Охрана природных ресурсов

Лекция 4. Горное производство и водный б а ссейн

4.1 Антропогенное воздействие на водный бассейн

Поверхностные и подземные воды образуют водную оболочку планеты, или гидросферу.

Поверхностные воды представлены океанами, морями, озерами, реками и прочими водоемами и водотоками. К подземным относятся воды различного типа, залегающие в

верхних слоях литосферы.

Из общей поверхности Земли, равной 510 млн км2, 70,8 % составляют океаны и моря, 29,2% - суша. Около 3% поверхности суши занимают внутриматериковые воды - озера, реки и пр., около 11% поверхности покрыто ледниками.

В настоящее время масса воды составляет около 0,02 % массы земного шара, объем ее равен 1,45 109 км3. По запасам свободной воды Земля занимает первое место среди планет Солнечной системы. Распределение объемов воды, тыс. км3, в различных частях гидросферы представлено следующим образом:

Мировой океан 370 323

подземные воды 60 000

в том числе зоны активного водообмена 4 000

ледники 24 000

озера 280

почвенная влага 85

пары атмосферы 14

речные воды 1,2

Воды в океанах и морях минерализованы (среднее содержание соли; - 3,5 г в 1 л воды); значительное количество подземных вод также минерализовано, причем содержание солей в 1 л воды может достигать 200-250 г.

Запасы пресных вод по последним данным составляют 35 млн км3, т.е. всего 2 % общих запасов, а с учетом недоступной для использования некоторой части пресных вод, законсервированных в виде льдов в полярных ледниках, - 0,3 % объема гидросферы.

Распределение ресурсов пресных вод, км3 (%), представлено следующим образом:

ледники 24 000 000 (85)

подземные воды 4 000 000 (14)

озера и водохранилища 155 000 (0,6)

почвенная влага 83 000 (0,3)

пары атмосферы 14 000 (0,05)

речные воды 12 000 (0,04)

Для возобновления ресурсов пресных вод определяющее значение имеет круговорот воды, связывающий воедино все части гидросферы.

В круговороте воды выделяют такие основные элементы, как атмосферный, океанический и материковый.

Схема глобального водообмена показана на рис.7.1.

Продолжительность гипотетической смены всего объема данной части гидросферы в процессе круговорота характеризуется активностью водообмена. Например, при общем объеме рек 1200 км3 по ним за год стекает в океаны и моря 32000 км3 воды, а это значит, что сток воды в реках обновляется 26,6 раза в год, т.е. почти через каждые 13 сут.

По степени связи подземных вод с поверхностью земли и поверхностными водами выделяют три гидродинамические зоны.

Первая, самая верхняя, зона характеризуется активной формой взаимосвязи с поверхностью, интенсивным и устойчивым стоком подземных вод в сторону крупной речной сети. В этой зоне формируются пресные воды, отличающиеся высокой способностью к возобновлению. Вторая, средняя, зона замедленного водообмена приурочена к глубинам ниже активного дренирования подземных вод гидрографической сетью. Питание подземных вод ухудшается из-за инфильтрации атмосферных осадков. Направление стока подземных вод определяется положением регионального дренирующего базиса. Сток замедленный, возобновление ресурсов вод затруднено. В этой зоне преобладают подземные воды повышенной минерализации (до 10-20 г/л) сульфатно-гидрокарбонатного состава. Третья, нижняя, зона приурочена к большим глубинам (более 800-1000 м). Она характеризуется замедленным стоком (0,05-0,1, реже 0,2 м в год) в направлении глубоко залегающего регионального базиса разгрузки (море, океан, тектонические разломы) или застойным режимом. Воды высокоминерализованы (более 50 г/л), преимущественно хлоридно-кальциевого состава. Возобновление запасов происходит в течение длительного, возможно геологического, времени. Ценными и легко доступными для использования являются подземные воды первой верхней гидродинамической зоны, находящиеся под дренирующим влиянием речных долин и образующие подземный сток в реках. Ресурсы этих пресных вод наиболее устойчивы.

По оценкам экспертов на территории России по состоянию известно 3 200 месторождений пресных подземных вод (ППВ) с суммарными эксплуатационными запасами 62,5 млн м3/сут. В эксплуатации находится 1 235 месторождений с суммарным водооборотом 16,5 млн м3/сут. Суммарные потенциальные ресурсы ППВ составляют 365 млн м3/сут.

Вода является элементом биосферы, обеспечивающим существование и развитие всего живого на планете и прежде всего человека. Великому ученому эпохи Возрождения Леонарду да Винчи принадлежит высказывание о том, что воде была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле.А.Е. Ферсман назвал воду самым важным минералом на

Земле, без которого нет жизни. Гидрологические условия играют одну из важнейших ролей в формировании природной среды. Там, где воды в достаточном количестве, наблюдается многообразие живых организмов. Там, где ее мало или она отсутствует, жизнь замирает. Вода оказала на развитие общества значительно большее влияние, чем другие природные ресурсы. Только при наличии воды человек осваивал, создавал культурные ландшафты, развивал производство. Уходила вода, и плодородные земли превращались в пустыню, оставались покинутыми города и селения.

Под использованием водных ресурсов подразумеваются водопотребление и водопользование. Водопотребление связано с изъятием воды из водоемов, водотоков, подземных водоносных пластов. При этом часть воды после использования, пройдя соответствующую очистку, возвращается в гидрографическую сеть или водоносные горизонты, а часть воды безвозвратно теряется, так как входит в состав промышленной или сельскохозяйственной продукции, испаряется, инфильтруется в грунты и не попадает в места водозаборов. При водопользовании вода является операционным базисом и средством производства и не изымается из источников. К системе водопользования относятся гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, водный туризм и др.

Естественно, что эти два вида использования воды взаимно связаны. Большое внимание специалистов во всем мире привлекает проблема количественного и качественного истощения водных ресурсов, определяемая непрерывным ростом водопотребления в промышленности, сельском хозяйстве и быту (количественное истощение) и загрязнением вод (качественное истощение).

Количественное истощение водных ресурсов. В настоящее время человечество потребляет 12-13 % речного стока.

Если в промышленно развитых странах с интенсивным сельскохозяйственным производством, в которых значительные объемы воды используются на орошение, потребление пресной воды на одного жителя достигало 150-200 м3, то в развивающихся странах Африки и Ближнего Востока - 100-200 м3, а в странах, расположенных в безводных зонах, - 20-50 м3.

В промышленности наиболее водопотребляющие отрасли - энергетика, горно-добывающая, металлургическая и химическая. Например, для выплавки 1 т чугуна и переработки его в сталь и прокат расходуют около 300 м3 воды, для изготовления 1 т алюминия-1500 м3, меди - 500 м3, бумаги - 900 м3, синтетического каучука - 2100-3500 м3, искусственного волокна - 4000 м3. Еще больший объем воды потребляется в сельском хозяйстве.

 Скачать реферат