Водные ресурсы России и мира

Человеку каждый день необходима вода для питья и приготовления пищи. Не так уж вроде и много воды требуется для этого - примерно 2,5-3 л в сутки на человека, но это 1 м3 в год. Однако это особая вода, питьевая. К ней предъявляются повышенные требования по чистоте, она не должна содержать вредных для здоровья примесей и патогенных микробов.

Вода нужна людям каждый день и для других целей, поэтому очень важно ее рационально и бережно расходовать, поскольку запасы ее на Земле не так уж и безграничны. Если доступным для организмов суши ресурсом пресной воды считать только постоянно возобновляемые запасы воды в почве, биомассе, реках и озерах, то их суммарный статический объем составляет всего 0,014% общего количества воды на планете. Хозяйственные эксплуатационные ресурсы пресной воды еще меньше, хотя и включают подземные воды, не доступные для биоты. Бoльшая часть запасов пресной воды сосредоточена в материковых льдах, главным образом Антарктиды (см. таблицу).

Запасы пресной воды в мире

В несколько иной форме данные о распределении воды в мире графически представлены на рисунке ниже.

Вода - самое распространенное на поверхности Земли химическое соединение и вместе с тем самое удивительное. Она - единственное вещество, встречающееся в природе одновременно во всех трех агрегатных состояниях - твердом, жидком и газообразном. Вода - универсальный растворитель, она растворяет больше солей и других веществ, чем любое другое вещество. Вода имеет очень редкую способность расширяться при замерзании, благодаря чему лед имеет плотность меньше единицы и плавает на воде, остающейся под ним в жидкой фазе, где водные организмы не замерзают. Вода - очень прочное химическое соединение. Вода имеет самое большое из всех жидкостей поверхностное натяжение, что обусловливает ее высокую капиллярность. Газообразная вода - водяной пар легче воздуха, благодаря чему возможно образование облаков, перенос воды в атмосфере и выпадение осадков.

Техносфера в настоящее время сильно конкурирует с биосферой за наиболее доступные резервуары пресной воды. Преобладающим источником водоснабжения в мире остаются реки, многие из которых зарегулированы человеком: значительная часть стока рек мира проходит через плотины гидроэлектростанций., создано более 30 тыс. водохранилищ с общей площадью зеркала около 500 тыс. км2, что больше площади Черного и Азовского морей. Безвозвратный расход воды, заканчивающийся в основном испарением, составляет 75%.

Мировое водопотребление

Около 70% мирового водопотребления приходится на сельское хозяйство, 13% - на промышленность, 10% - на коммунально-бытовые нужды, 7% - на собственные нужды водного хозяйства (гидроэнергетика, судоходство, рыбное хозяйство и др.). Водоемкость разных производств зависит от вида продукции, применяемых технических средств и технологических схем водоснабжения. Так, на производство 1 т разных видов готовой продукции расходуются в среднем такие объемы воды (в м3): угля - 0,6, нефти - 3, стали - 40, синтетических волокон - 300, бумаги - 900, резины - 2300. Большие объемы воды требуются для охлаждения энергоблоков: для работы ТЭС мощностью 1 ГВт 1,2-1,6 км3 воды в год, а для работы АЭС той же мощности - до 3 км3.

Общий объем организованных (технических) стоков водоотведения в поверхностные водоемы и водотоки мира превышает 1300 км3/год. Для достаточного разбавления содержащихся в них техногенных примесей требуется в среднем в 10 раз больше чистой воды. Таким образом, суммарное прямое антропогенное вмешательство в природный круговорот воды достигает 18 тыс. км3/год, что составляет уже половину речного стока мира. Кроме этого, существует еще значительное косвенное вмешательство в глобальный круговорот воды, обусловленное уменьшением объема транспирации из-за вырубки лесов. Вода некоторых рек в промышленных районах мира полностью (в ряде случаев более чем однократно) проходит через различные технические системы водопотребления. Потребление водных ресурсов не ограничивается водозабором. Водные артерии широко используются как транспортные пути. Современное техногенное вмешательство в круговорот воды близко к критическому уровню, превышение которого может существенно повлиять на географическое распределение осадков и качество воды природных источников.

В питьевом водоснабжении населения в настоящее время все большее значение начинают приобретать подземные источники. На них основано водное хозяйство более 25% городов мира, в том числе и многих крупных. Используются преимущественно пресные воды из зон активного водообмена и артезианских бассейнов с минерализацией менее 1 г/л, более чистые в санитарном отношении, но и более минерализованные, чем речные воды. Практически вся вода, поступающая в магистрали питьевого водоснабжения, нуждается в специальной водоподготовке, так как во многих случаях трудности возникают не столько из-за недостаточного объема воды, сколько из-за ее низкого потребительского качества. В частности, поэтому быстро растет индустрия глубокой очистки и бутилирования воды. Проблема качества воды связана в основном с массированным техногенным загрязнением поверхностных и отчасти подземных природных вод.

Распределение водных ресурсов по регионам мира

Географическое распределение материкового стока крайне неравномерно: более 90% его выносится в Северный Ледовитый и Тихий океаны, а на бассейны Каспийского и Азовского морей, где проживает 80% населения России и сосредоточена большая часть хозяйственного потенциала, приходится менее 9%. Поэтому, в частности, Волжский бассейн испытывает большую техногенную нагрузку: 18%-ный водозабор (почти 43 км3/год) уменьшает естественный годовой сток Волги на 10-12%. А водозабор из таких рек, как Дон, Кубань, Терек, Урал, достигает 30-40% стока. В целом в Российской Федерации в 1998 г. использовано 87,3 км3 воды, в том числе из поверхностных источников - 71,0 км3, из подземных - 11,9 км3 и 4,3 км3 морской воды.

Запасы подземных вод

Россия располагает большими запасами подземных вод, их потенциальный ресурс оценивается в 230 км3 в год, из которых 60% приходится на Европейскую часть РФ. Утвержденные эксплуатационные запасы подземной пресной воды составляют 22 км3/год. На каждого жителя Российской Федерации в год приходится в среднем 30 тыс. м3 суммарного речного стока, 530 м3 суммарного водозабора и 90-95 м3 воды бытового водоснабжения (т.е. по 250 л в сутки). В крупных городах удельное водопотребление составляет 320 л/сут., в Москве - 400 л/сут. Средняя водообеспеченность населения у нас одна из самых высоких в мире. Для сравнения: США - 320, Великобритания - 170, Япония - 125, Индия - 65, Ирак - 16 л в сутки. Однако по сравнению со многими другими странами пресная вода у нас расходуется крайне неэкономно. В то же время в ряде районов на Юге России, в Поволжье и в Зауралье существуют трудности с обеспечением населения качественной питьевой водой.