Тема 3 Водные ресурсы и их охрана Цель

Тема 3. Водные ресурсы и их охрана. Цель: дать характеристику и оценку водным ресурсам мира и Республики Беларусь, осветить роль малой гидроэнергетики и водохранилищ, рассмотреть основные направления использования водных ресурсов. План занятия: 1. Характеристика водных ресурсов мира и Республики Беларусь. 2. Водные ресурсы Беларуси. 3. Роль малой гидроэнергетики и водохранилищ в водном хозяйстве страны. Ключевые определения: гидросфера, вода, сток, гидроэнергетика, водохранилище, пруд, водное хозяйство, водопотребление, водопользование, водоемкость.

• Гидросфера - водная оболочка Земли , одна из важнейших частей биосферы, совокупность всех вод Земли: материковых, океанических, атмосферных. Значение: v Водные массы на поверхности Земли образуют Мировой океан (361 млн. кв. км) или 71% земной поверхности (океаны, реки, озера, подземные воды, водохранилища, пруды). v Океаны и моря благодаря большой теплоемкости воды служат аккумуляторами тепла и способны изменять погоду и климат на планете. v В составе гидросферы: поверхностные воды – 91% всей воды на Земле и подземные воды – 9%. v 98% соленых вод (значительная часть Мирового океана); 2% — пресных (подземные источники, водохранилища, ледники).

ü Вода используется в промышленности (химической и нефтехимической, электроэнергетика, черная и цветная металлургия, некоторые отрасли лесной, легкой и пищевой промышленности); üсила падения воды приводит в действие турбины гидроэлектростанций; üвходит в состав различных видов продукции и технологических процессов; üвыступает в роли теплоносителя; üслужит для целей обогрева; üиспользуется в строительстве; üв сельскохозяйственной деятельности (орошаемое земледелие); üреки, каналы, озера — транспортные пути сообщения; üводные объекты — это и места отдыха людей, спорта, туризма.

Водные объекты üМоря — это часть океана, обособленная сушей и подводными понятиями (внутренние и окраинные). üПоверхностные воды — воды суши, которые постоянно или временно находятся на земной поверхности в жидком или твердом состоянии в форме водных объектов. üРека — естественный водный поток, который течет в разработанном им заглублении — русле. üОзеро — водоем, который образовался в замкнутом естественном заглублении на поверхности суши.

Водные объекты üБолота —участки суши, постоянно находящиеся в условиях застойного увлажнения и характеризуются торфообразовательными процессами. üЛедники — естественные скопления льда на земной поверхности. Одни из главных ресурсов пресной воды. üПодземные воды —находятся в порах и пустотах горных пород верхней части земной коры. üГейзеры – источники термальных вод, вырабатывают тепловую энергию.

• • • Пресные воды гидросферы: ледники; подземные воды (родники, подземные источники), озера; водохранилища; почвенная влага; пары атмосферы.

Озеро Байкал — озеро тектонического происхождения в южной части Восточной Сибири, глубочайшее озеро планеты Земля, крупнейший природный резервуар пресной воды.

Глубина Байкала в сравнении с глубинами Каспийского моря и озера Таньганьика

Ø Водные ресурсы – пригодные для употребления пресные воды, заключенные в реках, озерах ледниках, подземных горизонтах. Ø Потенциальные водные ресурсы – пригодные для хозяйственного использования запасы поверхностных вод, включая почвенную и атмосферную влагу, а также океанические и соленые воды.

• Забор воды из всех источников мира составляет около 4000 куб. км в год. Объем других широко используемых природных ресурсов, таких как уголь или нефть, примерно на три порядка меньше. За последние 80 лет использование воды увеличилось : üсельскохозяйственное в 6 раз, üкоммунальное – в 7 раз, üпромышленное – в 20 раз, üобщее – в 10 раз. • Водные ресурсы локальны. Громоздкость воды как ресурса приводит к необходимости использования его поблизости от местонахождения или к большим трудностям и высокой стоимости передачи воды на значительные расстояния. • Хозяйственная ценность или качество водно-ресурсного потенциала региона тем выше, чем значительнее доля устойчивой составляющей стока. Ее величина количественно определяется объемом подземного стока и меженным русловым стоком. • Общий объем доступных водных ресурсов мира оценивается в 41 тыс. куб. км в год, из них лишь 14 тыс. куб. км составляют их устойчивую часть.

Мировые водные ресурсы Ø Крупнейшими в мире водными ресурсами обладает – Бразилия, Норвегия, Российская Федерация — (более 90 % запасов воды среди стран СНГ, Украина и РБ). Ø По запасам воды на душу населения лидируют Дания (за счет Гренландии), Норвегия. Ø Хуже всего обеспечены пресной водой Кувейт, Палестина и ОАЭ. Ø В развитых странах самая дорогая вода в Германии, самая дешевая - в Канаде.

Использование воды на различные хозяйственные цели в отдельных странах мира (в % к общему водопотреблению) Группы водопотребления Беларусь Россия США Франция Финляндия Сельскохозяйственное 22 22 49 51 10 Промышленное 32 33 41 37 80 Коммунально-бытовое 46 45 10 12 10

ПРИМЕРНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОБЪЕМОВ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ ПО ВЛАГОЕМКИМ ОТРАСЛЯМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СВЕЖАЯ ОБОРОТНАЯ ОБЪЕМ, WТ ВОДА, WСВ ВОДА, WОБ ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОЕ ХОЗЯЙСТВО СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Водообеспечение • Уровень 500 куб. м на человека в год и менее является чрезвычайно низким, даже пороговым, для устойчивого развития. • Уровень 1000 куб. м на человека обычно принимается в качестве критического, указывающего на то, что страна находится в состоянии острого дефицита водных ресурсов.

Водообеспечение üВ настоящее время 15 стран (из 145, по которым были данные) с населением 110 млн. чел. располагают менее чем 500 куб. м на чел. üВесьма низкий уровень водных ресурсов (5001000 куб. м на чел. ) характерен еще для 12 стран с населением 120 млн. чел. üДля этих 27 стран дефицит водных ресурсов определяет существование их населения, это вопрос жизни и смерти и причина важнейших стратегических решений правительств.

Водообеспеченность значительно изменяется от страны к стране. • Еще 58 стран с населением 3, 4 млрд. чел. живут в условиях малого количества водных ресурсов (1000– 5000 куб. м/чел. ). • Всего к 2000 г. 85 стран с 70 % населения мира стояли перед проблемами дефицита водных ресурсов. üЭто в основном развивающиеся страны, где недостаток водных ресурсов является одним из важнейших препятствий их социального и экономического развития. • Многие страны с ресурсами, превышающими 5000 куб. м/чел, выглядят благополучными, но на самом деле средняя цифра часто скрывает серьезные региональные различия внутри стран.

Водообеспеченность значительно изменяется от страны к стране. • Поскольку численность населения мира будет увеличиваться, а объем имеющихся водных ресурсов останется постоянным, ситуация дефицита водных ресурсов будет и далее ухудшаться. • К 2025 г. уже 1, 4 млрд. чел. в 45 странах мира будут располагать менее чем 1000 куб. м на чел. за год. • Около 75 % населения мира приблизительно в 100 странах будет жить в условиях дефицита воды, или, иными словами, под угрозой экологической, экономической и политической неустойчивости.

Проблема мировых водных ресурсов v. Связана с деградацией природных вод в результате влияния антропогенной деятельности человека. Обусловлена: §проблемами изменения климата; §воздействие на водный объект посредством агротехнических мероприятий; §осушением болот и заболоченных земель, § вырубкой и посадкой лесов; §созданием промышленных и энергетических объектов, производством биотоплива; §урбанизацией (развитием городов и численности городского населения) и др.

Водные ресурсы Республики Беларусь • Водообеспеченность республики составляет 175 м 3/км 2, или 3, 6 тыс. м 3 на человека. Это выше, чем в таких странах Европы, как Германия (1, 3), Польша (2, 2), Украина (1, 0), и др. • 59% речного стока формируется в пределах Беларуси. • Около 55 % годового стока приходится на реки бассейна Черного моря и, 45 % – Балтийского. • Приток воды с территории соседних государств (России и Украины) равен в год (41%). • Крупные реки, длина которых более 500 км, имеют только семь рек: • Западная Двина, Неман, Вилия (бассейн Балтийского моря), • Днепр, Березина, Сож и Припять (бассейн Черного моря).

Водные ресурсы Республики Беларусь • • Озера Беларуси Суммарная площадь зеркала всех озер Беларуси составляет почти 2 тыс. км 2 10 800 озер Беларуси, большинство которых расположены в Белорусском Поозерье. Северные озера отличаются хорошей сохранностью озерных котловин, что позволяет вести их комплексное использование. Озера на юге страны носят черты деградации, чаще всего имеют низкие заболачиваемые берега, плоские и неглубокие озерные котловины. Особо крупными из них являются: Червоное (40, 8 км 2), Выгонощанское (26 км 2), Черное, Споровское. Мало озер в центральной части страны.

Озеро Нарочь в Мядельском районе Минской области. Расположено в бассейне реки Нарочь. Входит в Нарочанскую группу озёр (Мястро, Баторино, Бледное). Возникло несколько тысячелетий назад, при отступлении ледника. Представитель природы севера Белоруссии — Белорусского Поозерья

Вид Немана в районе литовского местечка Лишкява Река в Белоруссии, Литве и Калининградской области РФ. В нижнем течении является важной приграничной рекой, служит государственной границей между Российской Федерацией и Литовской Республикой.

Река Неман Длина реки - 937 км, площадь бассейна 98 200 км². Берет начало к югу от Минской возвышенности, затем течёт в извилистом русле по так называемой Неманской низине, а в нижнем течении — по Средне-литовской и Приморской низменностям (в р-не дельты Немана последняя известна как Нижненеманская низменность). Впадает в Куршский залив Балтийского моря, образуя дельту с островами.

Река Припять Длина 775 км. Площадь бассейна 114, 3 тыс. км². Берёт начало на Волынской возвышенности. Впадает в Киевское водохранилище. На реке расположен г. Пинск

Березина — правый приток Днепра. Самая длинная река, которая на всём своём течении расположена в Беларуси. Длина реки — 613 км, площадь бассейна — 24 500 км². Берёт начало в болотистой местности севернее Минской возвышенности, в Березинском заповеднике близ города Докшицы. Протекает в южном направлении по Центральноберезинской равнине, впадает в Днепр около д. Береговая Слобода Речицкого района. На Березине расположены города Борисов, Березино, Бобруйск и Светлогорск. Река Березина

Река Сож Левый приток Днепра — берёт начало на Смоленско-Московской возвышенности в Смоленской области в 12 км к югу от Смоленска Протекая по территории Могилёвской и Гомельской областей, пересекает геоморфологические районы ледникового и вводно-ледникового происхождения. После слияния с рекой Беседь Сож течёт по Белорусскому Полесью.

Водные ресурсы Беларуси Водохранилища Это искусственные водоемы, сочетающие в себе особенности рек и озер (полный объем задержанных водных масс более 1 млн. м 3. ) Значение: Ø уменьшения маловодья, - перераспределения стока между сезонами года; Ø развития гидроэнергетики, рекреации, водного транспорта; Ø ведение рыболовства; Ø улучшение природных условий прилегающих территорий: смягчение климата, водное благоустройство; Ø с целью технического водоснабжения в крупных городах.

Вилейское водохранилище Находится в составе Вилейско -Минской водной системы. Самое крупное в Беларуси. Площадь 64, 6 кв. км. Максимальная глубина 13 м. Объем воды 238 млн. куб. м. Площадь водозабора 4120 кв. км.

Водные ресурсы Беларуси Отрицательные последствия создания и эксплуатации водохранилищ vзатопление земель; vпереформирование берегов, vповышение уровня грунтовых вод и вызываемое им заболачивание и подтопление земель, v изменение условий обитания водной и наземной фауны и флоры в долине реки, vкоренная перестройка экосистем самого водотока, v избыточное развитие сине-зеленых водорослей (цветение воды) и т. п.

Пресные подземные воды Беларуси • Значительные ресурсы подземных вод находятся в бассейне Днепра с притоками Березина и Сож. • Всего разведано более 230 месторождений пресных подземных вод из них для промышленного освоения подготовлено около 200 месторождений. • Возобновляемые ресурсы пресных поверхностных и подземных вод в целом по Беларуси сегодня и в перспективе оцениваются как достаточные для удовлетворения потребностей страны в воде.

Подземные воды (минеральные источники)

Рекреационный потенциал Беларуси • Наиболее благоприятные условия для отдыха приурочены к рекам v Западная Двина, Неман, Березина, Западный Буг. Здесь расположены санатории и профилактории, проводятся лечебные процедуры. • Среди живописных групп озер: v Нарочанская, v Браславская и др. • Такие красивые места привлекают к себе значительную часть туристов и отдыхающих из разных стран.

Водное хозяйство Беларуси v Формируется как отрасль хозяйства, занимающаяся изучением, учетом, планированием и прогнозированием комплексного использования водных ресурсов, охраной поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения, транспортировкой их к месту потребления. v Основная задача водного хозяйства — обеспечение всех отраслей и видов хозяйственной деятельности водой в необходимом количестве и соответствующего качества. v По характеру использования водных ресурсов отрасли народного хозяйства делят на водопотребителей и водопользователей.

Геоэкологические аспекты водного хозяйства Эффективное водное хозяйство – это умение уравновесить имеющиеся водные ресурсы территории и спрос на них, не допуская при этом ухудшения качества окружающей среды. Имеются два принципиально различных пути его достижения: üсистемой мер, обеспечивающих увеличение подачи воды; üпосредством регулирования спроса на воду. Второй путь предпочтительнее потому что: üводные ресурсы используются неэффективно практически во всех странах и во всех отраслях водного хозяйства; üснижение водопотребления вызывает меньший ущерб окружающей среде; üэто единственный путь замкнуть водный баланс, когда все ресурсы уже использованы и подача воды уже не может быть увеличена.

В современном хозяйстве главными потребителями вод являются: üпромышленность; üсельское хозяйство; üкоммунально-бытовые службы. Ø Они изымают из естественных и искусственных водоемов для своих нужд определенные объемы воды, которые составляют водозабор. v Очень много воды идет на ирригацию, что составляет около 65 % всей забираемой воды. üВ аридных районах этот показатель достигает 98 %. Ø Доля промышленности в водопотреблении мира составляет около 25 %. В странах с достаточным увлажнением, где интенсивное орошение не требуется, эта доля достигает 71– 87 % от суммарного водопотребления. Ø Городское население потребляет не более 10 % всего объема забираемой воды, но это очень дорогая вода, потому что строительство и эксплуатация весьма сложных систем водоснабжения обходится весьма дорого.

Водное хозяйство Беларуси Водопотребление • При водопотреблении вода изымается из ее источников (рек, водоемов, водоносных пластов) и используется в промышленности, сельском хозяйстве, для коммунально-бытовых нужд; • Водопотребление с точки зрения использования водных ресурсов подразделяют на: ü возвратное (возвращаемое к источнику) ü безвозвратное (потери).

Водное хозяйство Беларуси Водопользование üСвязано с процессами использования энергии воды. üНа такой основе развивается гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, система отдыха и спорта и др. üВодоемкость показатель эффективности использования водных ресурсов. Направления: • Основным резервом повышения эффективности использования водных ресурсов является сокращение потребления свежей воды. • Ликвидация многочисленных потерь воды в быту - отсутствие водомеров и низкие тарифы на воду для населения стимулируют расточительное использование дорогостоящей питьевой воды.

Малая гидроэнергетика Беларуси Гидроэнергетика использует запасенную потенциальную энергию, которая преобразуется в механическую или тепловую. Преобразование потенциальной энергии воды в электрическую происходит на гидроэлектростанциях (ГЭС). Для стабильной работы ГЭС требуется водохранилище, служащее аккумулятором гидроэнергии. В связи с этим при строительстве ГЭС предъявляются определенные требования к рельефу местности, который должен позволить организовать водохранилище и создать требуемый напор за счет плотины. Наиболее часто к малым ГЭС относят гидроэнергетические установки, мощность которых не превышает 5 МВт. Сейчас в РБ работают Чигиринская и Осиповичская ГЭС.

Негативные экологические последствия строительства ГЭС 1. Затопление земель (заливных высокопродуктивных лугов, лесных массивов, населенных пунктов). 2. Подтопление берегов, заболачивание, оползневые процессы. 3. Снижение скорости течения реки, замедление водообмена и самоочищения. 4. Сокращение ценных промысловых рыб. 5. Изменение микроклимата окружающей среды.

Осиповичская малая ГЭС Беларуси Расположена на реке Свислочь, работает на сбосе Осиповичского водохранилища. Введена в эксплуатацию 23 ноября 1953. Выработку электроэнергии не прекращала. Проектная мощность 2, 175 МВт. Обычная мощность 1, 200 МВт. Годовая выработка электроэнергии — около 10 млн к. Вт·ч, что достаточно для обеспечения социальнобытовой потребности в электроэнергии города Осиповичи.

Чигиринская малая ГЭС Беларуси • Расположена на Чигиринском водохранилище, в Могилевской области. • Мощность 1, 5 МВт

Современное качество поверхностных вод. Доля загрязнения поверхностных вод, непосредственно формирующаяся на территории республики, составляет: üв бассейне р. Западная Двина по азоту аммонийному и фосфору – 70%, по нефтепродуктам – 40%; ü в бассейне р. Днепр – 60%, по азоту аммонийному – 60 -80%; üв бассейне Припяти по азоту аммонийному и нефтепродуктам – 20 -60%, по фосфору – 5%. На формирование качества природных вод оказывает влияние поступление загрязняющих веществ: üво-первых, с поверхностным стоком в результате их смыва с сельскохозяйственных и урбанизированных территорий, животноводческих ферм и иных источников воздействий, üво-вторых, с атмосферными осадками, üв-третьих, со сбрасываемыми сточными водами.

Современное качество поверхностных вод. üПо количеству сбрасываемых сточных вод на первом месте находится жилищно-коммунальное хозяйство – 70%, затем промышленность – 28% и сельское хозяйство – 12%. üНаибольшее количество загрязняющих веществ сбрасывается предприятиями Минска, Гомельской и Брестской областей в бассейнах Свислочи, Березины, Днепра и Немана. üВода большинства рек страны в настоящее время относится к категории умеренно загрязненной. В последнее время качество речной воды в целом улучшается, не наблюдается улучшения качества воды только в реках Свислочь ниже Минска, которая постоянно оценивается как загрязненная или грязная, и Уза ниже Гомеля.

Влияние хозяйственной деятельности на условия формирования и регулирования речного стока v. Увеличение масштабов хозяйственной деятельности. v Сокращается приток рек. v. Изменение водного баланса территорий. v. Под влиянием сточных вод, смыва удобрений и ядохимикатов с полей орошения талыми и дождевыми водами загрязняются акватории. v. Сокращается площадь биологически продуктивных мелководий.

Регулирование речного стока v. Осуществляется посредством строительства плотин и создания водохранилищ, которые задерживают загрязняющие вещества, переводя их в донные отложения. v. Основная задача заключается в увеличении и перераспределении объема возобновимых водных ресурсов. v. При проектировании гидротехнического объекта необходимо проводить экологическую экспертизу с целью поиска оптимального решения, учитывающего инженерные, экономические и экологические аспекты.

Следствия нарушений водного режима: • изменение условий существования водных экосистем и связанной с ними фауны (перелетных и водоплавающих птиц), • снижение рыбохозяйственного значения водоемов, • усложнение условий водоснабжения, • ухудшение рекреационных условий, • деградации ландшафтов, • растут стоимости для компенсации негативных антропогенных последствий.

Правовое регулирование охраны вод и рационального водопользования: Водный кодекс Республики Беларусь (ст. 31 и 32) устанавливает права и обязанности водопользователей: • использование водных объектов в целях, для которых они предоставлены, и сохранение установленных условий водопользования; • рациональное использование водных ресурсов, проведение необходимых работ по сохранению и улучшению качества вод, восстановлению водных объектов;

Правовое регулирование охраны вод и рационального водопользования: Водный кодекс Республики Беларусь (ст. 31 и 32) устанавливает права и обязанности водопользователей: • ведение учета количества забираемых и используемых вод; • осуществление контроля за качеством забираемой воды и отводимых сточных вод; • поддержание в надлежащем состоянии очистных и других сооружений и устройств, сохранение установленных правил их эксплуатации.

Прогноз использования водных ресурсов üНа ближайшую перспективу с целью поддержки экономики страны целесообразно сохранять сложившиеся удельные показатели; при росте ВВП на 1% следует ужесточать лимиты водопользования на 0, 2%. üОсновные показатели рационального использования ресурсов пресной воды (при сценарии значительного увеличения прироста промышленного производства и увеличения орошаемого земледелия с 2015 г. ). üПрогноз роста забора, использования и сброса сточных вод связан с увеличением к 2020 г. ВВП. üПотребление питьевой воды на душу населения составит в 2010 г. 205 л/сут. , в 2020 г. – 170 л/сут.

üПо сравнению с современным состоянием ожидается рост их производственного и общего потребления. üВ 2020 г. объемы использования поверхностных вод составят только 68– 71% от этого уровня. üСоответственно, на период до 2020 г. как по стране в целом, так и по отдельным областям проблем с недостатком воды для потребителей (коммунального хозяйства, промышленности, сельского хозяйства и др. ) или угрозы количественного истощения поверхностных водных ресурсов не будет. üНапряженность водохозяйственной обстановки, связанная с дефицитом водных ресурсов, может усилиться для г. Минска. üЕе предотвращение будет возможно за счет достижения максимальной (проектной) водоотдачи Вилейско. Минской водной системы.

Экологические проблемы Мертвого Моря • Природные ресурсы Мертвого моря разрабатываются со всё нарастающей интенсивностью. • Промышленная разработка минералов и использование 80 % впадающих в Мёртвое море притоков привели к резкому падению уровня грунтовых вод. • За последнее столетие уровень воды упал на 25 метров, и разрушительный процесс только прогрессирует. • На сегодняшний день уровень моря падает в среднем на 1 метр в год. • Предприятия ведут добычу брома, карбоната калия и других минералов. • Понижение уровня грунтовых вод привело к образованию подземных полостей и проседанию почвы.

Иорданское побережье мертвого моря

Прибой на мертвом море и солевые отложения на скалах

Поток загрязняющих веществ в Мертвое море

Провал на месте бурильной вышки