Свойства воды и круговорот воды в природе
Природные воды подразделяют на два больших класса: пресные и соленые. Пресной называют воду, в 1 кг которой содержится не более 1 г солей. Остальные природные воды относят к соленым, на долю которых приходится 97,5% всего мирового запаса воды.
Средний элементный состав поверхностных вод суши отличается от среднего элементного состава вод Мирового океана. Так, в океанических водах преобладают хлор и натрий, а в речных и озерных - гидрокарбонаты кальция и магния. Отмечаются различия и по степени концентрации ионного состава.
Концентрация растворенных в воде солей определяет степень ее солености (жесткости). В океанических водах концентрация растворенных веществ в среднем в 175 раз превышает таковую в водах рек и озер. Из этого не следует, что не может быть сильно опресненных морских вод и сильно засоленных озерных и даже речных вод. Последний случай объясняется тем, что состав речной и озерной воды зависит главным образом от типа почвы и горных пород, через которые она протекает, а также от типа источника питания в виде поверхностного стока или грунтовых вод. Обычно в грунтовой воде содержится больше растворенных веществ, чем в водах поверхностного стока.
Несмотря на огромные запасы природных вод на Земле лишь незначительная часть их оказывается доступной и пригодной для практического использования. Это, прежде всего, пресная вода. Если к ежегодному потреблению человеком пресной воды в 60т добавить еще 300т воды, необходимых для удовлетворения других его жизненных потребностей, то годовое потребление пресной воды на одного жителя планеты составит 360 т/г. Из этого следует, что ограниченные единовременные запасы пресной воды могли бы быть исчерпаны в течение 3...4 месяцев. Однако запасы пресной воды на Земле непрерывно пополняются под действием естественных природных сил и прежде всего глобального водообмена.
Глобальный водообмен - это и водообмен в системе океан - материки, когда вода, испаряясь с поверхности океана, переносится ветрами на континенты и с речным стоком снова возвращается в океан, и локальные круговороты воды в отдельных ландшафтах, когда испарение воды приводит к облачности и выпадению осадков.
Солнечная энергия, затраченная на испарение воды, после выпадения осадков преобразуется в кинетическую энергию рек и ручьев. На указанный процесс затрачивается очень большое количество солнечной энергии, по некоторым оценкам, от 20% до трети того, что Земля получает от Солнца.
Над Мировым океаном осадков выпадает меньше, чем над материками, но для планеты в целом осадки уравновешиваются. Баланс воды между континентами и океанами поддерживается преимущественно стоками. При этом на испарение приходится до 65%, а на поверхностные стоки - до 35% воды, участвующей в кругообороте.
Испарение воды - важнейший процесс в ее кругообороте. Вода испаряется с поверхности как океанов и почвы, так и листьев растений после поглощения корнями. Количество воды, транспирируемой растениями, значительно. Вся наземная растительность отдает в атмосферу за год от 27 до 30% общего количества влаги, получаемой сушей планеты в виде осадков.
Развитие цивилизации изменяет естественный круговорот воды, прежде всего из-за изменения баланса транспирируемой воды, а также образования такого промежуточного звена, как техническое водопотребление. Особая роль в этом процессе принадлежит орошению - искусственному увлажнению почвы и поверхности растений путем подачи воды из водного источника в целях обеспечения растений влагой, промывки почв и регулирования их солевого режима.
70% потребляемой людьми пресной воды используется в земледелии. При этом 60% воды, применяемой для орошения, не доходит до полей.
Общая площадь орошаемых земель мира более 230 млн. га. Орошаемые земли, по меньшей мере, вдвое продуктивнее неорошаемых: составляя шестую часть обрабатываемых земель, они приносят треть всех урожаев.
Особо следует учитывать, что интенсивность транспирируемой влаги зависит от вида растительности. Так, за вегетационный период с 1га орошаемых земель пшеница транспирирует 6000 т воды, рис - в 4,6 раза больше, а хлопок - в 6,7.
Для экономии воды на орошение необходимо применять прогрессивные методы. Наиболее экономичным и эффективным методом орошения является подпочвенное капельное, когда вода по системе специальных труб, заложенных в толще почвы, подается к корневой системе растений.
|
