Тема №5 Охорона і раціональне використання водних ресурсів.

Запаси водних ресурсів та їх значення.

Властивості води. Охорона водних ресурсів.

Водогосподарські проблеми України.

Чорне море. Азовське море

Запаси водних ресурсів та їх значення

Серед природних ресурсів вода займає особливе місце. На протязі довгої геологічної історії вона створила на нашій планеті сприятливе середовище для виникнення всього живого, у тому числі й людини.

Водна оболонка земної кулі – океани, моря, ріки, озера – називається гідросферою. Запаси води на землі (об’єм біосфери) за сучасними підрахунками становлять близько 14млрд. км³. Більше 96% із цього об’єму припадає на солоні води світового океану.

Запаси прісної води невеликі - з урахуванням частини підземних вод вони становлять біля 35 млн. км³. Причому 70% прісної води сконцентровано в льодових Антарктиди Гренландії і гірських вершинах. Близько 30% світових запасів прісних вод становить підземні, з яких доступними є невелика частина. Води рік і озер становлять незначну частину гідросфери – близько 200 тис км³ (близько 1%).

Водні ресурси – це та частина запасів її, яка технічно доступна і економічно доступна для задоволення потреб суспільства.

 

Потреба людини у воді постійно зростає, якщо в давні часи витрати води на людину становили 12- 18 л. на добу, то розвинених країнах вона сягає 200 – 400 л. Особливо зросло використання води на виробництві, де вона застосовується практично у всіх технологічних процесах, є джерелом дешевої енергії, сприяє транспортування необхідних матеріалів та інше так, на виробництво тонни чавуну витрачається до 200 м³ води сталі 100 м³ синтетичного волокна – 500 м³. Великі витрати води і сільському господарстві, де на вирощування тони зерна потрібно близько 1500 м³, а бавовни – до 7500 м³ води.

На початку ХХ ст. Загальне водоспоживання у світі зросло приблизно у 7 разів, а на промислові потреби – у 21 раз.

Води рік, озер, морів і океанів як важливі елементи природного середовища створюють умови для існування всього живого на землі, в тому числі і людини. Істотною відмінністю води від інших природних ресурсів є властивість її безперервно відновлюватись в наслідок природного кругообігу, пов’язаного з атмосферою, літосферою і біосферою.

Важливий резерв водопостачання – це підземні води. Найціннішими з них є прісні підземні води. Резервом у забезпеченні водою може стати також солонуваті і солоні підземні води при використанні їх у суміші з прісними або після штучного їх опріснення.

До факторів, обмежуючих підземний водозабір відносять:

· Нерівномірність розташування підземних джерел на території землі.

· Труднощі пов’язані з переробкою солоних підземних вод.

· Знижені можливості природного відновлення.

· Збільшення глибини залягання водоносних пластів.

Значна частина води знаходиться в твердій фазі (лід, льодові покрови на вершинах гір). Передбачається використовувати воду за рахунок збільшення водовіддачі льоду з полярних районів, однак обидва способи важко здійснювати практично, крім того, ще не вивчені екологічні наслідки їх реалізації. На сучасному етапі можливості залучення додаткових водних ресурсів поки що обмеженні.

Скидання відпрацьованих забруднених вод у водойми призводить до погіршення якості води. В ріки та інші водоймища скидається майже 450 км³ стічних вод, при цьому майже половина з них без попереднього очищення. Для того, щоб води зберегли свою здатність самоочищатися, необхідно не менш як десятикратне розведення стоків чистою водою. Забруднена вода не тільки не придатна для використання, але й завдає непоправної шкоди природному середовищу.

Властивості води

Вода – це прозора, безбарвна рідина, яка широко використовується у народному господарстві. Вона є сировиною, розчинником теплоносієм або охолоджувачем, використовується для передачі тиску, розмивання ґрунту, добування корисних копалин тощо.

В природі вода забруднена як механічними, так хімічними домішками, містить мікроорганізми, має різну температуру, запах, смак. Механічні домішки – це частки піску, глини тощо. Хімічні – розчинні солі та інші. Загальні властивості води визначаються за твердістю, загальним вмістом солей, прозорістю, наявністю домішок, мікроорганізмів.

Твердість води зумовлено наявністю в ній солей кальцію та магнію. Вода має тимчасову, постійну та загальну твердість. Перша – спричинення гідрокарбонатами кальцію та магнію, які під час кип’ятіння переходять і нерозчинні сої та осідають на внутрішній поверхні посуду у вигляді накипу.

Наявність у воді хлоридів і сульфатів кальцію та амонію спричиняє постійну твердість. Ці солі після кип’ятіння води залишається у розчиненому стані і не випадають в осад. Наявність у воді солей обох видів твердості складають загальну твердість води.

Воду поділяють також за походженням і призначенням. За походженням води бувають атмосферними, поверхневими та підземними.

Атмосферні води випадають на поверхню Землі у вигляді дощу, снігу, граду, роси, інею, ці води насичені сірководнем, оксидом азоту та іншими газами, якими забруднена атмосфера особливо у промислових районах. Атмосферна води не містить солей, кальцію та магнію.

До поверхневих вод належать води річок, озер, морів, океанів, водосховищ. У цих водах крім домішок, на які багата атмосферна вода, містяться солі та інші речовини, як є в ґрунтовому розчині. Води річок та озер самоочищаються під впливом сонячної енергії та дії корисних мікроорганізмів, рослин та водоростей, інших підводних мешканців, шкідливі мікроби, що перебувають у воді, часто гинуть.

Підземні води – це води джерел, артезіанських колодязів, гейзерів, копалень. Склад їх залежить від ґрунтів, через які вони просочуються. У більшості випадків це прозорі й позбавлені мікроорганізмів води. Солі кольорових і рідкісних металів, стад, бром, сірководень тощо, часто містять води копалень. Підземні води є унікальною сировиною для хімічної промисловості так, вода з розчиненим у ній хлористим натрієм використовується для отримання хлору, їдкого натру, водню. Деякі з цих вод мають лікувальні властивості – води Трускавця, Миргородська, Сатанова.

За призначенням води умовно поділяються на питну та промислову воду, у кожній З них вміст домішок регламентується відповідними стандартами.

Питна вода згідно із санітарними вимогами має бути безпечною для вживання, не мати запаху, присмаку та забарвлення. Вода придатна для пиття, не повинна містити домішок більше встановленої норми, оскільки їх надмірність шкідлива для життя організмів.

Ґрунтова вода буває:

· Хімічно зв’язана (кристалізована) вода в ґрунті входить до складу мінералів, займає перше місце в їхній кристалічній структурі, не бере безпосередньої участі в процесах ґрунтово-творення.

· Пароподібна вода утворюється через випаровування поверхневої і ґрунтової вологи при наявності в ґрунті вільної рідкої води. В ґрунтовому повітрі міститься максимально можлива (за даної температури) кількості молекул пари. В ночі в наслідок конденсації пари в при поверхневих горизонтах ґрунту, і відповідного зниження в цих місцях потужності, відбувається рух пари в гору. В день цей рух відбувається в зворотному напрямку.

· Сорбіційно зв’язана ґрунтова вода утворюється в наслідок дії поверхневих сил твердої фази ґрунту на молекули води (пароподібної або рідкої) зв’язуванню молекул сприяє їх дипольний характер. Гігроскопічна вода являє собою сорбовані молекули водяної пари. Чим дисперсні ший ґрунт, тим більше міститься в ньому таких часток, тим більшою буде їх сумарна поверхня і відповідно тим більше буде сорбованої води. В залежності від концентрації молекул водяної пари в повітрі навколо твердої частки може утворитися декілька шарів дипольних молекул водяної пари.

Найбільшу кількість гігроскопічної води ґрунт може сорбувати з повітря з відносною вологістю близько 100% тобто насиченою водяною парою.

Вільну воду ґрунту доступну рослинам поділяють на капілярну і гравітаційну.

Капілярна вода переміщується в тонких норах під дією капілярних сил. В окремих видах ґрунтів вони настільки великі, що переважають силу ваги води. Висота підйому залежить від структурних особливостей ґрунту, його гранулометричного складу форми зерен, їх мінерального складу.

Капілярну вологу поділяють на завислу, підперту і стикову. Зависла утримується в ґрунті менісковими силами дії яких перевищує дію сил ваги. Якщо перевищує дію сили ваги. Якщо капілярна вода підпирається з низу вільними ґрунтовими або підґрунтовими водами її називають капілярно-підперто вологою. Стикова волога залишається в ґрунті після стікання вільної води у піщаних гравіювати ґрунтах. Утримується вона на стиках між частинами ґрунту.

Капілярна волога є найбільш доступною для рослин. Вона відіграє важливу роль в процесі перерозподілу в ґрунті легко розчинних сполук.

Гравітаційна вода перемішується в ґрунті під дією сил тяжіння. Ця вода вільно просочується в верхніх горизонтах у глибші, накопичуються у породі або поповнюючи запаси підґрунтової вологи.

Гравітаційна волога доступна рослинам, але вона досить рухлива, що дещо ускладнює доступ до неї.

Охорона водних ресурсів

Водні ресурси України складаються з внутрішніх морів, озер, боліт та інших водоймищ.

Основна частина водних ресурсів припадає річковий стік (92,6%). На території України налічується понад 71 тис. річок та джерел загальною довжиною 248 тис. км. Із них більше 67 тис. (94,4%) водостоків – короткі (менше 10 км.), загальною довжиною 131 тис. км.

В останнє десятиліття на Дніпрі споруджено каскад водосховищ, що дозволило значно поліпшити умови для судноплавства і водопостачання. Води Дніпра живлять Інгулецьку зрошувально-обводнювальну, Краснознам’янську зрошувальні та інші системи. Збудовано канали Дніпро-Донбас, Дніпро-Кривий Ріг, Північно-Кримський. Дніпро живиться 32 тис. водотоками, в тому числі більш як 1000 річок, лише 90 з них перевищують довжину 100 км. У результаті спорудження великих дніпровських водосховищ (довжина берегової лінії становить понад 3 тис. км.), рівень води в Дніпрі підвищився на 1-15 м.

Підтоплення найбільш масштабно проявляється в придніпровських регіонах Дніпропетровської, Запорізької і Херсонської областей. Водні ресурси України забруднені радіонуклідами. Спостерігається інтенсивна міграція радіонуклідів с півночі на південь. У кременчуцькому водосховищі накопичення радіонуклідів щорічно зростає на 40%.

Накопичення найпоширенішого цезію-137 в водах Київського водосховища оцінюються в 7200 Кі, Канівського – 2200 Кі. Усього аварійний викид техногенних радіонуклідів на Чорнобильській АЕС становив понад 50 млн. Кі, в т. ч. довго-живучих цезію-137, стронцію-90, плутонію-270. Близько 120 тис. км² території України зазнає забруднення малими дозами радіації і 40 тис. км² – середніми і великими.

Другою за протяжністю (після Волги) рікою є Дунай, який в нижній частині (157 км.) протікає по Українсько-Румунському кордону. Бере свій початок в Шварцвальді (Німеччина) і тече через 10 країн – Німеччині, Австрію, Чехію, Словаччину, Угорщину, Сербію, Хорватію, Болгарію, Румунію та Україну. Його довжина – 2960 км., площа басейну – 817 тис. км².

Дунай – важлива транспортна артерія Європи – через систему каналів з’єднується з Рейном, Ельбою та Одером. Ріка замерзає лише в холодні зими, на 40-60 днів на рік. У межах України розташовані великі за площею Дунайські плавні (15 тис. га.), що становить близько 10% їх загальної площі.

Дунайські плавні – унікальний район гніздування (близько 220 видів) птахів, їх відпочинку під час перельотів, тут водиться понад 100 видів риб. У нижній течії ріка утворює гирло (рукава). У межах України знайдеться Кілійське гирло, поза її межами Сумське і Георгіївське.

Дунай – судноплавна ріка зі значними енергоресурсами, частина яких використовується (сумарний гідро-потенціал у середній за водністю рік оцінюється в 42 млрд. кВт/год.).

Дунай багатий рибою, вилов якої через забруднення різко скорочується (за 1990-1994 р. з 4,0 тис. т. до 2,5тис. т.)

Важливу роль відіграють малі ріки, які потребують належної і постійної охорони. Реалізація заходів що до їх збурення та оздоровлення набуває першочергового значення.

Значні запаси водних ресурсів України зосереджено в озерах, яких налічується понад 3тис., у. т. ч. 30 озер площею 10 км² і більше. В Україну створено також понад 1057 водосховищ та понад 27тис. стоків.

В Україні зосереджені значні болотні масиви, площа яких у результаті проведення широкомасштабних меліоративних робіт помітно скоротилась загальна площа робіт України становить 1,2 млн. га., в тому числі торфових – майже 1млн. га. Переважена їх більшістю розташована в Поліссі, особливо в західному Полісі, де заболоченість становить 11%.

Майже половина всіх боліт України осушена, що викликало порушення рівноваги с природного середовища, а вивільнені території в переважної більшості використовуються мало-продуктивно.

Особливе місце в країні належить підземним водам. Вони найчистіші і тому переважно використовуються для задоволення потреб населення. Глибина залягання артезіанських вод збільшується з півночі (від 100 -150 м) на південь (до 500-600 м). Основна частина цих водних ресурсів зосереджена в західній та північній частинах України. Розвідано понад 800 родовищ прісних вод, в них зосереджено близько третини підземних водних ресурсів.

Посилюється забруднення підземних вод, з усіх запасів яких в Україні вже забруднено близько 7%. Найгостріша ситуація складається в степовому Криму, де підземні води забруднені на 38% усієї його площі. В результаті забруднення вод уже виведено з експлуатації 7 водозаборів потужністю 210 тис. м³ на добу, а для 6 водозаборів потужністю 300 тис. м³ на добу існує небезпека забруднення. Охорона чистих підземних вод від забруднення та їх раціональне використання – винятково важлива загальнонаціональна проблема України.

Слід зазначити, що об’єм водоспоживання в Україні за останні 20 років зріс приблизно в двічі. Основним споживачем прісної води є промисловість. Далі йдуть сільське і комунальне господарство.

Вода в Україні є цінним і найбільш дефіцитним ресурсом. В маловодні роки дефіцит води в країні становить майже 4 млрд. м³. Він відчувається в басейнах усіх найбільших рік, особливо у південно-східній та південній її частинах.