Реферат: Проблемы водных ресурсов мира
По-разному складывается водопотребление и его структура на отдельных материках. Особенности современного водного хозяйства зависят и от природных факторов (прежде всего обеспеченности речным стоком, климатических особенностей, устройства поверхности), и от социально-экономических структур. Наибольшие объемы воды поглощает хозяйство азиатских стран. Почти на 90% этот объем в Азии расходуется на нужды сельского хозяйства. Сходная ситуация характерна и для Южной Америки и Африки, хотя в целом участие этих материков в мировом водопотреблении незначительно. В Северной Америке и в Европе промышленное и сельскохозяйственное расходование воды примерно равны между собой.
Прогнозы будущего водопотребления. Существует несколько вариантов глобальных прогнозов использования природных вод мировым хозяйством. Один из вариантов водохозяйственного баланса мира на конец текущего столетия разработан М.И. Львовичем (1986). По его расчетам, возросшее к 2000 г. до 6,2 млрд. человек население мира (из них 3,2 млрд. человек будут проживать в городах, и пользоваться централизованными системами водоснабжения) израсходует около 480 км3 вод на коммунально-бытовые нужды, появится 320 км3 стоков. Если стоки будут полностью очищаться, то на их последующее разбавление потребуется лишь около 1000 км3 воды. При сохранении практики современного водопотребления (сброс недоочищенных или вовсе не прошедших очистку стоков в водоемы) загрязненными окажутся 6000 км3 вод.
Производство энергии в мире, по прогнозу МИРЕК-ХП, достигнет к концу столетия 300-330 тыс. Дж. Ориентировочно на нужды энергетики будет изъято около 200 км3 вод и одновременно образовано 140 км3 термальных стоков. На их разбавление потребуется примерно 400 км3 свободных вод. Остальные отрасли промышленности с учетом роста объема их продукции к 2000 г. будут нуждаться в 1800 км3 вод. Совершенствование систем замкнутого оборотного водоснабжения, развитие маловодных или "сухих" технологий, сокращение практики водоотведения стоков с промышленных предприятий, совершенствование технологии очистки позволят, как предполагается по данному прогнозу, ограничить водозабор для промышленных целей до 500 км3 . Безвозвратный расход составит 120 км3 , а отработанные стоки - 380 км3 . На их разбавление будет затрачено 5700 км3 . воды.
В сельском хозяйстве общая площадь поливных земель возрастет предположительно до 320-350 млн. га, а норма полива сократится до 9,5 тыс. м3 /га за счет водосберегающих методов полива (дождевания, капельного и пр.). В результате на нужды ирригации будет изыматься до 3000 км воды, из которых 2600 км3 составят расходы на испарение и инфильтрацию. Расход воды в животноводстве увеличится до 110 км. Хотя объем стоков возрастет слабо, но за счет более совершенной очистки и утилизации они будут загрязнять намного меньше чистых вод - около 180 км3 .
Расчеты свидетельствуют о том, что напряженность ситуации сохранится в ближайшем будущем. Мировое хозяйство в целом в конце текущего столетия будет поглощать примерно 5,7 тыс. км3 воды (16%) полного стока), а сточные воды в объеме 1300 км3 будут загрязнять 8,5 тыс. км3 , что равно 21% полного и 61%) устойчивого стока.
2. Проблема высыхания Аральского моря
Аральское море - второй по величине после Каспия бессточный водоем на Земле. Арал не связан с океаном и поэтому является не морем, а озером. Морем его называют благодаря огромным размерам и режиму, сходному с морским.
Совсем недавно Аральское море славилось рыбными запасами. Дельты рек Амударьи и Сырдарьи были своеобразными зелеными оазисами среди пустыни. Природные богатства дельт составляли густые заросли тростника, тугайные леса, озера, богатые рыбой, водоплавающей птицей и ондатрой, сенокосные угодья, пастбища и орошаемые земли.
В первой половине XX века режим Аральского моря был довольно устойчив. Водоем получал регулярное питание водой впадающих в него Амударьи и Сырдарьи. Уровень моря был почти стабилен. Мы не случайно говорим о природных богатствах Аральского моря в прошедшем времени. За последние десятилетия в природе Арала и условиях жизни населения на его берегах произошли катастрофические изменения. С 1961 года уровень Арала начал быстро падать и водоем стал усыхать. При жизни практически одного поколения произошла крупнейшая на Земле экологическая катастрофа.
Режим Арала до середины 80-х годов находился под пристальным наблюдением специалистов и был довольно хорошо изучен. В последнее время данных об изменениях природных условий Арала стало поступать значительно меньше.
Что произошло с Аралом в последние десятилетия
Начиная с 1961 года уровень Аральского моря стал понижаться, причем падение уровня шло с ускорением. За 1961-1970 годы уровень моря понизился на 2,0 м, средняя интенсивность этого понижения была 20 см/год. В 1971-1980 и 1981-1990 годах уровень упал соответственно на 5,7 и 7,2 м, средняя интенсивность его падения увеличилась до 57 и 72 см в год. В отдельные годы уровень снижался более чем на 1 м.
С 1961 по 1990 год уровень Аральского моря снизился на 14,8 м. Одновременно значительно сократились объем воды в Арале (с 1093 до 330 км3, то есть на 763 км3, или более чем в три раза) и площадь водоема (с 68 500 до 36 500 км2, то есть на 32 000 км2, или почти вдвое). Средняя глубина уменьшилась с 16,0 до 9,0 м. К 1995 году уровень водоема упал еще приблизительно на 2 м. Таким образом, за 35 лет уровень Арала снизился почти на 17 м.
По мере снижения уровня Аральское море быстро изменяло свои привычные очертания. Береговая линия выдвинулась в водоем и выровнялась, некоторые острова причленились к берегу, многие заливы высохли.
В 1988-1989 годах Аральское море разделилось на две части: меньшую северную - Малое море (или Малый Арал), куда поступал небольшой сток Сырдарьи, и большую южную - Большое море (или Большой Арал), питающееся водой Амударьи.
Как видно на космических снимках за 1989 и 1996 годы, в последнее время площадь Малого моря изменилась незначительно. Это говорит о том, что его уровень стабилизировался. Площадь Большого моря продолжала уменьшаться. Пролив Берга, соединявший ранее Малое и Большое моря, превратился в небольшой, но достаточно длинный проток, по которому излишки воды из Малого сбрасывались в Большое море.
Непосредственная физическая причина снижения уровня Аральского моря - это нарушение водного баланса водоема: превышение расхода воды над приходом.
Запишем уравнение водного баланса Арала для некоторого интервала времени Dt в виде
Y + X - Z = Y - Zв.и = DV,
где Y, X и z - соответственно средние годовые значения стока рек (Амударьи и Сырдарьи), атмосферных осадков на поверхность моря, испарения с его поверхности; Zв.и - так называемое видимое испарение (разница между испарением и осадками, которая в условиях засушливого климата Приаралья всегда положительна); DV - изменение объема вод в море за тот же интервал времени. Размерность составляющих уравнения - км3 в год.
Из уравнения (1) следует, что если сток вместе с осадками меньше испарения (Y +X < Z ) или (что то же самое) сток меньше видимого испарения (Y < < Zв.и), то объем воды в водоеме должен уменьшаться (DV < 0). При соотношении Y + X > Z (или Y > Zв.и) объем воды должен увеличиваться (DV > 0).
Поскольку объем воды V, площадь поверхности водоема F и высота стояния уровня H жестко связаны друг с другом, то по рассчитанному изменению объема воды DV можно легко определить соответствующие изменения площади водоема и его уровня.
До 1961 года водный баланс Аральского моря был близок к установившемуся, то есть в среднем приход и расход воды были одинаковыми. После 1961 года потери воды на испарение с поверхности моря стали превышать приход воды - сумму речного стока и осадков. Это привело к уменьшению объема воды в водоеме и падению его уровня. Превышение расхода воды над приходом нарастало, что вызывало ускоренное сокращение объема моря и понижение его уровня, особенно в 70-80-е годы.
Начиная с 1989 года Аральское море разделилось на Малое и Большое. Между этими водоемами установился односторонний переток вод через пролив Берга из Малого в Большой Арал. Поэтому для последнего десятилетия уравнение водного баланса (1) для всего Аральского моря должно быть заменено на два уравнения:
для Малого моря
YСД + XМ - ZМ - Yпер = DVМ ;
для Большого моря
YАД + XБ - ZБ + Yпер = DVБ ,
где YСД и YАД - годовой сток Сырдарьи и Амударьи, X и Z - осадки и испарение, Yпер - переток из Малого моря в Большое, DV - изменение объема водоема. Индексы М и Б относятся соответственно к Малому и Большому Аралу. В уравнениях (2) и (3) ZМ-XМ и ZБ-XБ могут быть аналогично (1) заменены на соответствующие величины видимого испарения и Единицы измерения в уравнении - км3 в год.