Вода и жизнь на Земле - Юрий Новиков

Изучение закономерностей водообмена в реках, почве и других звеньях гидросферы суши имеет огромное хозяйственное значение. Полученные данные служат основой при планировании использования речного стока населением, дальнейшего развития промышленности и сельского хозяйства.

Особое место в жизни человека занимают речные и озерные воды. В настоящее время в мире известны 145 больших озер, в которых содержится 95 % объема озерных вод. Наибольшее количество пресной воды сосредоточено в оз. Байкале (2,3 тыс. км3) и Великих Американских озерах (2,4 тыс. км3).

Характеризуя обеспеченность речной водой населения мира, необходимо отметить, что в целом на одного человека приходится 11 тыс. м3 в год. Наибольшее количество речной воды на душу населения зафиксировано в Южной и Северной Америке, затем в Африке и Австралии (см. табл. 2).

Ряд стран — таких, как Бразилия, СССР, КНР, Канада, Индия, США, — обладают крупными речными ресурсами. На их долю приходится более 50 % всего речного стока мира (табл. 3).

Большое количество речной воды ежегодно стекает в океаны — Атлантический, Северный Ледовитый, Тихий и Индийский, и только некоторая часть ее остается в так называемых «бессточных областях», сток из которых не достигает Мирового океана. Среди крупных рек земного шара следует назвать реки, стекающие в Атлантический океан на территории Северной и Южной Америки: Амазонка (6930 км3/год), Парана (599 км3/год), Ориноко (441 км3/год), Миссисипи (599 км3/год), на территории Африки — Конго (1350 км3/год), в Индийский океан впадают Ганг (1200 км3/год) и Брахмапутра (630 км3/год); в Тихий океан — Амур (350 км3/год), Янцзы (693 км3/год) и Меконг (378 км3/год), в Северный Ледовитый океан — Енисей (624 км3/год), Лена (536 км3/год) и Обь (400 км3/год).

Таблица 3. Водообеспеченность по отдельным странам мира [М. И. Львович, 1974]

Страна Территория, тыс. км2 Среднемноголетний сток рек, км3 Удельная водность на одного жителя, тыс. м3/год Земной шар (в целом) 148 818 41 500 11,0 В том числе:     Бразилия 8 510 5 668 59,5     СССР 22 275 4 384 17,5     КНР 9 600 2 880 3,79     Канада 8 700 2 740 128,0     США 9 400 2 345 11,4     Индия 3 270 1 586 2,88

Как правило, водность в озерах и речных бассейнах меняется из года в год. Это связано с общими климатическими и метеорологическими условиями той или иной части суши и особенностями отдельных годов.

Реки и озера питаются от дождей, в результате таяния снега и ледников и от подземных источников. Наблюдаются годы маловодные и многоводные. Изменение водности происходит и внутри года. В периоды весеннего половодья и паводков в результате интенсивного таяния снега водность многих равнинных рек повышается, и наоборот, она резко падает летом и зимой. В период весеннего половодья расход отдельных рек составляет 60 % и более (от годового).

Большая часть бассейна р. Амазонки находится в пределах экваториального пояса Южной Америки. В этой части континента в течение года выпадают осадки, превышающие 2000 мм. Высокий сток характерен и для рек, расположенных в экваториальной зоне Африки (Юго-Западная и Юго-Восточная часть), где выпадает более 1000 мм осадков. Для районов действия муссонов Индийского и Тихого океанов характерны также обильные летние осадки, достигающие 5000 мм и более, в связи с этим здесь резко увеличивается речной сток. И наоборот, в сезон, когда дуют ветры с суши на море, палящее солнце в этих районах вызывает сильнейшую засуху, превращая почву в пыль и песок.

Большое влияние на водность рек оказывает рельеф местности. Высокие хребты Кордильеров и Анд преграждают путь увлажненным восточным ветрам с просторов Атлантического океана и бассейна Амазонки. В результате в пустыне Атакама несколько лет подряд не бывает дождя. Чрезвычайно многоводны реки, берущие начало в Гималаях. В период таяния здесь снега реки в Индии, Пакистане и Бангладеш разливаются катастрофически.

Подсчитано, что на нашей планете болота занимают более 3,5 млн. км2. До недавнего времени многие считали болота «болезненными лишаями» земной поверхности, выпадающими из хозяйственного оборота. Сейчас взгляды на роль болот изменились. Участки сильного увлажнения играют, оказывается, роль губки, которые впитывают воду, когда ее избыток, и отдают, когда ее мало. Болота являются хранилищами громадного количества пресной воды, питающей ручьи и пруды. Более того, они служат своеобразным естественным фильтром при очистке загрязненных вод. Из районов, заполненных мутной жижей, вода выходит чистой.

За сравнительно короткий период с лица планеты исчезла почти треть болот. В Западной Европе и Америке спохватились, когда после уничтожения болот катастрофически стали мелеть реки, гибнуть флора и фауна, а на осушенных землях через несколько лет резко упали урожаи и началась ветровая эрозия.

В 1967 г. 18 стран, в их числе и СССР, образовали международное общество «Телма», что в переводе с греческого означает «болото». Его цель — сохранить для человечества этот важный естественный запасник пресной воды.

Подземные воды

Еще один участник круговорота воды в природе — подземные воды, как уже отмечалось, играют важную роль и как источник водоснабжения населения. Их запасы в недрах Земли огромны. Подземные моря имеются на всех материках, причем даже в пустынях. В самой большой безжизненной пустыне — Сахаре — подземные воды обнаружены в 150–200 м от поверхности земли. Верхняя граница подземного моря на территории Каракумов проходит на глубине 30 м.

Подземные воды возникли наряду с образованием твердой, воздушной и водной оболочек Земли. Атмосферные воды, выпадающие на поверхность Земли, постепенно просачиваются через толщу почв и пород, добираясь до водоупорного слоя глин, структуру которых можно сравнить с пластинками слюды или чешуйками рыб. Насыщенные водой подземные пласты получили название водоносных. Как правило, они находятся в зажатом состоянии между водоупорными глинами. Вследствие этого подземные воды приобретают напор и могут выливаться на поверхность в виде фонтана. Водоносных горизонтов и водоупоров может быть множество. Нередко они образуют целые бассейны подземных вод.

Запасы подземных вод принято условно делить на естественные ресурсы, которые ежегодно возобновляются, и статические (емкостные) запасы, которые накапливаются веками. Естественные ресурсы зоны активного водообмена дренируются и создают устойчивую часть речного стока.

Для деятельности человека (особенно для хозяйственно-питьевого использования) наибольший интерес представляют самые верхние водоносные горизонты. Преимущество подземных вод по сравнению с поверхностными водами рек, озер и других источников огромны: они достаточно защищены от поступления загрязнений с поверхности, имеют постоянный состав и температуру, распространены более равномерно.

В настоящее время подземные воды получают все большее применение в промышленности и в сельском хозяйстве. Так, в США на долю подземных вод приходится около 20 % всей потребляемой воды, в ФРГ и Нидерландах — 75, в Бельгии — 90, в Дании — около 100 %.

Как уже отмечалось, водные ресурсы на Земле распределены неравномерно. В первую очередь это касается запасов пресных вод, пригодных для человека. Острый недостаток в пресной воде испытывают огромные районы Африки, Ближнего и Среднего Востока, Южной и Северной Америки, Австралии. Почти треть населения земного шара живет в условиях дефицита пресной воды. Сюда относятся такие высокоразвитые в промышленном отношении страны, как США, ФРГ, Нидерланды, Япония. Несмотря на значительный объем речного стока на территории Индии и Китая, водообеспеченность населения этих стран значительно ниже, чем во многих других.

Таблица 4. Сравнительная балансовая оценка водных ресурсов СССР и земного шара [М. И. Львович, 1974]