sockova_l_m_sirik_v_f_vodnoe_hozy

УКРАИНА

ТАВРИЧЕСКИЙ ГУМАНИТАРНО - ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ

ИНСТИТУТ

Л.М. Соцкова, В.Ф. Сирик

ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Учебное пособие для студентов дневной и заочной формы обучения

Симферополь, 2011

Глава 6. КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ И КАЧЕСТВЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ

6.3.3.Коллекторно-дренажные воды в Крыму, количество, качество

итехнологии их использования для орошения сельскохозяйственных

з

ВВЕДЕНИЕ

Учебное пособие «Водное хозяйство» предназначено для углубленного изучения одноименной дисциплины студентами дневной и заочной форм обучения. Учебное пособие написано в соответствии с программой учебного

курса.

Бурное развитие промышленности и интенсификация сельского

хозяйства, увеличение населения и урбанизация вызывают неуклонный

рост водопотребления. Ограниченность водных ресурсов для многих стран мира является важнейшей проблемой, требующей практических решений. Проблемы комплексного использования вод и их охраны приобрели в настоящее время огромное значение также для Украины и особенно для Крыма. Водные запасы Украины и Крыма ограничены. Вместе с тем за последние годы суммарный объём водопотребления постоянно возрастает. Угроза водного дефицита возникла из-за экстенсивного развития водного хозяйства, для которого характерны постоянный рост водопотребления, загрязнение водоёмов, сокращение водности рек.

В основу настоящего учебного пособия положены лекции, прочитанные авторами на географическом факультете Таврического национального университета им. В.И. Вернадского и на экологическом факультете Таврического гуманитарно-экологического института, а также материалы Рескомитета по водному хозяйству Крыма,

Будущие специалисты должны обладать глубокими знаниями и способностью самостоятельно анализировать водохозяйственные проблемы и решать сложные задачи по рациональному использованию водных ресурсов, предотвращению их от истощения и загрязнения.

Пособие знакомит студентов со структурой, задачами и проблемами организации водного хозяйства.

4

Изложенный в пособии круг вопросов должен помочь решению задач водообеспечения на основе приемов ресурсосберегающих и природоохранных технологий. Наряду с рассмотрением вопросов функционирования сложных водохозяйственных комплексов изложены основные положения о структуре, проблемах водного хозяйства Крыма и методах его оптимизации; категориях водопотребителей, динамике роста промышленного, сельскохозяйственного и коммунально-бытового водопотребдения; системах водопотребления и водоотведении. В девяти главах книги последовательно рассмотрены материалы, формирующие у студентов пониманий водных ресурсов как ведущего условий, определяющего развитие региона, а водного хозяйства как необходимого элемента водохозяйственного комплекса.

Особое внимание уделяется проблемам влияния водохозяйственных объектов на окружающую среду, рационального использования и охраны вод Крыма.

5

ГЛАВА 1. ВОДА В ПРИРОДЕ

1.1. Распределение воды на земном шаре

Нашу планету Земля можно было бы по праву назвать планетой Океан. Из общей площади поверхности земного шара, которая составляет 510 млн. км2, лишь 29,2% приходится на долю суши, а 70,8% занимают

океаны и моря.

В геологических процессах формирования земной коры и поверхности земли, в образовании осадочных и многих изверженных пород и полезных ископаемых, в процессах органической жизни вода имеет важнейшее

значение.

Основные запасы земной воды (94% её объёма) приходится на Мировой

океан. Мировой океан покрывает 361 млн. км2 поверхности Земли,

а объём его составляет 1338 млн. кмЗ. Если это количество воды равномерно

распределить по всей, земной поверхности, то вода покрыла бы

её. слоем толщиной в 2,6 км и Земля действительно превратилась бы в планету Океан.

Из общего количества воды на Земле только 35 млн. км3: или около 2,5% приходится на долю пресных вод, представляющих наибольший интерес для человечества. На каждого жителя Земли приходится около 7 млн. м3 пресной воды, но, к сожалению, подавляющая часть этого богатства находится в состоянии, труднодоступном для человека.

Почти 70% пресных вод (24 млн. км3) аккумулировано в ледниковых покровах Арктики и Антарктиды и в горных ледниках других материков.

Около 30% пресной воды сосредоточено в водоносных слоях под землёй. Ориентировочно объём подземных вод до глубины 2 ООО м оценивается гидрологами в 23,4 млн. км3 в том числе 10,5 млн. км3

6

составляют пресные воды. Из них около 4 млн. км3 относятся к зоне активного водообмена.

Определённые запасы влаги содержаться в почве в виде гигроскопической капиллярной или гравитационной воды, а также в виде

водяного пара. Объём почвенной влаги составляет 85 тыс. км3.

До 176 тыс. км3 воды содержится в озёрах, но лишь около половины

этого объёма (91 тыс. км3) приходится на долю.пресных вод.

Своеобразными аккумуляторами пресной воды являются болота - переувлажнённые участки суши, покрытые влаголюбивой растительностью. Общая площадь болот на земном шаре составляет приблизительно 3 млн. км2, то есть они занимают около 2% суши. Объём болотных вод на земном

шаре составляет 11,47 тыс. км3.

Объём воды в руслах рек измерить практически невозможно, так как он постоянно меняется во времени. Однако по косвенным данным гидрологи определили, что в руслах всех рек мира при среднем уровне воды одновременно должно содержаться около 2120 км3 воды или около 0,006% вод Земли. Этот объём распределяется по речным руслам отдельных

континентов следующим образом: Европа - 80 км3, Азия - 565

км3, Африка »195 км3, Северная Америка - 250 км3, Южная Америка - 1000 км3, Австралия и Океания - 25 км3.

Значительное количество влаги (до . 14 тыс. км3) содержится в атмосфере

нашей планеты в виде водяного пара или его конденсата, то

есть в виде капель воды и ледяных кристаллов. Основная масса атмосферной влаги (90%) находится в нижних слоях атмосферы - до высоты 5 км. И, наконец, 1,1 тыс. км3 составляет, так называемая, биологическая вода, входящая в состав животных и растительных организмов.

7

Таблица 1.1» Распределение воды на Земле

Распределение воды на Земле по данным Львовича (1974) и Спенглера

(1980) представлено в табл. 1.1. и рис. 1.1.

Рис. 1.1. Соотношение запасов пресной воды, водяного пара и льда в

гидросфере

1.2. Физические и химические свойства воды

Удельная теплоёмкость воды чрезвычайно велика по сравнению с удельной теплоёмкостью других тел. Поэтому летом она медленно нагревается, а зимой медленно остывает, являясь, таким образом, естественным регулятором климата на планете.

8

льда. "Упаковка" молекул становится более плотной, объём воды уменьшается, а плотность не возрастает.

При дальнейшем нагревании воды этот процесс продолжается и интервале температур от 0 до 4°С превалирует над процессом теплового расширения, так что плотность воды продолжает возрастать. Однако при превышении температуры 4°С влияние теплового движения молекул усиливается настолько, что плотность воды начинает уменьшаться

Поэтому вода обладает максимальной плотностью именно при 4°С. Водородные связи между молекулами воды полностью разрываются лишь при переходе воды в пар.

Вода обладает высокой реакционной способностью. Наиболее активные металлы (К, Ка, Ва и др.) взаимодействуют с водой с выделением водорода, менее активные (Мз, Са) разлагают воду при нагревании. Высокая реакционная способность воды обусловливает её активное участие практически во всех процессах, протекающих в природе.

Вода в .природе распространена в состоянии естественных растворов. Даже дождевая вода содержит в своём составе растворённые кислород и азот воздуха, углекислоту и незначительные количества окислов азота, аммонийных солей и хлористого натрия, который в виде тончайших частиц пыли всегда находится в воздухе и захватывается дождевыми каплями. Значительно большее количество веществ содержится в пресных водах рек, озёр, в грунтовых и артезианских водах. Ещё большее количество солей растворено в так называемых минеральных: водах и водах океана. В зависимости от происхождения природных вод качественный состав и количественное содержание растворенных в них веществ резко меняется. В некоторых природных водах обнаружено более 60 химических элементов.

Согласно классификации ЮНЕСКО природные воды делятся по степени минерализации на семь классов: ниже 1,0 г/л пресная вода; минерализованная более 1,0 г/л; 1-3 г/л - слабосолёная; 3-10 г/л -

Ю