и Канадой останутся регионами наиболее обеспеченным пресной водой, более 20 тысяч куб. м/год в расчете на душу населения.

По оценке Института мировых ресурсов за последний год, самыми необеспеченными водой странами мира были 13 государств, среди которых 4 республики бывшего СССР - Туркмения, Молдова, Узбекистан и Азербайджан.

Страны, имеющие до 1 тысячи куб. м пресной воды в среднем на душу населения: Египет - 30 куб. м на человека; Израиль - 150; Туркмения - 206; Молдова - 236; Пакистан - 350; Алжир - 440; Венгрия - 594; Узбекистан - 625; Нидерланды - 676; Бангладеш - 761; Марокко - 963; Азербайджан - 972; ЮАР - 982.

Материал подготовлен на основе информации открытых источников

Вода – самое распространенное на Земле вещество. Водная оболочка, гидросфера , содержит 1,4 млрд км 3 воды, из них воды суши составляют только 90 млн км 3 .

Моря и океаны занимают 71% поверхности земного шара, поэтому существует представление о неисчерпаемости водных запасов. Однако соленые воды морей и океанов используются людьми очень мало, а получение пресной воды за счет атмосферных осадков и ледников локально и ограничено.

В последнее время возник острый дефицит пресной воды, хотя общее ее количество огромно. Больше всего пресной воды расходуют на орошение. При этом получают высокие устойчивые урожаи, поэтому расход воды на орошение будет увеличиваться. По прогнозам, использование воды на орошение к 2000 г. достигнет 37% всех ресурсов пресных вод, или около 7000 км 3 в год (рис. 1).

Рис. 1. Увеличение годового расхода воды

Потребление воды увеличивается с ростом народонаселения и все возрастающей его концентрацией в городах и промышленных центрах. Уже сейчас около трети населения Земли испытывает недостаток в чистой пресной воде. Это касается почти всех крупных городов.

Недостаток воды стал особенно ощутим в связи с увеличением ее расходования на нужды промышленности. Так, для выплавки 1 т чугуна и перевода его в сталь и прокат требуется 300 м 3 воды, 1 т никеля – 4000 м 3 , 1 т синтетического каучука – 3600 м 3 , 1 т капрона – 5600 м 3 .

Все в больших количествах вода идет на разбавление отходов. К 2000 г. на эти цели будет расходоваться более 34% общегодовой потребности человечества в пресной воде.

Возросший дефицит пресной воды связан с загрязнением водоемов промышленными и бытовыми стоками. Особенно сильно загрязняют поверхностные воды отходы целлюлозно-бумажных, химических, металлургических, нефтеперерабатывающих предприятий, текстильных фабрик и сельского хозяйства.

К наиболее распространенным загрязнителям относятся нефть и нефтепродукты. Они покрывают поверхность воды тонкой пленкой толщиной 10 –4 см 2 , препятствуют нормальному газо- и влагообмену между водой и воздухом. Это вызывает гибель водных и околоводных организмов. Если пятно небольшое (до десятка квадратных метров), то оно исчезает с поверхности воды в течение 24 часов, образуя эмульсии. Тяжелые фракции нефти оседают на дно (рис. 2).

Рис. 2. Схема процессов распределения и разрушения нефти, разлитой в море

Сильно загрязняют водоемы поверхностно-активные вещества (ПАВ ), в том числе синтетические моющие средства (СМС ), широко применяемые в быту и промышленности. Присутствие СМС в воде придает ей неприятный вкус и запах. В загрязненных реках с быстрым течением образуется пена. Концентрация СМС в воде в 1 мг/л вызывает гибель микроскопических планктонных организмов, 3 мг/л – гибель дафний и циклопов, 5 мг/л – заморы рыбы. СМС замедляют естественное самоочищение водоемов, действуя угнетающе на многие биохимические процессы.

Важную роль в ухудшении качества пресной воды играет эвтрофикация водоемов (от греч. “эутрофис” – хорошее питание). Снос биогенных веществ в водоемы в естественных условиях происходит очень медленно – в течение тысячелетий. Человек вносит на поля удобрения, и во время дождей, паводков они сносятся в водоемы. Быстрое накопление органических веществ , азотных и фосфорных удобрений в водоемах приводит к обильному размножению плавающих сине–зеленых водорослей. Вода мутнеет, в ней начинается разложение органических веществ, ухудшается снабжение воды кислородом, гибнут ракообразные и рыбы, вода приобретает неприятный вкус.

Опасными загрязнителями водоемов служат соли тяжелых металлов – свинца, железа, меди, ртути. Их поступление связано с промышленными предприятиями, расположенными на берегах водоемов. Иногда концентрация ионов этих металлов в теле рыб в десятки и сотни раз превышает исходную их концентрацию в водоеме (рис. 3).

Рис. 3. Накопление тяжелых металлов по цепям питания в пресноводном биоценозе :
1 – скопа; 2, 10 – щука; 3 – гнездо скопы; 4, 5 – ондатра; 6, 11 – окунь; 7, 16 – бактерии и фитопланктон; 8, 12 – плотва; 9 – речной рак; 14 – мотыль; 15 – зоопланктон

Одна из важнейших причин уменьшения запасов пресных вод связана с сокращением водоносности рек. Она вызвана вырубкой лесов, распашкой пойм и осушением болот. За счет этого резко увеличивается поверхностный сток и понижается уровень грунтовых вод. Быстрое таяние снега весной, выпадение обильных дождей в этих условиях вызывает катастрофические половодья, а летом реки мелеют и иногда пересыхают полностью.

Вода является важнейшим ресурсом для поддержания жизни и источником всего живого на Земле, но её неравномерное распределение на континентах не раз становилось причиной кризисов и социальных катастроф. Дефицит пресной питьевой воды в мире знаком человечеству с древнейших времён, и с последнего десятилетия двадцатого века он постоянно рассматривается как одна из глобальных проблем современности. При этом, по мере роста населения нашей планеты, значительно увеличивались масштабы водопотребления, и, соответственно, вододефицита, что впоследствии стало приводить к ухудшающимся условиям жизни и замедлило экономическое развитие стран, испытывающих дефицит.

Сегодня население планеты растёт стремительными темпами, и потребность в пресной питьевой воде только возрастает. По данным счётчика www.countrymeters.com, население Земли на 25 апреля 2015 года достигло приблизительно 7 миллиардов 289 миллионов человек, а ежегодный прирост составляет примерно 83 миллионов человек. Данные указывают на ежегодный прирост потребности в пресной воде в объёме 64 млн кубометров. Следует заметить, что за период времени, когда население планеты выросло в три раза, использование пресной воды возросло в 17 раз. Причём, по некоторым прогнозам, через 20 лет оно может увеличиться ещё втрое.

В сложившихся условиях установлено, что уже каждый шестой человек на планете испытывает нехватку пресной питьевой воды. И ситуация по мере развития урбанизации, роста населения, увеличения промышленных потребностей в воде и ускорения глобальных изменений климата, ведущих к опустыниванию и снижению водообеспеченности, будет только усугубляться. Недостаток воды вскоре может привести к развитию и усугублению уже существующих глобальных проблем. А когда дефицит перейдёт определённый рубеж и человечество наконец поймёт всю ценность пресных ресурсов, можно ожидать политической нестабильности, вооружённых конфликтов и дальнейшего возрастания количества проблем в развитии экономик стран мира.

Общая картина водообеспечености в мире

Словом, очень важно реально представлять себе общую картину обеспеченности пресной водой в мире. Количественное соотношение солёной воды к пресной по своим объёмам нагляднее всего показывает всю сложность сложившейся ситуации. По статистике, на мировой океан приходится 96,5% водной массы, а объём пресных вод значительно меньше – 3,5% от общих запасов воды. Ранее отмечалось, что распределение пресной питьевой воды по континентам и по странам мира крайне неравномерно. Данный факт изначально поставил страны мира в различные условия не только с точки зрения обеспеченности не возобновляемым ресурсом, но и с точки зрения качества жизни и способности к выживанию. С учётом этого и своего экономического обеспечения каждая страна справляется с проблемой по-своему, но пресная вода является принципиально важным для жизни человека ресурсом, и, поэтому перед дефицитом воды в определённой мере равны и бедные малонаселенные страны, и богатые развитые экономики.

Последствия нехватки пресной воды

По статистике, практически пятая часть населения мира живёт в районах, в которых наблюдается острая нехватка питьевой воды. Помимо этого, одна четверть населения живёт в развивающихся странах, которые испытывают нехватку в связи с отсутствием инфраструктуры, необходимой для забора воды из водоносных пластов и рек. Нехватка воды по этим же причинам наблюдается даже в тех районах, в которых выпадают обильные атмосферные осадки и имеются большие запасы пресной воды.

Наличие воды в достаточном количестве для удовлетворения потребностей домашнего хозяйства, сельского хозяйства, промышленности и окружающей среды, зависит от того, как вода сохраняется, распределяется и используется, а также от качества имеющейся воды.

Одной из главных проблем является проблема загрязнения пресной воды, существенно снижающая существующие запасы. Этому способствуют загрязнению промышленные выбросы и стоки, смыв удобрений с полей, а также проникновение солёной воды в прибрежных зонах в водоносные слои из-за откачивания грунтовых вод.

Говоря о последствиях нехватки пресной воды, стоит заметить, что они могут быть самых разных планов: от ухудшения условий жизни и развития заболеваний вплоть до обезвоживания и смерти. Недостаток чистой воды вынуждает людей использовать для питья воду из небезопасных источников, которая зачастую просто опасна для здоровья. Кроме того, из-за нехватки воды существует негативная практика хранения воды людьми в своих жилищах, что существенно может повысить риск загрязнения и создания благоприятных условий для размножения вредных бактерий. Вдобавок, одной из острых проблем становится проблема гигиены. Люди не могут надлежащим образом мыться, стирать свою одежду и содержать в чистоте свои дома.

Существуют различные способы решения данной проблемы и в данном аспекте для стран, имеющих большие запасы, представляются огромные возможности по части извлечения выгоды из своего положения. Однако, в настоящий момент вся ценность пресной воды ещё не привела к работе глобальных экономических механизмов, и в основном наиболее действенно работают в данном направлении страны с дефицитом пресной воды. Считаем нужным осветить наиболее интересные проекты и их результаты.

Так, например, в Египте воплощается в жизнь самый грандиозный из всех национальных проектов – “Тошка” или “Новая Долина”. Строительство продолжается уже на протяжении 5 лет и к 2017 году планируется завершение. Работы очень затратны для экономики страны, но перспективы представляются воистину глобальными. 10% воды из Нила будет перенаправлено строящейся станцией в западные регионы страны, и площадь пригодной для жилья земли в Египте увеличится на целых 25%. Более того, будут созданы 2,8 миллиона новых рабочих мест и более 16 миллионов человек будут переселены в новые проектируемые города. В случае удачи этого амбициозного проекта станет возможным повторный расцвет Египта как развитой державы с быстрорастущим населением.

Есть и другой пример активно развивающейся водной инфраструктуры при отсутствии собственных ресурсов. Различные пути борьбы с водным кризисом среди стран Персидского залива стали возможны с середины XX века благодаря нефтяному буму. Стали сооружаться дорогостоящие заводы по опреснению воды, и в результате на данный момент Саудовская Аравия и ОАЭ отличаются самыми солидными объёмами опреснения воды не только в регионе, но и в мире. По данным Arab News, Саудовская Аравия ежедневно использует 1,5 млн баррелей нефти на своих опреснительных установках, которые обеспечивают 50–70% пресной воды в стране. В апреле 2014 г. в Саудовской Аравии открылся крупнейший в мире завод, производящий 1 млн куб. м воды и 2,6 тыс. МВт электроэнергии в сутки. Помимо этого, все страны Залива имеют развитые очистительные системы для утилизации и повторного использования загрязнённых вод. В среднем процент сбора сточных вод варьируется от 15% до 70% в зависимости от региона; самые высокие показатели (100%) демонстрирует Бахрейн. Что касается использования очищенных сточных вод, то в этом лидируют Оман (100% собранной воды используется повторно) и ОАЭ (89%).

В ближайшие пять лет страны Залива планируют инвестировать в дальнейшее обеспечение своего населения пресными ресурсами около 100 млрд долл. Так, Катар объявил о выделении 900 млн долл. на строительство к 2017 г. резервуаров для хранения семидневного запаса воды. Более того, страны ССАГПЗ договорились о строительстве трубопровода стоимостью 10,5 млрд долл. протяжённостью почти 2000 км, соединяющего страны Залива. В проект также включено строительство в Омане двух опреснительных заводов по производству 500 млн куб. м воды, которой будут снабжаться по трубопроводу районы ССАГПЗ, испытывающие потребность в опреснённой воде. Как мы видим, усилия, направляемые на борьбу с проблемой у стран с сильным дефицитом пресной воды огромны.

Среди стран-лидеров на данный момент предпринимается не так много усилий в этой области. Как это часто бывает, пока проблемы нет, кажется, что и не нужно уделять внимание факторам, могущим привести к её образованию. Так, в Российской Федерации, в то время как она занимает второе место в мире по количеству водных ресурсов, до сих пор наблюдается нехватка воды во многих регионах в силу её неравномерного распределения. Мы предположили несколько мер, способствующих улучшению внутренней ситуации у стран-лидеров и дальнейшему экономическому обогащению.

В первую очередь необходимо обеспечить стабильную финансовую поддержку водного сектора в стране. Для этого необходимо формировать экономический механизм водопользования на национальных и межгосударственном уровнях. Финансирование водного сектора за счёт различных источников должно покрывать его расходы с учётом перспектив дальнейшего развития.

При этом должна быть обеспечена адресная социальная защищённость населения. Широкое привлечение соответствующими стимулами частного предпринимательства в решение проблем водного сектора имеет большое значение. Прогрессу в водном финансировании будет способствовать государственная поддержка производителей соответствующих материальных ресурсов и собственников систем водоснабжения и санитарии путем дотаций, субвенций, льготных кредитов, таможенных и налоговых льгот.

Также следует уделить внимание обучению персонала современным инновационным технологиям по увеличению привлекательности водных и экологических проектов для международных доноров и принятию мер по обеспечению доступности кредитов – всё это тоже будет способствовать прогрессу.

Помимо этого, необходимо усиление внешней финансовой помощи нуждающимся регионам мира, для чего целесообразно сделать оценку финансовой потребности каждой страны с раскладом по источникам финансирования и по направлениям (водоснабжение, санитария, орошение, гидроэнергетика, селезащита, рекреация и т.д.).

Потребуется большая работа для разработки инновационных финансовых механизмов. К примеру, можно разработать как внутренние, так и международные донорские программы, которые будут вкладывать капитал в развитие человеческого потенциала и оказание помощи нуждающимся в пресной воде, и которые в будущем помогут обеспечить странам-лидерам уверенность в необходимости развития экономических механизмов в сфере обеспечения пресными ресурсами.

Прогнозы экспертов

По прогнозам, запасы пресной питьевой воды далеко не безграничны, и они уже подходят к концу. Согласно исследованиям, к 2025 году больше половины государств планеты либо ощутят серьёзную нехватку воды, либо почувствуют её недостаток, а к середине XXI века уже трём четвертям населения Земли не будет хватать пресной воды. По подсчётам, примерно в 2030 году 47% населения планеты будут существовать под угрозой водного дефицита. При этом к 2050 г., значительно увеличится население развивающихся стран, в которых уже сегодня воды не хватает.

С наибольшей вероятностью первыми останутся без воды Африка, Южная Азия, Ближний Восток и Северный Китай. По прогнозам, только в Африке к 2020 г. из-за изменений климата в данной ситуации окажется от 75 до 250 миллионов человек, а острая нехватка воды в пустынных и полупустынных регионах вызовет стремительную миграцию населения. Ожидается, что это коснётся от 24 до 700 миллионов человек.

Нехватку пресной воды в последнее время ощущают и развитые страны: не так давно сильные засухи в США привели к дефициту воды на больших территориях Юго-Запада и в городах на севере штата Джорджия.

В итоге, на основании всего вышесказанного мы понимаем, что необходимо прилагать как можно больше усилий для сохранения источников пресной воды, а также для поисков возможных экономически менее затратных путей для решения проблемы нехватки пресной воды во многих странах мира, как в настоящем, так и в будущем.

Проблема дефицита воды

Вода – необыкновенная жидкость, способная находится в трех физических состояниях: в жидком, твердом и газообразным.

Одной из важных особенностей воды является её способность растворять большинство компонентов: «благодаря малой величине молекулы воды могут легко включать в себя другие атомы и иметь как положительный, так и отрицательный заряды, помогающие процессу растворения».

Благодаря этому свойству в воде и оказывается свободный кислород, необходимый для жизни всем водным существам.

Дефицит воды

Запасы воды

Проблема дефицита воды возникает не из-за её физической нехватки, а из-за неравномерности её распределения на планете Земля.

Как уже было сказано ранее, основная часть пресной воды либо недоступна человеку для использования (подземная вода, ледники), либо малопригодна для использования (соленая вода).

Таблица 1 — Распределение мировых запасов воды

Согласно таблице запасы воды на Земле распределяются следующим образом:

· 96 % водных запасов приходится на морскую воду;

· основная часть запасов пресной воды сосредоточена в ледниках (26 млн куб. км):

1. Антарктический ледовый покров – около 23 млн куб. км;

2. Гренландские льды – 2.5 млн куб.км;

3. Остальные ледники – примерно 0.5 млн.куб.км;

· запасы пресной воды, находящейся в жидком состоянии:

1. Озеро Байкал – 23 тыс. куб.км, 20 % мировых запасов пресной воды (без ледников и подземных вод), но всего 0.1 % от объема антарктических льдов;

2. Великие Озера Северной Америки (Верхнее, Гурон, Мичиган, Эри, Онтарио) – примерно 23 тыс. куб. км

3. остальные пресные озера – 45 тыс.куб. км;

4. водохранилища – 6 тыс. куб.км;

5. вода в реках – около 2 тыс. куб. км;

6. болота – около 11 тыс. куб. км;

· подземные воды: их общий объём в верхней части земной коры до глубины в несколько километров – более 20 млн. куб. км вполне сопоставим с объёмом полярных покровных оледенений;

«В итоге более 96% воды приходится на солёную воду и менее 3% – на пресную;

В то же время более 70% всей пресной воды приходится на «законсервированную» воду ледников;

В свою очередь почти 99% остальной пресной воды приходится на подземные воды, большая часть которых для нас труднодоступна.

В итоге человечество непосредственно использует примерно 0,01% имеющихся на Земле водных ресурсов».

Основным доступным ресурсом пресной воды является речной сток, который распределён крайне неравномерно.

«Например, на Россию приходится 4,3 тыс. куб. км стока в год, или около 10% общемировой величины (при территории, составляющей 12% мировой площади суши)».

К тому же 90% речного стока приходится на районы страны к востоку от Урала, где живёт всего 20% населения России.

Причины возникновения дефицита воды

· потребление воды промышленностью, сельским хозяйством и людьми;

· косвенные потери воды в результате вырубки лесов, осушения водоемов и болот (с неизбежным иссяканием питаемых ими малых рек);

· загрязнение воды, причем загрязнение воды по результату равнозначно потере запасов пресной воды; загрязнение воды по объёмам может существенно превосходить объём воды, непосредственно используемой в производстве и быту.

Дефицит водных ресурсов

Это более опасный и менее контролируемый процесс, чем прямое использование воды.

· резкое изменение климата на планете;

· резкое увеличение численности людей;

· рост экономики;

· неравномерность распределения пресной воды на Земле, например, на азиатские страны, где проживает 60 % населения планеты, приходится лишь 30 % всех запасов пресной воды, которую можно использовать для питья;

· стремление многих людей к улучшению качества жизни;

Можно назвать три основных потребителя пресной воды:

· сельское хозяйство;

· промышленность;

· домашние хозяйства, использующие воду для бытовых нужд.

«Доля России в мировом потреблении воды сравнительно невелика – менее 2%. При этом отличается структура водопотребления – заметно меньше уходит на сельское хозяйство и больше – на остальное.

Бытовые потребители занимают сравнительно скромное место на фоне промышленности и сельского хозяйства.

Можно примерно оценить потребности в питьевой воде – если одному человеку в среднем требуется около 3 литров в сутки, или порядка 1 куб. м. в год, то всем людям на Земле –7 млрд куб. м. Это всего 0,1% от общего объёма водопотребления.

Соответственно, в России потребность в питьевой воде – порядка 150 млн куб. м. ежегодно, или 0,15% всего потребления воды.»

Масштабы и последствия дефицита воды

В основном от нехватки пресной воды страдают засушливые регионы Африки и Азии.

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ):

· в настоящий момент трудности с питьевой водой испытывают 2 млрд. человек, то есть почти каждый третий человек; РГО

· примерно 800 млн. отрезано от чистых пресных источников, им приходится употреблять грязную воду;

· 80% всех заболеваний вызваны отсутствием питьевой воды; ВС

По прогнозам ЮНЕСКО 47% населения Земли (каждый второй человек) будет страдать от недостатка чистой питьевой воды;

Пути решения проблемы

Перед человеком стоит нелегкий выбор между экстенсивным либо интенсивным путем решения проблемы дефицита воды.

Экстенсивный путь подразумевает следующее:

· увеличение забора воды из естественных источников, что приведет к еще большему ухудшению ситуации, к попаданию в замкнутый круг, откуда нет выхода: дефицит воды приводит к увеличению потребления воды, «из-за этого превышается допустимая нагрузка на водные источники, а это превышение инициирует деградационные процессы в гидро- и экосистемах, в результате которых происходит истощение водных источников и ухудшение качества воды в них, так что в результате дефицит растет, и т. д.»

· отсутствие изменения технологии обработки, очистки воды, методов её расходования;

Интенсивный путь основан, в первую очередь, на изменении самого отношения человека к воде:

· «нормализация антропогенного воздействия на окружающую среду»,

· «экологизация производства и потребления»,

· «сохранение и восстановление необходимого для экологического баланса количества неугнетенных экосистем»;

· экономия воды при производстве; установка новых очистных сооружений;

· использование альтернативных источников воды:

1. опресненная морская вода;

2. создание подземных хранилищ для дождевой и талой вод;

3. айсберги;

Борьба с дефицитом воды требует решения целого ряда вопросов, к которым относятся охрана окружающей среды, глобальное потепление, а также справедливая политика ценообразования в сфере водоснабжения и равноправное распределение воды для ирригации, промышленных и бытовых нужд.

Дефицит пресной воды в странах мира.

Общий объем воды на Земле составляет примерно 1400 млн куб. км, из которых лишь 2,5 %, то есть около 35 млн куб. км, приходится на пресную воду. Большая часть запасов пресной воды сосредоточена в многолетних льдах и снегах Антарктиды и Гренландии, а также в глубоких водоносных горизонтах. Главными источниками воды, потребляемой человеком, являются озера, реки, почвенная влага и сравнительно неглубоко залегающие резервуары подземных вод. Эксплуатационная часть этих ресурсов составляет лишь около 200 тысяч куб. км - менее 1 % всех запасов пресной воды и лишь 0,01 % всей воды на Земле, - и значительная их доля размещена вдали от населенных территорий, что еще более обостряет проблемы водопотребления.

Возобновление запасов пресной водызависит от испарения с поверхности океанов. Ежегодно океаны испаряют около 505 тысяч куб. км воды, что соответствует слою толщиной 1,4 м. Еще 72 тысячи куб. км воды испаряется с поверхности суши.

В водном цикле из общего количества выпадающих на Землю осадков 79 % приходится на океан, 2 % - на озера и только 19 % - на поверхность суши. Только 2,200 куб. км воды проникает за год в подземные резервуары.

В глобальном масштабе около двух третей всех осадков возвращается в атмосферу. По запасам водных ресурсов наиболее обеспеченным является регион Латинской Америки, на долю которого приходится треть мирового водостока, за ней следует Азия с ее четвертью мирового водостока. Затем идут страны ОЭСР (20%), страны Африки к югу от Сахары и страны бывшего Советского Союза, на них приходится по 10%. Наиболее ограничены водные ресурсы стран Ближнего Востока и Северной Америки (по 1%).

Около трети территории суши занимают аридные (засушливые) пояса. В засушливом поясе Земли дефицит воды ощущается остро. Здесь расположены самые маловодные страны, где на душу населения приходится менее 5 тысяч куб. м воды.
Наиболее крупными потребителями воды (по объемам) являются Индия, Китай, США, Пакистан, Япония, Таиланд, Индонезия, Бангладеш, Мексика и Российская Федерация.

Цифры общего объема потребляемой воды колеблются от 646 куб. км/год (Индия) до менее 30 куб. км/год в Кабо-Верде и в Центральноафриканской Республике.

99 % из 4 тысяч куб. км/год воды, используемой для ирригации, бытового и промышленного потребления, производства энергии,поступает из подземных и поверхностных возобновляемых источников. Остальные - из не возобновляемых (ископаемых) водоносных слоев, это относится, главным образом, к Саудовской Аравии, Ливии и Алжиру.

По данным Организации Объединенных Наций (ООН), рост потребления пресной воды, вызванный, в частности, демографическим ростом и мобильностью населения, новыми потребностями и возросшими энергетическими запросами, в сочетании с ощутимыми последствиями изменений климата, ведут к растущей нехватке водных ресурсов.

Каждые три года Всемирная программа ООН по оценке водных ресурсов (WWAP) публикует Всемирный доклад ООН, представляющий самую полную оценку состояния пресноводных ресурсов в мире.

Последний, третий доклад, который был обнародован на Пятом Всемирном водном форуме, проходившем в Стамбуле (Турция) в марте 2009 г., является результатом совместной работы 26 различных подразделений ООН, объединенных в рамках Десятилетия ООН "Вода для жизни" (2005 - 2015 гг.).

В докладе подчеркивается, что многие страны уже достигли предельных возможностей водопользования. Положение ухудшается и вследствие климатических изменений. На горизонте уже намечаются контуры конкурентной борьбы за воду - и между странами, и между городом и деревней, и между разными отраслями. Все это в скором будущем превратит проблему нехватки водных ресурсов в проблему политическую.

Авторы доклада делают важный вывод о том, что в обширных регионах развивающегося мира по-прежнему сохраняется неравный доступ к основным услугам, связанным с водой, то есть обеспечению безопасной питьевой водой, очистке воды для производства пищевых продуктов, переработке сточных вод. Если ничего не предпринимать, то без удовлетворительной очистки воды к 2030 г. будут оставаться почти 5 млрд человек, около 67 % населения планеты.

В Африка южнее Сахары почти 340 млн человек лишены доступа к безопасной питьевой воде. Полмиллиарда людей в Африке не имеют адекватных очистных сооружений, далеко отставая в этом от других регионов мира.

Почти 80 % заболеваний в развивающихся странах, от которых каждый год умирает почти 3 млн человек, связаны с качеством воды. Так, от диареи каждый день умирает 5 тысяч детей, то есть каждые 17 секунд умирает по ребенку. В целом же почти 10 % болезней в мире можно избежать с помощью улучшения водоснабжения, очистки воды, гигиены и эффективного управления водными ресурсами.

Потребление пресной воды за последние полвека утроилось, а орошаемые площади за этот период увеличились вдвое, это связано в первую очередь с демографическим ростом. По подсчетам, население планеты сегодня составляет 6,6 млрд человек, ежегодный прирост - 80 млн. Это означает ежегодный рост потребности в пресной воде в объеме 64 млн кубометров.

Водный мир

При этом 90 % из трех миллиардов жителей планеты, которые будут рождены к 2050 г., увеличат население развивающихся стран, где уже сегодня воды не хватает.

В 2030 г. 47 % мирового населения будут жить под угрозой водного дефицита. Только в Африке к 2020 г. из-за изменений климата в этой ситуации окажется от 75 до 250 млн человек. Нехватка воды в пустынных и полупустынных регионах вызовет интенсивную миграцию населения. Ожидается, что это коснется от 24 до 700 млн человек.

Согласно данным ООН, если в 2000 г. дефицит воды в мире, включая сельскохозяйственные и промышленные нужды, оценивался в 230 млрд куб. м/год, то к 2025 г. дефицит пресной воды на планетеувеличится до 1,3-2,0 трлн куб. м/год.

По общему объему ресурсов пресной воды Россия занимает лидирующее положение среди стран Европы. По данным ООН к 2025 г. Россия вместе со Скандинавией, Южной Америкой и Канадой останутся регионами наиболее обеспеченным пресной водой, более 20 тысяч куб. м/год в расчете на душу населения.

По оценке Института мировых ресурсов за последний год, самыми необеспеченными водой странами мира были 13 государств, среди которых 4 республики бывшего СССР - Туркмения, Молдова, Узбекистан и Азербайджан.

Страны, имеющие до 1 тысячи куб. м пресной воды в среднем на душу населения:Египет - 30 куб. м на человека; Израиль - 150; Туркмения - 206; Молдова - 236; Пакистан - 350; Алжир - 440; Венгрия - 594; Узбекистан - 625; Нидерланды - 676; Бангладеш - 761; Марокко - 963; Азербайджан - 972; ЮАР - 982.

Ученым удалось выяснить, что на земле в настоящее время более 97,5 % всех водных запасов приходится на моря и океаны. Это факт подтверждает дефицит пресной воды, которая составляет только 2,5 % от мировых запасов.

Актуальность проблемы

Больше половины несоленой воды находится в полярных шапках и горных ледниках в «замороженном» виде. Кроме того, порядка 24 % располагается в грунтовых подземных водах. Анализируя данную ситуацию, можно сделать вывод, что на нашей планете существует серьезный дефицит пресной воды.

В качестве доступного и недорогого источника можно рассматривать озера, реки, в которых сосредоточено не больше 0,01 % мировых водных запасов.

Так как она имеет особое значение для жизни живых существ, можно с уверенностью говорить о том, что влага является драгоценным сокровищем Земли.

Круговорот в природе

Вода находится в постоянном движении. После испарения с поверхности водоемов, накапливается в атмосфере. В тот момент, когда концентрация пара станет максимальной, происходит переход в жидкое или твердое состояние, осадки пополняют запасы озер, рек.

Общее количество влаги на нашей планете остается неизменным, она просто переходит из одного агрегатного состояния в другое.

Из общего количества выпадающих осадков только 80 % оказывается непосредственно в океане. Что происходит с 20 оставшимися процентами, которые выпадают на суше? С их помощью человек пополняет источники воды.

Получается, что у той влаги, которая осталась на суше, есть возможность попадать в озера (реки), стекать в водохранилища. Кроме того, она может просачиваться в почву, пополнять запасы грунтовых источников.

Дефицит пресной воды возникает из-за нарушения связи между грунтовыми и Оба источника обладают определенными преимуществами и недостатками.

Поверхностные источники

Проблема дефицита пресной воды связана с геологическими и климатическими факторами. С климатической точки зрения важна частота и количество осадков, а также экологическое состояние в регионе. Выпадающие осадки приносят некоторое количество нерастворимых частиц: пыльцы растений, вулканической пыли, грибковых спор, бактерий, разнообразных микроорганизмов.

Промышленные выбросы

Проблема дефицита пресной воды частично возникает и из-за того, что в океане содержатся разнообразные соли. В морской влаге есть анионы хлора, сульфата, катионы калия, кальция, магния. Свой «вклад» вносят в атмосферу и промышленные выбросы. В них есть и оксиды серы и азота, которые являются главной причиной «кислотных дождей». Негативно воздействуют на ее качество и химикаты, которые активно применяются в настоящее время в сельском хозяйстве.

Геологические факторы

К ним относят структуру русла рек. Если оно сформировано известняковыми породами, в таком случае вода жесткая и прозрачная. Если основой русла является гранит, в таком случае вода является мягкой. Мутность ей придают взвешенные частицы неорганического и органического происхождения.

Грунтовые источники

Решение дефицита пресной воды - серьезная проблема, заслуживающая отдельного изучения и рассмотрения. Например, частично вопрос можно решить за счет грунтовых вод. Образуются они в результате просачивания талой воды в почву. Она растворяет органические вещества почвенного грунта, насыщается молекулярным кислородом. Глубже располагаются глинистые, песчаные, известковые слои. В них происходит фильтрование органических соединений, вода насыщается микроэлементами и неорганическими солями.

На качество грунтовых источников оказывает влияние несколько факторов:

• качество дождевой влаги определяется кислотностью, насыщенностью солями;
• состояние жидкости в подводном резервуаре;
• специфика слоев, сквозь которые она проходит;
• геологическая природа водоносного слоя.

Причины дефицита пресной воды можно объяснить и тем, что в грунтовых водах есть магний, кальций, железо, натрий, а также незначительное количество катионов марганца. Они образуют соли вместе с гидрокарбонатами, карбонатами, хлоридами, сульфатами.

В самых «старых» грунтовых источниках настолько велика концентрация солей, что у них ощущается солоноватый вкус. Дефицит пресной воды на планете заставляет искать технологии очистки грунтовых источников. Живительная влага высокого качества располагается в глубинных известняковых слоях, но это дорогое удовольствие.

Значение воды

Почему человек должен искать пути решения дефицита пресной воды? Причина в том, что эту жидкость по праву называют основой жизни на Земле. Сама по себе она не обладает питательной ценностью, но без нее невозможно существование живых организмов.

В растениях - до 90 % воды, а в организме взрослого человека ее около 65 %. В отдельных органах ее количество существенно отличается:

• в костях до 22 %;
• в мозге - 75 %;
• в крови до 92 %;
• в мускулах 75 %.

Рассуждая о том, как решается проблема дефицита пресной воды, отметим, что она является отличным растворителем для многих химических соединений. Ее можно считать той средой, в которой осуществляются процессы жизнедеятельности.

Основные функции

Она увлажняет воздух в процессе дыхания, способствует регулировке температуры тела. Именно она осуществляет доставку кислорода и питательных компонентов к разным клеткам организма человека, защищает жизненно важные органы, выводит отходы и шлаки из организма.

Для существования живого организма важно постоянное и определенное содержание воды. При изменении ее количества, солевого состава, происходит серьезное нарушение процессов усвоения пищи, кроветворения. Без пресной воды нет регуляции теплообмена с окружающей средой.

Человек серьезно страдает из-за снижения пресной воды, он способен провести без нее всего несколько дней. Уменьшение количества воды в организме на 10-20 % - это серьезная угроза для жизни.

Дефицит пресной воды приводит к необходимости снижения ее потребления в технических нуждах. Результатом может стать вспышка инфекционных заболеваний, поэтому так важно разрабатывать новые способы опреснения морской воды.

С учетом интенсивности работы, внешних факторов, культурных традиций, человек в сутки употребляет от двух до четырех литров воды. По данным Всемирной организации здравоохранения не больше 5 % питьевой воды можно считать приемлемой для употребления людьми.

Проблема мирового масштаба

Запасы пресной воды на нашей планете можно рассматривать в качестве единого ресурса. Для того чтобы рассчитывать на длительное освоение мировых запасов, требуется четкое решение глобальных проблем. Дефицит пресной воды особенно актуален для регионов, в которых нет полноценных и стабильных источников пресной воды. В плачевном состоянии находятся поверхностные и подземные источники.

Основные проблемы, которые негативно влияют на качество водоемов (озер и рек), связаны со следующими факторами:

• недостаточной очисткой бытовых сточных вод;
• слабым контролем промышленных стоков;
• утратой и разрушением водосборных площадей;
• нерациональным размещением промышленных предприятий;
• вырубкой лесов;
• бесхозяйственным земледелием.

Итогом становится нарушение естественного баланса водной экосистемы, появляется угроза для пресноводных живых ресурсов, что вызывает дефицит пресной воды на земле.

Оценка масштаба проблемы

Отражается на состоянии водоемов, наличии пестицидов в воде и возведение плотин, создание водохозяйственных сооружений, ирригационные проекты.

Отрицательное воздействие на экосистемы оказывает и эрозия, обезлесение, заиление, опустынивание земель. Такие проблемы появляются из-за непонимания общественностью серьезности неправильного подхода к водным ресурсам. Хозяйственная деятельность человека, организованная во вред природе, создает дефицит пресной воды: проблемы и способы решения - актуальный вопрос, который заставил человечество пересмотреть свое отношение к водным экосистемам.

Способы решения проблемы

В первую очередь необходима разработка профилактических мер, которые позволят избежать дорогостоящих мероприятий по очистке, восстановлению, освоению пресных водных ресурсов.

Воду, которая поступает из скважины, водопроводной муниципальной сети, необходимо предварительно очищать, чтобы она соответствовала гигиеническим нормативам.

Вымораживание

Одним из способов получения пресной воды можно считать вымораживание морской. Именно этой методикой пользуются в тех регионах, где существует серьезный недостаток пресных водоемов. Каковы основные недостатки подобной технологии? Вымораживание осуществляется при пониженных температурах, что предполагает существенные энергетические затраты. В связи с повышением цен на энергоносители, данный метод получения пресной воды сложно считать экономичным и рациональным.

Важные аспекты проблемы

Для того чтобы решать проблему недостатка пресной воды, ученые предлагают проводить комплексную очистку сточных вод, сооружая полноценные очистные системы. Оценивать качество воды можно только при наличии результатов ее бактериологического и химического анализа.

Каковы основные проблемы с водой, используемой потребителями? В ней могут присутствовать нерастворимые механические частицы, ржавчина, коллоидные вещества. Они не только приводят к быстрому засорению канализационных и водопроводных труб, но и негативно отражаются на здоровье человека, провоцируют множество инфекционных заболеваний.

Неприятный привкус, цветность, запах - все это называют органолептическими показателями, которые могут воздействовать на качество питьевой воды. Источниками подобных проблем могут являться некоторые органические соединения, сероводород, а также остаточный хлор.

Для улучшения качества питьевой пресной воды важно также проводить оценку ее бактериологической загрязненности. Причиной таких процессов являются разные микробы либо бактерии. Часть из них может угрожать здоровью людей, поэтому, несмотря на наличие такой питьевой воды, ее нельзя употреблять.

Часто даже самые безобидные бактерии в процессе своей жизнедеятельности образуют органические продукты. При их взаимодействии с хлором и бромом получаются канцерогенные и ядовитые соединения.

Среди тех факторов, которые приводят к дефициту пресной воды, можно назвать и загрязнение водоемов. Под ним подразумевают снижение их экономического значения, биосферных функций, возникающее при поступлении вредных веществ. Например, электрические станции, промышленные комбинаты сбрасывают в реки и озера подогретую воду. Подобный процесс сопровождается повышением температуры воды, уменьшением количества кислорода, возрастанием токсичности примесей, нарушением биологического равновесия.

Во многих регионах основными источниками пресной воды являются подземные воды, которые ранее считались самыми чистыми. В результате хозяйственной деятельности человека многие из подобных источников загрязнены. К сожалению, степень их загрязненности часто настолько высока, что подземная вода оказывается непригодной для питья.

Заключение

Для различных нужд человечество потребляет огромное количество пресной воды. В качестве основных потребителей выступает сельское хозяйство и промышленные комбинаты. Среди самых водоемких отраслей выделяют сталелитейную, горнодобывающую, химическую, целлюлозно-бумажную, нефтехимическую промышленности. На их нужды уходит более половины всей воды, используемой промышленными предприятиями. Если не будут использоваться качественные очистительные системы, позволяющие многократно применять пресную воду, в таком случае через пару лет дефицит пресной воды станет масштабной катастрофой.

Экологи и химики ведут серьезную научно-исследовательскую работу, направленную на поиск оптимальных способов опреснения морской воды. В настоящее время уже применяются инновационные методы очистки питьевой воды, позволяющие снижать ее потери.

Кроме того, особое внимание уделяется вопросам установки полноценных систем очистки на промышленных предприятиях. Только при комплексном подходе ко всем вопросам, касающимся опреснения и очистки морской воды, можно рассчитывать на снижение дефицита пресной воды.