ГЛАВА 3. РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

 

Водные запасы на Земле огромны, они образуют гидросферу - одну из мощных сфер нашей планеты. Вода находится также в литосфере и атмосфере. Гидросфера объединяет Мировой океан,' моря, реки и озера, болота, пруды, водохранилища, полярные льды и горные ледники, подземные воды, почвенную влагу и пары атмосферы. Водные ресурсы слагаются из статических (вековых)1 запасов и возобновляемых ресурсов.

Природная вода и ее распространение

Вода - химическое соединение водорода и кислорода (Н20) -, жидкость без запаха, вкуса, цвета (в толстых слоях голубоватая); плотностью 1,000 г/см3 при температуре 3,98 °С. При 0 °С вода пре­вращается в лед, при 100°С - в пар. Молекулярная масса воды 18,0153. По В.И. Вернадскому, химический состав воды может быть представлен формулой Н2„0„ со значением п, равным 1-6. Не все молекулы воды одинаковы: наряду с обычными молекулами, име­ющими массу 18, присутствуют молекулы с молекулярной массой 19, 20, 21 и даже 22.

Вода - уникальное вещество по своим физическим и химическим свойствам. Полярность молекул и наличие между ними «водород­ных» связей определяет уникальные свойства воды. Наибольшая • плотность воды при температуре 3,98°С, при дальнейшее охлаж­дении вода переходит в лед, что сопровождается уменьшением ее плотности. Уменьшение объема вместо расширения происходит при плавлении (таянии) льда. Летучесть воды небольшая. У нее очень высокие теплота плавления и удельная теплоемкость: при плавлении льда теплоемкость увеличивается более чем вдвое. Теп­лоемкость воды с повышением температуры до 27 °С уменьшает­ся, а затем вновь начинает возрастать. Вязкость воды (при темпе­ратуре от 0 до 30°С) уменьшается с повышением давления.

Вода - наиболее распространенное на Земле вещество. В приро­де она находится в трех фазах: газообразной (пары воды), жидкой и твердой. Различают воду атмосферную, поверхностную (гидро­сфера) и подземную.

Вода встречается в парообразном состоянии в воздушной оболоч­ке, окружающей Землю, в капельно-жидком - в облаках, туманах и в виде дождя, твердом - в виде снега, града н кристалликов льда в высоких облаках.

В жидком состоянии вода составляет гидросферу, наполняя океаны, моря, озёра, реки, болота, пруды и водохрани­лища. В твердом состоянии, в виде льда н снега она находится у полюсов планеты, на горных вершинах, зимой покрывают значительные площади водоемов и суши. В горных породах литосферы она присутствует в различных состояниях: пленочная, гигроскопическая, гравитаци­онная, капиллярная, кристаллизационная, л также в виде пара. Запасы во­лы на Земле приведены в табл. 2.

Наибольшие запасы поверхностных вод сконцентрированы в Мировом океа­не, который занимает 361 млн км3, или 70,8% поверхности Земли. Общая площадь океанов и морей в 2,5 раза боль­ше площади суши. Воды их соленые.

Большие запасы поверхностных вод сосредоточены в ледниках, озерах и реках. Ледники Земли являются важным ак­кумулятором воды, они расположены в приполюсных районах: в Антарктиде, на арктических островах и в горных райо­нах. Воды ледников пресные.

Из всех видов поверхностных пресных мод приоритетное практическое значение имеет речной сток. По объему речного сто­ка Россия стоит на втором месте после Бразилии. Реки являются основой водного фонда нашей страны. Почти 65 % крупных городов России (Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Екатеринбург, Пермь и др.) используют для пита­емых и технических нужд поверхностные, в основном речные воды.

Подземные воды также входят в основу водного фонда страны. Подземные воды так называемой зоны активного водообмена - пресные и используются для питьевых и хозяйственных целей. Ми­неральные лечебные подземные воды используются санаторно-ку­рортными и оздоровительными учреждениями, а также заводами розлива, теплоэнергетические (с температурой от 35 до 200 °С) под­земные воды - для теплоснабжения и получения электрической энергии; подземные воды, содержащие ценные компоненты (йод, бром, соли калия, магния, натрия) - для их промышленной добычи.

 

Суммарные мировые запасы воды

Части гидросферы По М. И. Львовичу, 1969,. 1974 По Р. К. Книге, 1998
  Объем, тыс. км3 % к объему Объем, тыс. км3 % к объему
Мировой океан 93,9300 1 476 000 94,32
Подземные воды 4,1200 60 000 3,83
Ледники 1,6500 30 000 1,92
Озера, болота 0,0160 0,02
Почвенная влага 0,0050 0,001
Влага атмосферы 0,0010 0,0008
Речные воды 1,2 0,0001 0,0001
Вся гидросфера 1 454 643,2 1 566 322

 

Круговорот воды в природе

Вода постоянно находится в движении - циркуляции. Перемещение ее происходит в результате механического движения (потоки в реках, течения в толще океана) и изменения фазового состава, когда во да испаряется и попадает в атмосферу посредством диффузионных конвективных потоков, характерных для почв и горных пород. В северных районах существует сравнительно редкий способ передвижения воды путем возгонки. Снег испаряется (твердая фаза воды), сразу превращается в пар и попадает в атмосферу. Без энергетических затрат вода передвигается только вниз и только под действием сил гравитации (силы тяжести). В остальных случаях при изменении температуры и давления на передвижение воды затрачивается много энергии, в основном солнечной. Ежегодно земная поверхность получает от Солнца около 13,4-1020 ккал тепла. Из них 22% всей достигающей поверхности Земли энергии, расходуется на испарение (с поверхности воды, суши, почвы, растительности и др.)

Приобретая такую огромную энергию, вода повышает свою энтропию. Находясь в неустойчивом равновесии, она стремится вернуться в исходное состояние. Таким образом, происходит непрерывный замкнутый процесс циркуляции воды на Земле, именуемый круговоротом или влагооборотом. Различают малый, большой и входящий в него внутриматериковый круговороты (рис. 2).

Вода, испарившаяся с поверхности океанов, большей частью конденсируегся и возвращается в виде атмосферных осадков обратно океан (малый, или океанический, круговорот), а частично переносится воздушными течениями на сушу. Атмосферные осадки, выпавшие на сушу, частично просачиваются в почву и зону аэрации, создавая запасы почвенной влаги. Проникшие глубже атмосферные осад­ки образуют подземные воды: грунтовые, пластовые и воды глубо­ких горизонтов. Часть атмосферных осадков стекает по земной по­верхности в виде ручьев и рек, а остальная часть снова испаряется. В конце концов вода, принесенная воздушными течениями на сушу, снова достигает океана, завершая так называемый большой круго­ворот воды на земном шаре. Из большого круговорота может быть выделен еще местный, или внутриматериковый, круговорот, при ко­тором вода, испарившаяся с поверхности суши, вновь выпадает на су­шу в виде атмосферных осадков. Небольшая часть воды из общего объема, участвующего в круговороте, порядка 7,7 тыс. км3/год, совер­шает круговорот в пределах бессточных областей.

Ежегодно в круговороте на поверхности Земли участвует более 1 млн км3 воды, что составляет около 0,1 % объема вод активного водообмена. С поверхности морей и океана ежегодно испаряется при­мерно 510 тыс. км3 воды, а с поверхности суши - около 70 тыс. км3.

Обратно на поверхность океана выпадает 90% испарившейся с нее влаги и 1 % возвращается в океан в виде речных, подземных и лед­никовых вод. На сушу в виде атмосферных осадков выпадает око­ло 120 тыс: км3 воды, из которых 58% идет на испарение, а 42% стекает обратно в моря и океаны (Клиге, 1998).

 

Рисунок 2. Круговорот воды в природе: осадки; 2 - водопроницаемые породы; 3 - слабопроницаемые породы; 4 - непроницаемые породы; 5 - источник; 6 - направление

 

Необходимо обратить внимание на описанную выше подвиж­ность и «вездесущность» воды, которая служит накопителем и транс­портером многих веществ, в том числе опасных для живых организ­мов и человека взвешенных и растворенных в ней компонентов.






Дата добавления: 2020-05-20; просмотров: 186; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2021 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.009 сек.