Всвоем развитии человечество прошло через многие этапы в использовании воды. Первоначально преобладало прямое использование воды - в качестве питья, для приготовления пищи, в бытовых хозяйственных целях. Постепенно возрастает значение рек и морей для развития водного транспорта. Возникновение многих центров цивилизации связано с наличием водных путей. Люди использовали водные пространства как пути сообщения, для ловли рыбы, добычи соли и других видов хозяйственной деятельности. В период расцвета судоходства наиболее экономически развитыми и богатыми были морские державы. И сегодня использование водных путей сообщения значительно сказывается на развитии мировой экономики. Так, морской транспорт перевозит в год 3-4 млрд. т грузов, или 4-5 % общего объема грузоперевозок, выполняя при этом свыше 30 трлн. т/км, или 70 % общего мирового грузооборота.

Отличительной чертой XX ст. явился быстрый рост водопотребления по самым различным направлениям. На первое место по объему потребления воды вышло сельскохозяйственное про­изводство. Для того чтобы обеспечить продуктами питания все возрастающее население Земли, необходимы затраты огромного количества воды в земледелии. Ресурсы влаги и тепла и их соотношение определяют естественную биологическую продуктивность в различных природно-климатических зонах мира. Для производства 1 кг растительной массы разные растения расходуют на транспирацию от 150-200 до 800-1000 м 3 воды; причем 1 га площади, занятой кукурузой, испаряет за вегетационный период 2-3 млн. л воды; для выращивания 1 т пшеницы, риса или хлопка необходимо 1500, 4000 и 10 000 т воды соответственно.

Площадь орошаемых земель на земном шаре достигает в настоящее время 220 млн. га. Они дают примерно половину сельскохозяйственной продукции мира, на таких землях размещается до 2/3 мировых посевов хлопчатника. В то же время на орошение 1 га посевов расходуется в течение года 12 -14 тыс. м 3 воды. Ежегодный расход воды достигает 2500 км 3 или более 6 % суммарного годового стока рек земного шара. По объему используемых вод орошаемое земледелие занимает первое место среди других водопотребителей.

Чрезвычайно велика потребность в воде для современного животноводства, содержания скота на фермах и животноводческих комплексах. Для производства 1 кг молока затрачивается 4 т, а 1 кг мяса - 25 т воды. Удельное использование воды на сельскохозяйственные и иные цели в различных странах мира (по данным 80-90-х годов XX ст.) приведено в табл. 7.2.

Растет потребление воды впромышленном, производстве. Невозможно указать другое вещество, которое бы находило столь разнообразное и широкое применение, как вода. Она является химическим реагентом, участвующим в производстве кислорода, водорода, щелочей, азотной кислоты, спиртов и многих Других важнейших химических продуктов. Вода - необходимый компонент в производстве строительных материалов: цемента, гипса, извести и т.п. Основная масса воды в промышленности используется для производства энергии и охлаждения. Значительное количество воды в обрабатывающей промышленности употребляется на растворение, смешивание, очищение и другие технологические процессы. Для выплавки 1 т чугуна и перевода его в сталь и прокат расходуется 50-150 м 3 воды, 1 т меди - 500 м 3 , 1 т синтетического каучука и химических волокон - от 2 до 5 тыс., м 3 воды.

Таблица 7.2

Использование воды на различные хозяйственные цели в отдельных странах мира (в % к общему водопотреблению)

* Включая использование воды в рыбном хозяйстве.

Подавляющее число производств приспособлено к использованию только пресных вод; новейшим отраслям промышленности (производству полупроводников, атомной техники и др.) необходима вода особой чистоты. Современные промышленные предприятия, тепловые электростанции расходуют огромные ресурсы воды, сопоставимые с годовым стоком крупных рек.

По мере роста народонаселения и городов увеличивается расход воды на коммунально-бытовые нужды. Физиологическая потребность человека в воде, которая вводится в организм с питьем и пищей, в зависимости от климатических условий составляет 9-10 л/сут. Значительно большее количество воды необходимо для санитарных и хозяйственно-бытовых нужд. Лишь при достаточном уровне водопотребления, которое обеспечивается централизованными системами водоснабжения, оказывается возможным удаление отбросов и нечистот при помощи сплавной канализации. Уровень хозяйственно-питьевого водопотребления колеблется в значительных размерах: от 30-50 л/сут. в зданиях с водопользованием из водоразборных колонок (без канализа­ции) до 275-400 л/сут. на одного жителя в зданиях с водопроводом, канализацией и системой централизованного горячего водоснабжения. Естественно, улучшение коммунально-бытовых условий жизни в городах и сельской местности влечет за собой рост потребления воды.

Теоретически водные ресурсы неисчерпаемы, так как при рациональном использовании они непрерывно возобновляются в процессе круговорота воды в природе. Еще в недалеком прошлом считалось, что воды на Земле так много, что, за исключением отдельных засушливых районов, людям не надо беспокоиться о том, что ее может не хватить. Однако потребление воды растет такими темпами, что человечество все чаще сталкивается с проблемой, как обеспечить будущие потребности в ней. В странах и регионах мира уже сегодня ощущается недостаток водных ресурсов, усиливающийся с каждым годом.

Рост промышленного и сельскохозяйственного производства, высокие темпы урбанизации способствовали расширению использования водных ресурсов Беларуси. Забор речных и подземных вод постоянно возрастал, достигнув своей максимальной величины, равной 2,9 км 3 в 1990 г. В результате спада производства начиная с 1992 г. отмечается уменьшение водопотребления в различных отраслях экономики. В 1999 г. оно составило 1 7 км 3 . Основным потребителем воды оказалось жилищно-коммунальное хозяйство - 46,0 % общего потребления; производственное (промышленное) водоснабжение - 31,5 %; сельскохозяйственное водоснабжение и орошение - 9,7 %; рыбное прудовое хозяйство - 12,8 % (использование водных ресурсов отражено в табл. 7.3). В региональном аспекте выделяется центральная часть Беларуси, где потребляется почти треть всего объема используемых вод, что в основном совпадает с экономическим потенциалом данного региона.

Таблица 7.3

Использование водных ресурсов в Республике Беларусь

Водное хозяйство формируется как отрасль народного хозяйства, занимающаяся изучением, учетом, планированием и прогнозированием комплексного использования водных ресурсов, охраной поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения, транспортировкой их к месту потребления. Основная задача водного хозяйства - обеспечение всех отраслей и видов хозяйственной деятельности водой в необходимом количестве и соответствующего качества.

По характеру использования водных ресурсов отрасли народного хозяйства делят на водопотребителей и водопользователей. При водо - потреблении вода изымается из ее источников (рек, водоемов, водоносных пластов) и используется в промышленности, сельском хозяйстве, для коммунально-бытовых нужд; она входит в состав выпускаемой продукции, подвергается загрязнению и испарению. Водопотребление с точки зрения использования водных ресурсов подразделяют на возвратное (возвращаемое к источнику) и безвозвратное (потери).

Водопользование связано обычно с процессами, когда используют не воду» как таковую, а ее энергию или водную среду. На такой основе развивается гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, система отдыха и спорта и др.

Отрасли народного хозяйства предъявляют к водным ресурсам разные требования, поэтому водохозяйственное строительство наиболее целесообразно решать комплексно, учитывая особенности каждой отрасли и те изменения в режиме подземных и поверхностных вод, которые возникают при строительстве гидротехнических сооружений и их эксплуатации и нарушают экологические системы. Комплексное использование водных ресурсов позволяет наиболее рационально удовлетворить потребности в воде каждой отрасли народного хозяйства, оптимально сочетать интересы всех водопотребителей и водопользователей, экономить средства на строительство водохозяйственных сооружений.

Гидросфера (водные ресурсы) играет решающую роль в социально-экономической сфере. Природопреобразующая хозяйственная деятельность в пределах бассейна оз. Байкал развита в прибрежной водоохранной зоне Байкала, в межгорных котловинах и долинах крупных рек, таких как Селенга, Уда, Хилок, Никой, Темнил, Джида, Баргузин, Верхняя Ангара, Тугнуй и др. Здесь получили развитие Байкальский, Слюдянский, Култукский, Ольхонский, Северобайкальский, Баргузинский промышленные узлы и Иркутский гидроузел.

Нижнеселенгинский промышленный узел занимает западную часть Кабанского района Бурятии и вытянут вдоль левобережья реки Селенги и южного побережья оз.Байкал от реки Снежная до устья реки Селенга. Здесь имеются 10 промышленных центров - поселки Селенгинск, Таловка, Каменск, Татаурово и участок железнодорожной транссибирской магистрали с крупными населенными пунктами (пп. Выдрино, Танхой, г.Бабушкин), а правобережье р.Селенги в этом районе население занято сельскохозяйственной деятельностью.

Байкальский промышленный узел в Иркутской области занимает территорию от впадения р.Утулика до устья р. Паньковки. На этом участке размещается семь промышленных предприятий со всеми службами жизнедеятельности и туристические базы. Здесь основным водопользователем является Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат (БЦБК), который создают основную экологическую проблему в Байкальском регионе (территория Иркутской обл.).

Слюдянский промышленный узел Иркутской области занимает прибрежную зону оз.Байкал от устья р.Толоя до устья р.Безымянная. Здесь промышленность представлена 15-ю предприятиями, из которых к более мощным относятся локомотивное депо, карьер «Перевал», ОАО «Байкал-Мрамор» и жилищно-коммунальное хозяйство. Этот промышленный узел в общем использует ежегодно в пределах 3500-4000 тыс. м3 воды (территория Иркутской обл.).

Култукский промышленный узел Иркутской области располагается на участке от впадения р.Ангасолка до устья р. Толоя. Промышленность включает в себя 7 объектов. По водопользованию можно выделить дистанцию водоснабжения и Култукский мясокомбинат. В целом промузел за последние годы в среднем использует 500-600 тыс.м3/год (территория Иркутской обл.).

Ольхонский район распространяется, включая о.Ольхон и прибрежную зону Ольхонского административного района Иркутской области, от устья р. Бугульдейка до мыса Рытый. Здесь отсутствуют промышленные предприятия. Из отчетности 2-ТП (водхоз), основными крупными водопользователями являются маслозавод в п. Хужир, Маломорский рыбзавод и другие - всего их 8 предприятий с ежегодным водопотреблением 250-400 тыс.м3/год.

Северобайкальский промузел охватывает часть территории Северобайкальского района Бурятии и вытянут в широком направлении вдоль трассы Байкало-Амурской магистрали (БАМ). В 1974 г. построен г. Северобайкальск и восточнее его крупные поселки: Новый Уоян, Ангоя, Янчукан. В целом Северобайкальский район стал огромной строительной площадкой БАМ, что привело к бурному росту населения в районе (от 6,5 до 80 тыс.человек). Проведены огромные работы по строительству жилья, железнодорожной магистрали, автотранспортного и коммунального хозяйства, которые в данный момент насчитывают более 10 крупных промышленных предприятий-водопользователей. Водопользование составляет 3700-4500 тыс.м3/год.

Баргузинский экономический район расположен на территории Баргузинского района Бурятии. Основные промышленные объекты приурочены по нижнему течению и устью р.Баргузин (п.Усть-Баргузин). В бассейне р. Баргузин расположены крупные населенные пункты и объекты, а также развито сельскохозяйственное производство. В Усть-Баргузине находятся такие объекты как рыбообрабатывающий комплекс, мясокомбинат, рыборазводный завод, хлебозавод, ежегодное водопользование которых составляет 2000-2500 тыс.м3.

Иркутский гидроузел на р. Ангара расположен в 65 км от ее истока и является первой ступенью каскада Ангарских ГЭС. Подпор плотины от Иркутского гидроузла распространяется до оз. Байкал, повышая его уровень примерно на один метр по сравнению с естественным. Водохранилище гидроузла состоит из двух частей: Ангарской и оз. Байкал. Полный объем Ангарской части водохранилища составляет 2,1 км3, из которых 0,45 км3 является полезным объемом и используется для суточного регулирования мощности. Иркутский гидроузел является гигантским водопользователем в бассейне оз. Байкал.

Количество водопользователей - 105, из них 40 относятся к Иркутской области. Все предприятия и организации, зарегистрированные как водопользователи, подразделены на 3 отрасли хозяйственной деятельности: жилищно-коммунальную, сельскохозяйственную и промышленную, которые включают в себя все другие отрасли промышленности, транспорта и сферы услуг. Основной водопользователь - Байкальский ЦКК и город Байкальск. Комбинат занимает до 92% водозабора и 99% сброса сточных вод прибрежных промузлов Иркутской области.

Бассейн р.Баргузина (площадь 211,0 км2). На его территории размещаются два административных района Республики Бурятия - Курумканский, Баргузинский. Экономика имеет аграрное направление, включает 7 колхозов, 6 совхозов, 2 крестьянских хозяйства, рыбное хозяйство, лесопромышленность, автотранспортное и коммунальное хозяйство, ДРСУ, пищекомбинат. Количество водопользователей - 61. Имеются оросительные системы: в Курумканском районе - 4, в Баргузинском - 10.

Общее население бассейна р.Баргузин - около 44900 человек, населенных пунктов - 63. Их территория подразделяется на 17 сельских советов.

Основу водопользования представляет сельскохозяйственное водоснабжение - 84,9%: на орошение ежегодно используется 14,39 млн.м3, на другие нужды отводится ежегодно до 2 млн.м3, что составляет 12,5% от общего отвода воды в аграрный сектор.

Бассейн р. Уды (34800 км2) охватывает территории Заиграевского, Хоринского, Кижингинского, 1/3 часть Еравнинского районов и восточная часть г.Улан-Удэ. Основными притоками р.Уда являются реки Илька, Худан, Она, Курба.

Здесь расположены 104 населенных пункта (не считая г.Улан-Удэ), из них 8 рабочих поселка; которые объединяются 27 сельскими соммонными советами. Число проживающих - около 105200 чел. Количество предприятий сельскохозяйственного производства - 50, жилищно-коммунального и бытового обслуживания - 16 единиц, 72 промышленного объекта и предприятий несельскохозяйственного производства.

Основные водопотребители - аграрный сектор (доля 75,3%), промышленность и другие отрасли с долей 17,1%, из этой доли, сбрасываются как сточные воды, в пределах 17%. Жилищно-коммунальному хозяйству отводится от общего забора - 8,5%, из них ежегодно подвергаются сбросу 16,6%.

Селенгинский бассейн включает в себя территории 6 административных районов Республики Бурятия, исключая бассейны притоков - р.Уды, Джиды, Хилка, Чикоя, которые будут рассмотрены в отдельности, Прибайкальский, Кабанский, Иволгинский, Тарбагатайский, Селенгинский, Кяхтинский и г. Улан-Удэ.

• - территория (в границах Российской Федерации) простирается от государственной границы с Монголией до прибрежной полосы оз. Байкал, включая южную сторону хребта Хамар-Дабан - по левой стороне, а по правой стороне - граничит с бассейнами притоков - рек Чикоя, Хилка и Уды, при повороте р. Селенги на север правая сторона прихватывает водосборную площадь речки Итанцы;
• - площадь бассейна - 26776 км2, здесь проживает около 279600 человек в 129 населенных пунктах, которые объединяются в 47 сельских и поселковых советах; насчитывается 11 рабочих поселков и 3 города (Улан-Удэ, Кяхта, Гусиноозерск);
• - около 250 предприятий пользуются водными ресурсами Селенгинского бассейна, из них 143 являются промышленными и другими объектами несельскохозяйственной отрасли, жилищно-коммунальное хозяйство представлено 44 водопользователями, сельское хозяйство - 62.
• - бассейн несет основную промышленную нагрузку, т.к. в его пределах размещены крупные промышленные объекты: Гусиноозерская ГРЭС, Улан-Удэнские ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2, Холбольджинский угольный разрез, промобъекты г.Улан-Удэ, Селенгинский ЦКК, Тимлюйский АЦЗ и другие заводы.

Основные водопотребители - промышленность и другие несельскохозяйственные отрасли, у них среднегодовое водопотребление составляет 473,25 млн.м3 (77,7% от общего водозабора). На жилищно-коммунальное хозяйство приходится 10,7% и на сельскохозяйственное водоотведение - 56,21 млн.м3 (9,2% от общего водозабора).

Бассейн р. Джиды занимает площадь равную 23500 км3 и характеризуется наиболее развитой гидрографической сетью. Территория бассейна охватывает Закаменский и Джидинский районы республики, располагающих 353170 га сельхозугодий, из них орошаемых земель - 14,042, земли несельскохозяйственного использования - 7685 и лесного фонда - 1257350 га. Гражданам принадлежат 11316 и крестьянским хозяйствам - 4620 га земли, администрациям - 62430 га, из них городских (поселковых) - 14990 и сельских -47440 га земли.

Населенных пунктов - 61 населенном пункте, из них 1 город, 3 рабочих поселка. Хозяйственную деятельность осуществляют 64 организации и предприятия, которые зарегистрированы как водопользователи, которые подразделяются следующим образом: промышленность и другие отрасли - 17, коммунально-жилищное хозяйство - 3, сельскохозяйственного направления - 44.

Основу водопользования составляет орошение - 41,1%. Промышленность и жилищно-коммунальное хозяйство используют примерно одинаковое количество воды -- 4,6 и 4,4 млн.м3, соответственно (22,6%).

Сельскохозяйственное производство не имеет сточных вод. Стоки от промышленных объектов - 1,64 млн.м3, от жилкомхозов - 1,29 млн.м3.

Объем использования воды в Джидинском бассейне ежегодно сокращается.

Бассейн р.Хилок расположен южнее Удинского бассейна, начиная с реки Селенги, он узкой полосой направляется к востоку до бассейна р. Витима. По северной стороне обрамляется хребтами Цаган-Дабан и Цаган-Хуртэй. На нижнем течении р. Хилок отделяется от притока Тугнуй Заганским хребтом. Южным водоразделом служат Малханский и Яблоновый хребты. Площадь бассейна составляет 38500 км2, из них 10850 км2 относятся к Республике Бурятия, 27650 - к Читинской области.

На территории бассейна - 5 административных районов, из них 2 (Мухоршибирский и Бичурский) относятся к Республике Бурятия, 3 (Петровск-Забайкальский, Хилокский и часть Читинского) - к Читинской области. Численность населения - 157700 человек, из них в Республике Бурятия проживает 55400 чел. и в Читинской области - 102400 чел.

В рассматриваемом бассейне расположено 429580 га сельхозугодий, из них на долю пашни приходится 282820 га. За 90-е годы сокращение сельхозугодий составило 510370 га, т.е. площадь уменьшилась в 2,2 раза.

Наиболее крупные промышленные объекты - Тугнуйский и Окино-Ключевской угольные разрезы, Петровск-Забайкальский сталелитейный завод. Основную нагрузку жилищно-коммунального хозяйства несут ПУЖКХ г.Петровск-Забайкальска, крупные рабочие поселки - Бичура, Мухоршибирь, Хилок.

Основное водопотребление - система орошения, куда направляется 69% отвода воды.

Бассейн р. Чикоя расположен в самой юго-восточной части Байкальского региона (на территории Российской Федерации), граничит на юге с бассейном реки Орхон (Монголия). Приустьевой участок отделен хребтами Цаган-Дабан и Заганский от бассейна р.Хилок. Далее, обрамляясь Малханским хребтом с северной стороны, бассейн прослеживается параллельно с Хилокским бассейном, ограничиваясь с юго-восточной стороны Окинским хребтом. Площадь водосбора бассейна Чикоя составляет 46800 км2, из них 10850 км2 принадлежит Кяхтинскому административному району Республики Бурятия и 36000 км2 Красно-Чикойскому району Читинской области.

Население бассейна р. Чикоя насчитывает 45000 человек, которые проживают в 57 населенных пунктах и имеют во владении 187380 га сельхозугодий, из них пашня - 66660 га (по данным 1997 г.), а в 1990 г. они составляли 443020 га. За девяностые годы произошло сокращение сельскохозяйственных угодий на 255640 га, т.е. их площадь уменьшилась в 2,4 раза. На территории бассейна зарегистрировано 54 водопользователя, из них в сельском хозяйстве - 43, промышленным - 7 и жилищно-коммунальным хозяйством - 4. Сельхозводоснабжение (орошение) составляет основу водопотребления, доля которого составляет 87,1%. Промышленность и другие отрасли в сумме используют в среднем 0,61 млн.куб.м или 7%, жилкомхоз - 0,16млн.м3-1,8%.

Динамика водопользования показывает, что его объем падает с начала 80-х годов. Максимум отмечен в 1985 г. на уровне 14,8 млн.м3, а минимум - в 1997 г., когда водопотребление составило 3,05 млн.м3.

Итоговая картина водопользования в целом по Байкальскому региону выглядит следующим образом: среднегодовое водопотребление составило 890,8 млн.м3, сброс сточных вод - 634,0 млн.м3, что равно 71,2% от общего водозабора; среднегодовое использование воды в промышленности и других несельскохозяйственных отраслях - 605,8 млн.м3, из них 91,9% подвергается обратному сбросу; доля использования воды в коммунально-жилищном хозяйстве составила 9,6% от общего, из которой ежегодно в среднем возвращается в сточных водах 60,26 млн.м3, что соответствует 70,3%, отведенных на коммунальные нужды; сельскохозяйственное ежегодное водоотведение находится в пределах 167,5 млн.м3, из которых 82,2% используются на орошение сельхозугодий.

Большая часть водопользования в регионе базируется на реках бассейна реки Селенги, где среднегодовой объем водозабора занимает 68,4% от регионального водозабора. Немалая доля приходится на водопользование в прибрежной полосе оз. Байкал, где объем равен 15,0%. Степень участия Удинского бассейна составляет 7,2%, Хилокского - 3,5%, Баргузинского - 2,5%, Джидинского - 2,2% и Чикойского бассейна - 1,2%.

Динамика водопользования Байкальского региона аналогична динамике Селенгинского бассейна. Синхронность и диапазон колебания во времени одинаковы.

Выводы:

• 1. Объем водопотребления в Байкальском регионе с 90-х годов значительно сократился, особенно, в сельском хозяйстве.
• 2. Основу водопотребления региона составляет Селенгинский бассейн, так как на его территории сосредоточен практически весь промышленный комплекс бассейна оз.Байкала.
• 3. Среди промышленных объектов-водопользователей Гусиноозерская ГРЭС является основным водопотребителем, где среднегодовой объем составляет в пределах 450-470 млн.куб.м.

Человечество потребляет огромное количество пресной воды. Наиболее водоемкие отрасли промышленности: горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит 70 % всей воды, используемой в промышленности. Но все же главный потребитель пресной воды – сельское хозяйство, забирающее 60–80 % пресной воды, используемой человеком.

Вода – необходимый компонент жизнедеятельности человека. Как человек использует воду?

Вода – универсальный растворитель, все биохимические и обменные реакции в живом организме протекают с ее участием.

1. В сутки человек должен выпивать от 0,5 до 2 л воды.

2. Вода необходима для поддержания гигиены тела, жилища, улицы.

3. В теплоцентралях городов и поселков циркулирует вода.

4. Минеральные воды употребляют внутрь и для ванн, используя их целебные свойства.

5. Горячая вода термальных источников идет для обогрева жилья, парников, теплиц, выработки электроэнергии.

Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий все более усложняют проблему обеспечения водой. Потребности в воде огромны, и расходы ее с каждым годом возрастают. Так, если на бытовые нужды в домах без канализации человек потребляет в сутки около 50 л воды, то в современных зданиях расход воды на 1 человека в день составляет 200–500 л.

Большая часть воды после ее использования в хозяйственных нуждах возвращается в реки в виде сточных вод. Дефицит пресной воды уже сейчас становится проблемой, недостаток воды уже ощущают такие страны, как ФРГ, Франция, Англия, Бельгия и другие (всего более 50 стран). Некоторые африканские страны импортируют пресную воду в виде айсбергов.

Источники пополнения питьевой воды. Открытые водоемы – реки, озера, родники. Для получения питьевой воды из этих источников требуется дополнительная очистка.

Атмосферные осадки – почти дистиллированная вода, в которой нет необходимых микроэлементов. Кроме того, при прохождении над населенными пунктами осадки загрязняются пылью, грязью, газами, различными микроорганизмами. В результате для питья такая вода не годится.

Артезианские воды, образующиеся из подземных вод, – как правило, это чистая вода, но отличающаяся повышенной жесткостью. Даже артезианская вода может быть загрязнена через трещины в земных породах, заброшенные шахты и т. д.

Человека волнует проблема качества воды, которую он употребляет, так как это одна из составляющих экологического здоровья населения. Основные «средовые» болезни идут от загрязнения атмосферы и воды. Через воду могут передаваться возбудители инфекционных заболеваний (брюшного тифа, холеры, дизентерии, туляремии). Вода также может быть источником заражения гельминтами и малярией. Если в какой-то местности в воде не хватает йода, то жители местности страдают эндемическим зобом. Избыток фтора в воде вызывает эндемический флуороз, т. е. зубы и кости человека становятся хрупкими, поражается костно-связочный аппарат, а недостаток фтора увеличивает поражаемость зубов кариесом, в основном у детей.

Загрязнение морских вод. Качество используемой человеком воды резко снизилось из-за сбросов химических предприятий, бытовых отбросов и других загрязнителей в пресные и морские воды. В результате поступления в воды морей и Мирового океана значительного количества ядовитых и антропогенных отходов уменьшаются самоочистительные свойства морских вод, снижается их биологическая продуктивность. Различают три вида загрязнения морских вод: химическое, загрязнение бытовыми отбросами, радиоактивное.

Химические загрязнители – это в основном нефть и нефтепродукты, попавшие в море в результате бурения скважин или аварий танкеров.

Загрязнение бытовыми отбросами приводит к возникновению инфекционных заболеваний у купальщиков, изменению водной флоры и фауны.

Радиоактивное загрязнение – это такое загрязнение, при котором концентрация радионуклидов, накапливаемая планктонными организмами, в несколько раз превышает радиоактивность воды; источники загрязнений: отходы атомных подводных лодок, заводы для очистки урановой руды, атомные электростанции.

Загрязнение внутренних водоемов. Вследствие бурного развития промышленности исчезают полноводные реки, озера, резко меняется их солевой состав. Так, воду Рейна нельзя использовать для питья, этой водой опасно даже чистить зубы, так как концерны Германии и Франции сбрасывают туда неочищенные отходы. В сточную канаву превращена река Везер, насыщены отравляющими веществами воды Эльбы. В Англии загрязнены почти все реки. Ни одна из рек Москвы не соответствует санитарным нормам.

Вредными загрязнителями внутренних вод являются фенол и его производные, а также поверхностно-активные вещества, содержащиеся в современных моющих средствах. Вызывает серьезное беспокойство загрязнение водоемов пестицидами и минеральными удобрениями, поступающими с полей с дождевыми и талыми водами.

Пути охраны водных ресурсов – внедрение новых технологических процессов, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где сточные воды не сбрасываются, а используются многократно.

В настоящее время очистка сточных вод проводится механическими, химическими и биологическими методами.

При механическом методе используют систему отстойников и разного рода ловушек (сита, решетки, песколовки, жироловки и т. д.).

При химическом методе в сточные воды добавляют реагенты, образующие с загрязнителями нерастворимый осадок.

При биологическом методе для минерализации органических загрязнителей используют аэробные (т. е. протекающие в кислородной среде) биологические процессы, осуществляемые микроорганизмами. Так, на сахарных заводах сточные воды очищают с помощью одноклеточной зеленой водоросли хлореллы. Создаются специально подготовленные участки – поля орошения, биологические фильтры. Этот метод дает наилучший результат.

На земледельческих полях орошения загрязненная вода фильтруется через почву, при этом накапливается значительное количество ценных органических удобрений.

Вода – главная составная часть гидросферы, основной средообразующий компонент, неотъемлемая часть живого вещества. Несмотря на большие запасы пресных вод на Земле, дефицит их для человека и многих экосистем реален. Истощая и загрязняя воды, человек не только лишает себя данного ресурса, но и разрушает среды жизни многих организмов, нарушает свойственные им связи.

1. Приведите примеры особенностей водной среды обитания и характерные черты обитателей.

2. Обоснуйте, чем опасно для живых организмов загрязнение водной среды обитания, приведите примеры.

3. Поясните, какое значение в жизни любого организма имеет вода, ответ подтвердите примерами.

4. Докажите, что вода служит наиболее жестким ограничивающим фактором.

5. Прокомментируйте, является ли вода неисчерпаемым ресурсом.

6. Назовите, где сосредоточены запасы доступной и недоступной пресной воды.

7. Охарактеризуйте круговорот воды в природе.

Вода. Антропогенное воздействие на гидросферу.

Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой.

Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км3. При этом 70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве.

Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная металлургия. Развитие энергетики также приводит к резкому увеличению потребности в воде. Значительное кол-во воды расходуется для потребностей отрасли животноводства, а также на бытовые потребности населения. Большая часть воды после ее использования для хозяйственно-бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод.

Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.

На современном этапе определяются такие направления рационального использования водных ресурсов: более полное использование и расширенное воспроизводство ресурсов пресных вод; разработка новых технологических процессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимуму потребление свежей воды. Теме рационального водопользования и посвящена моя работа. В ней будут рассмотрены основные проблемы рационального использования водных ресурсов, проблемы загрязнения и методы очистки водных ресурсов.

1. Водные ресурсы и их использование.

Основой водных ресурсов России является речной сток, составляющий в среднем по водности года 4262 км3, из которых около 90% приходится на бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов. На бассейны Каспийского и Азовского морей, где проживает свыше 80% населения России и сосредоточен ее основной промышленный и сельскохозяйственный потенциал, приходится менее 8% общего объема речного стока.

В настоящее время обеспеченность водой в расчете на одного человека в сутки в различных странах мира разная. В ряде стран с развитой экономикой назрела угроза недостатка воды. Дефицит пресной воды на земле растет в геометрической прогрессии. Однако существуют перспективные источники пресной воды - айсберги, рожденные ледниками Антарктиды и Гренландии.

Без воды не может жить человек. Вода - один из важнейших факторов, определяющих размещение производительных сил, а очень часто и средство производства. Увеличение расходования воды промышленностью связано не только с ее быстрым развитием, но и с увеличением расхода воды на единицу продукции. Например, на производство 1 т хлопчатобумажной ткани фабрики расходуют 250 м3 воды. Много воды требуется химической промышленности. Так, на производство 1 т аммиака затрачивается около 1000 м3 воды.

Современные крупные теплоэлектростанции потребляют огромное количество воды. Только одна станция мощностью 300 тыс. кВт расходует до 120 м3/с, или более 300 млн. м3 в год. Валовое потребление воды для этих станций в перспективе возрастет примерно в 9-10 раз. Авакян А.Б., Широков В.М.: Рациональное использование водных ресурсов: Учебник для геогр., биол. и строит. спец. вузов -- Екатеринбург, изд-во «Виктор», 1994. -- 320 с.

Одним из наиболее значительных водопотребителей является сельское хозяйство. В системе водного хозяйства это самый крупный водопотребитель. На выращивание 1 т пшеницы требуется за вегетационный период 1500 м3 воды, 1 т риса - более 7000 м3. Высокая продуктивность орошаемых земель стимулировала резкое увеличение из площади во всем мире - она сейчас равна 200 млн. га. Составляя около 1/6 всей площади посевов, орошаемые земли дают примерно половину сельскохозяйственной продукции.

Особое место в использовании водных ресурсов занимает водопотребление для нужд населения. На хозяйственно-питьевые цели в нашей стране приходится около 10% водопотребления. При этом обязательными являются бесперебойность водоснабжения, а также строгое соблюдение научно обоснованных санитарно-гигиенических нормативов.

Использование воды для хозяйственных целей - одно из звеньев круговорота воды в природе. Но антропогенное звено круговорота отличается от естественного тем, что в процессе испарения часть использованной человеком воды возвращается в атмосферу опресненной. Другая часть (составляющая, например, при водоснабжении городов и большинства промышленных предприятий 90%) сбрасывается в водоемы в виде сточных вод, загрязненных отходами производства.

По данным Государственного водного кадастра, суммарный забор воды из природных водных объектов в 1995 г. составил 96,9 км3. В том числе для нужд народного хозяйства было использовано свыше 70 км3, в том числе на:

промышленное водоснабжение - 46 км3;

орошение - 13,1 км3;

сельскохозяйственное водоснабжение - 3,9 км3;

прочие нужды - 7,5 км3.

Потребности промышленности на 23% удовлетворялись за счет забора воды из природных водных объектов и на 77% - системой оборотного и повторно-последовательного водоснабжения.

Большое значение имеет удовлетворение потребностей населения в питьевой воде в местах его проживания через централизованные или нецентрализованные системы питьевого водоснабжения.

В РФ централизованные системы водоснабжения функционируют в 1052 городах (99% общего числа городов) и 1785 поселках городского типа (81%). Однако во многих городах ощущается недостаток мощностей водопровода. В целом по России дефицит мощностей водопровода превышает 10 млн. м3/сут, или 10% установленной мощности.

Источниками централизованного водоснабжения служат поверхностные воды, доля которых в общем объеме водозабора составляет 68%, и подземные воды - 32%.

Практически все поверхностные источники водоснабжения в последние годы подвергаются воздействию вредных антропогенных загрязнений, особенно такие реки, как Волга, Дон, Северная Двина, Уфа, Тобол, Томь и другие реки Сибири и Дальнего Востока. 70% поверхностных вод и 30% подземных потеряли питьевое значение и перешли в категории загрязненности - «условно чистая» и «грязная». Практически 70% населения РФ употребляют воду, не соответствующую ГОСТу «Вода питьевая».

За последние 10 лет объемы финансирования водохозяйственной деятельности в России сокращены в 11 раз. В результате этого ухудшились условия водообеспечения населения.

Нарастают процессы деградации поверхностных водных объектов за счет сбросов в них загрязненных сточных вод предприятиями и объектами жилищно-коммунального хозяйства, нефтехимической, нефтяной, газовой, угольной, мясной, лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промыш-ленности, а также черной и цветной металлургии, сбора коллекторно-дренажных вод с орошаемых земель, загрязненных ядохимикатами и пестицидами.

Продолжается истощение водных ресурсов рек под влиянием хозяйственной деятельности. Практически исчерпаны возможности безвозвратного водоотбора в бассейнах рек Кубань, Дон, Терек, Урал, Исеть, Миасс и ряда других.

Неблагополучным является состояние малых рек, особенно в зонах крупных промышленных центров. Значительный ущерб малым рекам наносится в сельской местности из-за нарушения особого режима хозяйственной деятельности в водоохранных зонах и прибрежных защитных полосах, приводит к загрязнению рек, а также смыву почвы в результате водной эрозии.

Возрастает загрязнения подземных вод, используемых для водоснабжения. В РФ выявлено около 1200 очагов загрязнения подземных вод, из которых 86% расположены в европейской части. Ухудшение качества воды отмечено в 76 городах и поселках, на 175 водозаборах. Многие подземные источники, особенно обеспечивающие крупные города Центрального, Центрально-Ченоземного, Северо-Кавказского и других районов, сильно истощены, о чем свидетельствует снижение санитарного уровня воды, местами достигающее десятков метров.

Суммарный расход загрязненных вод на водозаборах составляет 5-6% от общего количества подземных вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

На территории России обнаружено около 500 участков, где подземные воды загрязнены сульфатами, хлоридами, соединениями азота, меди, цинка, свинца, кадмия, ртути, уровни содержания которых в десятки раз превышают ПДК.

Из-за повышенного загрязнения водоисточников традиционно применяемые технологии обработки воды в большинстве случаев недостаточно эффективны. На эффективность водоподготовки отрицательно влияет дефицит реагентов и низкий уровень оснащенности водопроводных станций, автоматикой и приборами контроля. Положение усугубляется тем, что 40% внутренних поверхностей трубопроводов поражены коррозией, покрыты ржавчиной, следовательно, при транспортировке качество воды дополнительно ухудшается.

Государственный контроль и надзор в области питьевого водоснабжения проводится органами и учреждениями государственной санитарно-эпидемиологической службы во взаимодействии с органами государственного экологического контроля и государственными органами управления использования и охраны водного фонда. Учет количества потребляемой воды из централизованных систем питьевого водоснабжения осуществляется органами жилищно-коммунального хозяйства.

Программы развития питьевого водоснабжения входят неотъемлемой частью в планы социально-экономического развития территорий. Проектирование, строительство и реконструкция централизованных и нецентрализованных систем питьевого водоснабжения осуществляется с расчетными показателями генеральных планов развития территорий, строительными нормами и правилами, государственными стандартами, санитарными правилами и нормами. При этом в обязательном порядке учитываются требования обеспечения надежности указанных систем при воздействии на них дестабилизирующих факторов природного (оползни, подтопления, истощение водоносного горизонта и др.) и техногенного происхождения.

Вода является наиболее распространенным веществом на нашей планете: хотя и в разных количествах, она доступна повсеместно, и играет жизненно важную роль для окружающей среды, и живых организмов. Наибольшее значение имеет пресная вода, без которой человеческое существование невозможно, и заменить ее ничем нельзя. Люди всегда потребляли свежую воду и использовали ее в различных целях, включая бытовое, сельскохозяйственное, промышленное и рекреационное использование.

Запасы воды на Земле

Вода существует в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Она образует океаны, моря, озера, реки и подземные воды, находящиеся в верхнем слое коры, и почвенного покрова Земли. В твердом состоянии, она существует в виде снега и льда в полярных, и горных районах. Определенное количество воды содержится в воздухе в виде водяного пара. Огромные объемы воды находятся в составе различных минералов земной коры.

Выявить точное количество запасов воды во всем мире довольно сложно, поскольку вода динамичная и находится в постоянном движении, изменяя свое состояние от жидкого до твердого и газообразного, и наоборот. Как правило, общее количество водных ресурсов мира оценивается как совокупность всех вод гидросферы. Это вся свободная вода, существующая во всех трех агрегатных состояниях в атмосфере, на поверхности Земли и в земной коре до глубины 2000 метров.

Текущие оценки показали, что на нашей планете содержится огромное количество воды - около 1386000000 кубических километров (1,386 млрд. км³). Однако 97,5% этого объема - соленая вода и только 2,5% - пресная. Большая часть пресной воды (68,7%) находится в виде льдов и постоянных снежных покровов в Антарктике, Арктики, и горных районах. Далее, 29,9% существует как грунтовые воды, и только 0,26% от общего количества пресной воды на Земле сосредоточено в озерах, водохранилищах и речных системах, где они наиболее легко доступны для наших экономических потребностей.

Эти показатели были рассчитаны за длительный промежуток времени, однако если принимать во внимание более короткие периоды (один год, несколько сезонов или месяцев), количество воды в гидросфере может изменяться. Это связано с обменом воды между океанами, землей и атмосферой. Этот обмен, как правило, называется , или глобальным гидрологическим циклом.

Ресурсы пресной воды

Пресная вода содержит минимальное количество солей (не более 0,1%) и подходит для человеческих потребностей. Однако, не все ресурсы доступны для людей, а даже те, которые доступны не всегда пригодны для использования. Рассмотрим источники пресной воды:

• Ледники и снежные покровы занимают около 1/10 суши в мире и содержат около 70% запасов пресной воды. К сожалению, большая часть этих ресурсов расположена вдали от населенных пунктов, поэтому является трудно доступной.
• Подземные воды на сегодняшний день являются наиболее распространенным и доступным источником пресной воды.
• Пресноводные озёра в основном расположены на больших высотах. В Канаде находится около 50% пресноводных озёр мира. Многие озёра, особенно, которые находятся в засушливых районах, становятся солеными за счет испарений. Каспийское море, Мертвое море, и Большое Солёное озеро являются одними из крупнейших в мире соленых озёр.
• Реки образуют гидрологическую мозаику. На Земле насчитывается 263 международных речных бассейна, которые охватывают более 45% суши нашей планеты (исключение - Антарктика).

Объекты водных ресурсов

Основными объектами водных ресурсов являются:

• океаны и моря;
• озёра, пруды и водохранилища;
• болота;
• реки, каналы и ручьи;
• влажность почв;
• подземные воды (почвенные, грунтовые, межпластовые, артезианские, минеральные);
• ледяные шапки и ледники;
• атмосферные осадки (дождь, снег, роса, град и т.п.).

Проблемы использования водных ресурсов

В течение многих сотен лет воздействие человека на водные ресурсы было незначительным и носило исключительно локальный характер. Великолепные свойства воды - ее возобновление благодаря круговороту и возможность очищаться - делают пресную воду относительно очищенной и обладающей количественными и качественными характеристиками, которые будут неизменными в течение длительного времени.

Однако, эти особенности воды породили иллюзию неизменности и неисчерпаемости данных ресурсов. Исходя из этих предубеждений возникла традиция небрежного использования чрезвычайно важных водных ресурсов.

Ситуация сильно изменилась за последние десятилетия. Во многих частях мира были обнаружены результаты долгосрочных и неправильных действий по отношению к столь ценному ресурсу. Это касается как прямого использования воды, так и косвенного.

Во всем мире в течение 25-30 лет наблюдается массовое антропогенное изменение в гидрологическом цикле рек и озер, влияющих на качество воды и их потенциал в качестве природного ресурса.

Объем водных ресурсов, их пространственное и временное распределение, определяются не только естественными колебаниями климата, как ранее, но теперь также по видам экономической деятельности людей. Многие части мировых водных ресурсов становятся настолько истощенными и сильно загрязненными, что они уже не в состоянии удовлетворить постоянно растущие потребности. Это может
стать основным фактором, препятствующим экономическому развитию и росту численности населения.

Загрязнение водных ресурсов

Основными причинами загрязнения водных ресурсов являются:

• Сточные воды;

Бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды приводят к загрязнению многих рек и озёр.

• Захоронение отходов в морях и океанах;

Захоронение мусора в морях и океанах может вызвать огромные проблемы, ведь оно отрицательно сказывается на живых организмах, которые обитают в водах.

• Промышленность;

Промышленность - это огромный источник загрязнений вод, который производит вещества, вредные для людей и окружающей среды.

• Радиоактивные вещества;

Радиоактивное загрязнение, при котором в воде находится высокая концентрация радиации, является самым опасным загрязнением и может распространяться в океанические воды.

• Разлив нефти;

Разлив нефти несет угрозы не только водным ресурсам, но и поселениям людей, расположенным вблизи загрязненного источника, а также всем биологическим ресурсам, для кого вода является средой обитания или жизненно важной необходимостью.

• Утечки нефти и нефтепродуктов из подземных хранилищ;

Большое количество нефти и нефтепродуктов хранятся в резервуарах, изготовленных из стали, которая со временем подвергается коррозии, что в следствии создает утечки вредных веществ в окружающую почву и грунтовые воды.

• Атмосферные осадки;

Атмосферные осадки, такие как кислотные осадки, образовываются при загрязнении воздуха и изменяют кислотность воды.

• Глобальное потепление;

Повышение температуры воды вызывает гибель многих живых организмов и разрушает большое количество мест обитания.

• Эвтрофикация.

Эвтрофикация - процесс снижения качественных характеристик воды, связанный с чрезмерным обогащением питательными веществами.

Рациональное использование и охрана водных ресурсов

Водные ресурсы предусматривают рациональное использование и охрану, начиная от частных лиц до предприятий и государств. Существует много способов, благодаря которым мы можем уменьшить наше воздействие на водную среду. Вот некоторые из них:

Экономия воды

Такие факторы, как изменение климата, рост численности населения и увеличение засушливости усиливают давление на наши водные ресурсы. Лучшим способом сохранить воду является сокращения потребления и избежание роста сточных вод.

На бытовом уровне, есть много способов для экономии воды, такие как: более короткий душ, установка водосберегающих приборов, стиральные машины с низким расходом воды. Другой подход заключается в высаживании садов, которые не требуют большого количества воды.

Главная » Методики обучения » Использование водных ресурсов в хозяйственной деятельности. Водные ресурсы и человек