WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |
FRESH-WATER РЕСУРСЫ ПРЕСНОЙ ВОДЫ RESOURCES AND KEY И АКТУАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ PROBLEMS OF HYDROLOGY ГИДРОЛОГИИ V. A. SEMENOV..

‡ „‰‡‚ ‰‡„„ ‚ A problem of fresh-water... ‚„ supply to the increasing population of the Earth is described. The runoff vari- ations caused by the cliВода – одно из самых распространенных на Земле и необычных по своим свойствам химичесmate and anthropogenic ких соединений. Без воды невозможно существоactivity are estimated on вание самой жизни. Вода – носитель механической the basis of complex staи тепловой энергии играет важнейшую роль в обмене веществом и энергией между геосферами и геоtistical analysis of obserграфическими районами Земли. Этому во многом vations.

способствуют и ее аномальные физические и химические свойства. Один из основоположников геохимии, В.И. Вернадский, писал: “Вода стоит осоᇇ ·‡ няком в истории нашей планеты. Нет природного ·fl ‚тела, которое могло бы сравниться с ней по влия‰ ‡„ ‡- нию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества – минераfl. ‡ла, горной породы, живого тела, которое бы ее не ‡ „ ‡заключало. Все земное вещество – под влиянием „ ‡‡‡ свойственных воде частных сил, ее парообразного состояния, ее вездесущности в верхней части пла‰‡ ‡·‰ неты – ею проникнуто и охвачено” [1].

‚‰‡ ‡ Гидрология – комплекс наук, изучающих при ‡ ‚‰ родные воды на Земле и гидрологические процессы.

Термин “гидрология” (гидрос – вода, логос – наука) ‰ ‚fl ‡‡ впервые упомянут в 1694 году в книге, содержащей fl‚ ‰fl“начала учения о водах”, изданной Мельхиором во ‚‡.

Франкфурте-на-Майне, а первые гидрологические наблюдения, по мнению американского гидролога Раймонда Найса, 5000 лет назад проводили на р. Нил египтяне, которые ежегодно фиксировали высоту паводков на скалах, стенах зданий, ступенях береговых лестниц. Но в самостоятельную науку гидрология оформилась лишь в начале XX столетия и продуктивно развивалась, опираясь на фундаментальные науки: физику, химию, математику. Наиболее тесно связана она с метеорологией и климатологией, а также с геологией, биологией, почвоведением и геохимией.

Наибольшее развитие в последние 50 – 60 лет получил раздел гидрологии – гидрология суши. Это является следствием быстро возрастающего использования пресной воды, ее возросшей роли в развитии экономики и жизни человеческого общества. Важнейшей задачей гидрологии суши является оценка изменений водных ресурсов как источника водоснабжения и водопотребления. Особое место занимает количественная оценка изменений во.. © ‚.., времени и пространстве стока воды рек, который ют 250 тыс. м3 в год. Но в наиболее густонаселенных составляет основные, ежегодно возобновляемые южных и центральных районах европейской части водные ресурсы и обеспечивает основной объем России водообеспеченность очень мала: в Северовозможного водопотребления на хозяйственные Кавказском и Центрально-Черноземном районужды. Современные исследования водных ресур- нах суммарные водные ресурсы составляют окосов, особенно в части прогнозирования их на буду- ло 90 км3 в год, а воды местного формирования – щее, тесно связаны с учетом глобального изменения всего 60 км3 в год.

климата и влияния на водные объекты хозяйственВсемирные водные ресурсы распределены по ной деятельности человека.

территории Земли еще более неравномерно, они не Результатом не всегда разумной хозяйственной беспредельны и становятся основным фактором, деятельности человека стало увеличение безвоз- ограничивающим устойчивое экономическое развратного водопотребления (до полного истощения витие во многих регионах. Повсюду увеличивается водных источников) и угрожающее загрязнение потребность в пресной воде для удовлетворения природных вод, что вносит нередко необратимые нужд растущего населения, урбанизации, промышизменения в водный баланс и экологические усло- ленного развития, ирригации с целью получения вия обширных районов. Это обусловило возникно- продовольствия и т.д. Эта ситуация, несомненно, вение нового направления гидрологической науки – ухудшается при росте народонаселения, загрязнегидролого-экологического, которое является одно- нии поверхностных и подземных вод и угрозе измевременно важной составной частью геоэкологии – нений климата. Существуют даже прогнозы, что науки, изучающей необратимые процессы и явле- при удвоении народонаселения мира к середине ния в природной среде и биосфере, возникающие в следующего столетия и при стремительно растущих результате интенсивного антропогенного воздейст- запросах через несколько лет наступит всемирный вия, а также близкие и отдаленные во времени по- водный кризис. При этих обстоятельствах мировые следствия этих воздействий. ресурсы пресной воды могут стать источником конфликтов на некоторых из 200 международных речОсновное внимание в статье уделено ежегодно ных бассейнов. Кроме того, рост населения, конценвозобновляемым ресурсам пресных вод – речному трирующегося вокруг рек как основных источников стоку, так как запасы воды, сосредоточенные в озеводы, неминуемо приведет к существенному увелирах и подземных горизонтах, используются еще чению жертв наводнений, количество которых и теслабо. На территории России используют менее 1% перь составляет 25% общего количества жертв всех общих запасов озерных вод (около 25 000 км3), а из стихийных бедствий на Земле, а количество людей, подземных горизонтов ежегодно извлекают менее ежегодно страдающих от наводнений, равновелико 10% потенциальных эксплуатационных запасов количеству страдающих от засух (32 и 33%). Поподземных вод. Это объясняется главным образом скольку страдания от засух усугубляются нехваткой особенностями географического расположения воды, то, следовательно, бедствия, вызванные вреозер и запасов подземных вод: их большая часть соменным избытком или недостатком воды, составсредоточена в районах избыточного и достаточного ляют в сумме 65% всего пострадавшего населения.



увлажнения, например 23000 км3 озерных вод находится в озере Байкал, где мало водопользователей и В последние десятилетия во многих странах мира много более доступных речных вод.

наблюдается ухудшение экологического состояния водных объектов суши (рек, озер, водохранилищ) и прилегающих к ним территорий. Это связано в первую очередь со значительно возросшим антро - погенным воздействием на природные воды. Оно проявляется в изменении водных запасов, гидрологического режима водотоков и водоемов, и особен‰· ‚ ‚‰ но в изменении качества воды. По характеру воз· действия на ресурсы, режим и качество водных Мировые запасы пресной воды составляют объектов суши факторы хозяйственной деятельнос34980 тыс. км3, а ежегодно возобновляемые (сумти объединяются в три группы.

марный годовой сток рек) – 46800 км3 в год [2]. Со1. Факторы, непосредственно воздействующие временное полное водопотребление в мире составна водный объект путем прямых изъятий воды и ляет 4130 км3 в год, а безвозвратное – 2360 км3 в год.

сбросов природных и сточных вод или за счет преобЗапасы пресных поверхностных и подземных вод на разования морфологических элементов водотоков и территории Российской Федерации составляют боводоемов (создание в руслах рек водохранилищ и лее 2 млн. км3, а ежегодно возобновляемые водные прудов, обвалование и спрямление русел рек).

ресурсы – 4270 км3 в год. Средняя обеспеченность водой речного стока каждого жителя России – око- 2. Факторы, воздействующие на водный объект ло 31 тыс. м3 в год, а удельные водные ресурсы, от- посредством изменения поверхности речных вонесенные на единицу территории (1 км2), превыша- досборов и отдельных территорий (агротехнические, ‹10, мероприятия, осушение болот и заболоченных зе- водных ресурсов, на их долю в европейской части мель, вырубка и посадка лесов, урбанизация и т.п.). России приходится около 80% среднего многолетнего стока. В отдельных районах ресурсоформиру3. Факторы, воздействующие на основные элеющая роль малых рек еще более существенна.

менты влагооборота в пределах конкретных речных водосборов и отдельных территорий посредством Одна из основных особенностей малых рек – изменения климатических характеристик в глотесная связь формирования стока с ландшафтом бальном и региональном масштабах.

бассейна. Это обусловливает необычайную уязвимость рек при интенсивном освоении водосбора.

fl „ ‡ Увеличение распаханности земель, отставание почвозащитных мероприятий и распашка до уреза воды, Проблема учета количественных изменений водвырубка лесов и осушение болот на их водосборах, ных ресурсов под влиянием хозяйственной деятельстроительство крупных животноводческих комплекности возникла в 50-х годах XX века, когда резко сов, ферм и птицефабрик без проведения сопутстповысилось водопотребление во всем мире. Если за вующих природоохранных мероприятий и сброс в период с 1900 по 1950 год среднее увеличение водореки сточных вод без надлежащей очистки быстро потребления за десятилетие составляло 156 км3, то приводят к нарушению экологической обстановки, с 1950 по 1960 год – 630 км3, то есть возросло в 4 раза, а в последующие годы возрастало на 800 – 1000 км3 ускорению старения малых рек. Рациональное комплексное использование ресурсов малых рек, за десятилетие. Наиболее интенсивно используется их охрана от загрязнения и истощения требуют беречной сток в Европе и Азии (около 13% суммарнозотлагательных мер. Без разумного регулирования го годового объема), несколько меньше – в Севервозрастающей водохозяйственной нагрузки на маной Америке (около 8%) и значительно меньше – в лые реки становится все труднее управлять рациоАфрике, Австралии и Южной Америке ( от 1 до 3% нальным использованием и охраной больших теробъема водных ресурсов). Вместе с тем на всех конриторий, больших рек.

тинентах есть крупные регионы, где интенсивность использования речного стока достигает 30 – 65% ‡„fl ‚‰ общего объема водных ресурсов рек.

В России наиболее интенсивно используется Острейшей гидрологической проблемой стало сток рек в южных районах европейской части теризменение качества природных вод и состояния ритории. Поэтому если годовой сток р. Волги водных экосистем под влиянием хозяйственной деяуменьшился на 10% по сравнению с естественной тельности. Стремительное распространение веществ нормой стока, то сток рек Дона, Кубани, Терека – антропогенного происхождения привело к тому, что на 25 – 40%. В целом в странах СНГ ежегодное снина поверхности Земли практически не осталось жение суммарного стока рек составляет примерно пресноводных экосистем, качество воды которых 150 км3, что равно всего 3 – 5% суммарных водных не изменилось бы в той или иной степени. Следстресурсов. Но наибольшее снижение стока за счет вием химических и физических воздействий антроантропогенного фактора, достигающее 30%, прихопогенного происхождения является изменение содится тоже на реки южных районов, где естественстава донных отложений и живого вещества водных ные водные ресурсы составляют 490 км3 в год, или объектов.

11% суммарного стока рек СНГ (4500 км3 в год).

Наибольшее количество загрязнителей поступаВместе с неблагоприятной экологической ситуациет в водные объекты от предприятий нефтеперераей в речных бассейнах южных районов СНГ в ребатывающей, химической, целлюлозо-бумажной, зультате чрезмерного изъятия стока рек неблагометаллургической, текстильной отраслей промыприятная экологическая обстановка сложилась на шленности. Формирование химического состава многих естественных водоемах, которые они питаповерхностных и подземных вод в условиях антропоют, – озера Балхаш, Иссык-Куль, Севан, а Аральгенного воздействия характеризуется: 1) повышениское море и все Приаралье объявлены зоной эколоем (или понижением) концентрации тех компоненгического бедствия, так как изъятие стока из тов природных вод, которые обычно присутствуют питающих его рек Амударьи и Сырдарьи превышает в незагрязненной воде; 2) изменением направлен90% нормы годового стока.





ности естественных гидрохимических процессов;

3) обогащением вод веществами, чуждыми природ‡ ной воде. Например, если поверхность воды покрыФакторы, воздействующие на водные объекты та пленкой нефти, жирных кислот или других плапосредством изменения поверхности речных водо- вающих загрязнителей, поступающих со сточными сборов, особенно ощутимо сказываются на эколо- водами, то многие химические и биохимические гическом состоянии малых рек. К малым относятся процессы существенно изменяются, так как ограреки длиной от 26 до 100 км, что соответствует ре- ничивается поступление в воду кислорода, света, кам с площадями водосборов от 150 до 1500 км. Ма- уменьшается испарение воды, меняется состояние лые реки играют решающую роль в формировании карбонатной системы.

.. Проблема самоочистки и очистки водных сис- бежно отражаются на количестве и сезонном растем, охраны вод от загрязнения стала не только гид- пределении атмосферных осадков, а следовательно, рологической. В ее решении принимают участие хи- на стоке воды рек и суммарных водных ресурсах, мики, биологи, физики, математики, гидрогеологи. так как в естественных условиях ежегодное формирование водных ресурсов определяется разностью основных элементов водного баланса – суммы осадков и испарения с водосборов рек.

XX Глобальное потепление с начала XX столетия к fl ‡‡ настоящему времени составило около 0,5° С, а локальные изменения количества атмосферных осадВ 1979 году в Женеве Всемирной метеорологичеков достигают существенных величин. На рис. 1 и ской организацией (ВМО), специализированным приведены заимствованные из работы [3] графики учреждением ООН, и другими международными оризменений глобальной средней годовой приземной ганизациями была созвана конференция экспертов, температуры воздуха и среднего годового количестпосвященная взаимосвязям климата и деятельности ва атмосферных осадков над континентами внетрочеловека. Собравшиеся на конференции специалиспической части северного полушария. Данные рис. ты в разных областях знаний пришли к заключению, свидетельствуют о различиях в изменении количестчто наряду с естественными колебаниями климата, ва осадков даже в целом на континентах. Очевидно, связанными с изменением поступления энергии от в последующие 50 лет климат Земли будет эволюциоСолнца, перераспределением ее между основными нировать под влиянием непрерывных естественных резервуарами Земли (атмосферой, океанами и ледвариаций в сочетании с постоянно сохраняющейся никами), с выбросами вулканов, существенное влиятенденцией к потеплению вследствие накопления в ние на климат стала оказывать деятельность человека [3]. Сжигание ископаемого топлива, сведение лесов и изменения в землепользовании, выбросы 0,двуокиси углерода, метана, окиси азота привели к возрастанию концентрации парниковых газов в атмосфере, что является чрезвычайно важным фактором, определяющим температуру атмосферы Земли. Это обусловливает дополнительные изменения в распределении температуры, осадков и других метеорологических параметров атмосферы, что, сказываясь на локальных изменениях климата, может ока–0,заться благоприятным или неблагоприятным для 1881 1900 1920 1940 1960 1980 1987 г.

жизни и хозяйственной деятельности человека.

Анализ стационарных наблюдений и многочисРис. 1. Оценка изменений средней годовой глоленные научные исследования в последние 15 лет бальной температуры воздуха (отклонения от подтверждают антропогенное влияние на изменесредних за период).

ние климата в XX столетии. Поэтому внимание к влиянию парниковых газов на климат и последстмм/год виям его изменений в последние годы настолько а усилилось, что стало необходимо принять Международное соглашение об ограничении выбросов отходов производства в атмосферу – рамочную конмм/год венцию по изменению климата. –80 б Достигнуты успехи в разработке прогнозов изменений климата. Они основываются на гипотезе изменения температурного градиента между эква–в тором и полюсами, что обусловливает изменения в циркуляции атмосферы. Если северный полярный район будет охлаждаться сильнее, чем экваториальная область, то пояса муссонов в Азии и Африке и –бароклинные зоны умеренных широт, в которых преобладают западные ветры, сместятся к экватору. 1900 1920 1960 1980 г.

При относительном повышении температуры на полюсах будет наблюдаться обратная картина.

Рис. 2. Изменения среднего годового количества Эта гипотеза подтверждается палеоклиматическими осадков над континентами северного полушария:

данными и численным моделированием. Изменеа – территория СНГ, б – Западная Европа, в – Сения зон переноса влажных воздушных масс неиз- верная Америка.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.