Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

Запаси води на Землі величезні – 1,39·10⁹ км³, що становить 0,023% усієї маси Землі, проте абсолютна більшість цієї колосальної маси – це гіркувато-солона морська вода, непридатна для пиття та технічного використання. Маса прісної води на планеті – 35·10⁶ км³ (усього 2% її загальної кількості). Основна кількість (75%) прісної води зосереджена в льодових щитах Антарктиди й Гренландії, гірських льодовиках, айсбергах, у зоні вічної мерзлоти. Із всієї кількості прісної води лише 0,6-1% перебуває в рідкому стані (річки, прісноводні озера, частина підземних вод) [7]. Саме ця вода й використовується людством для своїх численних потреб. Слід зазначити, що 20% усієї прісної рідкої води Землі зосереджено в такому унікальному водному басейні, яким є сибірське озеро Байкал. Та найбільші запаси води на Землі зосереджені в її надрах у зв’язаному вигляді (в складні мінералів). За даними В. Вернадського, в земній корі в зв’язаному стані міститься щонайменше 1,3 млрд. км³ води, тобто приблизно стільки ж, як у Світовому океані (табл. 1.1) [8].

Вода виконує дуже важливі екологічні функції:

1) це головна складова частина всіх живих організмів (тіло людини, наприклад, на 70% складається з води, а деякі організми, такі, як медуза чи огірок, містять у собі від 98 до 99% води);

2) основний механізм здійснення взаємозв’язків усіх процесів у екосистемах (обмін речовин, тепла, ріст біомаси);

3) головний агент-переносник глобальних біоенергетичних екологічних циклів;

4) води Світового океану є основним кліматоутворюючим фактором, основним акумулятором сонячної енергії і “кухнею» погоди для всієї планети;

 

Таблиця 1.1. Розподіл водних ресурсів землі за їх місцезнаходженням

№ п/п	Об’єкти	Площа поширення млн. км3	Обсяг, тис. км3	Питома вага у світових запасах,%
				від загальних запасів	від запасів прісних вод
1	Світовий океан	361,3	1338000	96,5	–
2	Підземні води	134,8	23400	1,7	–
	в т.ч. Прісні	–	10530	0,76	30,1
3	Ґрунтова волога	82,0	16,5	0,001	0,05
4	Льодовики і постійні сніги	16,2	26064	1,74	68,7
5	Води прісних озер	1,24	91,0	0,007	0,26
6	Води річок	148,2	2,1	0,0002	0,006
7	Вода в атмосфері	510,0	12,9	0,001	0,04
8	Загальні запаси води	–	1385984,6	100,0	–
9	Загальні запаси прісної води	–	35029,2	2,53	100,0

 

5) одним із найважливіших видів мінеральної сировини, головний природний ресурс споживання людства (людство використовує її в тисячу більше ніж нафти чи вугілля);

6) інформаційна [9].

Величезну роль відіграє гідросфера в формуванні поверхні Землі, її ландшафтів, у розвитку екзогенних процесів (вивітрення гірських порід, ерозії, карту тощо), в переносі хімічних речовин, забруднювачів довкілля (табл. 1.2).

Для багатьох організмів вода є середовищем їхнього життя. Хімічний склад морської води дуже схожий на склад людської крові – містить ті ж хімічні елементи й приблизно в тих же пропорціях. Це – один з доказів того, що предки людей, як і інших ссавців, колись жили в морі. Солоність океанічних вод становить 35% (тобто від океанічної води міститься 35 г. солей). Найсолоніша вода в Мертвому морі – 260⁰/₀₀ (людина вільно лежить на поверхні цієї води, не занурюючись в неї), у чорному морі – 18⁰/₀₀, Азовському – 12⁰/₀₀.

Як видно з таблиці, що найбільші запаси прісної води міститься в людовиках та постійний снігах. Другі за запасами прісної води є підземні. У м. Вінниця використовується прісна вода з річок, що на нашу думку не є ефективно, як по запасам так і по якості води для пиття. В подальшому ми розглянемо це питання детальніше [10].

 

Таблиця 1.2. Швидкість водообміну (повне перемішування води – роки)

№ п/п	Об’єкти	Роки
1	Світовий океан	2500
2	Підземні води	1400
3	Ґрунтова волога	1
4	Полярні льодовики і постійний покрив	9700
5	Льодовики гірських районів	1600
6	Підземні води багаторічної мерзлоти	10000
7	Води озер	17
8	Води боліт	5
9	Води в руслах рік	16
10	Волога в атмосфері	8

 

Хімічний склад підземних вод дуже різноманітний. За мінералізацією води змінюються від прісних, що використовуються для пиття й водопостачання, до мінералізованих і навіть до ропи з солоністю 600⁰/₀₀; деякі мінералізовані підземні води мають лікувальні властивості.

Основним джерелом водопостачання для людства є річковий стік. Серед країн світу перше місце за цим показником посідає Бразилія з її гігантською річкою Амазонкою (9,900 млрд. м³). Річковий стік України становить у середньому 85,1 млрд. м (без Дунаю), а в маловодні роки зменшується до 48,8 млрд. [11]

Проблема забезпечення людства чистою водою в тому числі і України (табл. 1.3) нині надзвичайно загострилася, оскільки наявні ресурси прісної води в багатьох районах є недостатнім для задоволення всіх споживачів не лише на перспективу, але й на сьогодні. Усі галузі господарства за відношенням до водних ресурсів поділяють на дві групи: споживачів й користувачі води.

Споживчі забирають воду з джерела, використовують її для виробництва промислової й сільськогосподарської продукції, а потім повертають, але в іншому місці, в меншій кількості й іншої якості.

 

Таблиця 1.3. Водні ресурси і водозабезпеченість України в розрізі адміністративних областей

№ п/п	Адміністративні одиниці	Забезпеченість річок тис. м3/рік
		на 1 км2	на 1 жителя
1	2	3	4
1	Республіка Крим	33,7	0,38
2	Вінницька	93,2	1,26
3	Волинська	107,9	2,11
4	Дніпропетровська	27,3	0,23
5	Донецька	38,5	0,19
6	Житомирська	105,4	2,04
7	Закарпатська	618,7	6,58
8	Запорізька	22,8	0,3
9	Івано-Франківська	330,2	3,34
10	Київська	70,6	0,46
11	Кіровоградська	38,6	0,77
12	Луганська	54,7	0,51
13	Львівська	225,7	1,84
14	Миколаївська	23,2	0,44
15	Одеська	10,5	0,13
16	Полтавська	67,4	1,13
17	Рівненська	115,9	2,0
18	Сумська	102,9	1,72
19	Тернопільська	131,2	1,57
20	Харківська	52,9	0,53
21	Херсонська	4,91	0,11
22	Хмельницька	103,9	1,4
23	Черкаська	48,3	0,66
24	Чернівецька	151,8	1,35
25	Чернігівська	108,2	2,42
	В цілому	86,8	1,03

 

Користувачі воду з джерел не забирають, а використовують її як середовище (водний транспорт, рибальство, спорт тощо) або як джерело енергії (ГЕС). Проте і вони можуть змінювати якість води (наприклад, водний транспорт забруднює воду).

Вода може використовуватись з різною метою: для потреб промисловості, сільського, комунального господарства, транспорту та для господарсько-питних потреб тощо [12].

Промисловість використовує близько 20% загального рівня прісної води й її споживання. Кількість води, що споживає тим чи іншим промисловим підприємством, залежить від типу продукції, що випускається, технології виробничого процесу, системи водопостачання (прямоточної чи оборотної), кліматичних умов тощо.

У разі застосування проточної системи вода з водного джерела подається на промисловий об’єкт, використовується в процесі виробництва продукції, потім надходить на очисні споруди й після відповідного очищення скидається у водотік чи водойму. При такій системі використовується велика кількість води, але частка необоротного споживання невелика.

При оборотній системі водопостачання відпрацьована вода після відповідної очистки не скидається у водойму, а багаторазово використовується в процесі виробництва. Витрати води у цьому разі набагато нижчі, наприклад, якщо ТЕС потужністю 1 млн. кВт при прямоточному водопостачанні щорічно споживає 1,5 км³ води (головним чином для охолодження агрегатів), то при оборотній схемі – лише 0,12 км³, тобто в 13 разів менше.

Для оцінки обсягів промислового водопостачання використовується термін водоємність виробництва. Під нею розуміють кількість води (м³), необхідну для виробництва 1 т готової продукції. Водоємність різних видів продукції дуже різниться:

Добування й забезпечення руди – 2-4 м³.

Виробництво сталі – 120-150 м³.

Виробництво паперу – понад 200 м³.

Виробництво міді – 500 м³.

Синтетичного каучуку – 3600 м³.

Капранового волокна – 5600 м³ [13].

Найбільшим споживачем води в промисловості є атомна енергетика – АЕС використовують у середньому вдвічі більше води на 1 кВт виробленої електроенергії, ніж ТЕС. Сільське господарство є основним споживачем прісної води (70% усього її використання). Це зумовлено в першу чергу збільшенням площ зрошування землеробства. Зрошувані землі дають набагато більше продукції, ніж незрошувані (богарні). Так у світі нині зрошується близько 15% площ усіх сільськогосподарських угідь, проте вони дають понад 50% усієї продукції (за вартістю). Площа зрошувальних земель у світі зростає: на початку ХХ ст. вона становила 40 млн. га, в 1970 р. – 235, а в 2005 році за прогнозами вчених досягне 420 млн. га. Питоме водоспоживання під час зрошення залежить від виду сільськогосподарських культур, фізико-географічних умов району, технічного стану зрошувальних систем і способів поливу. Наведемо норми зрошення різних культур, м³/га: Зернові – 1500-3500; Багаторічні трави – 2000-8000; Цукровий буряк – 2500-6000; Рис – 8000-15000.

Втрати води під час зрошення (за рахунок випаровування) досягають великих значень (від 20 до 60% водозабору). Деяка кількість води після зрошення повертається у водойми у вигляді зворотних вод, які, як правило, за своїм хімічним складом значно відрізняються від води, що використовувалася для зрошення, вони мають великий вміст солей [7].

Водопостачання населення задовольняє потреби в питній воді й комунально-побутові потреби (робота підприємств побутового обслуговування, поливання вулиць і зелених насаджень, протипожежні заходи тощо). Існує поняття питоме водопостачання, тобто добовий об’єм потреб одного жителя міста чи села. Питоме водопостачання в містах більше, ніж у села і значною мірою залежить від степеня благоустрою (наявність водопроводу, каналізації, центрального водяного опалення тощо). У великих містах земної кулі питоме водопостачання нині на добу становить на одну людину: Нью-Йорк і Москва – 600, Київ – 515, Париж і Луганськ – 500, Вінниця і Ужгород – 305, Лондон – 263, Івано-Франківськ – 230 (табл. 1.4).

Нині на кожного мешканця планети припадає 6 тис. м³ води, а прогнози міжнародної експертизи показують, що в 2005 році кількість води зменшиться до 4 тис. м³ на душу населення, що дуже турбує. Нині мільярд людей на планеті немає доступу до безпечної питної води, а 3,5 мільйони осіб щороку вмирає через погану воду і приготовлену на ній їжу [14].

 

Таблиця 1.4. Водоспоживання по континентах (км³)

Континенти	Промислове водоспоживання	Сільськогосподарське водоспоживання	Комунально-побутове водоспоживання	Всього
1	2	3	4	5
Африка	154	608	12	774
Азія	98,7	1400	98	1596,7
1	2	3	4	5
Австралія	13,6	13	5,2	31,8
Європа	359,6	116	40	515,6
Північна Америка	308,5	205	38	551,5
Південна Америка	10,8	35	11	56,8

 

В Україні був і є дефіцит водних ресурсів, він покривається частково за рахунок транзитного річкового стоку та каналів і водоводів, які виконують функції міжбасейнового перерозподілу. Створення великих водосховищ на Дніпрі з метою забезпечення електроенергією та водою промислових центрів Криворіжжя і Донбасу, а також зрошення сільгоспугідь Причорномор’я і Криму себе не виправдало і призвело до негативних екологічних наслідків.

Було затоплено і виведено із сільськогосподарського обігу понад 500 тис. гектарів родючих земель; близько 100 тис. гектарів прилеглих до водосховищ земель опинились у зоні підтоплення, а вироблення електроенергії гідроелектростанціями дніпровського каскаду становило менш ніж 4 відсотки загальнодержавного обсягу. Масовими стали явища “цвітіння» води і руйнування берегів.

Стан екосистем Чорного й Азовського морів є передкризовим саме через забруднення акваторій промисловими і комунальними стоками з “гарячих точок» прибережної зони та забрудненого стоку таких річок як Дунай, Дніпро, Дністер, Південний Буг і Дон. Досі не вирішено транскордонні проблеми міжнародного рівня, які стосуються забруднення річковим стоком Дунаю північно-західного шельфу Чорного моря та забруднення Дніпра з території Росії та Білорусі.

Внаслідок міграції забруднюючих речовин з району придунайського шельфу, обумовленої природними чинниками, 50 відсотків наявного забруднення Дунаю потрапляє в українську виняткову (морську) економічну зону, сприяючи зниженню тим самим біопродуктивності в місцях вилову основних промислових видів риб.

В Україні налічується 63119 річок, у тому числі великих (площа водозбору понад 50 тис. кв. км) – 9, середніх (від 2 до 50 тис. кв. км) – 81 і малих (менше 2 тис. кв. км) – 63029.

Загальна їх довжина становить 206,4 тис. км, з них 90% припадає на малі річки. За географічним розташуванням майже всі основні річкові басейни (за винятком Південного Бугу) належать до міжнародних водних басейнів, що обумовлює активність транскордонних водно-екологічних стосунків та необхідність прискореного розвитку басейнового управління водними ресурсами (табл. 1.5).

Водний фонд України включає близько 8073 озер і лиманів із загальною площею дзеркала – 4021,5 кв. км., в тому числі лиманів – 1073 кв. км. Кількість водосховищ, які мають об’єм води 1 млн. куб. м та більше – 944. Відносно незначну частину території займають болота, заболочені і перезволожені землі – 3,6 млн. га, в той же час вони відіграють значну ресурсостабілізаційну роль. Водні ресурси України розподіляються наступним чином. Найбільш посушливі регіони: Луганська, Дніпропетровська, Донецька, Запорізька, Кіровоградська, Миколаївська, Одеська, Херсонська області та Автономна Республіка Крим. Нормально забезпечені регіони: Вінницька, Волинська, Житомирська, Львівська, Рівненська, Сумська, Тернопільська, Хмельницька, Чернігівська, Київська, Черкаська, Полтавська, Харківська області. Найбільш зволожені регіони: Закарпатська, Івано-Франківська, Чернігівська області. Міждержавні водойми: Дніпро, Сіверський Донець, Дністер, Дунай, Західний Буг. Україна належить до найменш забезпечених власними водними ресурсами європейських держав.

Таблиця 1.5. Основні характеристики найбільших річок України

Назва річок

Довжина, км

Об’єм води в основному руслі, км³

Площа басейну, тис. км²

загальна в межах країни загальна в межах країни Дніпро 2200 981 53,9 504,0 291,4 Дністер 1360 705 10,0 72,1 52,7 Сіверський Донець 1053 700 4,5 98,9 54,5 Південний Буг 806 806 3,4 63,7 63,7 Дунай в тому числі по Кілійському рукаву (гирлу) 2900   – 174   – 214,0   123,0 817,0   – 64,0   –

Основною їх складовою є річковий стік. В середній за водністю рік його загальний обсяг складає 87,1 км³. Значні водні ресурси зосереджені в озерах України, що розташовані по всій її території. За наближеною оцінкою, об’єм води в прісних озерах досягає 2,3 км³, в солоних озерах і лиманах – 8,6 км³. У болотах зосереджено близько 30 км³ води, що належить до категорії зв’язаних вікових запасів. Прогнозні ресурси прісних підземних вод складають загалом 20,9 км³ на рік, експлуатаційні ресурси – 5,7 км³. Балансові запаси підземних вод, що гідравлічно не зв’язані з поверхневим стоком і є додатковими водними ресурсами місцевого формування, становлять близько 7 км³. Найбільші величини підземних вод залягають у басейнах Дніпра (61%), Сіверського Дінця (12%) і Дністра (9%). Крім прісних водних ресурсів у галузях економіки використовується близько 1 куб. км морської води [15].

 

Таблиця 1.6. Використання водних ресурсів в Україні у 1990–2001 рр., млн. м³

Показник	Роки				Індекси показників водокористування (у% до 1990 р.)
	1990	1995	2000	2001	1995 р.	2000 р.	2001 р.
1	2	3	4	5	6	7	8
Забір води	35615	25852	18282	17577	73	51	49
у тому числі
- з поверхневих джерел	29294	20681	14470	13954	71	49	48
- підземної	5200	4305	2987	2750	63	57	33
- морської	1121	866	817	872	77	73	78
Втрати при транспортуванні	2424	1946	2477	2328	80	102	96
Використано води	30201	20334	12992	12168	67	43	40
у тому числі на потреби:
- господарсько-питні	4646	4404	3311	3041	95	71	65
1	2	3	4	5	6	7	8
- виробничі	16255	10417	6958	7033	64	43	43
- зрошення	6958	3469	1690	1158	50	24	17
- сільгоспводопоста-чання	1697	1331	512	381	78	30	22
Скинуто води у водні об’єкти	19329	14175	10517	10136	73	54	52
у тому числі
- забрудненої	3199	4652	3313	3008	145	104	94
Безповоротне споживання води відносно водних об’єктів	14630	9630	5962	5267	66	41	36
Оборотне і повторно-послідовне водопостачання	67661	51054	41523	41334	75	61	61
Валові водопотреби	103276	76906	59805	58911	74	58	57
Потужність очисних споруд	8131	8419	7992	7790	103	98	96