Riserve idriche mondiali. Risorse idriche

L’acqua è la sostanza più abbondante sul nostro pianeta: seppure in quantità variabili, è disponibile ovunque e svolge un ruolo fondamentale per l’ambiente e gli organismi viventi. L'acqua dolce è della massima importanza, senza la quale l'esistenza umana è impossibile e nulla può sostituirla. L’uomo ha sempre consumato acqua dolce e l’ha utilizzata per svariati scopi, tra cui quello domestico, agricolo, industriale e ricreativo.

Riserve idriche sulla Terra

L'acqua esiste in tre stati di aggregazione: liquido, solido e gassoso. Forma oceani, mari, laghi, fiumi e acque sotterranee situate nello strato superiore della crosta terrestre e nella copertura del suolo. Allo stato solido esiste sotto forma di neve e ghiaccio nelle regioni polari e montuose. Una certa quantità di acqua è contenuta nell'aria sotto forma di vapore acqueo. Enormi volumi di acqua si trovano in vari minerali della crosta terrestre.

Determinare l’esatta quantità di riserve idriche nel mondo è piuttosto difficile perché l’acqua è dinamica e in costante movimento, cambiando il suo stato da liquido a solido a gassoso e viceversa. Di norma, la quantità totale delle risorse idriche nel mondo è stimata come la totalità di tutte le acque nell'idrosfera. Si tratta di tutta l'acqua libera che esiste in tutti e tre gli stati di aggregazione nell'atmosfera, sulla superficie terrestre e nella crosta terrestre fino ad una profondità di 2000 metri.

Le stime attuali hanno dimostrato che il nostro pianeta contiene un'enorme quantità di acqua: circa 1.386.000.000 di chilometri cubi (1.386 miliardi di km³). Tuttavia, il 97,5% di questo volume è acqua salata e solo il 2,5% è dolce. La maggior parte dell'acqua dolce (68,7%) si trova sotto forma di ghiaccio e copertura nevosa permanente nelle regioni antartiche, artiche e montuose. Inoltre, il 29,9% esiste come acqua sotterranea e solo lo 0,26% dell'acqua dolce totale della Terra è concentrata in laghi, bacini idrici e sistemi fluviali dove è più facilmente disponibile per le nostre esigenze economiche.

Queste cifre sono state calcolate per un lungo periodo di tempo, ma se si prendono in considerazione periodi più brevi (un anno, più stagioni o mesi), la quantità di acqua nell'idrosfera potrebbe cambiare. Ciò è dovuto allo scambio di acqua tra oceani, terra e atmosfera. Questo scambio è solitamente chiamato ciclo idrologico globale.

Risorse d'acqua dolce

L'acqua dolce contiene una quantità minima di sali (non più dello 0,1%) ed è adatta ai bisogni umani. Tuttavia, non tutte le risorse sono a disposizione delle persone, e anche quelle che lo sono non sempre sono adatte all’uso. Considera le fonti di acqua dolce:

• I ghiacciai e le coperture nevose coprono circa 1/10 della massa terrestre mondiale e contengono circa il 70% di acqua dolce. Purtroppo, la maggior parte di queste risorse si trova lontano dalle aree popolate e quindi di difficile accesso.
• Le acque sotterranee sono di gran lunga la fonte di acqua dolce più comune e accessibile.
• I laghi d'acqua dolce si trovano principalmente ad alta quota. Il Canada contiene circa il 50% dei laghi d'acqua dolce del mondo. Molti laghi, soprattutto quelli nelle zone aride, diventano salati a causa dell'evaporazione. Il Mar Caspio, il Mar Morto e il Gran Lago Salato sono tra i più grandi laghi salati del mondo.
• I fiumi formano un mosaico idrologico. Ci sono 263 bacini fluviali internazionali sulla Terra, che coprono oltre il 45% della massa terrestre del pianeta (ad eccezione dell'Antartide).

Oggetti delle risorse idriche

Gli oggetti principali delle risorse idriche sono:

• oceani e mari;
• laghi, stagni e bacini artificiali;
• paludi;
• fiumi, canali e torrenti;
• umidità del suolo;
• acque sotterranee (suolo, falde acquifere, interstratali, artesiane, minerali);
• calotte polari e ghiacciai;
• precipitazioni (pioggia, neve, rugiada, grandine, ecc.).

Problemi di utilizzo dell'acqua

Per molte centinaia di anni, l’impatto dell’uomo sulle risorse idriche è stato insignificante e di natura esclusivamente locale. Le eccellenti proprietà dell'acqua - il suo rinnovamento dovuto al ciclo e la capacità di purificarsi - rendono l'acqua dolce relativamente purificata e dotata di caratteristiche quantitative e qualitative che si manterranno invariate per lungo tempo.

Tuttavia, queste caratteristiche dell'acqua hanno dato origine all'illusione dell'immutabilità e dell'inesauribilità di queste risorse. Da questi pregiudizi è nata una tradizione di uso sconsiderato di risorse idriche estremamente importanti.

La situazione è molto cambiata negli ultimi decenni. In molte parti del mondo sono stati scoperti i risultati della cattiva gestione a lungo termine di una risorsa così preziosa. Ciò vale sia per l’uso diretto che per quello indiretto dell’acqua.

In tutto il mondo, nel corso di 25-30 anni, si è verificato un massiccio cambiamento di origine antropica nel ciclo idrologico di fiumi e laghi, che ha influito sulla qualità dell’acqua e sul suo potenziale come risorsa naturale.

Il volume delle risorse idriche, la loro distribuzione spaziale e temporale, sono determinati non solo dalle fluttuazioni climatiche naturali, come prima, ma ora anche dai tipi di attività economiche delle persone. Molte parti delle risorse idriche mondiali stanno diventando così esaurite e fortemente inquinate da non riuscire più a soddisfare la domanda sempre crescente. Esso può
diventare uno dei principali fattori che ostacolano lo sviluppo economico e la crescita demografica.

Inquinamento dell'acqua

Le principali cause dell’inquinamento dell’acqua sono:

• Acque reflue;

Le acque reflue domestiche, industriali e agricole inquinano molti fiumi e laghi.

• Smaltimento dei rifiuti nei mari e negli oceani;

Seppellire i rifiuti nei mari e negli oceani può causare enormi problemi, perché influisce negativamente sugli organismi viventi che vivono nelle acque.

• Industria;

L’industria è un’enorme fonte di inquinamento delle acque, poiché produce sostanze dannose per le persone e per l’ambiente.

• Sostanze radioattive;

L'inquinamento radioattivo, in cui è presente un'elevata concentrazione di radiazioni nell'acqua, è l'inquinamento più pericoloso e può diffondersi nelle acque oceaniche.

• Fuoriuscita di petrolio;

Una fuoriuscita di petrolio rappresenta una minaccia non solo per le risorse idriche, ma anche per gli insediamenti umani situati vicino a una fonte contaminata, nonché per tutte le risorse biologiche per le quali l'acqua è un habitat o una necessità vitale.

• Perdite di petrolio e prodotti petroliferi da depositi sotterranei;

Grandi quantità di petrolio e prodotti petroliferi vengono immagazzinati in serbatoi di acciaio, che con il tempo si corrodono, provocando la fuoriuscita di sostanze nocive nel suolo circostante e nelle falde acquifere.

• Precipitazione;

Le precipitazioni, come quelle acide, si verificano quando l'aria è inquinata e modificano l'acidità dell'acqua.

• Il riscaldamento globale;

L’aumento della temperatura dell’acqua causa la morte di molti organismi viventi e distrugge un gran numero di habitat.

• Eutrofizzazione.

L'eutrofizzazione è un processo di riduzione delle caratteristiche qualitative dell'acqua associato ad un eccessivo arricchimento di sostanze nutritive.

Uso razionale e tutela delle risorse idriche

Le risorse idriche richiedono un uso e una protezione razionali, che vanno dai singoli individui alle imprese e agli stati. Esistono molti modi in cui possiamo ridurre il nostro impatto sull’ambiente acquatico. Ecco qui alcuni di loro:

Risparmiare acqua

Fattori come il cambiamento climatico, la crescita della popolazione e la crescente aridità stanno aumentando la pressione sulle nostre risorse idriche. Il modo migliore per conservare l’acqua è ridurre i consumi ed evitare l’aumento delle acque reflue.

A livello domestico, ci sono molti modi per risparmiare acqua, come fare docce più brevi, installare apparecchi per il risparmio idrico e lavatrici a basso consumo d’acqua. Un altro approccio è quello di piantare giardini che non richiedono molta acqua.

L'articolo contiene informazioni sulle risorse idriche del pianeta. Vengono forniti dati statistici sul contenuto di acqua sul pianeta. Si stanno chiarindo i modi per prevenire una catastrofe globale.

Quali sono le risorse idriche della Terra?

Le risorse idriche sono la totalità delle acque dell'idrosfera, compreso l'Oceano Mondiale, nonché le acque superficiali e nascoste dei continenti.

L’acqua è la sostanza più abbondante sul pianeta. L'acqua potabile è della massima importanza: senza di essa l'esistenza umana non è possibile. Le caratteristiche principali della risorsa sono che non ha analoghi o alternative. L'umanità ha sempre utilizzato l'acqua in vari ambiti delle sue attività: industrie domestiche e agricole, industria.

Non è facile determinare quante riserve d’acqua contenga la Terra. Ciò è spiegato dal fatto che l'acqua è in costante movimento ed è in grado di cambiare il suo stato in:

• liquido;
• difficile;
• gassoso.

Le risorse idriche totali della Terra sono definite come l'acqua libera presente in tutti gli stati e nell'atmosfera conosciuti.

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Riso. 1. Ghiacciai dell'Antartide.

Il pianeta contiene circa 1.386 miliardi di km. cubo acqua. Ma una parte significativa del volume totale (97,5%) è acqua salata e solo il 2,5% è dolce. La quota principale di acqua dolce (68,7%) si trova nel ghiaccio dell’Antartide, dell’Artico e delle regioni montuose.

Le acque interne e le risorse idriche in generale un tempo erano considerate risorse rinnovabili per via del ciclo dell'acqua e della sua capacità depurativa. Queste caratteristiche specifiche dell'umidità vivificante hanno dato origine a un mito diffuso sull'immutabilità e l'inesauribilità della risorsa.

Tuttavia, ora la situazione è cambiata notevolmente. Nella maggior parte del mondo sono state identificate le conseguenze di un impatto umano prolungato e scorretto sulla risorsa più preziosa. Negli ultimi trent’anni si è verificato un massiccio cambiamento nel ciclo dell’acqua causato dall’uomo, che ha influito negativamente sulla sua qualità e potenziale come risorsa naturale.

Il volume delle risorse idriche, la loro geografia e distribuzione temporale non dipendono solo dalle fluttuazioni climatiche naturali.

Riso. 2. Inquinamento idrico umano.

A causa degli impatti positivi e negativi degli esseri umani sul pianeta, molte parti delle risorse idriche mondiali stanno semplicemente diventando esaurite e fortemente inquinate. Questa circostanza è ora il principale fattore che rallenta in modo significativo lo sviluppo economico e allo stesso tempo la crescita della popolazione. Pertanto, il tema e la questione dell’uso irrazionale delle risorse idriche sono oggi più attuali che mai.

Conservazione dell'acqua

Le risorse idriche richiedono un uso razionale da parte di ogni abitante della Terra, impresa e stato.

Riso. 3. Pulire la superficie dell'oceano da una fuoriuscita di petrolio.

Per evitare conseguenze irreversibili sul pianeta, è necessario coinvolgere nel problema tutte le fasce della popolazione e creare un quadro legislativo che promuova l'attenzione per le risorse idriche da parte sia dei singoli individui che delle imprese.

Il rilascio di rifiuti nei mari e negli oceani sta ora causando problemi globali, poiché influisce negativamente sugli esseri viventi che popolano le profondità del mare. 4.5. Totale voti ricevuti: 125.

RISORSE IDRICHE

RISORSE IDRICHE

acqua adatta per uso domestico. Le risorse di acqua dolce sono particolarmente importanti, poiché rappresentano meno del 3% del volume totale dell’idrosfera. La fornitura di acqua dolce disponibile è distribuita in modo estremamente disomogeneo: in Africa solo il 10% della popolazione dispone di un approvvigionamento idrico regolare, mentre in Europa questa percentuale supera il 95%. La situazione idrica nelle grandi città del mondo (Parigi, Tokyo, Città del Messico, New York) è sempre più tesa. La carenza è associata all'aumento del consumo delle riserve e all'inquinamento dell'idrosfera.

Dizionario geografico conciso. EdwART. 2008.

Risorse idriche

acqua dolce utilizzabile contenuta in fiumi, laghi, bacini idrici, ghiacciai, acque sotterranee, nonché umidità del suolo. I vapori atmosferici, le acque salate degli oceani e dei mari non utilizzati in agricoltura costituiscono potenziali risorse idriche. Il volume totale delle risorse idriche è stimato a 1,4 miliardi di km³, di cui solo il 2% è acqua dolce e solo lo 0,3% è tecnicamente disponibile per l’uso. Il prelievo d'acqua da tutte le fonti è di ca. 4000 km³ all'anno. Le risorse idriche vengono utilizzate nel settore energetico, per l'irrigazione dei terreni, per l'approvvigionamento idrico industriale, agricolo, municipale e anche come vie di trasporto. Quando si utilizzano le risorse idriche, la loro quantità non cambia affatto (ad esempio nell'energia idroelettrica, nel trasporto idrico), oppure una parte di esse viene prelevata (per l'irrigazione, l'approvvigionamento idrico pubblico). Questa parte costituisce perdite irreparabili per un dato territorio. Allo stesso tempo, le riserve totali di risorse idriche sulla Terra sono inesauribili, poiché vengono continuamente rinnovate nel processo di trasformazione globale. ciclo dell'acqua. Portata fluviale sostenibile disponibile di ca. 9000–12.000 km³ all'anno, rappresentano risorse idriche terrestri rinnovabili che possono essere prelevate per scopi domestici. esigenze. In termini di valore totale delle risorse idriche rinnovabili, i leader sono Brasile, Russia, Canada, Cina, Stati Uniti, Indonesia, Bangladesh e India. In un certo numero di distretti si verifica un esaurimento quantitativo e qualitativo (a causa dell'inquinamento) delle risorse idriche. OK. 1 /3 della popolazione mondiale vive in paesi che soffrono di carenza di acqua dolce. Il 50% di ter si trova nella zona di deficit. Asia, 20% Europa, ca. 30% settentrionale America, quasi tutta l'Australia. Le regioni con risorse idriche in eccesso si trovano alle latitudini equatoriali e subpolari, nonché in molte aree della zona temperata. Il deflusso superficiale della Russia rappresenta il 10% di quello mondiale. Tuttavia, il 90% proviene dai bassi. Nord Oceano Artico e Pacifico contemporaneamente al basso. I mari d’Azov e Caspio, dove vive più dell’80% della popolazione, rappresentano meno dell’8% della portata fluviale annuale.

Geografia. Enciclopedia illustrata moderna. - M.: Rosman. A cura del prof. A. P. Gorkina. 2006 .

Risorse idriche

acque allo stato liquido, solido e gassoso e loro distribuzione sulla Terra. Si trovano in corpi idrici naturali in superficie (oceani, fiumi, laghi e paludi); nel sottosuolo (acque sotterranee); in tutte le piante e gli animali; nonché in bacini artificiali (bacini, canali, ecc.).
L'acqua è l'unica sostanza che esiste in natura allo stato liquido, solido e gassoso. Il significato di acqua liquida varia in modo significativo a seconda del luogo e dell'applicazione. L’acqua dolce è più utilizzata dell’acqua salata. Oltre il 97% di tutta l’acqua è concentrata negli oceani e nei mari interni. Ancora bene. Il 2% proviene dall'acqua dolce contenuta nei ghiacciai di copertura e montani, e solo meno dell'1% proviene dall'acqua dolce dei laghi e dei fiumi, del sottosuolo e delle falde acquifere.
L’acqua, il composto più abbondante sulla Terra, ha proprietà chimiche e fisiche uniche. Poiché dissolve facilmente i sali minerali, gli organismi viventi assorbono insieme ad essi i nutrienti senza cambiamenti significativi nella loro composizione chimica. Pertanto, l'acqua è necessaria per il normale funzionamento di tutti gli organismi viventi. Una molecola d'acqua è composta da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno. Il suo peso molecolare è di soli 18 e il suo punto di ebollizione raggiunge i 100°C ad una pressione atmosferica di 760 mm Hg. Arte. Ad altitudini più elevate, dove la pressione è inferiore a quella del livello del mare, l’acqua bolle a temperature più basse. Quando l’acqua ghiaccia, il suo volume aumenta di oltre l’11% e il ghiaccio in espansione può rompere le condutture dell’acqua e i marciapiedi ed erodere la roccia trasformandola in terreno sciolto. Il ghiaccio è meno denso dell'acqua liquida, il che spiega la sua galleggiabilità.
L'acqua ha anche proprietà termiche uniche. Quando la sua temperatura scende a 0°C e ghiaccia, da ogni grammo d'acqua vengono rilasciate 79 calorie. Durante le gelate notturne, gli agricoltori a volte spruzzano acqua sui loro giardini per proteggere i germogli dai danni del gelo. Quando il vapore acqueo si condensa, ogni grammo di esso rilascia 540 calorie. Questo calore può essere utilizzato negli impianti di riscaldamento. Grazie alla sua elevata capacità termica, l'acqua assorbe una grande quantità di calore senza cambiare temperatura.
Le molecole d'acqua sono tenute insieme attraverso "legami idrogeno (o intermolecolari)", quando l'ossigeno di una molecola d'acqua si combina con l'idrogeno di un'altra molecola. L'acqua è attratta anche da altri composti contenenti idrogeno e ossigeno (detta attrazione molecolare). Le proprietà uniche dell'acqua sono determinate dalla forza dei legami idrogeno. Le forze di adesione e attrazione molecolare gli permettono di vincere la gravità e, grazie alla capillarità, di risalire attraverso piccoli pori (ad esempio nel terreno asciutto).
DISTRIBUZIONE DELL'ACQUA IN NATURA
Quando la temperatura dell'acqua cambia, cambiano anche i legami idrogeno tra le sue molecole, il che a sua volta porta a un cambiamento nel suo stato: da liquido a solido e gassoso.
Poiché l'acqua liquida è un ottimo solvente, raramente è assolutamente pura e contiene minerali allo stato disciolto o sospeso. Degli 1,36 miliardi di km 3 di tutta l'acqua disponibile sulla Terra, solo il 2,8% è acqua dolce, la maggior parte di essa (circa il 2,2%) si trova allo stato solido nelle montagne e nei ghiacciai di copertura (soprattutto in Antartide) e solo lo 0,6% in quella liquida. . Circa il 98% dell'acqua dolce liquida è concentrata nel sottosuolo. Le acque salate degli oceani e dei mari interni, che occupano oltre il 70% della superficie terrestre, costituiscono il 97,2% di tutte le acque terrestri. Guarda anche OCEANO.
Il ciclo dell'acqua in natura. Sebbene la fornitura totale di acqua nel mondo sia costante, viene costantemente ridistribuita ed è quindi una risorsa rinnovabile. Il ciclo dell'acqua avviene sotto l'influenza della radiazione solare, che stimola l'evaporazione dell'acqua. In questo caso, i minerali disciolti in esso precipitano. Il vapore acqueo sale nell'atmosfera, dove si condensa e, grazie alla gravità, l'acqua ritorna sulla terra sotto forma di precipitazioni: pioggia o neve ( Guarda anche PIOVERE). La maggior parte delle precipitazioni cade sull’oceano e solo meno del 25% cade sulla terraferma. Circa 2/3 di queste precipitazioni entrano nell'atmosfera a causa dell'evaporazione e della traspirazione, e solo 1/3 scorre nei fiumi e penetra nel terreno. Guarda anche IDROLOGIA.
La gravità contribuisce alla ridistribuzione dell'umidità liquida dalle aree più alte a quelle più basse, sia sulla superficie terrestre che sotto di essa. L'acqua, inizialmente messa in movimento dall'energia solare, si muove nei mari e negli oceani sotto forma di correnti oceaniche e nell'aria sotto forma di nuvole.
Distribuzione geografica delle precipitazioni. Il volume del rinnovamento naturale delle riserve idriche dovuto alle precipitazioni varia a seconda della posizione geografica e delle dimensioni delle parti del mondo. Ad esempio, il Sud America riceve quasi tre volte più precipitazioni annuali rispetto all’Australia, e quasi il doppio rispetto a Nord America, Africa, Asia ed Europa (elencate in ordine decrescente di precipitazioni annuali). Parte di questa umidità ritorna nell'atmosfera a causa dell'evaporazione e della traspirazione delle piante: in Australia questo valore raggiunge l'87% e in Europa e Nord America solo il 60%. Il resto delle precipitazioni scorre sulla superficie terrestre e alla fine raggiunge l'oceano con il deflusso dei fiumi.
All’interno dei continenti, anche le precipitazioni variano notevolmente da luogo a luogo. Ad esempio, in Africa, in Sierra Leone, Guinea e Costa d'Avorio, cadono più di 2000 mm di precipitazioni all'anno, nella maggior parte dell'Africa centrale - da 1000 a 2000 mm, ma in alcune regioni settentrionali (deserti del Sahara e del Sahel) il la quantità di precipitazioni è di soli 500-1000 mm e nel Botswana meridionale (incluso il deserto del Kalahari) e in Namibia - meno di 500 mm.
L’India orientale, la Birmania e parti del Sud-Est asiatico ricevono più di 2.000 mm di pioggia all’anno, mentre la maggior parte del resto dell’India e della Cina ne riceve tra 1.000 e 2.000 mm, mentre la Cina settentrionale ne riceve solo 500–1.000 mm. L’India nordoccidentale (compreso il deserto del Thar), la Mongolia (compreso il deserto del Gobi), il Pakistan, l’Afghanistan e gran parte del Medio Oriente ricevono meno di 500 mm di pioggia annua.
In Sud America, le precipitazioni annuali in Venezuela, Guyana e Brasile superano i 2.000 mm, la maggior parte delle regioni orientali di questo continente ricevono 1.000–2.000 mm, ma il Perù e parti della Bolivia e dell’Argentina ricevono solo 500–1.000 mm, e il Cile riceve meno di 2.000 mm. 500 mm. In alcune zone dell'America Centrale situate a nord cadono oltre 2000 mm di precipitazioni all'anno, nelle regioni sudorientali degli Stati Uniti - da 1000 a 2000 mm, e in alcune zone del Messico, nel nord-est e nel Midwest degli Stati Uniti, nel Canada orientale - 500–1000 mm, mentre nel Canada centrale e negli Stati Uniti occidentali è inferiore a 500 mm.
Nell'estremo nord dell'Australia, le precipitazioni annuali sono di 1.000–2.000 mm, in alcune altre aree settentrionali variano da 500 a 1.000 mm, ma la maggior parte del continente e soprattutto le regioni centrali ricevono meno di 500 mm.
Anche gran parte dell'ex Unione Sovietica riceve meno di 500 mm di precipitazioni all'anno.
Cicli temporali della disponibilità idrica. In qualsiasi punto del globo, il flusso del fiume subisce fluttuazioni giornaliere e stagionali, nonché cambiamenti a intervalli di diversi anni. Queste variazioni vengono spesso ripetute in una determinata sequenza, ad es. sono ciclici. Ad esempio, la portata d'acqua nei fiumi le cui sponde sono ricoperte da una fitta vegetazione tende ad essere più elevata di notte. Questo perché dall'alba al tramonto la vegetazione utilizza le acque sotterranee per la traspirazione, determinando una progressiva riduzione della portata del fiume, ma il suo volume aumenta nuovamente di notte quando la traspirazione si arresta.
I cicli stagionali della disponibilità d’acqua dipendono dalla distribuzione delle precipitazioni durante tutto l’anno. Ad esempio, negli Stati Uniti occidentali, la neve si scioglie in primavera. L'India riceve poche precipitazioni in inverno, ma le forti piogge monsoniche iniziano in piena estate. Sebbene la portata media annua del fiume sia quasi costante per un certo numero di anni, è estremamente alta o estremamente bassa una volta ogni 11-13 anni. Ciò potrebbe essere dovuto alla natura ciclica dell’attività solare. Le informazioni sulla ciclicità delle precipitazioni e del flusso dei fiumi vengono utilizzate per prevedere la disponibilità di acqua e la frequenza dei periodi di siccità, nonché per pianificare le attività di protezione delle acque.
FONTI D'ACQUA
La principale fonte di acqua dolce sono le precipitazioni, ma per le esigenze dei consumatori possono essere utilizzate anche altre due fonti: le acque sotterranee e quelle di superficie.
Sorgenti sotterranee. Circa 37,5 milioni di km 3, ovvero il 98% di tutta l'acqua dolce in forma liquida, sono acque sotterranee e ca. Il 50% di esse si trova a una profondità non superiore a 800 m, tuttavia il volume delle acque sotterranee disponibili è determinato dalle proprietà delle falde acquifere e dalla potenza delle pompe che pompano l'acqua. Le riserve di acque sotterranee nel Sahara sono stimate a circa 625 mila km 3 . Nelle condizioni moderne, non vengono riforniti dalle acque dolci superficiali, ma si esauriscono quando vengono pompati fuori. Alcune delle acque sotterranee più profonde non sono mai incluse nel ciclo generale dell’acqua, e solo nelle aree di vulcanismo attivo tale acqua erutta sotto forma di vapore. Tuttavia, una massa significativa di acque sotterranee penetra ancora nella superficie terrestre: sotto l'influenza della gravità, queste acque, muovendosi lungo strati rocciosi inclinati e impermeabili, emergono ai piedi dei pendii sotto forma di sorgenti e ruscelli. Inoltre, vengono pompati fuori dalle pompe, ed estratti anche dalle radici delle piante, per poi entrare nell'atmosfera attraverso il processo di traspirazione.
La falda freatica rappresenta il limite superiore delle acque sotterranee disponibili. Se ci sono pendenze, la falda freatica si interseca con la superficie terrestre e si forma una sorgente. Se le acque sotterranee sono sottoposte ad un'elevata pressione idrostatica, nei punti in cui raggiungono la superficie si formano sorgenti artesiane. Con l'avvento di potenti pompe e lo sviluppo della moderna tecnologia di perforazione, l'estrazione delle acque sotterranee è diventata più semplice. Le pompe vengono utilizzate per fornire acqua a pozzi poco profondi installati sulle falde acquifere. Tuttavia, nei pozzi perforati a profondità maggiori, al livello della pressione delle acque artesiane, queste ultime salgono e saturano le acque sotterranee sovrastanti, e talvolta arrivano in superficie. Le acque sotterranee si muovono lentamente, ad una velocità di diversi metri al giorno o addirittura all'anno. Si trovano solitamente in orizzonti porosi ciottolosi o sabbiosi o in formazioni scistose relativamente impermeabili, e solo raramente sono concentrati in cavità sotterranee o corsi d'acqua sotterranei. Per selezionare correttamente la posizione per la perforazione di un pozzo, di solito sono necessarie informazioni sulla struttura geologica dell'area.
In alcune parti del mondo, il crescente consumo di acque sotterranee sta avendo gravi conseguenze. Il pompaggio di grandi quantità di acqua sotterranea, che supera incomparabilmente il suo rifornimento naturale, porta ad una mancanza di umidità, e l'abbassamento del livello di quest'acqua richiede maggiori costi per la costosa elettricità utilizzata per estrarla. Nei luoghi in cui la falda acquifera è esaurita, la superficie terrestre inizia a cedere e lì diventa più difficile ripristinare naturalmente le risorse idriche.
Nelle zone costiere, l’eccessivo prelievo di acque sotterranee porta alla sostituzione dell’acqua dolce nella falda acquifera con acqua di mare e acqua salata, degradando così le fonti locali di acqua dolce.
Il progressivo deterioramento della qualità delle acque sotterranee a causa dell’accumulo di sale può avere conseguenze ancora più pericolose. Le fonti di sali possono essere sia naturali (ad esempio, la dissoluzione e la rimozione di minerali dai suoli) che antropiche (fecondazione o irrigazione eccessiva con acqua ad alto contenuto di sale). I fiumi alimentati dai ghiacciai montani contengono solitamente meno di 1 g/l di sali disciolti, ma la mineralizzazione dell'acqua in altri fiumi raggiunge i 9 g/l perché drenano su lunghe distanze aree composte da rocce saline.
Il rilascio o lo smaltimento indiscriminato di sostanze chimiche tossiche ne provoca la fuoriuscita nelle falde acquifere che forniscono acqua potabile o per l’irrigazione. In alcuni casi bastano solo pochi anni o decenni perché le sostanze chimiche nocive penetrino nelle acque sotterranee e vi si accumulino in quantità notevoli. Tuttavia, una volta che la falda acquifera sarà stata contaminata, ci vorranno dai 200 ai 10.000 anni per purificarsi naturalmente.
Sorgenti superficiali. Solo lo 0,01% del volume totale di acqua dolce allo stato liquido è concentrato nei fiumi e torrenti e l'1,47% nei laghi. Per immagazzinare l’acqua e fornirla costantemente ai consumatori, nonché per prevenire inondazioni indesiderate e generare elettricità, sono state costruite dighe su molti fiumi. L’Amazzonia in Sud America, il Congo (Zaire) in Africa, il Gange con il Brahmaputra nell’Asia meridionale, lo Yangtze in Cina, lo Yenisei in Russia e il Mississippi e Missouri negli USA hanno le portate d’acqua medie più elevate, e quindi il maggiore potenziale energetico. Guarda anche fiume
Laghi naturali d'acqua dolce con ca. 125 mila km 3 d'acqua, insieme a fiumi e bacini artificiali, costituiscono un'importante fonte di acqua potabile per persone e animali. Vengono utilizzati anche per l'irrigazione dei terreni agricoli, la navigazione, il tempo libero, la pesca e, purtroppo, per lo scarico delle acque reflue domestiche e industriali. A volte, a causa del graduale riempimento di sedimenti o della salinizzazione, i laghi si prosciugano, ma nel processo di evoluzione dell'idrosfera in alcuni luoghi si formano nuovi laghi.
Il livello dell'acqua anche dei laghi “sani” può diminuire durante tutto l'anno a causa del deflusso dell'acqua attraverso i fiumi e i torrenti che ne derivano, a causa dell'infiltrazione dell'acqua nel terreno e della sua evaporazione. Il ripristino dei loro livelli avviene solitamente a causa delle precipitazioni e dell'afflusso di acqua dolce dai fiumi e torrenti che vi scorrono, nonché dalle sorgenti. Tuttavia, a causa dell'evaporazione, si accumulano i sali provenienti dal deflusso dei fiumi. Pertanto, dopo migliaia di anni, alcuni laghi possono diventare molto salati e inadatti a molti organismi viventi. Guarda anche lago .
UTILIZZANDO L'ACQUA
Consumo d'acqua. Il consumo di acqua sta crescendo rapidamente ovunque, ma non solo a causa dell’aumento della popolazione, ma anche a causa dell’urbanizzazione, dell’industrializzazione e soprattutto dello sviluppo della produzione agricola, in particolare dell’agricoltura irrigua. Nel 2000, il consumo globale giornaliero di acqua ha raggiunto i 26.540 miliardi di litri, ovvero 4.280 litri pro capite. Il 72% di questo volume viene speso per l'irrigazione e il 17,5% per le esigenze industriali. Circa il 69% dell’acqua per l’irrigazione è andata perduta per sempre.
Qualità dell'acqua, utilizzato per vari scopi, è determinato in base al contenuto quantitativo e qualitativo dei sali disciolti (cioè la sua mineralizzazione), nonché delle sostanze organiche; sospensioni solide (limo, sabbia); sostanze chimiche tossiche e microrganismi patogeni (batteri e virus); odore e temperatura. Tipicamente, l'acqua dolce contiene meno di 1 g/l di sali disciolti, l'acqua salmastra ne contiene 1–10 g/l e l'acqua salata ne contiene 10–100 g/l. L'acqua con un alto contenuto di sale è chiamata salamoia o salamoia.
Ovviamente, ai fini della navigazione, la qualità dell'acqua (la salinità dell'acqua di mare raggiunge i 35 g/l, ovvero il 35‰) non è significativa. Molte specie di pesci si sono adattate alla vita in acqua salata, ma altre vivono solo in acqua dolce. Alcuni pesci migratori (come il salmone) iniziano e completano il loro ciclo vitale nelle acque dolci interne, ma trascorrono la maggior parte della loro vita nell'oceano. Alcuni pesci (come la trota) hanno bisogno di acqua fredda, mentre altri (come il pesce persico) preferiscono l'acqua calda.
La maggior parte delle industrie utilizza acqua dolce. Ma se tale acqua scarseggia, alcuni processi tecnologici, come il raffreddamento, potrebbero basarsi sull’uso di acqua di bassa qualità. L'acqua per uso domestico deve essere di alta qualità, ma non assolutamente pura, poiché è troppo costosa da produrre e la mancanza di sali disciolti la rende insapore. In alcune aree del mondo, le persone sono ancora costrette a utilizzare acqua fangosa di bassa qualità proveniente da bacini artificiali e sorgenti aperti per le loro necessità quotidiane. Tuttavia, nei paesi industrializzati, tutte le città sono ora fornite di acqua convogliata, filtrata e trattata in modo speciale che soddisfa almeno gli standard minimi di consumo, soprattutto per quanto riguarda la potabilità.
Una caratteristica importante della qualità dell'acqua è la sua durezza o morbidezza. L'acqua è considerata dura se il contenuto di carbonati di calcio e magnesio supera i 12 mg/l. Questi sali sono legati da alcuni componenti dei detersivi e quindi la formazione di schiuma viene compromessa; sui capi lavati rimane un residuo insolubile che conferisce loro una tinta grigio opaca. Il carbonato di calcio dell'acqua dura forma incrostazioni (crosta di calcare) nei bollitori e nelle caldaie, che ne riducono la durata e la conduttività termica delle pareti. L'acqua viene addolcita aggiungendo sali di sodio che sostituiscono calcio e magnesio. Nell'acqua dolce (contenente meno di 6 mg/l di carbonati di calcio e magnesio), il sapone fa molta schiuma ed è più adatto per il lavaggio e il lavaggio. Tale acqua non dovrebbe essere utilizzata per l’irrigazione, poiché l’eccesso di sodio è dannoso per molte piante e può alterare la struttura sciolta e grumosa del terreno.
Sebbene elevate concentrazioni di oligoelementi siano dannose e persino velenose, piccole quantità di essi possono avere effetti benefici sulla salute umana. Un esempio è la fluorizzazione dell’acqua per prevenire la carie.
Riutilizzo dell'acqua. Non sempre l’acqua usata viene persa completamente; una parte o addirittura tutta può essere reimmessa nel ciclo e riutilizzata. Ad esempio, l'acqua del bagno o della doccia passa attraverso i tubi fognari fino agli impianti di trattamento delle acque reflue cittadine, dove viene trattata e quindi riutilizzata. In genere, oltre il 70% del deflusso urbano ritorna nei fiumi o nelle falde acquifere sotterranee. Sfortunatamente, in molte grandi città costiere, le acque reflue urbane e industriali vengono semplicemente scaricate nell’oceano e non riciclate. Sebbene questo metodo elimini i costi di pulizia e di rimessa in circolazione, si verifica una perdita di acqua potenzialmente utilizzabile e un inquinamento delle aree marine.
Nell’agricoltura irrigua, le colture consumano enormi quantità di acqua, risucchiandola con le radici e perdendone irreversibilmente fino al 99% nel processo di traspirazione. Tuttavia, quando irrigano, gli agricoltori in genere utilizzano più acqua di quella necessaria per le loro colture. Una parte scorre verso la periferia del campo e ritorna alla rete di irrigazione, mentre il resto penetra nel terreno, ricostituendo le riserve di acqua sotterranea, che possono essere pompate utilizzando pompe.
Utilizzo dell'acqua in agricoltura. L’agricoltura è il maggior consumatore di acqua. In Egitto, dove non piove quasi mai, tutta l'agricoltura si basa sull'irrigazione, mentre in Gran Bretagna quasi tutte le colture ricevono umidità dalle precipitazioni. Negli Stati Uniti, il 10% dei terreni agricoli è irrigato, soprattutto nella parte occidentale del paese. Una parte significativa dei terreni agricoli è irrigata artificialmente nei seguenti paesi asiatici: Cina (68%), Giappone (57%), Iraq (53%), Iran (45%), Arabia Saudita (43%), Pakistan (42% ), Israele (38%), India e Indonesia (27% ciascuna), Tailandia (25%), Siria (16%), Filippine (12%) e Vietnam (10%). In Africa, oltre all'Egitto, una quota significativa di terreni irrigati si trova in Sudan (22%), Swaziland (20%) e Somalia (17%), e in America - in Guyana (62%), Cile (46%), Messico (22%) e a Cuba (18%). In Europa, l’agricoltura irrigua è sviluppata in Grecia (15%), Francia (12%), Spagna e Italia (11% ciascuna). In Australia, ca. 9% terreno agricolo e ca. 5% – nell’ex Unione Sovietica.
Consumo di acqua da parte delle diverse colture. Per ottenere rese elevate è necessaria molta acqua: ad esempio, per coltivare 1 kg di ciliegie sono necessari 3000 litri di acqua, riso - 2400 litri, pannocchie e grano - 1000 litri, fagiolini - 800 litri, uva - 590 litri, spinaci - 510 l, patate - 200 l e cipolle - 130 l. La quantità approssimativa di acqua spesa esclusivamente per la coltivazione (e non per la lavorazione o la preparazione) di colture alimentari consumata quotidianamente da una persona nei paesi occidentali è di ca. 760 l, per pranzo (pranzo) 5300 l e per cena - 10.600 l, per un totale di 16.600 l al giorno.
In agricoltura, l’acqua viene utilizzata non solo per irrigare i raccolti, ma anche per ricostituire le riserve idriche sotterranee (per evitare che il livello delle acque sotterranee scenda troppo rapidamente); per lavare (o lisciviare) i sali accumulati nel terreno ad una profondità inferiore alla zona radicale delle colture coltivate; per irrorare contro parassiti e malattie; protezione antigelo; applicazione di fertilizzanti; ridurre la temperatura dell'aria e del suolo in estate; per la cura del bestiame; evacuazione delle acque reflue trattate utilizzate per l'irrigazione (principalmente colture cerealicole); e la lavorazione dei raccolti raccolti.
Industria alimentare. La lavorazione di diverse colture alimentari richiede quantità variabili di acqua a seconda del prodotto, della tecnologia di produzione e della disponibilità di acqua di qualità sufficiente. Negli Stati Uniti per produrre 1 tonnellata di pane vengono consumati dai 2.000 ai 4.000 litri di acqua, in Europa solo 1.000 litri e in alcuni altri paesi solo 600 litri. L’inscatolamento di frutta e verdura richiede da 10.000 a 50.000 litri di acqua per tonnellata in Canada, ma solo da 4.000 a 1.500 in Israele, dove l’acqua è una grande scarsità. Il “campione” in termini di consumo di acqua sono i fagioli di Lima, negli USA si consumano 70.000 litri di acqua per conservarne 1 tonnellata. La lavorazione di 1 tonnellata di barbabietola da zucchero richiede 1.800 litri di acqua in Israele, 11.000 litri in Francia e 15.000 litri nel Regno Unito. La lavorazione di 1 tonnellata di latte richiede da 2.000 a 5.000 litri di acqua e per produrre 1.000 litri di birra nel Regno Unito - 6.000 litri e in Canada - 20.000 litri.
Consumo di acqua industriale. L’industria della pasta di legno e della carta è una delle industrie che consuma più acqua a causa dell’enorme volume di materie prime lavorate. La produzione di ogni tonnellata di pasta di legno e carta richiede in media 150.000 litri d'acqua in Francia e 236.000 litri negli Stati Uniti. Il processo di produzione della carta da giornale a Taiwan e in Canada utilizza ca. 190.000 litri di acqua per 1 tonnellata di prodotto, mentre la produzione di una tonnellata di carta di alta qualità in Svezia richiede 1 milione di litri di acqua.
Industria dei carburanti. Per produrre 1.000 litri di benzina per aviazione di alta qualità sono necessari 25.000 litri di acqua e la benzina per motori ne richiede due terzi in meno.
Industria tessile richiede molta acqua per l'ammollo delle materie prime, la pulizia e il lavaggio, il candeggio, la tintura e il finissaggio dei tessuti e per altri processi tecnologici. Per produrre ogni tonnellata di tessuto di cotone sono necessari dai 10.000 ai 250.000 litri di acqua, per i tessuti di lana fino a 400.000 litri. La produzione di tessuti sintetici richiede molta più acqua, fino a 2 milioni di litri per 1 tonnellata di prodotto.
Industria metallurgica. In Sud Africa, quando si estrae 1 tonnellata di minerale d'oro, si consumano 1000 litri di acqua, negli Stati Uniti, quando si estrae 1 tonnellata di minerale di ferro, 4000 litri e 1 tonnellata di bauxite - 12.000 litri. La produzione di ferro e acciaio negli Stati Uniti richiede circa 86.000 litri di acqua per ogni tonnellata di produzione, ma fino a 4.000 litri di questa sono perdite secche (principalmente evaporazione), e quindi circa 82.000 litri di acqua possono essere riutilizzati. Il consumo di acqua nell’industria siderurgica varia in modo significativo da un paese all’altro. Per produrre 1 tonnellata di ghisa in Canada, vengono spesi 130.000 litri di acqua, per fondere 1 tonnellata di ghisa in un altoforno negli Stati Uniti - 103.000 litri, acciaio nei forni elettrici in Francia - 40.000 litri e in Germania - 8000 –12.000 litri.
Industria dell'energia elettrica. Per produrre elettricità, le centrali idroelettriche utilizzano l’energia dell’acqua che cade per azionare le turbine idrauliche. Negli USA ogni giorno nelle centrali idroelettriche si consumano 10.600 miliardi di litri d’acqua ( Guarda anche IDROELETTRICO).
Acque reflue. L'acqua è necessaria per l'evacuazione delle acque reflue domestiche, industriali e agricole. Sebbene circa la metà della popolazione, come negli Stati Uniti, sia servita da sistemi fognari, le acque reflue di molte case vengono ancora semplicemente scaricate nelle fosse settiche. Ma la crescente consapevolezza delle conseguenze dell’inquinamento idrico causato da tali sistemi fognari obsoleti ha stimolato l’installazione di nuovi sistemi e la costruzione di impianti di trattamento delle acque reflue per prevenire l’infiltrazione di sostanze inquinanti nelle acque sotterranee e il flusso di acque reflue non trattate nei fiumi, laghi e mari ( Guarda anche INQUINAMENTO DELL'ACQUA).
MANCANZA D'ACQUA
Quando il consumo di acqua supera l’offerta idrica, la differenza è solitamente compensata dalle riserve nei serbatoi, poiché solitamente sia la domanda che l’offerta idrica variano a seconda della stagione. Un bilancio idrico negativo si verifica quando l’evaporazione supera le precipitazioni, quindi è comune una moderata diminuzione delle riserve idriche. Una carenza acuta si verifica quando l’approvvigionamento idrico è insufficiente a causa di una siccità prolungata o quando, a causa di una pianificazione inadeguata, il consumo di acqua aumenta continuamente a un ritmo più rapido del previsto. Nel corso della storia, l’umanità ha sofferto di tanto in tanto di scarsità d’acqua. Per non sperimentare una carenza d'acqua anche durante i periodi di siccità, molte città e regioni cercano di immagazzinarla in serbatoi e collettori sotterranei, ma a volte sono necessarie ulteriori misure di risparmio idrico, nonché il suo consumo normalizzato.
SUPERARE LA SCARSITÀ D'ACQUA
La ridistribuzione del flusso ha lo scopo di fornire acqua a quelle aree in cui scarseggia, e la conservazione dell’acqua mira a ridurre le perdite d’acqua insostituibili e a ridurre la domanda locale di essa.
Ridistribuzione del deflusso. Sebbene tradizionalmente molti grandi insediamenti siano sorti vicino a fonti d'acqua permanenti, oggigiorno alcuni insediamenti vengono creati anche in aree che ricevono acqua da lontano. Anche quando la fonte della fornitura idrica supplementare si trova all’interno dello stesso Stato o Paese di destinazione, sorgono problemi tecnici, ambientali o economici, ma se l’acqua importata attraversa i confini statali, le potenziali complicazioni aumentano. Ad esempio, spruzzare ioduro d'argento sulle nuvole provoca un aumento delle precipitazioni in un'area, ma può causare una diminuzione delle precipitazioni in altre aree.
Uno dei progetti di trasferimento di flusso su larga scala proposti in Nord America prevede la deviazione del 20% dell’acqua in eccesso dalle regioni nordoccidentali verso regioni aride. Allo stesso tempo, fino a 310 milioni di m 3 di acqua verrebbero ridistribuiti ogni anno, un sistema continuo di bacini, canali e fiumi faciliterebbe lo sviluppo della navigazione nelle regioni interne, i Grandi Laghi riceverebbero altri 50 milioni di m 3 di acqua acqua all’anno (che compenserebbe la diminuzione del loro livello) e verrebbero generati fino a 150 milioni di kW di elettricità. Un altro grande progetto di trasferimento dei flussi è legato alla costruzione del Gran Canale Canadese, attraverso il quale l'acqua verrebbe diretta dalle regioni nordorientali del Canada a quelle occidentali, e da lì verso gli Stati Uniti e il Messico.
Molta attenzione sta attirando l'attenzione il progetto di trainare gli iceberg dall'Antartide alle regioni aride, ad esempio nella penisola arabica, che fornirà ogni anno acqua dolce a 4-6 miliardi di persone o irrigherà ca. 80 milioni di ettari di terreno.
Uno dei metodi alternativi di approvvigionamento idrico è la desalinizzazione dell'acqua salata, principalmente acqua oceanica, e il suo trasporto ai luoghi di consumo, cosa tecnicamente fattibile attraverso l'uso dell'elettrodialisi, del congelamento e di vari sistemi di distillazione. Quanto più grande è l'impianto di desalinizzazione, tanto più economico sarà ottenere acqua dolce. Ma con l’aumento del costo dell’elettricità, la desalinizzazione diventa economicamente impraticabile. Viene utilizzato solo nei casi in cui l'energia è facilmente disponibile e altri metodi per ottenere acqua dolce sono poco pratici. Impianti di desalinizzazione commerciali operano nelle isole di Curacao e Aruba (nei Caraibi), Kuwait, Bahrein, Israele, Gibilterra, Guernsey e negli Stati Uniti. Numerosi impianti dimostrativi più piccoli sono stati costruiti in altri paesi.
Tutela delle risorse idriche. Esistono due modi diffusi per conservare le risorse idriche: preservare le riserve esistenti di acqua utilizzabile e aumentarne le riserve costruendo collettori più avanzati. L'accumulo di acqua nei serbatoi impedisce il suo deflusso nell'oceano, da dove può essere estratta solo attraverso il processo del ciclo dell'acqua in natura o attraverso la desalinizzazione. I serbatoi facilitano inoltre l'utilizzo dell'acqua al momento giusto. L'acqua può essere immagazzinata in cavità sotterranee. In questo caso non si verifica alcuna perdita di umidità dovuta all'evaporazione e si risparmia terreno prezioso. La preservazione delle riserve idriche esistenti è facilitata da canali che impediscono all'acqua di penetrare nel terreno e ne assicurano un efficiente trasporto; utilizzare metodi di irrigazione più efficienti utilizzando le acque reflue; ridurre il volume dell'acqua che scorre dai campi o che filtra sotto la zona radicale delle colture; uso attento dell’acqua per i bisogni domestici.
Tuttavia, ciascuno di questi metodi di conservazione delle risorse idriche ha un impatto o un altro sull'ambiente. Ad esempio, le dighe rovinano la bellezza naturale dei fiumi non regolamentati e impediscono l’accumulo di fertili depositi di limo nelle pianure alluvionali. Prevenire la perdita d’acqua dovuta alla filtrazione nei canali può interrompere l’approvvigionamento idrico delle zone umide e quindi influenzare negativamente lo stato dei loro ecosistemi. Potrebbe anche impedire la ricarica delle acque sotterranee, influenzando così le forniture idriche ad altri consumatori. E per ridurre il volume di evaporazione e traspirazione delle colture agricole, è necessario ridurre la superficie coltivata. Quest'ultima misura è giustificata nelle zone che soffrono di carenza idrica, dove si stanno realizzando risparmi riducendo i costi di irrigazione a causa dell'elevato costo dell'energia necessaria per fornire l'acqua.
FORNITURA D'ACQUA
Le fonti di approvvigionamento idrico e i serbatoi stessi sono importanti solo quando l'acqua viene fornita in volume sufficiente ai consumatori: agli edifici residenziali e alle istituzioni, agli idranti (dispositivi per la raccolta dell'acqua per esigenze antincendio) e altri servizi pubblici, strutture industriali e agricole.
I moderni sistemi di filtraggio, purificazione e distribuzione dell’acqua non sono solo convenienti, ma aiutano anche a prevenire la diffusione di malattie trasmesse dall’acqua come il tifo e la dissenteria. Un tipico sistema di approvvigionamento idrico cittadino prevede il prelievo dell'acqua da un fiume, il passaggio attraverso un filtro grosso per rimuovere la maggior parte degli inquinanti e quindi attraverso una stazione di misurazione dove vengono registrati il ​​volume e la portata. L'acqua entra quindi nella torre dell'acqua, dove viene fatta passare attraverso un impianto di aerazione (dove le impurità vengono ossidate), un microfiltro per rimuovere limo e argilla e un filtro a sabbia per rimuovere le impurità rimanenti. Il cloro, che uccide i microrganismi, viene aggiunto all'acqua nel tubo principale prima di entrare nel miscelatore. Infine, l'acqua purificata viene pompata in un serbatoio di stoccaggio prima di essere inviata alla rete di distribuzione ai consumatori.
Le tubazioni dell'acquedotto centrale sono generalmente in ghisa e hanno un diametro elevato, che diminuisce gradualmente con l'espansione della rete di distribuzione. Dalla rete idrica stradale con tubi del diametro di 10–25 cm, l'acqua viene fornita alle singole case tramite tubi di rame o plastica zincati.
Irrigazione in agricoltura. Poiché l’irrigazione richiede enormi quantità di acqua, i sistemi di approvvigionamento idrico nelle zone agricole devono avere una grande capacità, soprattutto in condizioni aride. L'acqua proveniente dal serbatoio viene diretta in un canale principale rivestito, o più spesso non rivestito, e quindi attraverso le diramazioni nei canali di irrigazione di distribuzione di vari ordini alle aziende agricole. L'acqua viene rilasciata sui campi sotto forma di versamento o attraverso i solchi di irrigazione. Poiché molti bacini idrici si trovano sopra i terreni irrigati, l’acqua scorre principalmente per gravità. Gli agricoltori che immagazzinano la propria acqua la pompano dai pozzi direttamente nei fossati o nei serbatoi di stoccaggio.
Per l'irrigazione a pioggia o a goccia, praticata di recente, vengono utilizzate pompe a bassa potenza. Inoltre, ci sono giganteschi sistemi di irrigazione a perno centrale che pompano l’acqua dai pozzi in mezzo al campo direttamente in un tubo dotato di irrigatori e rotante in cerchio. I campi irrigati in questo modo appaiono dall'aria come giganteschi cerchi verdi, alcuni dei quali raggiungono un diametro di 1,5 km. Tali installazioni sono comuni nel Midwest degli Stati Uniti. Vengono utilizzati anche nella parte libica del Sahara, dove dalla profonda falda acquifera nubiana vengono pompati più di 3.785 litri di acqua al minuto.

Enciclopedia nel mondo. 2008 .

introduzione

L'acqua è l'unica sostanza presente in natura allo stato liquido, solido e gassoso. Il significato di acqua liquida varia in modo significativo a seconda del luogo e dell'applicazione. L’acqua dolce è più utilizzata dell’acqua salata. Oltre il 97% di tutta l’acqua è concentrata negli oceani e nei mari interni. Un altro 2% circa proviene dall’acqua dolce contenuta nella copertura e nei ghiacciai montani, e solo meno dell’1% proviene dall’acqua dolce di laghi e fiumi, dalle acque sotterranee e sotterranee.

La cooperazione armoniosa dell'uomo con la natura, la sua attività sociale razionale, che regola e controlla lo scambio di sostanze tra natura e società, è diventata uno dei compiti più urgenti dell'era moderna. L’aumento della ricchezza materiale della società, accompagnato dalla pressione antropica, ha portato ad un grave inquinamento ambientale. Ciò è particolarmente evidente nel campo dell’uso delle risorse naturali.

Caratteristiche generali delle risorse idriche mondiali

Il pianeta Terra ha un volume d'acqua colossale, circa 1,5 miliardi di metri cubi. km. Tuttavia, il 98% di questo volume è rappresentato dalle acque salate dell'Oceano Mondiale e solo 28 milioni di metri cubi. km - acque dolci. Poiché le tecnologie per la desalinizzazione delle acque marine salate sono già note, le acque dell'Oceano Mondiale e dei laghi salati possono essere considerate potenziali risorse idriche, il cui utilizzo in futuro è del tutto possibile. Le riserve annuali rinnovabili di acqua dolce non sono così grandi, secondo varie stime vanno da 41 a 45 mila. cubo km (risorse del flusso completo del fiume). L'economia mondiale utilizza per i suoi bisogni circa 4-4,5 mila metri cubi. km, che equivale a circa il 10% della fornitura idrica totale, e, pertanto, fatte salve le norme di utilizzo razionale dell'acqua, tali risorse possono essere considerate inesauribili. Tuttavia, se questi principi vengono violati, la situazione può peggiorare drasticamente e anche su scala planetaria potrebbe verificarsi una carenza di acqua dolce pulita. Nel frattempo, l’ambiente naturale “dona” ogni anno all’umanità 10 volte più acqua di quella di cui ha bisogno per soddisfare un’ampia varietà di bisogni.

Le risorse idriche rivestono un’importanza economica eccezionale. Sono considerati inesauribili, ma nella loro distribuzione subiscono l'influenza diretta e indiretta di altri componenti del complesso naturale, per cui sono caratterizzati da grande variabilità e distribuzione non uniforme.

L'unicità delle risorse naturali è determinata principalmente dalla continua mobilità dell'acqua che partecipa al ciclo. A seconda della sua posizione in questo ciclo, l'acqua sulla Terra si presenta in varie forme che hanno un valore disuguale dal punto di vista della soddisfazione dei bisogni umani, ad es. come risorse.

Le risorse idriche sono caratterizzate da forti variabilità del regime nel tempo, che va dalle fluttuazioni giornaliere a quelle secolari di ciascuna fonte. La complessa interazione di molti fattori conferisce alle fluttuazioni del deflusso il carattere di un processo casuale. Pertanto, i calcoli relativi alle risorse idriche assumono inevitabilmente un carattere probabilistico e statistico.

Le risorse idriche differiscono notevolmente complessità delle forme territoriali. Da qui derivano molte caratteristiche delle risorse idriche modi unici di utilizzarli. Salvo rare eccezioni, l'acqua non viene utilizzata direttamente per creare alcun materiale con trasformazione in un'altra sostanza e ritiro irreversibile dal ciclo naturale, come accade con i minerali o le risorse forestali. Al contrario, durante l'uso, le risorse idriche rimangono nei canali di flusso naturali (trasporto idrico, energia idroelettrica, pesca, ecc.) o ritornano nel ciclo dell'acqua (irrigazione, tutti i tipi di approvvigionamento idrico economico e domestico). Pertanto, in linea di principio, l'utilizzo delle risorse idriche non comporta il loro sfruttamento esaurimento.

Tuttavia, in pratica la situazione è più complicata. L'uso dell'acqua per la dissoluzione e il trasporto di sostanze utili o rifiuti, per il raffreddamento di unità di generazione di combustibile o come liquido di raffreddamento porta a cambiamenti qualitativi (inquinamento, riscaldamento) delle acque reflue e (quando scaricate) delle stesse fonti di approvvigionamento idrico. Quando l'acqua viene utilizzata per l'irrigazione, solo parzialmente (e spesso in uno stato qualitativo mutato) viene restituita ai locali canali di drenaggio; principalmente, per effetto dell'evaporazione dal suolo, entra nell'atmosfera, rientrando nella fase terrestre del il ciclo in altre aree, solitamente molto remote.

A causa del rapido aumento del consumo idrico dovuto alla scarsità d’acqua in sempre più aree, la situazione ha cominciato a cambiare. C'è bisogno di un meccanismo per regolare l'uso delle limitate risorse idriche e la loro distribuzione tra i consumatori - economica o amministrativa.

Caratteristica possibilità di utilizzo multiuso risorse idriche, effettuate da numerose industrie che hanno requisiti specifici per la loro quantità e qualità. Poiché nella maggior parte dei casi le stesse fonti idriche servono a soddisfare esigenze diverse, nei bacini idrografici si formano (spontaneamente o sistematicamente) alcune combinazioni (complessi) di gestione dell'acqua, che comprendono tutti i consumatori e gli utenti di un dato bacino.

Uno dei principali consumatori di acqua - agricoltura irrigua. Prelevando ingenti volumi d'acqua dalle fonti superficiali o sotterranee, le trasforma essenzialmente in risorse agricole, reintegrando artificialmente il consumo idrico per la traspirazione, insufficiente al normale sviluppo delle piante coltivate. Il prossimo tipo di consumo di acqua è fornitura d'acqua, che coprono un’ampia gamma di usi diversi delle risorse idriche. Una caratteristica comune per loro è l’elevata percentuale di perdite irrecuperabili. Le differenze sono determinate dalle esigenze specifiche delle industrie che consumano acqua.

Lo scarico delle acque reflue e delle acque reflue industriali è direttamente correlato all'approvvigionamento idrico comunale e industriale. Il loro volume è proporzionale alla scala del consumo di acqua. A seconda del ruolo dell'acqua nel processo tecnologico, una parte significativa proviene da acque reflue contaminate. Ciò crea un problema di esaurimento qualitativo delle risorse idriche che diventa sempre più grave man mano che cresce la scala di produzione. In questo problema si possono distinguere due aspetti: quello qualitativo e quello quantitativo. Sotto l'aspetto economico, ciò si esprime sia in costi aggiuntivi necessari per trattare l'acqua e portarla alle condizioni richieste da altri consumatori, sia in perdite derivanti dall'impossibilità di utilizzare questa fonte di risorse idriche a causa del suo inquinamento.

Tuttavia, in sostanza, le misure specifiche incluse in questo concetto rappresentano in realtà la fornitura di acqua alle aree senz’acqua o con acque basse. Quest'ultima circostanza è associata all'assegnazione dell'approvvigionamento idrico a uno speciale compito di gestione dell'acqua, solitamente attribuito a una determinata area, sebbene in realtà significhi la fornitura di acqua a punti specifici - centri di consumo dell'acqua.

Energia idroelettrica impone i propri specifici requisiti di qualità alle risorse idriche. Oltre al contenuto d'acqua, che determina il valore totale del potenziale energetico, di grande importanza è il regime del flusso d'acqua, ovvero la variazione del flusso d'acqua nel tempo.

Forma specifica di utilizzo dell'energia - sviluppo delle risorse idriche termali sotterranee, serve in una certa misura come combustibile, ma deve essere consumato immediatamente, nel luogo della sua estrazione dalle viscere.

Trasporto d'acqua non ha praticamente alcun effetto sugli altri usi delle risorse idriche (ad eccezione dell’inquinamento relativamente debole e facilmente rimovibile e dell’impatto delle onde sollevate dalle navi sulle coste).

Pesca utilizza le risorse idriche come mezzo di sussistenza per un altro tipo di risorsa naturale: biologica. In questo è simile all'agricoltura irrigua, ma a differenza di essa non è associata al prelievo di acqua da fonti naturali.

Uno dei tipi di consumo di acqua viene spesso considerato irrigazione.

Si precisa che le risorse idriche vengono utilizzate per riposo e cure. Questa funzione sta diventando sempre più importante, anche se non sono ancora stati definiti né i suoi requisiti tecnici né la sua base economica. Di norma, ciascun complesso di gestione dell’acqua comprende diversi tipi di utilizzo e consumo delle risorse idriche. Tuttavia, l’insieme delle tipologie di utilizzo e il loro rapporto quantitativo variano ampiamente. Ne consegue da ciò ottima opzione organizzazione di complessi di gestione delle acque. Le differenze nella struttura delle singole opzioni sono determinate dalle caratteristiche naturali di ciascun bacino e dalla struttura economica della regione corrispondente.

Le risorse idriche sono l'acqua dolce adatta al consumo contenuta nei fiumi, nei laghi, nei ghiacciai e negli orizzonti sotterranei. I vapori atmosferici, l’acqua salata degli oceani e del mare non sono ancora utilizzati nell’economia e costituiscono quindi potenziali risorse idriche.

È difficile sopravvalutare l’importanza dell’acqua nell’economia mondiale. Viene utilizzato in quasi tutti i settori dell'economia: nel settore energetico, per l'irrigazione dei terreni agricoli, per l'approvvigionamento idrico industriale e comunale. Spesso le fonti d'acqua non servono solo per l'approvvigionamento d'acqua, ma sono anche oggetti di uso economico come vie di trasporto, aree ricreative e bacini artificiali per lo sviluppo della pesca."

Il volume d'acqua contenuto nei fiumi, laghi, ghiacciai, mari e oceani, negli orizzonti sotterranei e nell'atmosfera raggiunge quasi 1,5 miliardi di km 3. Questo è il potenziale idrico del nostro pianeta. Tuttavia, il 98% del volume totale dell'acqua è salato e solo 28,3 milioni di km 3. "per l'acqua dolce (con mineralizzazione inferiore a 1 g/l). In generale, il volume dell'acqua dolce è un valore molto significativo, soprattutto se confrontato con il consumo globale moderno, che ha raggiunto negli anni '90 i 4-4,5 mila metri cubi all'anno Sembrerebbe che l’umanità non debba preoccuparsi dell’acqua dolce, poiché ce n’è 10.000 volte in più del necessario, ma la maggior parte dell’acqua dolce (quasi l’80%) è costituita da acqua proveniente dai ghiacciai, dai manti nevosi, dal ghiaccio sotterraneo del permafrost , e strati profondi della crosta terrestre. Attualmente non vengono utilizzati e sono considerati potenziali risorse idriche. Il loro sviluppo futuro dipende non solo dal miglioramento delle tecniche di estrazione dell'acqua e dalla sua fattibilità economica, ma anche dalla risoluzione dei problemi ambientali, spesso negativi, imprevedibili che si verificano inaspettatamente quando si utilizzano fonti d’acqua non convenzionali.

Il volume una tantum delle acque fluviali sulla terraferma è piccolo: è stimato a soli 2000 km3, ma grazie al ciclo, i fiumi scaricano ogni anno circa 40-41 mila km3 nell'oceano mondiale. Secondo i calcoli di M.I. Lvovich (1986), il flusso totale del fiume è di 38.830 km3. Inoltre, 3000 km3 scorrono dalla terra all'oceano. acqua dolce sotto forma di ghiaccio e acqua di fusione proveniente dai ghiacciai della Groenlandia e dell'Antartide e 2400 km3. - sotto forma di flusso sotterraneo (aggirando i fiumi). Pertanto, ogni anno circa 44,5 mila metri cubi d'acqua entrano nell'oceano dalla terra.

Pertanto, il volume delle riserve di acqua dolce nel mondo è in generale piccolo ed è distribuito in modo molto disomogeneo tra i continenti. Inoltre, il deflusso superficiale è soggetto a forti fluttuazioni stagionali, riducendo la possibilità del suo sviluppo economico.

La Figura 1 mostra la disponibilità delle risorse fluviali pro capite (migliaia di metri cubi/anno) per continente e parte del mondo.

Figura 1. Disponibilità di risorse fluviali pro capite.

Le risorse idriche disponibili dei fiumi sono costituite da due categorie: flusso superficiale e sotterraneo. La componente economicamente più preziosa è la componente sotterranea del deflusso, poiché è meno suscettibile alle fluttuazioni di volume stagionali o giornaliere. Inoltre, le acque sotterranee hanno meno probabilità di essere inquinate. Costituiscono la parte preponderante del flusso “sostenibile”, il cui sviluppo non richiede la costruzione di particolari dispositivi di controllo. La componente superficiale del deflusso comprende le acque di piena e di piena, che di solito scorrono rapidamente lungo i letti dei fiumi.

Nelle zone con umidificazione atmosferica stagionale, il rapporto tra i flussi d'acqua nei letti dei fiumi nei periodi secchi e umidi dell'anno può raggiungere 1:100 e persino 1:1000. In tali aree, quando si sviluppa il deflusso superficiale, è necessario costruire bacini artificiali per la regolazione stagionale o anche a lungo termine.

Maggiore è la percentuale della componente sostenibile del flusso, maggiore è il valore economico o la qualità del potenziale delle risorse idriche di una regione. Il suo valore è determinato quantitativamente dal volume del flusso sotterraneo e dal flusso del canale di magra. Si stimano le risorse idriche totali disponibili nel mondo; 41mila km cubi all'anno, di cui solo 14mila km cubi. costituiscono la loro parte stabile (M. I. Lvovich, 1986).

Riso. 2. Portata media dei fiumi più grandi (m3/s)

Bilancio idrico e sue categorie. Nelle economie moderne, i principali consumatori di acqua sono l’industria, l’agricoltura e i servizi pubblici. Prelevano determinati volumi d'acqua dai bacini naturali e artificiali per i loro bisogni, che costituiscono la presa d'acqua. Pertanto, secondo i nuovi calcoli di M.I. Lvovich, il consumo totale di acqua nel 2000 sarà di 4780 km cubi.

Durante l'uso, una certa quantità di acqua prelevata viene persa per evaporazione, infiltrazioni, leganti tecnologici, ecc., e l'entità di tale consumo varia tra i diversi consumatori. Per le piccole aree, queste perdite sono considerate come irrevocabile. Il loro volume è più significativo (fino all'80-90%) per uso agricolo. In alcuni settori, sono stati sviluppati e continuano a essere intensamente migliorati schemi per l'uso chiuso o multiplo dell'acqua, con l'aiuto dei quali vengono significativamente ridotti sia il volume di assunzione di acqua in generale che la quantità di perdite irrecuperabili.

Servizi pubblici e agricoltura, industria; e l’energia idroelettrica hanno requisiti diversi per la qualità dell’acqua. L'acqua utilizzata per scopi potabili e in alcune industrie (alimentare, chimica, ecc.) dovrebbe avere le massime qualità igieniche e gustative. La produzione metallurgica o, ad esempio, quella mineraria possono accontentarsi di acqua di bassa qualità e utilizzare sistemi di approvvigionamento idrico a circolazione.

L'uso ripetuto dello stesso volume d'acqua riduce l'assunzione di acqua, ma costringe a introdurre un'altra categoria nel bilancio idrico: consumo d'acqua - il volume totale di acqua utilizzata da un dato settore dell’economia in un certo periodo di tempo.

Nel settore dei servizi pubblici, il consumo di acqua e il prelievo di acqua sono uguali, perché il riciclaggio dell'approvvigionamento idrico in questo settore non viene praticamente effettuato al livello attuale. Nell'industria, l'assunzione di acqua è molto inferiore al consumo di acqua dovuto all'uso di cicli chiusi di approvvigionamento idrico, quando l'acqua viene prelevata dalle fonti solo per compensare perdite irrecuperabili.

In agricoltura, il consumo di acqua può anche superare quantitativamente l’acqua prelevata dalle fonti, poiché le acque reflue organiche dei sistemi comunali urbani o le acque reflue parzialmente trattate di alcune imprese industriali vengono spesso utilizzate per l’irrigazione.

La struttura dell’assunzione e del consumo di acqua, ovvero la distribuzione dei volumi di acqua prelevata tra i consumatori, può variare in modo significativo da regione a regione, riflettendo il livello generale di sviluppo economico dell’economia, la sua specializzazione e, in larga misura, la specificità delle condizioni naturali. Qualsiasi utilizzo economico dell'acqua da parte dei vari consumatori è accompagnato dall'emergenza acque reflue o effluenti. Sono sovraccarichi di un'enorme quantità di sostanze estranee di origine industriale, agricola o municipale, che modificano le proprietà fisiche e chimiche della massa d'acqua. Anche se vengono utilizzati i metodi più avanzati di trattamento delle acque reflue conosciuti dalla scienza moderna (meccanici, chimici, biologici), per diluire 1 m 3 di tali acque reflue è necessario spendere almeno 8-10 m 3 di acqua naturale pura. Se vengono scaricate acque reflue non trattate, il consumo di acqua aumenta più volte. Attualmente, nel mondo, tra le acque reflue domestiche scaricate nei bacini naturali, prevalgono le categorie di acqua debolmente trattata o generalmente non trattata.

Di conseguenza, i fenomeni di crisi colpiscono non solo le aree inizialmente prive di riserve idriche, ma anche quelle dove esistono condizioni naturali favorevoli alla formazione di notevoli volumi d'acqua. La trasformazione tecnogenica incontrollata della qualità dei geosistemi idrici rappresenta la minaccia di una “carestia idrica” per le economie di tali paesi.

Consumo mondiale di acqua. Secondo le stime (Lvovich, 1986), all'inizio degli anni '80 nel mondo venivano utilizzati circa 4,5 mila chilometri cubi per varie esigenze economiche e nel 1987 - 3,3 mila chilometri cubi. acqua. Questo volume rappresenta quasi l’8% del flusso totale totale dalla superficie terrestre all’oceano. Si può concludere che, nel complesso, l’economia mondiale è pienamente dotata di acqua dolce nella quantità necessaria a soddisfare i suoi bisogni. Occorre però prestare attenzione all’aumento fortissimo, quasi incontrollabile, del sottoconsumo nella seconda metà del XX secolo. Negli ultimi 80 anni, l’uso agricolo dell’acqua è aumentato di 6 volte, l’uso dell’acqua municipale di 7 volte, l’uso industriale di 20 volte e l’uso generale di 10 volte.

In termini di singoli componenti, il bilancio idrico mondiale nel periodo moderno è il seguente.

Approvvigionamento idrico comunale. All'inizio degli anni '80, per i bisogni della popolazione venivano spesi circa 200 km3 e allo stesso tempo 100 km3. era perduto per sempre. Nel 1990 furono prelevati più di 300 chilometri cubi per questi scopi. Gli standard di consumo di acqua per persona sono in media di 120-150 litri al giorno. In realtà oscillano molto. Nelle città dei paesi industrializzati il ​​consumo di acqua è particolarmente elevato. Nei paesi europei, ad esempio, si arriva a 300-400 l/giorno. Nelle città dei paesi in via di sviluppo situate in regioni subaride o aride, gli standard sono ridotti a 100-150 l/giorno. Un residente rurale utilizza molta meno acqua. Nelle zone umide dei paesi sviluppati consuma fino a 100-150 litri di acqua al giorno e nelle zone tropicali secche - non più di 20-30 litri.

Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), attualmente più di 1,5 miliardi di persone nel mondo non dispongono di acqua pulita e sicura, ed entro il 2000 il loro numero potrebbe raggiungere i 2 miliardi di persone.

Approvvigionamento idrico industriale. Le proprietà uniche dell'acqua come corpo naturale ne consentono un ampio utilizzo in una varietà di settori. Viene utilizzato per scopi energetici, come solvente, refrigerante e componente di molti processi tecnologici. L'intensità dell'acqua nelle varie industrie varia a seconda del tipo di prodotto, dei mezzi tecnici e degli schemi tecnologici utilizzati. La produzione di 1 tonnellata di prodotti finiti attualmente consuma la seguente quantità di acqua dolce: carta 900-1000 m3, acciaio - 15-20 m3, acido nitrico - 80-180 m3, cellulosa - 400-500 m3, fibra sintetica 500 m3 , tessuto di cotone 300-1100 m 3, ecc. Enormi volumi di acqua vengono consumati dalle centrali elettriche per il raffreddamento delle centrali elettriche. Pertanto, per il funzionamento di una centrale termica con una capacità di 1 milione di kW, sono necessari 1,2-1,6 km 3 di acqua all'anno e per il funzionamento di una centrale nucleare della stessa capacità - fino a 3 km 3 ( Rozanov, 1984).Solo per il fabbisogno energetico vengono prelevati dalle fonti idriche 320 km 3 d'acqua, mentre 20 km 3 vanno perduti.

L'ingegneria termoelettrica utilizza ampiamente sistemi di approvvigionamento idrico circolante, utilizzando parte dei rifiuti e acqua purificata proveniente da altre produzioni industriali, poiché per il raffreddamento è possibile utilizzare acqua di qualità relativamente bassa. Il consumo di acqua per scopi energetici produce 300 km 3 di deflusso termico, che richiedono 900 km 3 di acqua dolce gratuita per la diluizione.

La quota delle altre industrie nel consumo totale di acqua per le esigenze industriali è ancora maggiore: 440 km 3 ; A causa del riciclaggio dei sistemi di approvvigionamento idrico, consumano 700 km 3, perdendo contemporaneamente più del 10% di questo volume. È negli impianti industriali che si generano acque reflue arricchite di composti particolarmente tossici e difficili da rimuovere dalle acque reflue. Il volume totale delle acque reflue è di 290 km 3 . Poiché la moderna tecnologia di trattamento dell'acqua è ancora lungi dall'essere perfetta e molte aziende in diversi paesi scaricano le loro acque reflue in corpi idrici non sufficientemente o scarsamente purificati, di conseguenza, per diluire questo volume di acqua contaminata sono necessari 5800 km 3 di acqua libera, ovvero 20 volte Di più.

Approvvigionamento idrico per l'agricoltura. Il maggior consumatore di acqua è l’agricoltura. Secondo calcoli approssimativi, nel 1990 questo settore dell'economia mondiale ha consumato più di 3000 km 3, ovvero 3,5 volte più dell’industria. Quasi tutto questo volume veniva utilizzato per irrigare i terreni irrigati e solo 55 km 3 per l'approvvigionamento idrico del bestiame.

All’inizio degli anni ’80 nel mondo erano irrigati 230 milioni di ettari di terreno. Con un tasso di irrigazione medio di 12-14 mila m 3 /ha, sono stati spesi da 2500 a 2800 km 3 di acqua libera pulita e una parte significativa (circa 600 km 3) di acque reflue depurate e diluite provenienti dal settore domestico e da parte della produzione industriale sull'irrigazione. Secondo stime molto approssimative, circa 1900 km 3 sono evaporati dalla superficie dei terreni irrigati e sono stati trasportati dalla vegetazione, 500 km 3 sono drenati negli orizzonti sotterranei. Pertanto, a differenza del consumo idrico industriale, l’utilizzo dell’acqua per l’irrigazione aumenta notevolmente le perdite irrecuperabili dovute all’evaporazione improduttiva dalla superficie dei terreni irrigati e crea deflussi sotto forma di acqua irrigua o di ritorno, difficili da catturare, purificare e riutilizzare. . Allo stesso tempo, il loro volume è enorme, sono saturi di biostrong (azoto, fosforo) e altri composti facilmente solubili, grazie ai quali aumenta la mineralizzazione dell'acqua. La comparsa di volumi significativi di acque sotterranee mineralizzate in paesaggi subaridi o aridi con terreni irrigati crea il pericolo di salinizzazione e degrado secondario del suolo.

Il deflusso degli allevamenti di bestiame costituisce un problema particolare. Sebbene il loro volume totale nel consumo globale di acqua per le esigenze agricole sia piccolo (solo 10 km 3), sono estremamente sovraccarichi di composti organici, sono difficili da ripristinare e causano un inquinamento particolarmente rapido dei corpi idrici.

Secondo i calcoli di M.I. Lvovich (1994), moderno presa d'acqua da varie fonti (fiumi, laghi, bacini artificiali, orizzonti sotterranei) per esigenze industriali e domestiche, complessi di irrigazione e allevamento è di oltre 4000 km 3 e il volume dei rifiuti è di circa 2000 km 3. Se assumiamo che tutte le acque reflue siano purificate secondo gli standard, in questo caso saranno necessari almeno 8300 km 3 di acqua pulita per diluirle (20% del flusso totale e 60% del flusso sostenibile). Ma a causa delle imperfezioni nell’uso e nel trattamento moderno dell’acqua, l’acqua inquinata è molto maggiore. Pertanto, se l’esaurimento quantitativo delle riserve idriche provenienti da fonti tradizionali su scala globale non minaccia l’umanità nel prossimo futuro, un deterioramento qualitativo è già evidente oggi.

La forte tensione nel bilancio idrico e le situazioni di crisi nell’uso dell’acqua aumentano in modo incommensurabile nei paesi con un potenziale di risorse idriche limitato, dove di fatto non esistono riserve idriche libere per diluire i rifiuti e l’acqua trattata. Fenomeni del genere sono tipici di molti paesi industrializzati del mondo, dove il sottoconsumo consuma praticamente tutte le risorse idriche. Questa è la situazione all'estero in Europa e in molte zone degli Stati Uniti. Il problema dell’approvvigionamento idrico è ancora più acuto nei Paesi in via di sviluppo, dove spesso manca acqua potabile di alta qualità e i corsi d’acqua esistenti e i bacini superficiali fungono da collettori per lo scarico delle acque reflue industriali completamente non trattate.

Il consumo di acqua e la sua struttura differiscono nei singoli continenti. Le caratteristiche della moderna gestione delle acque dipendono sia da fattori naturali (principalmente la disponibilità del flusso fluviale, caratteristiche climatiche, struttura della superficie) sia da strutture socio-economiche. I maggiori volumi di acqua sono consumati dalle economie dei paesi asiatici. Quasi il 90% di questo volume in Asia viene speso per le necessità agricole. Una situazione simile è tipica del Sud America e dell’Africa, anche se in generale la partecipazione di questi continenti al consumo globale di acqua è insignificante. Nel Nord America e in Europa, il consumo di acqua industriale e agricola è approssimativamente uguale.

Previsioni sui futuri consumi idrici. Esistono diverse opzioni per le previsioni globali sull’utilizzo delle acque naturali da parte dell’economia mondiale. Una delle opzioni per l’equilibrio idrico mondiale alla fine di questo secolo è stata sviluppata da M.I. Lvovich (1986). Secondo i suoi calcoli, la popolazione mondiale, che arriverà a 6,2 miliardi di persone entro il 2000 (di cui 3,2 miliardi di persone vivranno in città e utilizzeranno sistemi di approvvigionamento idrico centralizzati), utilizzerà circa 480 km 3 di acqua per i bisogni domestici, 320 km Apparirà 3 delle acque reflue. Se le acque reflue vengono trattate completamente, saranno necessari solo circa 1000 km 3 di acqua per la sua successiva diluizione. Se le moderne pratiche di consumo dell'acqua continuano (scarico di acque reflue non trattate o non trattate nei corpi idrici), 6.000 km 3 di acqua saranno inquinati.

La produzione di energia nel mondo, secondo le previsioni MIREK-HP, raggiungerà entro la fine del secolo i 300-330mila J. Per il fabbisogno energetico verranno prelevati circa 200 km 3 di acqua e contestualmente 140 km 3 si formeranno degli scarichi termici. La loro diluizione richiederà circa 400 km3 di acqua libera. Le restanti industrie, tenendo conto della crescita del volume della loro produzione, entro il 2000 avranno bisogno di 1800 km 3 d'acqua. Il miglioramento dei sistemi chiusi di riciclaggio dell'acqua, lo sviluppo di tecnologie a basso livello di acqua o "a secco", la riduzione della pratica di drenaggio delle imprese industriali e il miglioramento della tecnologia di trattamento consentiranno, come ipotizzato in queste previsioni, di limitare il consumo di acqua per scopi industriali a 500 km3. La portata irreversibile sarà di 120 km 3 e l'effluente di scarico sarà di 380 km 3 . Per la loro diluizione verranno spesi 5.700 km 3. acqua.

In agricoltura, la superficie totale dei terreni irrigati aumenterà presumibilmente fino a 320-350 milioni di ettari, e il tasso di irrigazione sarà ridotto a 9,5 mila m 3 /ha grazie a metodi di irrigazione a risparmio idrico (aspersione, gocciolamento, ecc.) . Di conseguenza, fino a 3.000 km3 d’acqua verranno prelevati per esigenze di irrigazione, di cui 2.600 km3 saranno spesi per l’evaporazione e l’infiltrazione. Il consumo di acqua nell’allevamento aumenterà fino a 110 km. Anche se il volume delle acque reflue aumenterà leggermente, grazie al trattamento e allo smaltimento più avanzati, inquinerà molto meno l'acqua pulita - circa 180 km 3 .

I calcoli indicano che la situazione rimarrà tesa nel prossimo futuro. L'economia mondiale nel suo complesso alla fine di questo secolo assorbirà circa 5,7 mila km 3 di acqua (16%) del flusso totale) e le acque reflue in un volume di 1300 km 3 inquineranno 8,5 mila km 3, che è uguale al 21% del totale e al 61%) flusso sostenibile.

Le risorse idriche considerate sono il deflusso superficiale (fiumi, laghi e altri corpi idrici), il deflusso sotterraneo (acque sotterranee e sotterranee), l'acqua dei ghiacciai e le precipitazioni, che sono fonti d'acqua per soddisfare le esigenze economiche e domestiche. L’acqua è un tipo di risorsa unica. Combina la natura delle riserve esauribili (acque sotterranee) e inesauribili (deflusso superficiale). L'acqua in natura è in continuo movimento, quindi la sua distribuzione nel territorio, nelle stagioni e negli anni è soggetta a notevoli fluttuazioni.

La Russia ha notevoli riserve di acqua dolce. Le acque fluviali sono le più utilizzate nell'economia nazionale. I fiumi della Russia appartengono ai bacini di tre oceani, nonché al bacino interno del Caspio, che occupa gran parte della parte europea della Russia. La maggior parte dei fiumi russi appartiene al bacino dell'Oceano Artico. I fiumi che sfociano nei mari del nord sono i più lunghi e profondi. Il fiume più lungo è il Lena (4400 km), il fiume più profondo è lo Yenisei. Nelle parti meridionali della Siberia i fiumi sono rapidi e rapidi. Su queste sezioni sono state costruite le più grandi centrali idroelettriche del paese: Krasnoyarsk e Sayano-Shushenskaya sullo Yenisei, Novosibirsk sull'Ob, Irkutsk, Bratsk, Ust-Ilimsk sull'Angara, ecc. I fiumi della parte europea del bacino dell'Oceano Artico - Pechora, Mezen, Dvina settentrionale, Onega - sono molto più brevi dei fiumi siberiani. Molti fiumi appartengono al bacino dell'Oceano Pacifico. I fiumi principali di questo bacino sono l'Amur e i suoi affluenti Zeya, Bureya e Ussuri.

Il bacino dell'Oceano Atlantico occupa l'area più piccola dell'intero paese. I fiumi scorrono a ovest verso il Mar Baltico (Neva) e a sud verso l'Azov e il Mar Nero (Don, Kuban, ecc.). La Neva occupa un posto speciale. Questo breve fiume (74 km) trasporta un'enorme quantità d'acqua, quattro volte più del Dnepr, che è lungo oltre 2000 km.

La maggior parte della Russia europea è occupata dal bacino interno del Mar Caspio. I fiumi Volga, Ural, Terek e altri sfociano nel Mar Caspio. Nella Russia europea, il fiume più lungo è il Volga (3530 km). Ci sono molte centrali idroelettriche sul Volga: Volzhskaya prende il nome. Lenin, Saratov, Volzhskaya dal nome. XXI Congresso del PCUS, ecc.

I principali consumatori di risorse idriche nel nostro Paese sono l’approvvigionamento idrico, l’energia idroelettrica e l’irrigazione artificiale.

L’approvvigionamento idrico è un insieme di diverse modalità di utilizzo delle risorse idriche da parte dell’industria, dei servizi pubblici e della popolazione, con un’ampia quota di perdite irreversibili e vari gradi di inquinamento. È questo aspetto dell'utilizzo dell'acqua che crea il problema del deterioramento qualitativo e della riduzione delle riserve idriche, problema che diventa sempre più aggravato con la crescita della produzione. La sua soluzione richiede la ridistribuzione delle risorse idriche tra le regioni, un uso attento delle riserve, la costruzione di impianti di trattamento, l’uso diffuso di cicli chiusi di utilizzo dell’acqua, ecc.

L'energia idroelettrica sfrutta l'energia dell'acqua corrente, le cui riserve vengono poi completamente restituite ai corsi d'acqua. La Russia ha le più grandi riserve idroelettriche del mondo, che rappresentano circa 1/10 delle riserve mondiali. Le risorse idroelettriche della Russia sono distribuite in modo non uniforme. La maggior parte di essi si trova in Siberia e in Estremo Oriente, con le principali riserve idroelettriche concentrate nei bacini dei fiumi Yenisei, Lena, Ob, Angara, Irtysh e Amur. La Lena è al primo posto tra i fiumi russi in termini di riserve idroelettriche. I fiumi del Caucaso settentrionale sono ricchi di risorse idroelettriche. Una parte significativa delle risorse idroelettriche tecnicamente possibili del paese si trova nelle regioni del Volga e della Russia centrale, dove le riserve idroelettriche del bacino del Volga sono particolarmente grandi.

Il flusso dei fiumi e le risorse dei ghiacciai vengono utilizzati per l'irrigazione artificiale. Le principali aree di irrigazione sono territori aridi: il Caucaso settentrionale, la regione del Trans-Volga.