Качественные и количественные изменения водных ресурсов под влиянием хозяйственной деятельности человека.

Вода – одно из самых распространенных на Земле и необычных по своим свойствам химических соединений. Без воды невозможно существование самой жизни. Вода – носитель механической и тепловой энергии, играет важнейшую роль в обмене веществом и энергией между геосферами и географическими районами Земли.

Мировые запасы пресной воды составляют 34 980 тыс. км³, а ежегодно возобновляемые (суммарный годовой сток рек) – 46 800 км³ в год. Современное полное водопотребление в мире составляет 4130 км³ в год, а безвозвратное – 2360 км³ в год.

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 составляет основные, ежегодно возобновляемые водные ресурсы и обеспечивает основной объем возможного водопотребления на хозяйственные нужды. Современные исследования водных ресурсов, особенно в части прогнозирования их на будущее, тесно связаны с учетом глобального изменения климата и влияния на водные объекты хозяйственной деятельности человека.

Результатом не всегда разумной хозяйственной деятельности человека стало увеличение безвозвратного водопотребления (до полного истощения водных источников) и угрожающее загрязнение природных вод, что вносит нередко необратимые изменения в водный баланс и экологические условия обширных районов.

Повсюду увеличивается потребность в пресной воде для удовлетворения нужд растущего населения, урбанизации, промышленного развития, ирригации с целью получения продовольствия и т.д. Эта ситуация, несомненно, ухудшается при росте народонаселения, загрязнении поверхностных и подземных вод и угрозе изменений климата. Существуют даже прогнозы, что при удвоении народонаселения мира к середине следующего столетия и при стремительно растущих запросах через несколько лет наступит всемирный водный кризис. При этих обстоятельствах мировые ресурсы пресной воды могут стать источником конфликтов на некоторых из 200 международных речных бассейнов. Кроме того, рост населения, концентрирующегося вокруг рек как основных источников воды, неминуемо приведет к существенному увеличению жертв наводнений, количество которых и теперь составляет 25 % общего количества жертв всех стихийных бедствий на Земле, а количество людей, ежегодно страдающих от наводнений, равновелико количеству страдающих от засух (32 и 33 %). Поскольку страдания от засух усугубляются нехваткой воды, то, следовательно, бедствия, вызванные временным избытком или недостатком воды, составляют в сумме 65 % всего пострадавшего населения.

В последние десятилетия во многих странах мира наблюдается ухудшение экологического состояния водных объектов суши (рек, озер, водохранилищ) и прилегающих к ним территорий. Это связано в первую очередь со значительно возросшим антропогенным воздействием на природные воды. Оно проявляется в изменении водных запасов, гидрологического режима водотоков и водоемов, и особенно в изменении качества воды. По характеру воздействия на ресурсы, режим и качество водных объектов суши факторы хозяйственной деятельности объединяются в три группы.

1. Факторы, непосредственно воздействующие на водный объект путем прямых изъятий воды и сбросов природных и сточных вод или за счет преобразования морфологических элементов водотоков и водоемов (создание в руслах рек водохранилищ и прудов, обвалование и спрямление русел рек).

2. Факторы, воздействующие на водный объект посредством изменения поверхности речных водосборов и отдельных территорий (агротехнические мероприятия, осушение болот и заболоченных земель, вырубка и посадка лесов, урбанизация и т.п.).

3. Факторы, воздействующие на основные элементы влагооборота в пределах конкретных речных водосборов и отдельных территорий посредством изменения климатических характеристик в глобальном и региональном масштабах.

Проблема учета количественных изменений водных ресурсов под влиянием хозяйственной деятельности возникла в 50-х годах XX века, когда резко повысилось водопотребление во всем мире. Если за период с 1900 по 1950 год среднее увеличение водопотребления за десятилетие составляло 156 км³, то с 1950 по 1960 год – 630 км³, то есть возросло в 4 раза, а в последующие годы возрастало на 800 – 1000 км³ за десятилетие. Наиболее интенсивно используется речной сток в Европе и Азии (около 13 % суммарного годового объема), несколько меньше – в Северной Америке (около 8 %) и значительно меньше – в Африке, Австралии и Южной Америке (от 1 до 3 % объема водных ресурсов). Вместе с тем на всех континентах есть крупные регионы, где интенсивность использования речного стока достигает 30 – 65 % общего объема водных ресурсов рек.

Острейшей гидрологической проблемой стало изменение качества природных вод и состояния водных экосистем под влиянием хозяйственной деятельности. Стремительное распространение веществ антропогенного происхождения привело к тому, что на поверхности Земли практически не осталось пресноводных экосистем, качество воды которых не изменилось бы в той или иной степени. Следствием химических и физических воздействий антропогенного происхождения является изменение состава донных отложений и живого вещества водных объектов.

Наибольшее количество загрязнителей поступает в водные объекты от предприятий нефтеперерабатывающей, химической, целлюлозно-бумажной, металлургической, текстильной отраслей промышленности. Формирование химического состава поверхностных и подземных вод в условиях антропогенного воздействия характеризуется: 1) повышением (или понижением) концентрации тех компонентов природных вод, которые обычно присутствуют в незагрязненной воде; 2) изменением направленности естественных гидрохимических процессов; 3) обогащением вод веществами, чуждыми природной воде. Например, если поверхность воды покрыта пленкой нефти, жирных кислот или других плавающих загрязнителей, поступающих со сточными водами, то многие химические и биохимические процессы существенно изменяются, так как ограничивается поступление в воду кислорода, света, уменьшается испарение воды, меняется состояние карбонатной системы.

Проблема самоочистки и очистки водных систем, охраны вод от загрязнения стала не только гидрологической. В ее решении принимают участие химики, биологи, физики, математики, гидрогеологи. Для предотвращения водного кризиса кроме усиления административных мер по охране природных ресурсов необходима организация широкого геоэкологического образования населения, особенно молодежи. Это будет способствовать целостности восприятия изменений в ландшафтной оболочке Земли, необходимости сохранения от разрушения природных связей между ее компонентами: атмосферой, гидросферой, литосферой и биосферой.