Водные ресурсы Лекция 1 Водные ресурсы Лекция 1

Водные ресурсы Водные ресурсы - это поверхностные и подземные воды, которые находятся в водных объектах и используются или могут быть использованы Водный кодекс Российской Федерации (2006 г.)

Гидросфера Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая все воды, находящиеся в жидком, твердом и газообразном состояниях - воды океанов, морей, подземные воды и поверхностные воды суши. Мировой океан занимает около 70,8 % всей площади планеты,S З = 510 млн. км 2, S г = 361 млн. км 2 М г = 1,4×10 19 т Основная часть гидросферы – Мировой океан - 97,5- 97,75 % Пресная вода – 2,25-2,5 % (35 млн. км 3 ). Большая часть пресной воды «законсервирована» в ледниках.

Компонеты гидросферы 2,5 % - пресная вода. Вода, возможная для потребления человеком, в основном находится в озерах (750 тыс. км 3 ) и в атмосфере - в виде пара и облаков (13 тыс. км 3 ). В реках - около 1 тыс. км 3. Эксплуатационная часть этих ресурсов составляет лишь около 200 тыс. км 3 – менее 1 % всех запасов пресной воды и лишь 0,01 % всей воды на Земле.

Распределение водных масс в гидросфере Земли (по М.И. Львовичу)

Гидрологический цикл Все виды вод на Земле взаимосвязаны. Они расходуются и возобновляются в процессах глобального гидрологического цикла. Время их расходования и возобновления весьма различно. Возобновление запасов Мирового океана – 2600 лет, речных вод –16 дней, воды в озерах – 17 и более лет.

Запасы воды на территории России и периоды их возобновления Вид запасов воды Запасы, куб. км Период возобновления, год Большие озера Болота Почво-грунты Подземные воды в верхней части земной коры Полярные ледники Ледники горных районов 133, Подземные льды зоны многолетней мерзлоты Наледи речных и подземных вод 84,8 1 год и более Вода в руслах крупнейших рек 116,5 Несколько дней Биологическая вода 130 Несколько часов Атмосферная влага дней

Состав природных вод СОСТАВ ПРИРОДНЫХ ВОД (% по массе) Морская водаРечная вода КатионыАнионыКатионыАнионы Na + 1,08Cl – 1,94Ca 2+ 0,0013HCO 3 – 0,0059 Mg 2+ 0,13SO 4 2– 0,27Na + 0,0005SO 4 2– 0,0012 Ca 2+ 0,04S 2– 0,09Mg 2+ 0,0003Cl – 0,0006 K+K+ 0,04HCO 3 – 0,01K+K+ 0,0002S 2– 0,0004

Содержание катионов металлов в речных водах и земной коре, мг/кг CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3 ) 2 Ca(HCO 3 ) 2 = CaCO 3 + H 2 O + CO 2

Водные ресурсы мира Страны мира обеспечены водными ресурсами крайне неравномерно. Наибольшим речным стоком обладают Бразилия, Россия, Канада, США, Китай, Индия. Россия по абсолютной величине - 2 место в мире после Бразилии, по водообеспеченности на душу населения – 3 место (после Бразилии и Канады). В расчете объема пресной воды на одного жителя России приходится около 30 тыс. м 3 (29,94 тыс. м 3 ) речного стока в год.

Региональная доступность водных ресурсов, % от мирового показателя Показатель Северная и Центральная Америка Южная Америка ЕвропаАфрикаАзия Австралия и Океания Вода Население

Водообеспеченность населения разных стран, м 3 /чел. в год

Обеспеченность ресурсами пресной воды, тыс. м 3 на душу населения в год

Дефицит воды Около 60 % площади суши приходится на зоны, где нет достаточного количества воды. ¼ населения мира ощущают недостаток воды, около 500 млн. человек страдает от плохого качества воды. Это связано с быстрым ростом населения и производства, загрязнением гидросферы, из-за которого снижается способность водных источников к регенерации. По данным ООН в Повестке дня третьего тысячелетия вода будет играть решающую роль. В 2000 г. дефицит воды, включая сельскохозяйственные и промышленные нужды, оценивался в 230 млрд. м 3 /год, к 2025 г. дефицит пресной воды на планете увеличится до 1,3-2,0 трлн. м 3 /год.

Характеристика водного фонда России Государственный доклад «О состоянии и использовании водных ресурсов РФ в 2009 г». – М.: НИА-Природа, – 288 с. Территория России - один из наиболее богатых водными ресурсами регионов мира. По данным ООН к 2025 г. Россия вместе со Скандинавией, Южной Америкой и Канадой останется наиболее обеспеченной пресной водой – более 20 тыс. м 3 /год на одного человека. За последние 15–20 лет удельная водообеспеченность (на 1 жителя России) несколько увеличилась, но во многих регионах России имеются серьезные проблемы с водообеспечением из-за крайне неравномерного распределения водных ресурсов по территории, очень большой их временной изменчивости, высокой степени загрязнения.

Водообеспеченность на территории РФ По степени естественного обеспечения речным стоком территорию РФ делят на три зоны: 1. Зона высокой водообеспеченности (северные, северо-восточные и восточные равнинные районы около 48 % всей территории РФ, 80 % всех поверхностных водных ресурсов страны). 2. Зона средней водообеспеченности (Центральный район, промышленный Урал и др. – около 25 % территории, 18 % поверхностных водных ресурсов). 3. Зона низкой водообеспеченности (часть Зауралья, юг Западной Сибири, Южное Поволжье, Заволжье и др. – 27 % территории,2 % водных ресурсов).

Среднее многолетнее значение водных ресурсов в субъектах РФ Субъект Федерации Площадь, Среднее многолетнее значение тыс. км 2 водных ресурсов, км 3 /год Сибирский федеральный округ, ,1 в т.ч. Красноярский край 2366,8 930,2 Кемеровская обл. 95,7 43,2 Новосибирская обл. 177,8 64,3 Омская обл. 141,1 41,3 Томская обл.314,4182,3

Водные объекты Водный объект - природный или искусственный водоем, водоток либо иной объект, постоянное или временное сосредоточение вод в котором имеет характерные формы и признаки водного режима; Водные объекты в зависимости от особенностей их режима, физико-географических, морфометрических и других особенностей подразделяются на: 1) поверхностные водные объекты; 2) подземные водные объекты.

Поверхностные водные объекты 1) моря или их отдельные части (проливы, заливы, в том числе бухты, лиманы и другие); 2) водотоки (реки, ручьи, каналы); 3) водоемы (озера, пруды, обводненные карьеры, водохранилища); 4) болота; 5) природные выходы подземных вод (родники, гейзеры); 6) ледники, снежники. Поверхностные водные объекты состоят из поверхностных вод и покрытых ими земель в пределах береговой линии.

Подземные водные объекты 1) бассейны подземных вод; 2) водоносные горизонты.

Суммарные водные ресурсы России, %

Реки России Большинство рек несут свои воды в Северный Ледовитый (64 %) и Тихий океаны (27 %) На территории России расположены 8 из 50 крупнейших мировых бассейнов рек: бассейны рр. Обь, Енисей, Лена, Амур, Волга, Днепр, Дон, Урал. Ежегодно возобновляемые водные ресурсы речного стока России составляют в среднем 4258,6 км 3. В общем объеме водных ресурсов России доля годового речного стока составляет 55 %, из которых около 90 % приходится на водосборные бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов.

Ресурсы речного стока Субъект Федерации Площадь, тыс. км 2 Среднее многолетнее значение водных ресурсов, км 3 /год Водные ресурсы 2009 г., км 3 /год Отклонение от среднего многолетнего значения, % Россия ,64488,65,4 Сибирский федеральный округ Красноярский кр2366,8930,2938,43,5 Кемеровская обл95,743,243,50,7 Новосибирская обл 177,864,358,9-8,4 Омская обл141,141,331,7-23,2 Томская обл314,4182,3178,2-2,2

Карта-схема загрязненности основных рек России

Критерии высокого загрязнения (ВЗ)

Критерии экстремально высокого загрязнения (ЭВЗ)

Высокое и экстремально высокое загрязнение (2009 г.) Бассейн рекЧисло случаевСубъект РФ ЭВЗВЗсумма Обь Красноярский край, Курганская, Новосибирская, Омская, Свердловская, Тюменская и Челябинская области Енисей108292Красноярский край Максимальную нагрузку от загрязнения испытывают бассейны рек Обь, Волга и Амур

Озера России На территории России насчитывается более 2,7 млн. озер с суммарной площадью водной поверхности почти 409 тыс. км 2. Большинство озер (98 %) – небольшие (менее 1км 2 ) и мелководные (глубина 1-1,5 м). Около 96 % всех запасов озерных вод сосредоточено в 8 крупнейших озерах России, из них 95,2 % находится в оз. Байкал В процессе внешнего водообмена в крупнейших озерах России в настоящее время участвует примерно 243 км 3 воды, при этом на долю оз. Ладожское и Байкал приходится около 67,8 % ежегодно возобновляемых водных ресурсов

Моря Территория РФ омывается водами 12 морей, Атлантического, Северного Ледовитого и Тихого океанов, а также внутриматерикового Каспийского моря. Суммарная протяженность береговой линии российских морей составляет км. Общая площадь морской акватории, попадающей под юрисдикцию Российской Федерации, составляет около 8,6 млн. км 2. Около 3,9 млн. км 2 приходится на шельф и 4,7 млн. км 2 – на глубоководные области. Около 60 % суммарного стока рек страны поступает в моря Северного Ледовитого океана. Общая площадь водосбора морских бассейнов этого океана в России составляет около 13 млн. км 2, или почти 3/4 территории государства.

Водохранилища В эксплуатации находятся около 30 тыс. водохранилищ и прудов общим объемом более 800 км 3. Их суммарный полезный объем составляет 342 км 3, причем более 200 млн.км 3 воды сосредоточено лишь в сотне водохранилищ. Самые крупные водохранилища: Куйбышевское (6,5 км 3 ), Братское (5,5), Рыбинское (4,5), Волгоградское (3,1), Красноярское (2,0). Комплексно используются около 230 водохранилищ, а остальные – отдельными отраслями хозяйства: для нужд энергетики – 30, сельского хозяйства – 1761, водоснабжения – 297, прочих нужд – 586 водохранилищ.

Болота На долю болот приходится 152,83 млн. га. Наибольшее количество болот сосредоточено в северо-западных районах европейской части и в центральных районах Западно-Сибирской равнины. По разным оценкам, в болотах сосредоточено около 3000 км 3 статических запасов природных вод. Площадь, занимаемая болотами Сибирского ФО 41823,9 тыс. га; Красноярский край ,5; Томская область 9174,2.

Подземные воды В условиях нарастающего ухудшения качества поверхностных вод пресные подземные воды являются нередко единственным источником обеспечения населения питьевой водой высокого качества, защищенным от загрязнения. Прогнозные ресурсы подземных вод на территории РФ составляют 869,1 млн. м 3 /сут (317 км 3 / год). Сибирский ФО - 28,9 %.

Состояние подземных вод Хозяйственная деятельность, водоснабжение населения подземными водами, освоение месторождений полезных ископаемых приводят к изменению состояния подземных вод. Значительный отбор подземных вод при несоблюдении установленного режима эксплуатации водозаборов в ряде случаев обуславливает истощение их запасов и загрязнение. В результате отбора больших объемов воды формируются обширные депрессионные воронки, происходит перетекание подземных вод из смежных водоносных горизонтов и привлечение в питание подземных вод поверхностных водотоков,что сказывается на качестве добываемых вод. Понижение уровня подземных вод ниже допустимого отмечалось в 2009 г. на водозаборах в Новосибирской, Томской и Кемеровской обл.

Качество подземных вод При интенсивном антропогенном воздействии на природную среду подземные воды подвергаются загрязнению. СанПиН «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», ГН и ГН «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования». За период г.г. на территории РФ выявлено 5577 участков загрязнения подземных вод, в том числе в 2009 г участков. На территории Сибирского ФО – 1550 участков (27 %).

Распределение выявленных участков загрязнения подземных вод по видам хозяйственной деятельности Виды хозяйственной деятельности промышленные объекты сельскохозяйственные объекты коммунальные объекты объекты разного рода деятельности подтягивание некондиционных вод источник загрязнения не установлен

Водные ресурсы Томской области На территории Томской области насчитывается водных объекта, в том числе: рек общей протяженностью 95 тыс. км; озер суммарной площадью 4451 км 2 ; - 6 водохранилищ суммарным объемом 21,198 млн. м 3 ; - 23 водохранилища и пруды, поднадзорные Главному управлению природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Томской обл., суммарным объемом 7,6 млн. м 3 ; - водно-болотные угодья площадь более 80 тыс. км 2 ; - 30 месторождений пресных подземных вод. Основная водная артерия Томской обл. - р. Обь.

Подземные воды Для обеспечения населения Томской обл. питьевой водой используются подземные воды. Общее количество прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод по Томской обл. составляет 38,7 млн. м 3 /сут, из них надёжно защищённых - 31,6 млн. м 3 /сут, при общей потребности населения в питьевой воде 0,33 млн. м 3 /сут. Эксплуатируются только 15 разведанных месторождений пресных подземных вод. Поверхностные воды используются только в Томском и Асиновском районах, главным образом, для горячего водоснабжения и технических целей