Поверхностные воды суши

Реки. В целом на поверхности земной суши воды движутся в различных формах: реки, ручьи, родники, временные водотоки. В последнее время серьезное значение стали иметь водотоки (каналы), созданные человеком.

Реки и ручьи - это постоянные водотоки, расположенные в есте­ственных понижениях рельефа. Размеры рек весьма различны: от огромных (р. Амазонка) до весьма мелких.

Многоводность самой полноводной реки мира Амазонки - 3160 км³/год - объяс­няется огромной площадью бассейна (около 7 млн. км²) и обилием осадков (более 2000 мм в год). У Амазонки 17 притоков так называемого первого порядка, каждый из которых по многоводности равен реке Волге.

Ручьи — это еще более мелкие естественные водотоки шириной не более 0,5—1,0 м.

Реки формируют на определенной территории речную сеть из основного русла и притоков. Реки получают питание с опре­деленной территории, называемой ее бассейном. Постоянными источ­никами питания рек являются подземные воды, талые воды снега и ледников, дождевые осадки.

В зависимости от условий питания у рек формируется режим; по уровню воды выделяют периоды самой высо­кой и низкой воды. Они получили названия: половодье, паводок и межень.

Реки совершают колоссальную эрозионную и аккумуляцион­ную работы. Они размывают горные породы, формируют русла, а полученный материал переносят и откладывают в виде аллювиальных (речных) отложений, создавая пойму и аккумулятивные террасы у коренных берегов. Различают молодые и старые реки. У последних, как правило, широкие разработанные долины с брошенными старыми извилистыми руслами (старицами), большим числом террас и широ­кими поймами. Молодые реки часто имеют пороги и водопады (уча­стки, где вода падает с высоких уступов).

Один из самых крупных водопадов мира - Виктория на р. Замбези - падает с высоты 120 м при ширине 1800 м; Ниагарский водопад - высота 51 м, ширина потока 1237 м. Многие горные водопады еще выше. Самый высокий из них - Анхель на р.Ориноко - высотой 1054 м.

Озера. Кроме водотоков, где вода движется от более высоких отметок к более низким, на суше есть постоянные водоемы в естест­венных понижениях рельефа. На территории нашей страны находится часть самого большого озера в мире - Каспийского моря и самое глубокое - озеро Байкал.

Озера образовались различными путями: от вулканических кратеров до тектонических прогибов и карстовых про­валов; иногда возникают запрудные озера при обвалах и селях в горах. Большое количество озер, которые находятся в Финляндии, Швеции, Карелии (Россия), Канаде, сформировались при наступлении и отступ­лении ледников в периоды оледенений. Большинство озер заполнены пресной водой, но есть и соленые, например Каспийское, Аральское и некоторые другие. Пресные имеют соленость менее 1 %, солоноватые - более 1 %, соленые - более 24,7%.

Озера развиваются в зависимости от окружающих условий. Реки, временные водные потоки приносят в озера огромное количество неорганических и органических веществ, которые отлагаются на их дне. Появляется растительность, остатки которой также скапливаются, заполняя озерные котловины, и дают начало образованию болот.

Болота — это избыточно увлажненные участки суши, покрытые влаголюбивой растительностью. Заболачивание в лесной полосе неред­ко возникает в результате сведения лесов. Тундра является зоной, где многолетняя мерзлота не позволяет проникать воде в толщу грунтов и постепенное ее накопление ведет к образованию болот.

По условиям питания и местонахождению болота подразделяют на низинные и верховые. Первые получают питание за счет атмосферных осадков, подземных и поверхностных вод. Большое количество минеральных компонентов, поступающих с подземными водами, способствует активному развитию растительности и большой ее продуктивности. При определенных условиях низинные болота превращаются в так называемые верховые. В этих болотах осуществ­ляется торфообразование — весьма сложный геохимический процесс минералообразования и осадконакопления. Накопление торфа, с од­ной стороны, наращивает запасы плодородия в земных недрах за счет увеличения объема гумуса, а также способствует консервации избы­точного углерода, но, с другой стороны, существенно обедняет мине­ральную составляющую, питающую растения на болоте. Происходит замена на менее требовательные растения, например сфагновые мхи, которые выделяют органические кислоты, замедляющие торфообразование. Вода уже не попадает в зоны развития сфагновых мхов, и процесс разрушения растительности постепенно все более развивается.

Болота занимают обширные пространства на территории нашей страны и представляют зачастую истоки значительных поверхностных водотоков.

Болота оказывают определяющее влияния на существование леса, т. е. существует глубокая связь между оптимальными условиями развития лесных экосистем и существующими в них болотами, да и многими небольшими озерами.

Вода представляет собой одну из наи­более важных компонент, обеспечивающих жизнь на нашей планете. Вода прошла сложный эволюционный процесс вместе с биосферой и является ее неотъемлемой составной частью. Обладая рядом аномаль­ных свойств, она влияет на протекающие в экосистемах сложнейшие физико-химические и биологические процессы. Нелишне упомянуть, что к таким свойствам относятся очень высокие и максимальные среди жидкостей теплоемкость, теплота плавления и испарения, поверхно­стное натяжение, растворяющая способность и диэлектрическая про­ницаемость, прозрачность. Кроме того, для воды характерна повышенная миграционная способность, определяющая ее взаимодей­ствие с другими, в том числе и вмещающими, средами. Перечисленные свойства создают потенциальную возможность накопления в воде очень высоких количеств самых разнообразных загрязняющих веществ, в том числе патогенных микроорганизмов.

Человек в последние десятилетия стал оказывать существенное влияние на гидросферу и водный баланс планеты. Антропогенные преобразования вод континентов уже достиг­ли глобальных масштабов, нарушая естественный режим даже круп­нейших озер и рек земного шара. Этому способствовали строительство гидротехнических сооружений (водохранилищ, оросительных каналов, систем переброски вод), увеличение площади орошаемых земель, обводнение засушливых территорий, урбанизация, загрязнение пре­сных вод промышленными, коммунальными стоками и т. д.

В насто­ящее время в мире эксплуатируется и строится около 30 тыс. водохранилищ (объемом каждое более 1 млн. м³), объем вод которых превысил 6000 км³ Но 95 % этого объема приходится на крупные (объемом более 100 млн. м³) водохранилища. В мире имеется 2442 крупных водохранилища, при этом их наибольшее количество приходится на Северную Америку — 887 (из них только в США—689) и Азию — 647 (из них в Индии—202, Китае —147). На территории бывшего СССР было построено 237 крупных водохранилищ, в том числе самое крупное в мире по объему вод водохранилище долинного типа — Братское (объемом 169 км³) и второе в мире по площади зеркала — Куйбышевское (5900 км³).

Вода - один из важнейших факторов, определяющих разме­щение производительных сил, а очень часто и средство производ­ства. Увеличение расходования воды промышленностью связано не только с ее быстрым развитием, но и с ростом водоемкости производства, т. е. с увеличением расхода воды на единицу продук­ции.

Использование воды для хозяйственных целей - одно из звеньев круговорота воды в природе. Но антропогенное звено круговорота отличается от естественного тем, что в процессе испарения лишь часть использованной человеком воды возвращается в атмосферу опресненной. Другая часть (составляющая, например, при водо­снабжении городов и большинства промышленных предприятий 90%) сбрасывается в реки и водоемы в виде сточных вод, загряз­ненных отходами производства.

Качество воды - это характеристика состава и свойств воды, оп­ределяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования. Качество воды оценивается комплексом разнообразных показателей. Большинство показателей применяется для оценки любого происхож­дения и назначения. Однако в зависимости от степени загрязненности воды и вида водопользования число и набор показателей, достаточных для характеристики ее качества, может существенно изменяться.

Ос­новными показателями качества воды являются ионный состав, общее солесодержание, цветность, запах и вкус, жесткость, щелочность, содержание железа, марганца и некоторых других элементов.

Под истощением вод понимается сокращение количества воды в водном объекте, происходящее под влиянием человеческой деятель­ности и носящее устойчивый характер. Зачастую недостаток пресной воды обусловлен качественным истощением водных ресурсов, то есть загрязнением и засорением водотоков и водоемов различными хими­ческими веществами и «мусором».

Водотоки и водоемы считаются загрязненными, если состав или состояние их вод изменены в результате деятельности человека до такой степени, что они стали непригодными для целей, которым они служили до начала их использования человеком. Загрязнение поверхностных природных вод - это процесс изменения физических, химических или биологических свойств природных вод при попадании в них различны хвеществ, который может оказать вредное воздействие на человека и природу, а также ограничить возможность использования воды. Веще­ством, загрязняющим воду, является каждое соединение, вызывающее нарушение норм качества воды.

Под засорением поверхностных природных вод следует понимать поступление в водотоки и водоемы посторонних нерастворимых пред­метов, например древесины, металлолома, шлака, строительного му­сора и т. д. Серьезный вклад в засорение вносит лесосплав. Около 90 % древесины, заготавливаемой в нашей стране, транспортируется по воде. Современный объем лесосплава составляет 130 млн. м³ в год; для него используются более 2000 рек, 250 озер, 11 крупных водохра­нилищ. Лесосплав не предъявляет к качеству воды требований, но сам является источником загрязнения водотоков затонувшей древесиной и различными попутными отходами. Потери при молевом сплаве нередко достигают 30 % первоначального количества древесины, что является серьезным фактором ухудшения качества воды, в частности, для рыбного хозяйства.

Загрязнение природных вод обусловлено многими причинами как природного, так и техногенного характера. Источниками загрязнения поверхностных и подземных вод являются химические вещества, мик­роорганизмы или тепло.

Наибольший вред наносят сточные воды бытовой и производственной деятельности человека. В прошлые вре­мена загрязненных сточных вод было относительно мало и они были преимущественно коммунально-бытового происхождения. Такие воды многократно разбавлялись большим количеством чистой воды рек, а процессы самоочищения освобождали воды от загрязняющих веществ. В современном индустриализированном обществе положение сущест­венно изменилось: резко увеличилось водопотребление, количество стоков, значительно расширился состав загрязнителей и, наконец, запасы чистой воды для разбавления и самоочищения стали катастро­фически сокращаться.

Примеси, поступающие в водные объекты, можно подразделить на минеральные, органические и биологические. К минеральным загряз­няющим веществам относятся песок, глина, различные золы, шлаки, растворы солей, кислот, щелочей, эмульсии масел, радиоактивные и другие неорганические соединения. Органические загрязнители - это разнообразные вещества растительного и животного происхождения, а также многочисленные отходы в виде смол, фенолов, красителей, спиртов, альдегидов, серо- и хлорсодержащих органических соедине­ний и т. д.

Требования к качеству природных вод зависят от того, для каких целей используется водный объект, то есть от вида водопользования.

хозяйственно-питьевое - использование водных объектов или их участков в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для обеспечения предприятий пищевой промышленности;

культурно-бытовое - использование водных объектов для купания, занятий спортом и отдыха. К этому виду водопользования относятся и учас­тки водных объектов, находящиеся в черте населенных мест;

рыбохозяйственное - водоемы рыбохозяйственного назначения делятся на три категории:

высшая категория - места расположения нерестилищ, массового нагу­ла и зимовальных ям ценных видов рыб и других промысловых водных орга­низмов, а также охранные зоны хозяйств для искусственного разведения и выращивания рыб, других водных животных и растений;

первая категория - водные объекты, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительнос­тью к содержанию кислорода;

вторая категория - водные объекты, используемые для других рыбохо-зяйственных целей.

Качество воды нормируется по целому ряду санитарно-микробиологических, органолептических и химических показателей.

Содержание загрязняющих веществ в воде регламентируется их пре­дельно допустимыми концентрациями (ПДК).

ПДК - это такая концент­рация вещества, при превышении которой вода становится непригодной для установленного вида водопользования. При концентрации вещества, мень­шей или равной ПДК, вода так же безвредна для всего живого, как и вода, в которой данное вещество полностью отсутствует.

Характер воздействия загрязняющего вещества на организм человека или водную экосистему может быть различным. Признак вредного воздей­ствия, характеризующийся наименьшей пороговой концентрацией, называ­ется лимитирующим признаком вредности (ЛПВ).

При нормировании качества воды ПДК того или иного вещества устанавливается по соответ­ствующему лимитирующему признаку вредности (ЛПВ):

по общесанитарному признаку вредности устанавливают ПДК ве­ществ, нарушающих процессы самоочищения в водоеме, что приводит к ухудшению общего состояния водоема (возникновению дефицита кислоро­да, развитию процессов гниения и брожения, появлению сероводорода, ме­тана и т. д.);

по органолептическому признаку вредности устанавливаются ПДК веществ, придающих воде запахи, привкусы, неестественный цвет, повыша­ющих мутность, то есть ухудшающих свойства воды, воспринимаемые орга­нами чувств. Чувствительность рецепторов человека очень высока, поэтому часто ПДК, установленные по органолептическому признаку вредности, яв­ляются более жесткими, чем по другим ЛПВ;

по токсикологическому признаку вредности устанавливают ПДК ве­ществ, которые могут оказывать токсическое воздействие на организм.

В существующем перечне ПДК загрязняющих веществ обязательно указывается лимитирующий признаком вредности (ЛПВ). а также класс опасности вещества: от чрезвычайно опас­ных (1-й класс) до малоопасных (4-й класс).

Одно и то же вещество может нормироваться по разным ЛПВ, в зависимости от вида водопользования. Кроме того, если водоем используется для нескольких видов водопользова­ния, то в качестве ПДК выбирается самая низкая, т.е. самая жесткая, пре­дельно допустимая концентрация вещества.

Дата добавления: 2014-01-06