Учебно-методический комплекс дисциплины. СД. Ф.7 Геоэкология и природопользование. Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) (стр. 21 )

Экологическое значение воды (Денисов и др.,2002. с.45).

Особым местом обитания является водная среда, которая характеризуется очень многими важными для жизнедеятельности показателями.

       Вода – самое распространенное вещество в биосфере. Протекание всех биохимических  процессов в клетках и нормальное функционирование организмов в целом возможны только при достаточном обеспечении их водой. Она является одновременно и климатическим и эдафическим (средообразующим) фактором, поскольку многим организмам, особенно растениям, вода требуется в определенном состоянии и в атмосфере, и в почве. В растениях вода присутствует в двух формах: свободной и связанной (в последнем случае ее водород химически связан в тканях растений).

       Об исключит важном биологическом значении воды свидетельствует тот факт, что тела жив организмов в основном состоят из воды. В растениях ее от 40 до 90%. В стволах деревьев содержится 50-55%, их листьях – 79-82%, листьях трав – 83-86%, плодах томатов и огурцов - 94-95%, в водорослях - 96-98%. Растения погибают при потере около 50% воды.

       Организм новорожденного состоит из воды приблизительно на 75%. В теле взрослого человека содержание воды достигает 63%. При этом стекловидное тело глаза содержит 99% воды, кровь – 92%, жировая ткань – 29, кости скелета – 22,  зубная эмаль – 0.2% воды. Зависимость человека от воды сказывается, прежде всего, в необходимости постоянно поддерживать и обновлять ее запасы в своем организме, потребляя в сутки не менее 2 – 3 л воды. Обезвоживание организма  на 10% уже опасно, а на 25 % уже смертельно для человека. Т. о., удовлетворение потребности в воде и борьба против ее возможности потерь составляет для сухопутных обитателей важнейшие экологические  задачи. Вся эволюция наземных организмов шла под знаком приспособления к добыванию и сохранению влаги. Вода для живого организма служит и «универсальным  растворителем»: именно в растворенном виде транспортируются питательные вещества, гормоны, выводятся вредные продукты обмена.

       Два абиотических фактора – температура и количество осадков (дождя и снега) – определяют размещение по земной поверхности основных наземных биомов – очень крупных экосистем (степь, тайга, тундра, пустыня). Режим температуры и осадков на некоторой территории в течение достаточно долгого периода времени и есть то, что называют климатом. Локальные условия наз. микроклиматом.

       Физические свойства воды – плотность, удельная теплоемкость, растворенные в ней соли и газы, водородный показатель рН, а также ее движение является для обитателей водной среды экологическими факторами их приспособления и выживания.

Природные ресурсы гидросферы (Сытник и др.,1987).

       

       Гидросфера – прерывистая водная оболочка Земли, включающая океаны, моря, озера, водохранилища, реки, подземные воды, почвенную влагу.

       Важнейшее свойство гидросферы – единство всех видов природных вод, которое проявляется в процессе круговорота воды в природе.

       Под водными ресурсами подразумевают пригодные для использования воды Земли: речные, озерные, морские, подземные, почвенные, воды искусственных водоемов,  лед горных и полярных ледников, водяные пары атмосферы, исключая связанную воду, входящую в состав минералов и живого вещества.

       Водный кадастр – свод сведений о водах региона или бассейна, содержащий  данные о реках, озерах, прудах, болотах, морях, ледниках, включающий также сведения о режиме, качестве и использовании вод и водопользователях. Состоит из 3 разделов:

1 – поверхностные воды;  2 – подземные воды; 3 – использование вод.

       Общее количество воды в гидросфере огромно - 1.7 млрд. км куб. 96% этого количества сосредоточено в Мировом океане, остальное составляют воды суши. Из всего количества пресной воды лишь 0.6-1.0% находится в жидком состоянии. 70% пресной  воды сосредоточено в ледниках, полярных снегах и айсбергах. Самые большие запасы воды сосредоточены в недрах Земли, однако много ее связано в минералах.  Воды на планете подраздел на 2 принципиально разные части: единовременные стационарные и возобновимые. Иначе вода могла бы очень быстро истратиться.

       Природные воды содержат растворимые соли, газы и органические вещества. Воды имеют различную минерализацию, в зависимости от происхождения и окружающих условий. По концентрации солей различают:

- пресные воды – с концентрацией солей до 1 г/кг (атмосферные осадки);

- солоноватые -  до 25 г/кг (реки, озера);

- соленые  - более 25 г/кг (моря, океаны). Средняя океаническая соленость = 35‰. В зависимости от величины речного стока и испарения колеблется в широких пределах.

Часто подземные воды более минерализованные.

       Ионный состав вод. Пресные воды содержат HCO3, Ca2+, Mg2+. C ростом минерализации увеличивается содержание SO4, Na, K (моря, океаны). Др. ионы содержатся в малых количествах.

Водные ресурсы суши

это пригодные для употребления пресные воды (с минерализацией менее 1г/л), заключенные в реках, озерах, ледниках, подземных горизонтах. Более 75% воды сконцентрировано в ледниках Антарктиды и Гренландии. Они рассматриваются как потенциальные водные ресурсы суши.

       Устойчивые ресурсы пресных вод увеличиваются за счет зарегулированного стока (искусственные водохранилища). Это позволяет регулировать паводковые воды и уменьшать вызываемый ими ущерб.

       Бывший СССР занимал 2-е место в мире после Бразилии по объему речного стока. Много водохранилищ. Крупных озер  - 16 тыс. Жители нашей страны  обеспечены водой лучше, чем во многих др. странах. Но 87 % всех запасов пресной воды приходится на малообжитые р-ны Сибири, Дальнего  Востока и Крайнего Севера, где проживает около 14-15% населения страны, и только 13% приходится на центральные и южные  районы, где сосредоточено 85% населения.

Хозяйственное водопользование.

       За последние 50 лет мировое водопотребление        увеличилось в четыре раза. В зависимости от экономических условий очередность в водопользовании устанавливается по следующей схеме:

1- питьевое водоснабжение;

2 - пищевая промышленность;

3 - хозяйственно-бытовое водоснабжение;

4 - отдых, туризм и спорт;

5 - нужды животноводства;

6 - разведение рыбы;

7 - неорошаемое и орошаемое земледелие;

8 - промышленное и теплоэнергетическое водоснабжение;

9 - гидроэнергетика;

10 - судоходство.

       Водопользование осуществляется без изъятия воды (судоходство, гидроэнергетика, рыбное хозяйство) и с изъятием воды из источника (водоснабжение и орошение).

       Требования к качеству воды соответствующие. Горнорудная и химическая  промышленность характеризуется высокой водоемкостью. Рекомендуется замкнутое или оборотное водоснабжение.

       Бытовое водопользование. Высокое качество воды для приготовления пищи. Очистка вод при подаче в систему, нормирование на человека. Очистка бытовых стоков.

       Промышленное водопотребление.  Рекомендуется оборотное водоснабжение, эффективное при замкнутом цикле, полностью исключающем сброс сточных вод.  Электростанции, производство ткани, выплавка чугуна. Нефтеперерабатывающие заводы.

       Сельскохозяйственное водопользование (орошение). Эффективность орошаемых земель в 5-6 раз выше, чем неорошаемых. Для орошения используется количество воды, составляющее более 6% суммарного годового стока рек земного шара и почти 18% устойчивого речного стока. По объему воды занимает первое место среди др. водопотребителей.

Прогноз  мирового водного баланса и водных ресурсов суши.

        В целом безвозвратное  потребление воды в мире составляет в общем небольшую долю ресурсов пресных вод. Самым неблагоприятным для современного круговорота вод суши является загрязнение значительной части речного стока - качественное истощение водных ресурсов. Наиболее емким потребителем водных ресурсов является орошаемое земледелие. Человечеству не угрожает водный кризис. Однако не следует относиться беспечно в таком жизненно важном деле, каким является проблема воды.

Истощение и восполнение подземных вод.

       Сокращение ресурсов подземных вод ведет к снижению их уровня и постепенному осушению водоносного горизонта.

1 - невосполнимые потери подземных вод при откачке их из шахт.

2 - неправильная эксплуатация ресурсов подземных вод при орошении ведет к истощению водоносных горизонтов.

3 - сбросовые “изливающиеся” скважины пресных и минеральных вод. Снижение уровня подземных вод приводит к уплотнению рыхлых пород, провалам и опусканию территории.  Деформируются сооружения.

       Эксплуатационные запасы подземных вод можно восполнять искусственно - магазинированием паводковых, ливневых, сточных, речных. Особенно важно искусственное восполнение в областях развития многолетнемерзлых пород, где зимой промерзают реки. Создаются временные подземные водохранилища, особенно в предрусловых таликах (летом), а зимой - эксплуатация.

Водные ресурсы Мирового океан (Сытник, с. 227).

       Термин Мировой океан введен в конце 18в фр исследователем-гидрографом Кларэ де Флорие, подразумевающим совокупность океанов.  Океаны и моря покрывают почти 71% поверхности Земли. Мировой океан - непреходящая ценность как источник и творец цепи биологических событий. Океан способствовал созданию живой материи на планете. Он обеспечивает ее дальнейшую жизнь благодаря своей роли регулятора температуры и производителя значительного количества кислорода. Он же - важнейшее звено геохимических циклов и круговоротов химических элементов. Мировой океан это не только вода, но и водные животные и растения, и его дно и берега. В Мировом океане сосредоточены огромные биологические и сырьевые ресурсы, освоение и рациональное  использование которых только начинается.