что строят для пополнения запасов пресной воды

Основные проекты по увеличению доступных запасов пресной воды в мире.

Сооружение водохранилищ. С помощью водохранилищ возможно увеличение устойчивого стока пресных вод дополнительно до 20% от существующего уровня. Большинство крупных водохранилищ расположено в умеренном поясе Северного полушария в высокоразвитых странах. Наибольшее развитие данное направление получило в 50-70-х годах прошлого столетия, однако, уже начиная с 90-х годов процесс создания новых водохранилищ замедлился и в настоящее время практически прекратился.

Опреснение морских вод. Опреснение засоленных речных вод имеет наибольшее значение для районов искусственного орошения. Соленость речных вод в Азии постоянно возрастает, и в последнее время предпринимаются попытки опреснения хотя бы части этих вод. То же относится и к опреснению подземных вод, которые откачивают на поверхность при добыче угля и других полезных ископаемых.

Опреснение морской воды получило большое распространение на территориях тропического пояса – Тунис, Ливия, Египет, Саудовская Аравия, Кувейт, ОАЭ, Катар, Ирак, Иран, Мексика, Куба, Венесуэла. При прогнозировании развития индустрии опреснения нужно иметь в виду возможные экологические последствия, поскольку солевые отходы опреснения, которые складируют на суше или сбрасывают в море в виде рассолов, негативно воздействуют на экосистему.

Однако, опреснение воды, кроме значительных расходов энергии, приводит к загрязнению атмосферы парниковыми газами и другими отходами энергетических установок, а также к проблеме утилизации солевых концентратов, простое поступление которых в окружающую среду приводит к ухудшению экологической ситуации. В лучших современных установках на получение 80-100 кубометров пресной воды из морской уходит не менее 1 т условного топлива. Поэтому по самым скромным подсчетам, чтобы увеличить годовое потребление воды на 1000 кубокилометров в год за счет опреснения потребуется использовать по крайней мере 10 млрд тонн условного топлива, то есть удвоить современное потребление энергии, что недопустимо с точки зрения воздействия на климат.

В ближайшие 20 лет странам тропического региона потребуется 1000 кубокилометров пресной воды. Чтобы получить такое количество воды на самых современных опреснителях потребуется не менее 10 млрд тонн., то есть примерно такое же количество энергии, которое в настоящее время производится в мире. В результате неизбежно возникает серьезная экологическая проблема, связанная с загрязнением атмосферы углекислым газом, проблема загрязнения рассолом прибрежных вод и т.д.

Транспортировка воды. В стадии планирования находится ряд проектов по строительству магистральных водопроводных линий для межрегиональной переброски воды, в частности, из Канады в Мексику и южные штаты США. А некоторое время тому назад американские компании собирались осуществить проект танкерных поставок арабским странам воды из Великих Озер (реализация этих планов застопорилась из-за противоречий с Канадой по поводу страновой принадлежности озер). В России на рассмотрении Правительства РФ все еще находится ряд проектов вовлечения вод северных рек (Оби и Иртыша) в хозяйственный оборот южных районов Урала и Тюменской области.

По сравнению с рытьем огромных каналов, танкерная или трубопроводная транспортировка, разумеется, более привлекательна. В России, например, существует проект танкерной транспортировки вод Ладожского озера в Калининградскую область. Возможно, реализация данного проекта может стать первым шагом России на пути экспорта воды в Европу.

Существуют также проекты транспортировки ледниковых запасов пресной воды. Наибольший интерес в этом отношении составляют ледники Антарктиды, т.к. в них содержится наибольший запас пресной воды. Проект предусматривает превращение айсбергов в ледяную крошку и затем транспортировку ее грузовыми судами. Особую проблему составляют пути транспортировки ледников в наиболее нуждающиеся в воде регионы. Целесообразной считается транспортировка айсбергов на ближайшие к Антарктике материки: Южную Америку, Австралию, Африку. Однако при транспортировке айсбергов придется использовать исключительно холодные течения, чтобы избежать преждевременного таяния льдов. А это в свою очередь осложняет этот процесс. Значительно дороже обойдется транспортировка айсбергов в Северное полушарие.

Из-за высокой стоимости таких проектов они все еще остаются только проектами на предварительной стадии их проработки, в основном «бумажной», хотя интерес к ним проявляют уже многие страны – США, Франция, Канада, Саудовская Аравия, Египет, Австралия и другие. В среднем данные проекты в 100 раз дороже, чем опреснение.

Выводы.Проблема недостатка пресной воды возникла по трем основным причинам: 1) интенсивное увеличение потребностей в воде в связи с быстрым ростом народонаселения планеты и развитием отраслей деятельности, требующих огромных затрат водных ресурсов; 2) потери пресной воды вследствие сокращения водоносности рек и других причин; 3) загрязнение водоемов промышленными и бытовыми стоками.

За последние тысячелетия развития цивилизации запасы воды остались без изменений, в то время как население планеты возросло в сотни раз, а потребление воды только за последние 100 лет выросло в 7 раз. Средняя обеспеченность населения планеты пресной водой только за последние 50 лет сократилась в 2,5 раза и продолжает сокращаться. Сегодня в мировом хозяйстве используется 55% доступного запаса пресных вод, и к 2030 г. потребление воды может достигнуть своих физических пределов. Около 70% потребляемой пресной воды расходуется на нужды сельского хозяйства (в 7 раз больше, чем на нужды промышленности). За последнее столетие не появилось новых технологий обработки земли, а рост населения в основном покрывается за счет увеличения объема возделываемых земель. При этом на орошаемые пресной водой земли, которые составляют лишь 20% общемировой площади сельскохозяйственных угодий, приходится: 40% мирового производства продовольствии; 60% производства зерновых. То есть дальнейший рост производства продовольствия для обеспечения растущего населения напрямую зависит от доступа сельскохозяйственных земель к пресной воде. Ценность таких земель в международной конкуренции будет существенно выше. Природные катаклизмы в различных частях планеты на протяжении последних лет являются прямым тому доказательством.

Перспективы и возможности для России.К 2050 г. в мире останутся лишь 3 или 4 страны, которые не будут испытывать острого кризиса из-за нехватка воды, в их числе будет и Россия. Россия занимает первое место в мире по площади сельскохозяйственных угодий и второе – по объему запасов пресных вод (в том числе в расчете на душу населения). При этом запасы пресной воды на территории РФ распределены неравномерно и не соответствуют размещению населения и экономическому потенциалу. На бассейны Каспийского и Азовского морей, где сосредоточен основной сельскохозяйственный потенциал России и проживает свыше 80% населении, приходится менее 8% общего годового речного стока.

Более 80% российской пашни размещено в зонах неустойчивого и недостаточного увлажнения, что обусловливает уязвимость отечественного сельского хозяйства по отношению к погодным условиям и климатическим изменениям. Организация орошения сельскохо-зяйственных земель не развита, освоение и развитие продовольственного производства на имеющихся и потенциально доступных для обработки землях требует существенных инвестиций и дополнительного привлечения квалифицированной рабочей силы.

При наличии доступа российских сельскохозяйственных угодий к пресной воде, в условиях глобального дефицита воды и продовольствия и перенаселенности развивающихся стран – абсолютная и сравнительная ценность этих земель будет возрастать, даже при необходимости существенных дополнительных инвестиций в организацию на них условий для производства продуктов питания. При этом решение финансовых задач развития данных земель и миграционных вопросов привлечения к их обработке значительного количества квалифицированной рабочей силы, будет решаться на политическом уровне с учетом прогнозируемых глобальных проблем. И в достаточно интенсивном даже по современным меркам темпе.

Источник

Главные источники пресной воды

Одним из условий, дающих возможность обеспечить здоровую и качественную жизнь человека и живых существ, является чистота и наличие пресноводной воды. Она выступает в качестве первостепенного водного ресурса планеты.

Как образуется, откуда она берется на планете?

Пресная вода образуется следующими способами:

Такая вода может принимать любое агрегатное состояние, поэтому она участвует в круговороте воды в природе, который включает в себя 4 этапа:

Что является основными водяными запасами?

Пресноводная вода является подходящей для питья и приготовления пищи и не наносит ущерб здоровью человека. Осадки выступают в качестве ее основного источника. Для ее добывания привлекают подземные и поверхностные воды.

Поверхностные

К поверхностным относят:

Благодаря этим источникам становится возможным добывание около 80% пресных вод.

Подземные

В подземных источниках водяные запасы, расположенные в верхних слоях земной коры — это:

Благодаря данным источникам добываются оставшиеся 20% пресной воды.

Из каких берется для нужд человека?

Водозабор – это все гидротехнические сооружения, которые осуществляют забор и подачу воды для обеспечения хозяйственных и питьевых нужд. Берется она из природных вод, делящихся на поверхностные и подземные.

Подземные воды предназначены только для питьевых нужд. Подземный водозабор отличается сложностью своей конструкции, которая зависит от того, как глубоко залегает вода, и от того, в каком количестве она будет подниматься на поверхность.

В каком больше всего?

Большая часть источников пресных вод находится в ледниках и снегу. Части гидросферы, содержащие в себе существенную долю водяных запасов, указаны в таблице:

Также пресные водяные запасы расположены под дном океанов на большой глубине. Но освоения их добывания и местонахождения почти не осуществляется, так как для этого требуются крупные затраты и современное оборудование.

В России

Россия по праву признается водообеспеченной страной. Запасы пресных вод составляют 20% от всего ее объема. Источниками выступают как подземные, так и поверхностные воды.

Под землей

Подземные – это одни из наиболее чистых пресноводных источников, составляющих большую часть запасов воды в России. В их состав входят артезианские и гидрогеологические складчатые области.

Главными артезианскими областями признаются:

Гидрогеологических складчатые области России (Балтийский и Алданский щиты, сооружения острова Сахалин, архипелаг Новая Земля и др.) обводнены благодаря климату и геолого-структурным факторам.

На поверхности

Поверхностные источники водяных запасов в России:

Заключение

Пресная вода необходима для жизни людям, животным, растениям. Основными ее источниками являются реки и озера. Она используется для получения питья, орошения сельско-хозяйственных культур, в промышленности.

Но из-за нерационального применения и загрязнения воды, ежегодно ее резерв становится меньше. По этим причинам следует уже сейчас подумать об освоении новых местонахождений запасов воды.

Источник

Опреснение воды – долгосрочный и безопасный источник?

7 миллиардов людей и миллионы других живых существ населяют нашу планету, и все они ежедневно нуждаются в питьевой воде. Запасов пресной воды на Земле уже недостаточно, и ее источников становится все меньше, поэтому многие страны ищут возможности получать питьевую воду другими способами.

Известно, что наша планета покрыта огромными океанами, непригодными для питья. Эта вода давно уже изучается на предмет опреснения – пополнения запасов пресной воды путем очистки от солей и прочих примесей. В проблеме занято большое количество заинтересованных сторон, включая политиков и бизнесменов. Интерес к процессу опреснения родился еще в восемнадцатом веке – когда мореплаватели искали способ добывать на море пресную воду из соленой, непригодной для питья воды морской. Однако, лишь в 60-х годах прошлого века проблема получила официальное признание в Соединенных Штатах Америки, где было создано Управление соленой воды.

В наше время по всему миру уже работает более 13000 установок по добыванию питьевой воды из морских глубин, производя не менее 12 миллиардов галлонов воды каждый день. Таковы данные Международной ассоциации деминерализации. Компания «LUX Research» представила официальный доклад, в котором отмечается, что при прогнозируемом увеличении численности населения к 2050 году более чем на 50%, необходимо увеличить количество опресняемой воды по крайней мере в 3 раза по отношению к 2020 году. Причем, в ближайшие 10 лет количество опресняемой воды должно быть увеличено на 9,5%.

Затраты на опреснение

Казалось бы, опреснение морской и солоноватой воды могло бы стать одним из наиболее явных решений в области получения питьевой воды в мировом масштабе. Однако, существуют и мнения, которые утверждают, что океаническая вода не является идеальным источником пресных запасов – человечество сталкивается с определенными сложностями, в частности, со значительной дороговизной этого метода.

По данным компании Food & Water Watch, стоимость опреснения морской воды в три раза выше, чем производство воды более привычными нам способами. Необходимы серьезные материальные затраты на электричество и подачу воды, хотя бы для того, чтобы опреснение не приносило значимых убытков, требуются также значительные расходы на эксплуатацию и большие авансовые вложения. Таким образом, опреснение оказывается недешевым способом раздобыть питьевую воду, и этот факт не может не повлиять на развитие метода опреснения во всем мире.

Единственным местом, где дороговизна опреснения воды не вызывает затруднений, является Ближний Восток. С одной стороны, потребность арабских стран в питьевой воде постоянно растет благодаря естественному росту населения, быстрой урбанизации ближневосточных стран и истощению других источников воды. Об этом, в частности, поведал корреспондентам «Arab News» предприниматель из Саудовской Аравии Адиль Пушнак. С другой, регион имеет невероятные доходы от продажи нефти, и вполне может себе позволить тратить до 18 миллиардов долларов каждый день – только на опресняющие установки. Одна только Саудовская Аравия потребляет 30 процентов мировых запасов опресненной воды, до 70% всей своей пресной воды это ближневосточное государство получает именно из опресняющих установок, сообщает Water.net.

В то же время, дороговизна процесса опреснения воды подвергается сомнению многими сторонниками этого метода. Опресненная вода становится все дешевле относительно доставки воды в засушливые регионы. Так, в конце прошлого века вода, доставляемая в Южную Калифорнию, обходилась в 30 раз дешевле, чем опресненная, сейчас разница затрат составляет всего лишь 2 раза. Есть данные о том, что очищение воды способом обратного осмоса (при котором вода пропускается через мембрану при высоком давлении) обходится дешевле, чем дистиллированная вода в определенных местах США. И все же, справедливости ради, надо отметить, что конкуренция цен пока еще далеко не в пользу методов опреснения морской воды – традиционные способы добывания питьевой воды выигрывают это соревнование.
По данным Американской Ассоциации мембранных технологий, затраты на традиционные способы получения воды составляют от 0,9 до 2,5 долларов США на тысячу галлонов, при опреснении слегка солоноватой воды они возрастают до 1,5-3 долларов США на аналогичный объем. При опреснении морской воды расходы уже составляют 3-8 долларов на тысячу галлонов получаемой воды. Ассоциация также опасается того, что опреснительные установки по всей стране окажутся под контролем частных компаний – с учетом растущей потребности в чистой питьевой воде, это вполне вероятное развитие событий.
При анализе средней стоимости коммунального обслуживания в Калифорнии, Иллинойсе, штатах Нью-Йорк и Висконсин с учетом частных и государственных компаний, предоставляющих соответствующие услуги, было обнаружено, что частные коммунальщики заметно завышают свои тарифы, по сравнению с государственными компаниями. Разница составляла от 13 до 50%. Другой пример: Стамфордская компания из штата Коннектикут построила во Флориде большой завод, предназначенный для опреснения воды, затраты на который составили порядка 158 миллионов долларов. Тем не менее, после завершения строительства, завод не был запущен. Он начал функционировать только тогда, когда был включен в проект «Посейдон», при участии Управления водных ресурсов.

Перспективы метода: дальнейшее развитие

Для того, чтобы минимизировать негативное влияние выбросов углекислого газа, сопутствующих работе установок, профильные компании и научные институты ищут способы задействовать независимые от углерода источники получения энергии для опреснения воды. Другими словами, существует возможность создания опреснительных установок, работающих на возобновляемых ресурсах.

В качестве примера можно привести проект завода по опреснению морской воды, который разработан Центром науки и техники имени короля Абдель Азиза в сотрудничестве с компанией IBM. Завод планируется построить в Саудовской Аравии, предполагается, что он будет работать на солнечной энергии. В то же время, Массачусетский технологический институт совместно с Южнокорейским университетом науки и технологии создали электронное устройство, предназначенное для отражения солей от мембран в установках обратного осмоса. Эта технология уже сейчас позволяет производить в час примерно 15 литров воды – таким образом, могут быть удовлетворены потребности в воде целого небольшого поселения.

Источник

Сколько пресной воды на Земле: основные источники, проблема дефицита

Вода покрывает огромную площадь земного шара. На ее долю приходится около 70 % поверхности, только 3 % от всего водного запаса составляет пресная вода – та, которую мы пьем, и без которой человечество просто не может прожить.

Что такое пресная вода

Пресной называют воду, в которой содержится не более 0,1 % соли. От общего объема водных ресурсов на Земле она составляет – 2,5-3%. Из этого пресного запаса доступен для человека только 1 %, остальной спрятан в ледниках и айсбергах.

Мировой океан солёный, воды суши могут быть пресными и солёными, вода в атмосфере только пресная. При испарении все соли остаются в водоёме, а испаряется только вода.

Источники пресной воды

Ученые-гидрологи выделяют два типа водных ресурсов.

Существует 6 источников водных ресурсов:

Запасы

Большинство пресной воды невозможно пить без специальной обработки. Причиной этому являются не только природные процессы (например, эрозия), но и человеческий фактор, который сыграл здесь не последнюю роль.

Лидеры по годовым объемам водных ресурсов, в среднем за 2011-2019, км 3 /год

Наибольший запас пресной воды приходится на Бразилию. На втором месте находится наша страна.

Ледники Антарктиды содержат большое количество запасов пресной воды на Земле, если они разом растают, уровень воды Мирового океана поднимается на 70 метров.

Самым большим хранилищем в мире является расположенное в России озеро Байкал, в нем сосредоточена 1/5 всех мировых запасов.

Сибирь, озеро Байкал

Помимо него, немалая часть пресных источников содержится в Ладожском и Онежском озерах, а также в специальных водохранилищах, таких как Красноярское, Волгоградское, Самарское и др.

Состав пресной воды

Он различается в зависимости:

В состав могут входить многочисленные газы (углекислый газ, углерод, кислород, азот), частички микроорганизмов, катионы (например, HCO3), анионы (например, Ca2+).

Виды и водоёмы пресной воды

Существует два вида пресной воды:

Последняя, в зависимости от содержания в ней солей и минералов, бывает столовой, лечебно-столовой и просто лечебной.

Чрезвычайно полезными свойствами обладает природная талая вода, которую добывают в экологически чистых районах, растапливая снег или горный лед.

В настоящий момент, большой популярностью в развитых странах пользуется бутилированная питьевая вода. Она является экологически чистым продуктом. Реализуется в гигиенически чистой емкости и соответствует всем установленным требованиям чистоты.

Водоёмы пресной воды можно разделить на 3 группы: поверхностные, подземные и осадочные воды.

Поверхностные

Именно они соответствуют большинству человеческих потребностей. Их очень мало – чуть свыше 1,2 % от общего количества пресноводных источников. Это озера, ручьи, реки, ледники. Огромная их часть сосредоточена во льдах. И лишь около 21 % — в озерах. Но большую часть необходимой жидкости человек получает из рек, на которые приходится 0,49 %.

В этой группе можно также выделить и моря с океанами. Но вода в них слишком соленая и использовать ее в таком виде неприемлемо для здоровья человека.

Если удалить соли и минералы из водного раствора, можно добиться использования, хотя бы в промышленных или сельскохозяйственных целях. Но этот процесс слишком дорогостоящий, чтобы решить мировую проблему нехватки пресной воды.

Тепловая емкость пресной воды составляет 4,182 Дж / (г К), а тепловая емкость соленой — 3,993 Дж / (г К).

Пресная вода закипает быстрее соленой, поскольку соль увеличивает температуру нагревания. Учитывая, что ионы соли тяжелее молекул воды, то плотность морской воды затрудняет солевое испарение, и это слишком осложняет процесс опреснения.

Подземные

В зависимости от того, на какой глубине они располагаются, выделяют несколько групп.

Вода, получаемая из подземных источников, пополняется за счет атмосферных осадков. Но за счет роста населения и бесконтрольного потребления природных ресурсов, соблюдать этот баланс становится все сложнее и сложнее.

Осадочные

Это дожди, град, снега. Если еще относительно недавно дожди были весьма популярны для пополнения запасов пресной воды, то в настоящее время этими источниками пользуются в основном лишь сильно засушливые регионы.

Осадочную воду продолжают часто использовать для полива в садоводческих целях. Рассматривать её в качестве воды для питья сейчас довольно проблематично в связи с химическими загрязнениями и бактериальными заражениями.

На качество дождевой воды влияют такие факторы, как материалы крыш, расположения зданий, загрязненность воздуха в регионе и др.

Проблема пресной воды

Интенсивное использование невозобновляемых водных ресурсов наносит вред экологии. Дефицит воды становится ограничителем экономического роста в развивающихся странах. Рассмотрим основные проблемы.

Нехватка водных ресурсов

Многим кажется, что пресная вода это неиссякаемый природный источник. И подтверждением тому служит круговорот воды в природе. Но не все учитывают человеческую жизнедеятельность, перенаселение планеты и меняющийся в сторону потепления климат.

Огромное количество природных водоемов высыхают, сельскохозяйственная отрасль использует воду неэффективно, а потребляет ее в гораздо большем количестве, чем любая другая промышленность. Все эти факторы приводят к тому, что отсутствие достаточных запасов пресной воды становится все ощутимее.

Пути выхода из сложившейся ситуации, такие как создание водохранилищ, опреснение соленой воды, экономное расходование, пока не дают должных результатов.

Загрязнения

Выделяют природные причины и искусственно созданные причины загрязнений.

К природным относятся те процессы, которые не зависят напрямую от человека:

Искусственные последствия наступают в связи с человеческой деятельностью. Некоторые предприятия нередко пренебрегают экологическими нормативами и требованиями и сбрасывают отходы непосредственно в водоемы.

Выбросы в атмосферу вредных веществ от автомобильного транспорта, фабрик и заводов приводят к кислотным дождям.

Какая плотность пресной воды кг/м3

Плотность – физическая характеристика вещества, позволяет сравнивать вещества одинакового объема. Вещество, которое больше весит, обладает большей плотностью.

Плотность пресной воды напрямую зависит от температуры. С увеличением температуры её плотность постепенно начинает снижаться. Для наглядности представлена таблица № 2.

Базовая плотность при температуре от 0 до 100 С

Значения могут иметь небольшую погрешность. Очищенная питьевая будет менее плотной, чем не питьевая из природных источников, так как в ней находятся различные органические и неорганические примеси, например, частички ила, песок и т. д.

Плотность воды измеряют ареометром. Его принцип основан на законе Архимеда.

Формула для определения плотности

При пользовании формулой нужно следить, чтобы все величины были выражены в согласующихся друг с другом единицах, предпочтительно килограммах и кубических метрах.

Заключение

Пресная вода — богатство нашей планеты. Основный запас находится в труднодоступных местах — ледниках. Большой популярностью пользуется бутилированная вода. Она проходит тщательную проверку, является стерильной и соответствует качеству.

Источник