Водні ресурси Росії

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Водні ресурси Росії

Водні ресурси-в ó ди в рідкому, твердому і газоподібному стані і їх розподіл на Землі. Вони знаходяться в природних водоймах на поверхні (в океанах, річках, озерах і болотах); в надрах (підземні води), по всіх рослинах і тваринах, а також у штучних водоймах (водосховищах, каналах та ін.)

Вода - єдина речовина, яка в природі є у рідкому, твердому і газоподібному станах. Значення рідкої води істотно змінюється в залежності від місцезнаходження та можливостей застосування. Прісна вода ширше використовується, ніж солона. Понад 97% всієї води зосереджено в океанах і внутрішніх морях. Ще ок. 2% припадає на частку прісних вод, укладених в покривних і гірських льодовиках, і лише менше 1% - на частку прісних вод озер і річок, підземних і грунтових.

Вода, найпоширеніше з'єднання на Землі, має унікальні хімічними і фізичними властивостями. Оскільки вона легко розчиняє мінеральні солі, живі організми разом з нею поглинають поживні речовини без будь-яких істотних змін власного хімічного складу. Таким чином, вода необхідна для нормальної життєдіяльності всіх живих організмів. Молекула води складається з двох атомів водню і одного атома кисню. Її молекулярна вага всього 18, а точка кипіння досягає 100 ° C при атмосферному тиску 760 мм рт. ст. На б ó льшіх висотах, де тиск нижчий, ніж на рівні моря, вода закипає при більш низьких температурах. Коли вода замерзає, її обсяг збільшується більш ніж на 11%, і розширюється лід може розривати водопровідні труби і мостові і руйнувати скельні породи, перетворюючи їх у пухкий грунт. За щільністю лід поступається рідкій воді, що і пояснює його плавучість.

Вода також має унікальні термічними властивостями. Коли її температура знижується до 0 ° C і вона замерзає, то з кожного грама води вивільняється 79 кал. При нічних заморозках фермери іноді обприскують сади водою для захисту бутонів від пошкодження морозом. При конденсації водяної пари кожен його грам віддає 540 кал. Ця теплота може бути використана в опалювальних системах. Завдяки високій теплоємності вода поглинає велику кількість теплоти без зміни температури.

Молекули води зчіплюються допомогою «водневих (або міжмолекулярних) зв'язків», коли кисень однієї молекули води з'єднується з воднем іншої молекули. Вода також притягається до інших водень-і кисневмісних сполук (т.зв. молекулярне тяжіння). Унікальні властивості води визначаються міцністю водневих зв'язків. Сили зчеплення і молекулярного тяжіння дозволяють їй долати силу тяжіння і внаслідок капілярності підніматися вгору по дрібних порах (наприклад, в сухому грунті).

Використання водних ресурсів

Оборотні і замкнуті водогосподарські системи

Інтенсивний розвиток промисловості і сільськогосподарського виробництва, підвищення рівня благоустрою міст і населених пунктів, значний приріст населення зумовили в останні десятиліття дефіцит і різке погіршення якості водних ресурсів практично у всіх регіонах Росії.

Одним від основних шляхів задоволення потреб суспільства у воді є інженерне відтворення водних ресурсів, тобто їх відновлення та примноження не тільки в кількісному, але і в якісному відношенні.

Перспективи раціонального відтворення технологічних витрат води пов'язані зі створенням на підприємствах систем повторно-послідовного, оборотного і замкненого водопостачання. В їх основу покладено дивна властивість води, що дозволяє їй не змінювати своєї фізичної сутності після участі у виробничих процесах.

Промисловість Росії характеризується високим рівнем розвитку систем оборотного водопостачання, за рахунок яких економія свіжої води, що витрачається на виробничі потреби, складає в середньому 78%. Кращі показники використання оборотних систем мають підприємства газової (97%), нафтопереробної (95%) галузей, чорної металургії (94%), хімічної та нафтохімічної (91%) промисловості, машинобудування (85%).

Максимальні витрати води в системах оборотного та повторно-послідовного водопостачання характерні для Уральського, Центрального, Поволзького й Західно-Сибірського економічних районів. У цілому по Росії співвідношення обсягів використання свіжої та оборотної води складає відповідно 35,5 і 64,5%.

Широке впровадження досконалих водооборотних систем (аж до замкнутих) здатне не лише вирішити проблему водозабезпечення споживачів, але і зберегти природні вододжерела в екологічно чистому стані.

В останні роки через економічну дестабілізації, що призвела до падіння випуску промислової продукції, зниження продуктивності сільського господарства та скорочення зрошуваних площ, в Росії намітилося зменшення обсягів водоспоживання (за 1991 -1995 рр.. Прісної води - на 20,6%, морський - на 13,4%). Змінилася і структура використання прісної води: водоспоживання на виробничі потреби скоротилося на 4% (з 53% у 1991 р до 49% у 1995 р), на зрошення і обводнення - на 3% (з 19 до 16%), в той же час частка господарсько-питного водопостачання зросла на 4% (з 16 до 20%).

До 1997 р. обсяг використання прісної води склав в Росії 75780,4 млн. м3/рік, морський - 4975,9 млн. м3/рік.

Комунальне водопостачання

Комунальне господарство Росії забезпечує потребу у воді міського населення, комунальних, транспортних та інших непромислових підприємств, а також витрати води на благоустрій населених пунктів, полив вулиць і гасіння пожеж.

Відмітна особливість комунального господарства - сталість водоспоживання та жорсткі вимоги, що пред'являються до якості води.

Основний обсяг (84-86%) споживаної води використовується для господарсько-питних потреб населення, в середньому по Росії питомеводоспоживання на одного міського жителя становить 367-369 л / сут.

Близько 99% міст, 82% селищ міського типу, 19,5% населених пунктів у сільській місцевості забезпечені централізованим водопостачанням. Благоустрій міського житлового фонду в середньому по країні характеризується наступними показниками забезпеченість центральним водогоном - 83,8%, каналізацією - 81,4% центральним опаленням - 84,7%, ванними і душем - 76,7%, гарячим водопостачанням - 70,8% (дані за 1996 рік).

У поверхневі водні об'єкти підприємствами галузі відводиться близько 13 км 3/год стічних вод, з різних причин у структурі вод, що скидаються переважають недостатньо очищені. У цілому по країні через системи очисних спорудженні попередньо пропускається близько 70% всієї води, що подається.

Через неблагополучного стану джерел питного водопостачання та недосконалості системи водопідготовки не втрачає своєї гостроти проблема якості води. Стандартні споруди очищення, що включають двоступеневу схему освітлення, знебарвлення і знезаражування не справляються зі зростаючими навантаженнями нових забруднювачів (важких металів; пестицидів, галогенсодержащих сполук, фенолів, формальдегідів). Хлорування води, що містить органічні речовини, що накопичуються у водних джерелах, призводить до її вторинного забруднення і утворення канцерогенних хлорорганічних сполук.

Близько 70% промислових підприємств скидають у комунальну каналізацію стічні води, в яких, зокрема, містяться солі важких металів та отруйні речовини. Осад, що утворюється при очищенні таких стічних вод, не може бути використаний в сільському господарстві, що створює проблеми з його утилізацією.

Промислове водопостачання

Промислове водопостачання, що забезпечує функціонування технологічних процесів, є провідним напрямком водокористування. Системи промислового водопостачання включають в себе гідротехнічні споруди по забору технічної води і доставці се підприємствам, а також системи водопідготовки.

Промисловий потенціал кожного економічного району Російської Федерації представлений практично всіма основними галузями. Є й такі райони, де переважно сконцентровані цілком певні галузі промисловості. Наприклад, 46% обсягу виробництва легкої промисловості зосереджено в Центральному економічному районі, на частку Уральського економічного району припадає близько 70% продукції чорної і кольорової металургії, на частку Західно-Сибірського - 46% паливної промисловості.

Обсяги водоспоживання залежать від структури промислових підприємств, рівня технології, виконуваних заходів з економії води. Найбільш водоємним галузями є теплоенергетика, чорна та кольорова металургія, машинобудування, нафтохімічна і деревообробна промисловість. На частку найводоємнішою галузі - електроенергетики - доводиться близько 68% сумарного споживання свіжої і 51% - оборотної води.

Так як більшість промислових об'єктів зосереджено у великих містах, в Росії переважний розвиток отримали об'єднані промислово-комунальні системи водопостачання, що, у свою чергу, призводить до невиправдано високих витрат на промислові потреби води питної якості (до 30-40% добової подачі міської водопроводів) .

Підприємства промисловості є основним джерелом забруднення поверхневих вод, щорічно скидаючи велику кількість відпрацьованих стічних вод (в 1996 р. - 35,5 км '). Особливо різноманітні за своїми властивостями і хімічним складом стічні води хімічної, нафтохімічної, нафтопереробної, целюлозно-паперової та вугільної промисловості. Незважаючи на достатню потужність очисних споруд, тільки 83-85% відводяться стічних вод відповідають нормативним вимогам. У структурі відводяться вод, що містять забруднюючі речовини вище нормативного рівня, скидання без очищення складає в даний час 23% (у 1991 р-28%), решта води скидаються недостатньо очищеними.

Сільськогосподарське водопостачання

У сільській місцевості водопостачання здійснюється головним чином по локальних систем і шляхом індивідуального забезпечення водокористувачів. Системи локального водопостачання в дуже сильному ступені залежать від якості води в джерелах і, в разі необхідності, обладнуються спеціальними спорудами. У районах з високою щільністю сільського населення застосовуються групові системи.

Для потреб галузі з природних водних джерел забирається близько 28% сумарного обсягу вилучення води.

Серед сільськогосподарських галузей основним споживачем свіжої води н великим забруднювачем поверхневих водойм, скидальним через колекторно-дренажну мережу неочищені стічні води, є зрошуване землеробство. Серйозну небезпеку для поверхневих водойм представляє винесення з сільськогосподарських полів добрив і отрутохімікатів.

Іншим великим водоспоживачів і потужним джерелом забруднення поверхневих та підземних вод є тваринницькі комплекси з вирощування великої рогатої худоби, свиней, птиці. Очищення тваринницьких стічних вод пов'язана з великими труднощами, оскільки перед скиданням у водні об'єкти їх необхідно тривалий час витримувати в ставках-накопичувачах.

Водний транспорт

Водний транспорт є чи не найдавнішою водокористувачем. За внутрішніми водними шляхами Росії (річках, озерах, водосховищ, каналів), що має загальну протяжність понад 400 тис. км, перевозиться до 50 млн. т вантажів.

При використанні річок та інших водних об'єктів для судноплавства необхідно підтримувати на них гарантовані глибини, режим стоку та інші умови, що забезпечують безперебійну роботу водного транспорту в навігаційний період.

У ряді випадків інтереси водного транспорту вступають в протиріччя з інтересами інших водокористувачів та водоспоживачів, таких як водопостачання, зрошення, гідроенергетика. Наприклад, гідробудівництво, з одного боку, дозволяє збільшити глибину і ширину водного шляху, ліквідувати пороги, а з іншого - вносить серйозні ускладнення в роботу водного транспорту за рахунок скорочення тривалості навігаційного періоду, різких добових і тижневих коливань витрат і рівнів води в нижніх б'єфах гідростанцій .

Водний транспорт, не пред'являючи високих вимог до якості води, є одним із значних джерел забруднення водних об'єктів нафтопродуктами та завислими речовинами.

Дуже несприятливий вплив на екологічний стан водойм надає лісосплав, змінюючи природний стан русел, засмічуючи водні об'єкти затопленої деревиною, руйнуючи нерестові ділянки.

Рибне господарство

Рибне господарство безпосередньо пов'язане з використанням водних ресурсів і пред'являє дуже високі вимоги до їх режиму, кількісному і якісному стану. Для успішного відтворення і нормального розвитку риби необхідні чиста вода з достатньою кількістю розчиненого кисню і відсутністю шкідливих домішок, відповідна температура і забезпеченість кормами. Нормативи якості води для рибогосподарських об'єктів більш суворі, ніж для джерел питного водопостачання.

У Росії близько 30% уловів у внутрішніх морях і водоймах припадає на частку прісноводних риб (щуки, ляща, судака, плотви, окуня, сазана, сига, севрюги, білуги, сьомги, кети, горбуші). В останні роки відзначається скорочення уловів, що обумовлено зменшенням продуктивності рибогосподарських об'єктів в результаті інтенсивного антропогенного впливу.

Збільшення відтворення риби здійснюється за рахунок штучного риборозведення на рибоводних заводах, в нерестово-вирощувальних господарств, риборозплідників. Досить перспективним напрямком є вирощування риб у водоймах-охолоджувачах теплових електростанцій.

Рекреації

Водні об'єкти - улюблене місце для відпочинку, спорту, оздоровлення людей. Практично всі рекреаційні установи та споруди розміщені або на берегах водойм, або поблизу них. В останні роки масштаби рекреаційної діяльності на водних об'єктах постійно зростають, чому сприяє збільшення чисельності міського населення і вдосконалення транспортних комунікацій.

У Російській Федерації на берегах водойм розташовано близько 60% всіх санаторіїв, понад 80% закладів відпочинку. 60% туристичних баз і 90% рекреаційних об'єктів для самого масового в країні приміського відпочинку

Стан водних ресурсів у світі

За матеріалами березня Всесвітнього водного форуму Кіото, березень 2003р.

Наша організація "Зелений Парус" брала участь у 3 Всесвітньому водному форумі з проектом "Річка і діти"

Загальна кількість води на Землі складає близько 1400 млн. куб.км.

З цієї загальної кількості 97,5% припадає на солону воду Світового океану.

Придатною для використання людиною є трохи більше 2% всієї води, або близько 39500 куб.км. З цієї води поряд:

  • 69% припадає на воду у вигляді снігу та льоду Антарктики і Гренландії,

  • близько 30% припадає на підземні води і

  • тільки 0,12% на поверхневі води річок та озер.

  • Придатною для безпосереднього використання є 9000 куб.км,

  • споживається 4000 куб.км.

Географічний розподіл споживання води:

  • Азія: 55% всієї води

  • Північна Америка: 19%

  • Європа: 9,2%

  • Африка: 4,7%

  • Південна Америка: 3,3%

  • Решта світу: 8,8%

По секторах:

  • Сільське господарство: 70%, але при цьому 800 млн. чоловік залишаються голодними

  • Промисловість: 22%

  • На домашнє господарство: 8%.

Подушне споживання води в день:

  • 600 л у Північній Америці і Японії

  • 250-350 л у Європі

  • 10-20 л в країнах біля Сахари

Середньосвітовий річний забір води з річок та підземних джерел складає 600 куб.м на людину, з яких 50 куб.м є питною водою або 137 л на людину в день.

Вода і санітарні умови

  • 1,4 млрд. людей у світі не мають доступу до безпечної питної води (це більше 1 / 3 всього людства)

  • 2,4 млрд. чол. не забезпечені санітарними умовами. З них за регіонами:

  • 2% в Європі

  • 13% в Африці

  • 80% в Азії

  • 5% в Латинській Америці і Карибському басейні.

  • Водний дефіцит відчувають 250 млн. чоловік в 26 країнах.

2,2 млн людей у світі щороку помирають від хвороб, пов'язаних з нестачею води

6000 дітей щодня помирають від хвороб, пов'язаних з нестачею води і відсутністю санітарних умов

250 млн людей щорічно страждають від таких хвороб

40% людства живе в регіонах, що зазнають високий рівень водного стресу

До 2025 року близько 5,5 млрд людей може відчувати такий водний стрес

За минулі 100 років споживання води збільшилася в 6 разів, а приріст населення збільшився в 2 рази.

Водні екосистеми дуже сильно деградують.

Майже половина ветландів (області з підвищеним зволоженням - болота, узбережжя) були втрачені, більше 20% видів з 10000 прісноводних видів зникли.

У таких областях як США, Китай і Індія підземні води споживаються швидше, ніж встигають поповнитися.

Ресурси прісних вод Росії

Дані про сумарних ресурсах і запаси прісних вод Росії наведені в таблиці.

Ресурси

Середньобагаторічний об'єм, км 3 / рік

Статичні запаси, км 3

Статичні запаси, км 3

4270

-

Озера

532

26068

Болота

1000

3000

Льодовики

110

39890

Підземні води

787,5

28000

Всього

4915

96958

Регулювання стоку

Територіальна нерівномірність, велика Внутригодовая і багаторічна мінливість річкового стоку ускладнюють забезпечення населення та економіки Росії необхідною кількістю води. Ця проблема вирішується за рахунок регулювання стоку річок водосховищами. Причому найбільш ефективне і багатоцільове використання водних ресурсів досягається в каскадно розташованих водосховищах, що утворюють єдину водогосподарську систему. Прикладом можуть служити Волзько-Камський і Ангаро-Єнісейський каскади.

Сьогодні Росія має 103 найбільших водосховища, кожне обсягом понад 100 млн. м3. Сумарна площа їх водної поверхні становить 101155,7 тис. км2, корисний об'єм 338649,2 млн. м3. Крім них для різних видів водокористування побудована велика кількість водосховищ з корисним об'ємом від 1 до 100 млн. м3, а також малі водосховища і ставки з корисним об'ємом менше 1 млн. 3 '.

Основна мета створення водосховищ - плановані зміни в природі. До них відносяться: вирівнювання природної нерівномірності стоку між сезонами року і роками різної водності, між днями тижня і годинами доби в інтересах гідроенергетики, іригації, водопостачання, рибного господарства; залучення в господарське використання непродуктивних земель і створення на них більш продуктивною водного середовища для розвитку рибництва ; поліпшення природних умов прилеглих територій.

За допомогою водосховищ були створені водні транспортні шляхи на головних судноплавних річках Росії, таких як Волга, Кама, Дон, Єнісей.

З водосховищ здійснюється господарсько-питне водопостачання більшості великих міст - Москви. Єкатеринбурга, Челябінська, Нижнього Тагілу та багатьох інших.

Водосховища ефективно використовуються і для захисту від повеней, наприклад, Зейско і Бурейском на Далекому Сході, Краснодарське на Північному Кавказі.

Разом з тим при будівництві та експлуатації водосховищ виникають неминучі негативні наслідки: затоплення земель, підвищення рівня грунтових вод і заболочування, зміна якості води внаслідок уповільнення стоку, надлишковий розвиток синьо-зелених водоростей (так зване "цвітіння" води).

При створенні водосховищ у рівнинних умовах утворюються великі мілководдя, що особливо характерно для Волзького каскаду. Щоб повернути затоплені землі для подальшого сільськогосподарського використання, їх відділяють від основної акваторії дамбами чи системою польдерів. Для зниження того негативного впливу, який водосховища, особливо малі, надають на нові берега, широко використовують метод намиву берегоукріплювальних пляжів. Територіальне перерозподіл стоку

Важливим напрямком водогосподарської діяльності є будівництво та експлуатація великих гідротехнічних систем, що дозволяють перерозподіляти річковий стік з регіонів, які мають надлишок водних ресурсів, в райони з їх дефіцитом. В даний час в Росії діє 34 системи подібного роду з сумарною довжиною близько 3 тис. км. Ними перерозподіляється близько 15 км3 води в рік.

Для поліпшення водозабезпечення безводних сільськогосподарських районів широко використовуються групові водоводи. Їх протяжність становить від декількох десятків до декількох сотень кілометрів.

Найбільш великими каналами для перерозподілу річкового стоку є: на річці Кубані - Великий Ставропольський, пропускна здатність якого 180 м3 / с, і Кубанський зрошувальний (210 м3 / с); на річці Дон - Донський (250 м3 / с); на Волзі - канал ім. Москви (125 м3 / с).

Гребля, масивна перемичка, що зводиться для утримання водного потоку, основне гідротехнічна споруда при використанні і регулювання водних ресурсів. Вже в доісторичні часи в Єгипті, Месопотамії та інших районах проживання людини будувалися найпростіші греблі у вигляді насипів із землі та каміння. Протягом багатьох століть пристрій гребель визначалося міркуваннями, почерпнутими тільки з практичного досвіду, і лише в 1853 французький інженер Де Сазіллі теоретично обгрунтував їх конструктивні принципи.

Водозливні греблі зводяться, щоб підвищити рівень води в річці або відвести водотік, що зазвичай необхідно при будівництві електростанцій, для забезпечення судноплавства або зрошення земель. Глухими греблями (без пропуску води) перегороджують водотік і створюють водосховища, призначені для забезпечення міст водою або електроенергією або для іригаційних цілей і т.п. У багатьох гребель цього типу верхня частина влаштовується так, що при необхідності може служити водоскидом. Гребля протидіє напору води або власною вагою (гравітаційні греблі), або своєю конструкцією, силові елементи якої забезпечують стійкість усього споруди (арочні, контрфорсні греблі). Гравітаційні греблі роблять у вигляді кам'яної кладки, бетонних загороджень, земляного або скельного (щебеневої) заповнювача; інші греблі будують з бетону, залізобетону, сталевих конструкцій або лісоматеріалів.

Територіальне перерозподіл стоку

Важливим напрямком водогосподарської діяльності є будівництво та експлуатація великих гідротехнічних систем, що дозволяють перерозподіляти річковий стік з регіонів, які мають надлишок водних ресурсів, в райони з їх дефіцитом. В даний час в Росії діє 34 системи подібного роду з сумарною довжиною близько 3 тис. км. Ними перерозподіляється близько 15 км 3 води на рік.

Для поліпшення водозабезпечення безводних сільськогосподарських районів широко використовуються групові водоводи. Їх протяжність становить від декількох десятків до декількох сотень кілометрів.

Найбільш великими каналами для перерозподілу річкового стоку є: на річці Кубані - Великий Ставропольський, пропускна здатність якого 180 м 3 / с, і Кубанський зрошувальний (210 м 3 / с); на річці Дон - Донський (250 м 3 / с); на Волзі - канал ім. Москви (125 м 3 / с).

Глибоководні канали

Такі канали бувають двох типів: перші є найкоротший шлях для кораблів між двома океанами чи іншими водними басейнами, другі дозволяють океанським судам підходити до портів, розташованих далеко від морських узбереж.

До найважливіших глибоководним каналам ставляться Панамський (між Атлантичним і Тихим океанами), Суецький (між Середземним і Червоним морями) і Кільський (між Балтійським і Північним морями). Якби не було цих каналів, то вантажі доводилося б перевозити кружним морським шляхом або з перевалкою на наземний транспорт, що вимагає великих витрат часу, праці і коштів.

Деякі судноплавні канали будувалися не тільки в цілях розвитку торговельних шляхів, а й для швидкого перекидання з одного басейну в інший військових кораблів, внаслідок чого ці канали придбали стратегічне значення.

Більшість глибоководних каналів будувалося в 19 і початку 20 ст., І лише рідкісні з них здатні пропускати найбільші сучасні судна. Шлюзи каналів вузькі або короткі для таких суден, або при повному завантаженні суден великого водотоннажності, самі канали недостатньо глибокі.

Суецький канал завдовжки 161 км був відкритий для судноплавства в 1869, Кільський (98,7 км) - в 1895, Панамський (81,6 км) - в 1914, Біломорсько-Балтійський (227 км) - у 1933.

Мілководні канали

Більшість судноплавних каналів світу становлять канали, по яких можуть проходити лише судна з малою осадкою. Мілководними каналами зазвичай з'єднуються річки та озера, а їх мережа утворює систему водних шляхів усередині регіону. Особливо важлива транспортування по цих шляхах для країн Європи - Росії, Польщі, Німеччини, Франції, Нідерландів і Бельгії.

Обвідні канали і річки, перетворені на канали

Деякі канали прокладали паралельно річках і озерах. Канали такого типу називаються обхідними або обвідними. Наприклад, у Нідерландах існує Юліана-канал, прокладений вздовж русла річки Маас між містами Маастріхт та Маасбрахт, в Росії - Старо-і Новоладозький канали вздовж південного берега Ладозького озера.

Обвідні канали зазвичай будувалися в обхід несудноплавних ділянок річок. Проте можливості сучасної техніки дозволяють так керувати режимом річок, що вони стають подібні каналах. На річках зводяться греблі з багатокамерними судноплавними шлюзами, що перетворює ці річки в судноплавні канали. У США саме так перетворені річка Огайо і верхів'я річки Міссісіпі, в Росії - середня і нижня течія р.. Москви, яка стала частиною водного шляху до Оки і Волги.

Шлюзи

Найбільш цікавим за принципами роботи та експлуатаційним особливостям гідротехнічним вузлом судноплавного каналу є шлюз - водонепроникна камера, в якій судно піднімається або опускається до тих пір, поки рівень води в шлюзі не зрівняється з рівнем тієї ділянки каналу, куди прямує судно. Канал може складатися з декількох ділянок з різними рівнями води в них, і на кожному перепаді влаштовують один або кілька шлюзів. Лише деякі економічно важливі канали з'єднують річки чи інші водойми з однаковим рівнем води в них, і рельєф їх місцевості такий, що рівень води на всьому протязі цих каналів однаковий, тому там не потрібні шлюзи. Такі Суецький і Кільський канали.

Рівень води в шлюзі змінюють, проганяючи її насосами по водопровідних галереям в днищі або стінках шлюзу, або вона поступає через них самопливом. Коли судно прямує з верхнього б'єфу в нижній, вода в шлюзі піднімається до рівня у верхньому б'єфі, щоб судно могло ввійти в шлюз. У кожному торці шлюзової камери розташований водонепроникний гідротехнічний затвор, зазвичай представляє собою ворота з двох стулок, які, повертаючись, змикаються під тупим кутом, дивиться в бік верхнього б'єфу. Верхні ворота відкриваються, судно входить в шлюз, і ворота за ним щільно закриваються, знову утворюючи водонепроникний затвор. Потім вода з шлюзу відводиться до рівня в нижньому б'єфі, після чого нижні ворота відкриваються і судно виходить з шлюзу. Коли судно рухається вгору, все відбувається в зворотному порядку. Зазвичай вода для підвищення рівня в шлюзі надходить через водопровідні галереї з верхнього б'єфу, а для пониження рівня в шлюзі - зливається через аналогічні галереї в нижній б'єф.

Коли були винайдені шлюзи - точно не відомо, але, ймовірно, це відбулося в 14 або 15 в. У 1481 два ченці-домініканця з Вітербо (Італія) запропонували схему шлюзової камери з затворами, а Леонардо да Вінчі (1452-1519) спроектував 6 шлюзів, створивши систему каналів Мілана. До цього (і довгий час після цього) на багатьох каналах судна піднімалися або опускалися по похилій площині на канатах; проте таким способом можна було перетягувати лише невеликі судна. Історична роль шлюзів обумовлена ​​саме тим, що з їх допомогою можна проводити великі судна по каналах з перепадом рівня води.

Шлюзи - необхідні споруди в сучасних каналах, але вони завдають багато клопоту обслуговуючому персоналу і дратують тих, хто змушений проходити через них. Вони не тільки здорожують будівництво і експлуатацію, але й уповільнюють рух суден. На більшості судноплавних каналів (навіть мілководних) зазвичай шлюзу по одному судну. Тому перед шлюзом, як правило, вибудовується довга черга судів, хоча на деяких каналах шлюзи розташовані цугом і цим скорочується час очікування проходу через них. Укоси і ложі каналів зазвичай зміцнюють для запобігання руйнування і ущільнюють, щоб уникнути фільтрації води.

Стратифікація озерних вод

У деяких озерах, особливо в мілководних або схильних до впливу сильних вітрів, взагалі відсутня помітна стратифікація води. Це означає, що водні маси більш-менш постійно перемішуються під дією вітру і досить однорідні за всіма параметрами. Однак для більшості глибоких озер і тих, які знаходяться в вітрової тіні, характерна виразна стратифікація водної товщі за фізичними властивостями, у результаті якого менш щільні води розташовуються над більш щільними. Така стратифікація суттєво позначається на хімічному складі та біології озер.

При взаємодії сонячної енергії з водою остання набуває унікальну властивість: її щільність досягає максимальної величини (1,0) при температурі бл. 4 ° С, поступово зменшуючись як при підвищенні, так і при зниженні температури. В озерах сонячне світло використовується рослинами для фотосинтезу, а тваринами - щоб бачити під водою. Світло впливає також на вертикальні міграції деяких організмів, але головний результат впливу сонячної енергії - нагрівання води. Приплив енергії від Сонця значний. Прихід сонячної енергії протягом одного літнього дня може досягати 500 кал на 1 см 2 поверхні озера. Частина цієї енергії відбивається від дзеркала озера, частина розсіюється водною поверхнею в простір, а частина поглинається водою і перетворюється на теплову енергію. Ця теплова енергія частково випромінюється знову в атмосферу або витрачається на випаровування.

Нагрівається головним чином верхній шар води завтовшки кілька метрів, оскільки радіація швидко поглинається в міру її проникнення вглиб. Нагрівання призводить до розширення води в цьому верхньому шарі, від чого її щільність зменшується в порівнянні з щільністю нижележащих холодних шарів. Нагріта вода накопичується поверх холодних і тому більш щільних вод. Однак ранньою весною, особливо в районах з помірним кліматом, температура води в цілому залишається низькою, так що зменшення щільності, обумовлену таким нагріванням, незначно, і вітер перемішує нагріту воду у всій її товщі. Пізніше, у міру зростання приходу сонячної енергії, температура води в озері в цілому підвищується, і зниження щільності на одиницю приросту температури стає більше, так само як збільшується і обсяг нагрітого приповерхневого шару води. У кінцевому рахунку вітер вже не здатний перемішувати всю водну масу, і прихід сонячної енергії зосереджується в декількох верхніх метрах води.

У результаті озерні води виявляються розділеними на два горизонти: верхній, менш щільний, теплий - епілімніон, і нижній, більш щільний, холодний - гіполімніон. Проміжний шар, в якому відбувається швидке зниження температури з глибиною, називається металімніоном, або термокліном. Така стратифікація визначається скоріше щільністю води, ніж її температурою. Оскільки в тропічних регіонах, де температура води в цілому вище, зміни щільності набагато більше і різниця температур між епілімніоном і гіполімніоном може бути значно менше, ніж у районах з помірним кліматом. У будь-якому випадку, якщо щільність води в епілімніоне і гіполімніоне різниться на величину від 0,001 до 0,003, досягається помітна стійка стратифікація. Настільки невеликі відмінності дозволяють озерним водам протистояти перемішуванню навіть під впливом сильних вітрів.

В кінці літа, коли дні стають коротшими, а надходження сонячної радіації зменшується, верхній шар води остигає, стає щільнішим і незабаром разом з нижчого рівня водами піддається вітрового перемішування, через що потужність епілімніона збільшується. Цей процес продовжується до тих пір, поки температура води по всій глибині озера в результаті перемішування не зрівняється з температурою гіполімніона або не стане близькою до неї.

У тропічних районах, де температури постійно вище 0 ° С, такого роду циркуляція озерних вод може тривати протягом усієї зими. Однак там, де зимові температури повітря опускаються нижче 0 ° С, озерні води продовжують остигати і перемішуватися до встановлення температури 4 ° С. Якщо надалі поверхневі води охолоджуються нижче цієї температури, що відповідає максимальній щільності води, вони знову стають легше і залишаються на поверхні, створюючи в озері стратифікацію, яка не тільки залежить від щільності, але і пов'язана зворотною залежністю з температурою. Сковування льодом водної поверхні надає стабілізуючу дію, і така стратифікація зберігається протягом усієї зими, поки навесні знову не відбудеться повне перемішування озерних вод. Таким чином, зазвичай, у річному циклі озер виділяються періоди літньої і зимової стратифікації і весняного і осіннього перемішування озерних вод.

У більшості озер в залежності від кліматичних особливостей регіону стратифікація встановлюється один або два рази на рік або ж взагалі не встановлюється на більш-менш помітний термін. Однак стратифікація інших озер зберігається постійно, звичайно внаслідок того, що щільність глибинних вод підвищується не за рахунок температурних відмінностей, а скоріше через більш високої концентрації розчинених хімічних сполук. Такі озера, на відміну від періодично повністю перемішують, називаються частково перемішуємо, оскільки в нижньому шарі перемішування не відбувається. Такий же шар може існувати в дуже глибоких озерах, як, наприклад, Танганьїка, де сезонна динаміка температур повітря протікає настільки швидко, що вода в озері не встигає повністю перемішатися.

Властивість озер накопичувати тепло протягом літа і віддавати його взимку може справити значний пом'якшує вплив на місцевий клімат. Це особливо справедливо для великих озер, таких як Великі. Наприклад, оз. Мічиган щорічно поглинає і потім віддає більше 50 ккал тепла на 1 см 2 своїй поверхні.

Штучні водойми

Здавна людина селилася біля води. Природно, він зраджував своє середовище проживання, випрямляючи річки, прориваючи нові канали, створюючи ставки й фонтани.

Дивовижними класичними фонтанами славиться Петергоф. Сучасний міський дизайн пропонує нові форми фонтанів. Один з таких фонтанів нас здивував в Гетеборзі (Швеція)

Яскравими прикладами рукотворного середовища проживання є міста, розташовані на каналах - Венеція, Амстердам (відео - канал Амстердама), Санкт-Петербург.

Життя води і життя її мешканців значною мірою прихована від очей людини. Тому в усьому світі існують акваріуми, океанаріум, в яких живуть самі екзотичні тварини в умовах, доступних для спостереження широкою публікою. Тільки в акваріумах ми, жителі північної півкулі, віддалені від тропічних морів, можемо побачити екзотичних медуз.

Тяга сучасної людини до природи знаходить відображення в тому, що сучасні цивілізовані міста притягують диких птахів. Дикі качки звичайними є в Петербурзі, лебеді живуть у деяких міських ставках. Ми спостерігали качок у фонтані в центрі Парижа. Крім величезних акваріумів, звичайними є акваріуми в домашніх умовах, в установах, школах, офісах, музеях. Спостереження за мешканцями акваріумів доставляє величезну насолоду багатьом людям.

Наш "Зелений Парус" побував у деяких зоопарках світу (Берлінський зоопарк, Гетеборгській музей природної історії Universum). Крім того, в самому "Зеленому Парусі" є акваріуми з різними мешканцями. Ми пропонуємо Вам разом з нами підглянути за життям водних і навколоводних мешканців.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Географія | Реферат
98.8кб. | скачати


Схожі роботи:
Світовий океан і водні ресурси Росії
Водні і грунтові ресурси Росії Рослинний і тваринний світ
Антропогенні впливи на водні ресурси Росії і суміжних держав наприкінці XX століття
Водні ресурси України
Водні ресурси Закарпаття
Водні ресурси Землі
Водні та рекреаційні ресурси України
Водні ресурси використання та забруднення
Водні ресурси України Їх стан і охорона
© Усі права захищені
написати до нас