1. Воды суши и деятельность человека

Гидросфера - это водная оболочка Земли, представляющая собой совокупность всех водных объектов планеты (океанов, морей, рек, озер, болот, ледников, снежного покрова, подземных вод).

Пространственно гидросфера фактически совпадает с экосферой. Гидросфера проникает во все другие геосферы и играет важнейшую роль в глобальных процессах обмена веществом и энергией. Вода гидросферы играет важнейшую роль в глобальном цикле вещества, осуществляя эрозию и денудацию горных пород, перенос и отложение продуктов их разрушения.

Основные функции вод суши в экосфере.

В природе вода находится в центре большинства взаимосвязей, в том числе между другими геосферами. В обществе вода - критический фактор многих экономических, общественных и политических проблем. В обобщенном виде можно сказать, что воды суши в экосфере выполняют три основные функции, важные с точки зрения геоэкологии:

- участника, зачастую ведущего и интегрирующего, в глобальных циклах вещества;

- индикатора состояния экосистем, в особенности бассейнов рек или озер;

- самого широко употребляемого природного ресурса.

Во многих случаях вода - ключевой фактор основных глобальных экологических проблем. Выше уже отмечалась исключительная роль воды как агента, переносящего растворенные и взвешенные вещества. Поэтому она важнейший фактор в глобальных биогеохимических циклах углерода, азота, серы, фосфора и др. и в экзогенной части большого геологического цикла (или цикла эрозии-седиментации). Глобальный гидрологический цикл - это один из основных жизнеобеспечивающих механизмов экосферы, зависящий в то же время от изменения ее состояния. Гидрологический цикл означает больше, чем водный цикл. Реки мира также приносят в океан около 22 млрд. т наносов и 3 млрд. т растворенных веществ.

В целом можно сказать, что вода находится в центре большинства взаимодействий в природе, играя в ландшафте роль, сходную с ролью крови в теле человека. И так же как анализ крови дает представление о состоянии больного, так и химические и физические особенности природных вод являются объективным индикатором многих процессов, протекающих на водосборе. Зональные природные процессы хорошо отражены в основных показателях гидрологического режима. При усилении деятельности человека в бассейне реки или озера природные воды этого бассейна также соответствующим образом изменяются, что находит свое отражение в индикаторах геоэкологического состояния бассейна. Так, за столетие содержание хлоридов в воде р. Рейн на границе Германии и Голландии увеличилось приблизительно на порядок, что указывает на весьма значительное увеличение антропогенного давления в бассейне.

Геоэкологические аспекты водного хозяйства.

а) Водные ресурсы и водообеспеченность.

Вода - наиболее широко используемый природный ресурс. Забор воды из всех источников мира составляет около 4000 км³ в год. Передача значительных объемов воды с континента на континент и даже на большие расстояния внутри континентов по ряду причин весьма затруднительна.

Существуют занимательные предложения по (1) транспортировке воды на большие расстояния. Однако стоимость кубометра такой воды была и останется высокой даже по сравнению с более реальными, но также дорогими способами, например с (1) опреснением морской воды.

Можно представить себе только один сценарий, оправдывающий транспортировку айсбергов: все источники воды мира станут настолько загрязнены, что Антарктида останется единственным надежным источником драгоценной питьевой воды требуемого качества.

Управление водными ресурсами удобнее всего осуществлять для всего бассейна реки, озера или бассейна подземных вод. Однако политические и административные границы, как правило, не совпадают с водоразделами. На международном уровне это может приводить к конфликтам, связанным с использованием водных ресурсов. Около половины населения мира живет в не менее чем 220 международных речных и озерных бассейнах, причем более 25 бассейнов принадлежат четырем и более странам.

Наибольшие трудности в сотрудничестве между областями (штатами) или, тем более, странами заключаются в том, что территории, расположенные выше по течению реки, находятся в преимущественном положении.

Примером является ситуация в бассейне Нила, где любые действия в верхнем или среднем течении, ведущие к сокращению стока реки, оказывают неблагоприятное и очень серьезное воздействие на экономику Египта, существование которого в течение всей истории и до сего дня зависит от режима Нила.

ООН сформулировала принципы международного сотрудничества в области водных ресурсов. Они включают четыре межгосударственных обязательства.

1. Информировать соседние государства и консультироваться с ними, прежде чем предпринимать какие-либо действия, которые могут привести к изменениям состояния разделяемых водных ресурсов.

2. Регулярно обмениваться гидрологическими данными.

3. Избегать причинения ущерба другим пользователям водных ресурсов.

4. Распределять воду из общего водного источника «разумно и «справедливо».

Стратегия решения водных проблем заключается в таком управлении бассейном, которое бы обеспечивало экономическое развитие без ухудшения водных и связанных с ними других природных ресурсов.

Абсолютный верхний предел возобновляемых водных ресурсов мира - это суммарное количество осадков, выпадающее на поверхность суши, что составляет около 120 тыс. км³ в год, безвозвратное потребление воды в мире составляет сейчас около 4 тыс. км³ в год, при возобновляемых ресурсах порядка 9000 м³ в год. Соотношение между имеющимися ресурсами и потреблением выглядит на глобальном уровне пока вполне благоприятным, но на самом деле для многих районов это далеко не так, так как средние мировые величины маскируют имеющиеся различия между районами и скрывают дефицит водных ресурсов во многих местах мира.

Показатели состояния водных ресурсов.

1. Количество водных ресурсов на каждого жителя. Уровень 1000 м³ на человека обычно принимается в качестве критического, указывающего на то, что страна находится в состоянии острого дефицита водных ресурсов. В странах, где водное хозяйство определяет всю экономику, таких как Египет, Сирия, Пакистан, уровень водопотребления составляет 1200-2200 м³/чел.

Водообеспеченность изменяется от страны к стране на несколько порядков (от 328 000 м³/чел. в год для Габона до практически нуля в странах Персидского залива). Уровень 500 м³ на человека в год и менее является чрезвычайно низким, даже пороговым для национального устойчивого развития. Примерно таким количеством водных ресурсов (370 м³/чел.) располагает Израиль, являя пример весьма эффективного использования водных ресурсов, в том числе на орошение.

2. Доля используемой воды по отношению к имеющимся ресурсам.

Поскольку численность населения мира будет увеличиваться, а объем имеющихся водных ресурсов останется постоянным, ситуация дефицита водных ресурсов будет и далее ухудшаться, вызывая дальнейшее углубление противоречий, связанных с использованием водных ресурсов как на международном, так и на национальном уровне. Предстоящее изменение климата во многих случаях еще усилит конфликтные ситуации.

К 2025 г. уже 1,4 млрд. чел. 45 стран мира будут располагать менее чем 1000 м³на чел. за год. Около трех четвертых населения мира приблизительно в 100 странах будет жить в условиях дефицита воды. Если существующие в настоящее время способы ведения хозяйства не изменятся, будет продолжаться и ухудшение качества воды, что еще более осложнит ситуацию. Можно ожидать, что количество и глубина конфликтов, связанных с водными проблемами, еще более возрастут.

Управление водопотреблением и водохозяйственный баланс.

Эффективное водное хозяйство - это умение уравновесить имеющиеся водные ресурсы территории и спрос на них, не допуская при этом ухудшения качества окружающей среды. Иными словами, это искусство соблюдать водохозяйственный баланс. Имеются два принципиально различных пути его достижения: увеличивать доступный объем возобновимых ресурсов, снижать спрос на воду.

Потребители воды.

1. Ирригация, расходующая около 65% всей забираемой воды. В аридных районах этот показатель намного выше, достигая 98% в случае Египта. Повышение эффективности орошения может принести не меньший результат, чем строительство нового водохранилища. При этом стоимость таких мер будет ниже затрат на увеличение подачи воды, а неблагоприятные геоэкологические последствия будут несомненно меньше.

2. Доля промышленности в водопотреблении мира составляет около 25%. В странах с достаточным увлажнением, где интенсивное орошение не требуется, эта доля весьма высока. Основная стратегия снижения водопотребления в промышленности - увеличение степени оборачиваемости воды в производственном цикле.

Например. Для Англии, Германии и Франции она находится в пределах 71-87% от суммарного водопотребления. Количество потребляемой воды на единицу производимого промышленного продукта изменяется для одинаковых товаров более чем в 10 раз в зависимости от типа применяемой технологии. Поэтому снижение спроса на воду в этом секторе водного хозяйства вполне реально.

3. 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 очень дорого. Несмотря на это типичная величина потерь воды в городских сетях составляет 50%.

В крупных городах развивающихся стран потери воды составляют: Мехико (Мексика) - 50%, Каир (Египет) - 47%, Бангкок (Таиланд) - 32%.В городах развитых стран ситуация в целом не многим лучше, в особенности в тех городах, где водопроводные сети закладывались еще в прошлом веке. Всемирный Банк считает, что если потери в городских сетях превышают 25%, то снижение потерь экономически более целесообразно, чем строительство дополнительных систем водоснабжения. К потерям в сетях необходимо добавить потери из подтекающих кранов, туалетов и пр.

Численность населения Древнего Рима была более миллиона человек. Городская система водоснабжения подавала около 1000 л воды на человека в сутки. Современные римляне используют меньше половины этого количества, но, по всей вероятности, уровень их личной гигиены не ниже, чем у их предков.

Таким образом, успешное водное хозяйство - это поддержание баланса между спросом и предложением без ухудшения (по крайней мере) геоэкологического состояния территории. Экономика использования водных ресурсов требует большого внимания. Пока что вода во всем мире имеет низкую цену, что ведет к неэффективному использованию водных ресурсов, а следовательно к экологическим проблемам. Это делает водное хозяйство уязвимым или экономически и экологически неустойчивым.