ВОДНІ РЕСУРСИ
Вуди 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 бульшим 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).
ПОШИРЕННЯ ВОДИ У ПРИРОДІ
При зміні температури води змінюються і водневі зв'язки між її молекулами, що в свою чергу призводить до зміни її стану - від рідкого до твердого та газоподібного.
Оскільки рідка вода є прекрасним розчинником, вона рідко буває абсолютно чистою і містить мінеральні речовини в розчиненому або зваженому стані. Лише 2,8% з 1,36 млрд. км 3 всієї наявної на Землі води припадає на частку прісної, причому бульшая її частина (бл. 2,2%) знаходиться в твердому стані в гірських і покривних льодовиках (переважно в Антарктиді) і тільки 0,6% - в рідкому. Приблизно 98% рідкої прісної води зосереджено під землею. Солоні води океанів і внутрішніх морів, що займають більше 70% земної поверхні, становлять 97,2% всіх вод Землі.
Кругообіг води в природі. Хоча загальні запаси води у світі незмінні, постійно відбувається її перерозподіл, і, таким чином, вона є відновлюваних ресурсом. Кругообіг води відбувається під впливом сонячної радіації, яка стимулює випаровування води. При цьому осідають розчинені в ній мінеральні речовини. Водяна пара піднімається в атмосферу, де конденсується, і завдяки силі тяжіння вода повертається на землю у вигляді опадів - дощу або снігу (див. також ДОЩ). Більша частина опадів випадає над океаном і лише менше 25% - над сушею. Близько 2 / 3 цих опадів у результаті випаровування і транспірації надходить в атмосферу і лише 1 / 3 стікає в річки і просочується в грунт
Сила тяжіння сприяє перерозподілу рідкої вологи з більш високих ділянок на більш низькі як на земній поверхні, так і під нею. Вода, спочатку наведена в рух сонячною енергією, у морях та океанах переміщається у вигляді океанічних течій, а в повітрі - в хмарах.
Географічне розподіл опадів. Обсяг природного відновлення водних запасів за рахунок атмосферних опадів різниться в залежності від географічного положення і розмірів частин світу. Наприклад, Південна Америка щорічно отримує майже втричі більше опадів, ніж Австралія, і майже вдвічі більше, ніж Північна Америка, Африка, Азія і Європа (перелічені в порядку зменшення річної кількості опадів). Частина цієї вологи повертається в атмосферу в результаті випаровування і транспірації рослинами: у Австралії ця величина досягає 87%, а в Європі та Північній Америці - лише 60%. Інша частина опадів стікає по земній поверхні і в кінці кінців з річковим стоком досягає океану.
У межах материків кількість опадів також значною мірою варіює від місця до місця. Наприклад, в Африці, на території Сьєрра-Леоне, Гвінеї і Кот д'Івуара щорічно випадає більше 2000 мм опадів, на більшій частині центральної Африки - від 1000 до 2000 мм , Але при цьому в деяких північних районах (пустеля Сахара та Сахель) кількість опадів становить лише 500-1000 мм, а в південних - Ботсвані (включаючи пустелю Калахарі) та Намібії - менше 500 мм .
Східна Індія, Бірма і частина Південно-Східної Азії отримують більше 2000 мм опадів на рік, а більша частина решті Індії та Китаю - від 1000 до 2000 мм , При цьому північний Китай - лише 500-1000 мм. На території північно-західної Індії (включаючи пустелю Тар), Монголії (включаючи пустелю Гобі), Пакистану, Афганістану та більша частина Середнього Сходу щорічно випадає менше 500 мм опадів.
У Південній Америці річна кількість опадів у Венесуелі, Гайані та Бразилії перевищує 2000 мм , Більша частина східних районів цього материка отримує 1000-2000 мм, але Перу і деякі райони Болівії та Аргентини - лише 500-1000 мм, а Чилі - менше 500 мм . У розташованих на північ від деяких областях Центральної Америки випадає понад 2000 мм опадів на рік, у південно-східних районах США - від 1000 до 2000 мм , А в ряді районів Мексики, на північному сході і Середньому Заході США, у східній Канаді - 500-1000 мм, тоді як у центральній Канаді і на заході США - менше 500 мм .
На крайній півночі Австралії річна кількість опадів становить 1000-2000 мм, в деяких інших північних районах вона коливається від 500 до 1000 мм , Але більша частина материка і особливо його центральні райони отримують менше 500 мм .
На більшу частину колишнього СРСР також випадає менше 500 мм опадів на рік.
Тимчасові цикли доступності води. У будь-якій точці земної кулі річковий стік відчуває добові та сезонні коливання, а також змінюється з періодичністю в декілька років. Ці варіації часто повторюються у певній послідовності, тобто є циклічними. Наприклад, витрати води в річках, береги яких покриті густим рослинним покривом, зазвичай вище вночі. Це пояснюється тим, що з світанку до заходу рослинність використовує грунтові води для транспірації, внаслідок чого відбувається поступове скорочення річкового стоку, але його обсяг знову збільшується вночі, коли транспірація припиняється.
Сезонні цикли водозабезпеченості залежать від особливостей розподілу опадів протягом року. Наприклад, на Заході США дружне танення снігу відбувається навесні. У Індії взимку випадає незначна кількість опадів, а в розпал літа починаються рясні мусонні дощі. Хоча середньорічний річковий стік майже постійний протягом ряду років, екстремально високим або екстремально низькою він буває раз на 11-13 років. Можливо, це пов'язано з циклічністю сонячної активності. Відомості про циклічність ходу опадів і річкового стоку використовуються при прогнозі водозабезпечення та повторюваності посух, а також при плануванні водоохоронної діяльності.
ДЖЕРЕЛА ВОДИ
Основним джерелом прісної води є атмосферні опади, але для споживчих потреб можуть також використовуватися і два інші джерела: підземні і поверхневі води.
Підземні джерела. Приблизно 37,5 млн. км 3, або 98% всієї прісної води в рідкому стані припадає на підземні води, причому бл. 50% з них залягає на глибинах не більше 800 м . Проте обсяг доступних підземних вод визначається властивостями водоносних горизонтів і потужністю відкачують воду насосів. Запаси підземних вод в Сахарі оцінюються приблизно в 625 тис. км 3. У сучасних умовах вони не поповнюються за рахунок поверхневих прісних вод, а при відкачці виснажуються. Деякі найбільш глибоко залягають підземні води взагалі ніколи не включаються в загальний круговорот води, і тільки в районах активного вулканізму такі води вивергаються у формі пари. Однак значна маса підземних вод все ж проникає на земну поверхню: під дією сили тяжіння ці води, рухаючись вздовж водонепроникних наклоннозалегающіх пластів гірських порід, виходять у підніжжя схилів у вигляді джерел і струмків. Крім того, вони відкачуються насосами, а також беруться корінням рослин і потім в процесі транспірації надходять в атмосферу.
Дзеркало грунтових вод являє собою верхню межу доступних підземних вод. При наявності ухилів дзеркало грунтових вод перетинається з земною поверхнею, і утворюється джерело. Якщо підземні води знаходяться під великим гідростатичним тиском, то в місцях їх виходу на поверхню формуються артезіанські джерела. З появою потужних насосів і розвитком сучасної бурової техніки витяг підземних вод полегшилось. Для забезпечення подачі води в дрібні колодязі, встановлені на водоносних горизонтах, застосовуються насоси. Проте в свердловинах, пробурених на більшу глибину, до рівня напірних артезіанських вод, останні піднімаються і насичують вищерозміщені грунтові води, а іноді виходять на поверхню. Підземні води переміщуються повільно, зі швидкістю кілька метрів за добу або навіть за рік. Ними зазвичай насичені пористі галькові або піщані горизонти або щодо водонепроникні пласти глинистих сланців, і лише зрідка вони зосереджені в підземних порожнинах або в підземних потоках. Для правильного вибору місця буріння колодязя звичайно потрібні відомості про геологічну будову території.
У деяких частинах земної кулі зростаюче споживання підземних вод має серйозні наслідки. Відкачування великого обсягу підземних вод, незрівнянно перевищує їх природне поповнення, призводить до нестачі вологи, а зниження рівня цих вод вимагає бульшим витрат на дорогу електроенергію, яка використовується для їх вилучення. У місцях виснаження водоносного горизонту земна поверхня починає просідати, і там ускладнюється відновлення водних ресурсів природним шляхом.
У прибережних районах надмірний забір підземних вод призводить до заміщення прісної води у водоносному горизонті морський, солоною, і таким чином відбувається деградація місцевих джерел прісної води.
Поступове погіршення якості підземних вод в результаті накопичення солей може мати ще більш небезпечні наслідки. Джерела солей бувають як природними (наприклад, розчинення і винос мінералів з грунтів), так і антропогенними (внесення добрив або надмірний полив водою з високим вмістом солей). Річки, що живляться від гірських льодовиків, зазвичай містять менше 1 г / л розчинених солей, але мінералізація води в інших річках досягає 9 г / л внаслідок того, що вони на великому протязі дренують території, складені соленосними породами.
У результаті безладного скидання чи поховання токсичних хімічних речовин відбувається їх просочування у водоносні горизонти, які є джерелами питної або іригаційної води. У ряді випадків достатньо лише кількох років чи десятиліть, щоб шкідливі хімічні речовини потрапили в підземні води і накопичилися там у відчутних кількостях. Однак, якщо водоносний горизонт був одного разу забруднений, для його природного самоочищення буде потрібно від 200 до 10 000 років.
Поверхневі джерела. Лише 0,01% від загального обсягу прісної води в рідкому стані зосереджена в річках і струмках і 1,47% - в озерах. Для накопичення води і постійного забезпечення нею споживачів, а також для запобігання небажаних паводків та виробництва електроенергії на багатьох річках споруджені греблі. Найбільші середні витрати води, а отже, і найбільший енергетичний потенціал мають Амазонка в Південній Америці, Конго (Заїр) в Африці, Ганг з Брахмапутрою в південній Азії, Янцзи в Китаї, Єнісей в Росії і Міссісіпі з Міссурі в США.
Природничі прісноводні озера, що вміщають бл. 125 тис. км 3 води, поряд з річками та штучними водосховищами є важливим джерелом питної води для людей і тварин. Вони також використовуються і для зрошення сільськогосподарських земель, навігації, рекреації, рибальства і, на жаль, для скидання побутових і промислових стоків. Іноді внаслідок поступового заповнення наносами або засолення озера пересихають, проте в процесі еволюції гідросфери в деяких місцях утворюються нові озера.
Рівень води навіть у «здорових» озерах може знижуватися протягом року в результаті стоку води через що випливають з них річки та струмки, через просочування води в грунт і її випаровування. Відновлення їх рівня зазвичай відбувається за рахунок опадів і притоку прісної води впадають у них і струмків, а також з джерел. Однак у результаті випаровування накопичуються солі, що надходять з річковим стоком. Тому через тисячоліття деякі озера можуть стати дуже солоними і непридатними для проживання багатьох живих організмів.
ВИКОРИСТАННЯ ВОДИ
Споживання води. Водоспоживання всюди швидко зростає, однак не тільки через збільшення чисельності населення, а також внаслідок урбанізації, індустріалізації і в особливості розвитку сільськогосподарського виробництва, зокрема зрошуваного землеробства. До 2000 добове світове споживання води досягло 26 540 млрд. л, або 4280 л на людину. 72% від цього обсягу витрачається на зрошення, а 17,5% - на промислові потреби. Близько 69% іригаційних вод втрачено безповоротно.
Якість води, використовуваної для різних цілей, визначається в залежності від кількісного і якісного змісту розчинених солей (тобто її мінералізації), а також органічних речовин; твердих суспензій (мул, пісок); токсичних хімічних речовин і патогенних мікроорганізмів (бактерій і вірусів ); запаху і температури. Зазвичай прісна вода містить розчинених солей менш 1 г / л, солонувата 1-10, а солона 10-100 г / л. Вода з великим вмістом солей називається розсолом, або рапуй.
Очевидно, що для навігаційних цілей якість води (солоність морської води досягає 35 г / л, або 35 ‰) не має істотного значення. Багато видів риб пристосувалися до життя в солоній воді, проте інші живуть тільки в прісній. Деякі мігруючі риби (наприклад, лосось) починають і закінчують життєвий цикл у внутрішніх прісних водах, але більшу частину життя проводять в океані. Одним рибам (наприклад, форелі) життєво необхідна холодна вода, а інші (подібно окуневі) вважають за краще теплу.
У більшості галузей промисловості використовується прісна вода. Але якщо така вода є дефіцитом, то деякі технологічні процеси, наприклад охолодження, можуть протікати на основі використання низькоякісної води. Вода для побутових цілей повинна бути високої якості, але не абсолютно чистою, тому що таку воду занадто дорого виробляти, а відсутність розчинених солей робить її позбавленою смаку. У деяких районах земної кулі люди ще змушені для повсякденних потреб використовувати низькоякісну каламутну воду відкритих водойм і джерел. Однак у промислових країнах зараз усі міста забезпечуються водопровідної, відфільтрованої і пройшла спеціальну обробку водою, яка відповідає хоча б мінімальним споживчим стандартам, особливо щодо придатності для пиття.
Важливою характеристикою якості води є її жорсткість чи м'якість. Вода вважається жорсткої, якщо вміст карбонатів кальцію і магнію перевищує 12 мг / л. Ці солі зв'язуються деякими компонентами миючих засобів, і таким чином погіршується піноутворення, на випраних виробах залишається нерозчинний осад, що надає їм матовий сірий відтінок. Карбонат кальцію жорсткої води утворює в чайниках і котлах накип (вапняну кірку), яка скорочує термін їх служби і теплопровідність стінок. Воду пом'якшують додаванням солей натрію, що заміщають кальцій і магній. У м'якій воді (яка містить менше 6 мг / л карбонатів кальцію і магнію) мило добре піниться, вона більше підходить для прання та миття. Така вода не повинна використовуватися для зрошення, так як надлишок натрію шкідливий для багатьох рослин і може порушувати пухку грудкувату структуру грунтів.
Хоча підвищені концентрації мікроелементів шкідливі і навіть отруйні, їх невеликий вміст може благотворно впливати на здоров'я людей. Прикладом служить фторування води з метою профілактики карієсу.
Повторне використання води. Використана вода не завжди втрачається повністю, частина її або навіть вся вона може бути повернута в кругообіг і знову використана. Наприклад, вода з ванни або душу по каналізаційних трубах потрапляє в міські очисні споруди, де проходить обробку і потім використовується повторно. Як правило, більше 70% міських стоків повертається в річки або підземні водоносні горизонти. На жаль, у багатьох великих приморських містах муніципальні та промислові стічні води просто скидаються в океан і не утилізуються. Хоча такий спосіб рятує від витрат на їх очищення і повернення в обіг, відбувається втрата потенційно придатної до вживання води і забруднення морських акваторій.
При зрошуваному землеробстві посіви споживають величезну кількість води, висмоктуючи її корінням і безповоротно втрачаючи до 99% в процесі транспірації. Однак при зрошенні фермери зазвичай витрачають більше води, ніж необхідно для посівів. Частина її стікає до периферії поля і повертається в зрошувальну мережу, а решта - просочується в грунт, поповнюючи запаси грунтових вод, які можна відкачувати за допомогою насосів.
Використання води у сільському господарстві. Землеробство - найбільший споживач води. У Єгипті, де майже не буває дощів, все землеробство засноване на зрошенні, тоді як у Великобританії практично всі сільськогосподарські культури забезпечуються вологою за рахунок атмосферних опадів. У США зрошується 10% сільськогосподарських земель, в основному на заході країни. Значна частина сільськогосподарських угідь штучно зрошується в наступних азіатських країнах: Китаї (68%), Японії (57%), Іраку (53%), Ірані (45%), Саудівській Аравії (43%), Пакистані (42%), Ізраїлі ( 38%), Індії та Індонезії (по 27%), Таїланді (25%), Сирії (16%), Філіппінах (12%) і В'єтнамі (10%). В Африці, крім Єгипту, істотна частка зрошуваних земель в Судані (22%), Свазіленді (20%) і Сомалі (17%), а в Америці - в Гайані (62%), Чилі (46%), Мексиці (22% ) і на Кубі (18%). У Європі зрошуване землеробство розвинене в Греції (15%), Франції (12%), Іспанії та Італії (по 11%). В Австралії зрошується ок. 9% сільськогосподарських угідь і бл. 5% - в колишньому СРСР.
Споживання води різними культурами. Для отримання високих урожаїв потрібно багато води: так, наприклад, на вирощування 1 кг вишні витрачається 3000 л води, рису - 2400 л , Кукурудзи в качанах і пшениці - 1000 л , Зелених бобів - 800 л , Винограду - 590 л , Шпинату - 510 л , Картоплі - 200 л і цибулі - 130 л . Приблизна кількість води, що витрачається тільки на вирощування (а не на переробку або приготування) харчових культур, споживаних щоденно однією людиною в західних країнах, - на сніданок ок. 760 л , На обід (ланч) 5300 л і на вечерю - 10 600 л , Що в цілому за добу становить 16 600 л .
У сільському господарстві вода йде не тільки на полив посівів, але також на поповнення запасів підземних вод (щоб попередити занадто швидке опускання рівня грунтових вод); на вимивання (або вилуговування) солей, що нагромадилися в грунті, на глибину нижче коренезаселеному зони оброблюваних культур; для обприскування проти шкідників і хвороб; захисту від заморозків; внесення добрив; зниження температури повітря і грунту влітку; для догляду за домашньою худобою; евакуації оброблених стічних вод, що використовуються для зрошення (переважно зернових культур); та переробки зібраного врожаю.
ДЕФІЦИТ ВОДИ
Коли водоспоживання перевищує надходження води, різниця звичайно компенсується її запасами у водосховищах, так як зазвичай і попит і надходження води варіюють по сезонах. Негативний водний баланс формується в умовах, коли випаровування перевищує кількість опадів, тому помірне зниження запасів води - звичайне явище. Гострий дефіцит настає, коли приплив води виявляється недостатнім через тривалу посуху або коли внаслідок незадовільного планування споживання води постійно зростає більш швидкими темпами, ніж це очікувалося. Протягом усієї своєї історії людство час від часу страждало через брак води. Щоб не відчувати нестачі у воді навіть під час посух, у багатьох містах і районах намагаються її запасати у водосховищах і підземних колекторах, але часом необхідні додаткові водозберігаючі заходи, а також її нормований витрата.
ПОДОЛАННЯ ДЕФІЦИТУ ВОДИ
Перерозподіл стоку направлено на забезпечення водою тих районів, де її не вистачає, а охорона водних ресурсів - на зменшення непоправних втрат води та скорочення потреби в ній на місцях.
Перерозподіл стоку. Хоча традиційно багато великі поселення виникали поблизу постійних водних джерел, в даний час деякі населені пункти створюють також у районах, які отримують воду здалеку. Навіть у тих випадках, коли джерело додаткового водопостачання знаходиться в межах того ж штату або країни, що і пункт призначення, виникають технічні, екологічні або економічні проблеми, але якщо імпортована вода перетинає державні кордони, то число потенційних ускладнень зростає. Наприклад, розпорошення йодистого срібла в хмарах призводить до збільшення кількості опадів в одному районі, але це може вплинути на зменшення опадів в інших районах.
Один з масштабних проектів перекидання стоку, запропонований в Північній Америці, передбачає відведення 20% надлишкової води з північно-західних районів в аридні області. При цьому щорічно перерозподілялося б до 310 млн.м 3 води, наскрізна система водосховищ, каналів і річок сприяла б розвитку навігації у внутрішніх районах, Великі озера щорічно отримували б додатково 50 млн.м 3 води (що компенсувало б зниження їхнього рівня), і вироблялося б до 150 млн. кВт електроенергії. Інший грандіозний план перекидання стоку пов'язаний зі спорудженням Великого Канадського каналу, по якому вода направлялася б з північно-східних районів Канади в західні, а звідти - в США та Мексику.
Велику увагу привертає проект буксирування айсбергів з Антарктики до аридні райони, наприклад на Аравійський півострів, що дозволить щорічно забезпечувати прісною водою від 4 до 6 млрд. чоловік або зрошувати ок. 80 млн. га земель.
Одним з альтернативних методів водопостачання є опріснення солоної води, головним чином океанічної, і транспортування її до місць споживання, що технічно можливо завдяки застосуванню електродіаліз, виморожування і різних систем дистиляції. Чим більше опріснювальна установка, тим дешевше обходиться отримання прісної води. Але зі збільшенням вартості електроенергії опріснення стає економічно невигідним. Його використовують лише в тих випадках, коли енергія легкодоступна і інші способи отримання прісної води недоцільні. Комерційні опріснювальні установки діють на островах Кюрасао і Аруба (у Карибському морі), в Кувейті, Бахрейні, Ізраїлі, Гібралтарі, на о.Гернсі і в США. В інших країнах були побудовані численні демонстраційні установки меншої потужності.
Охорона водних ресурсів. Існує два широко поширених способу заощадження водних ресурсів: збереження існуючих запасів придатної до вживання води і примноження її запасів шляхом спорудження більш досконалих колекторів. Накопичення води у водосховищах запобігає її стік в океан, звідки вона може бути знову витягнута лише в процесі кругообігу води в природі або шляхом опріснення. Водосховища теж полегшують водокористування в потрібний час. Вода може зберігатися в підземних порожнинах. При цьому не відбувається втрат вологи на випаровування, і зберігаються цінні землі. Збереженню існуючих запасів води сприяють канали, які не допускають просочування води в грунт і забезпечують її ефективну транспортування; застосування більш ефективних методів зрошення з використанням стічних вод; скорочення кількості води, що стікає з полів або фільтрується нижче коренезаселеному зони посівних культур; дбайливе використання води на побутові потреби .
Проте кожен з цих способів заощадження водних ресурсів надає той чи інший вплив на навколишнє середовище. Наприклад, греблі псують природну красу незарегульованих річок і перешкоджають акумуляції на заплавах родючих мулистих наносів. Запобігання втрат води в результаті фільтрації в каналах може порушити водозабезпечення боліт і тим самим несприятливо відбитися на стані їх екосистем. Це може також перешкоджати поповненню запасів грунтових вод, впливаючи таким чином на водопостачання інших споживачів. А для зменшення обсягу випаровування і транспірації сільськогосподарськими культурами необхідно скорочувати посівні площі. Остання міра виправдана в районах, які страждають від нестачі води, де при цьому проводиться режим економії за рахунок скорочення витрат на іригацію через високу вартість енергії, необхідної для подачі води.
ВОДОПОСТАЧАННЯ
Самі джерела водопостачання і водосховища мають значення лише коли вода доставляється в достатньому обсязі до споживачів - в житлові будинки і установи, до пожежних гідрантів (пристроїв для відбору води на пожежні потреби) та іншим об'єктам комунального господарства, на промислові та сільськогосподарські об'єкти.
Сучасні системи фільтрації, очищення та розподілення води не тільки зручні, але і сприяють запобіганню розповсюдження таких передаються через воду хвороб, як тиф і дизентерія. Типова міська система водопостачання включає забір води з річки, пропуск її через грубий фільтр для усунення основної маси забруднювачів, а потім через вимірювальний пост, де фіксуються її обсяг і швидкість течії. Після цього вода надходить у водонапірну вежу, звідки пропускається через аераційну установку (де відбувається окислення домішок), мікрофільтр для видалення мулу і глини і піщаний фільтр для видалення залишилися домішок. Хлор, що вбиває мікроорганізми, додається у воду в магістральній трубі перед надходженням в змішувач. У кінцевому підсумку перед відправкою в розподільну мережу споживачам очищена вода закачується в накопичувальний резервуар.
Труби на центральній водопровідній станції звичайно чавунні, великого діаметра, який поступово, в міру розгалуження розподільчої мережі, зменшується. Від вуличних водопровідних магістралей з трубами діаметром 10-25 см вода подається до окремих будинках по оцинкованих мідним або пластикових трубах.
Зрошення в сільському господарстві. Оскільки зрошення вимагає величезних витрат води, системи водопостачання сільськогосподарських районів повинні мати велику пропускну спроможність, особливо в аридних умовах. Вода з водосховища направляється в облицьований, а частіше необлицьовану магістральний канал і потім по відгалуженням в розподільні іригаційні канали різного порядку на ферми. На поля вода випускається розливом або по зрошувальних борознах. Оскільки багато водосховища розташовані вище зрошуваних земель, вода в основному тече під дією сили тяжіння. Фермери, які самі запасають воду, відкачують її з свердловин прямо в арики або накопичувальні водойми.
Для поливу дощуванням або крапельного зрошення, що практикується останнім часом, використовують насоси невеликої потужності. Крім того, існують гігантські центрально-стрижневі іригаційні установки, що відкачують воду із свердловин прямо посеред поля безпосередньо в трубу, забезпечену дощувальними пристосуваннями і обертається по колу. Зрошувані таким чином поля з повітря здаються гігантськими зеленими колами, деякі з них досягають у діаметрі 1,5 км . Такі установки звичайні для Середнього Заходу США. Вони також використовуються в лівійській частині Сахари, де з глибокої нубійського водоносного пласта відкачується більше 3785 л води за хвилину.
Вуди 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
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).
ПОШИРЕННЯ ВОДИ У ПРИРОДІ
При зміні температури води змінюються і водневі зв'язки між її молекулами, що в свою чергу призводить до зміни її стану - від рідкого до твердого та газоподібного.
Оскільки рідка вода є прекрасним розчинником, вона рідко буває абсолютно чистою і містить мінеральні речовини в розчиненому або зваженому стані. Лише 2,8% з 1,36 млрд. км 3 всієї наявної на Землі води припадає на частку прісної, причому бульшая її частина (бл. 2,2%) знаходиться в твердому стані в гірських і покривних льодовиках (переважно в Антарктиді) і тільки 0,6% - в рідкому. Приблизно 98% рідкої прісної води зосереджено під землею. Солоні води океанів і внутрішніх морів, що займають більше 70% земної поверхні, становлять 97,2% всіх вод Землі.
Кругообіг води в природі. Хоча загальні запаси води у світі незмінні, постійно відбувається її перерозподіл, і, таким чином, вона є відновлюваних ресурсом. Кругообіг води відбувається під впливом сонячної радіації, яка стимулює випаровування води. При цьому осідають розчинені в ній мінеральні речовини. Водяна пара піднімається в атмосферу, де конденсується, і завдяки силі тяжіння вода повертається на землю у вигляді опадів - дощу або снігу (див. також ДОЩ). Більша частина опадів випадає над океаном і лише менше 25% - над сушею. Близько 2 / 3 цих опадів у результаті випаровування і транспірації надходить в атмосферу і лише 1 / 3 стікає в річки і просочується в грунт
Сила тяжіння сприяє перерозподілу рідкої вологи з більш високих ділянок на більш низькі як на земній поверхні, так і під нею. Вода, спочатку наведена в рух сонячною енергією, у морях та океанах переміщається у вигляді океанічних течій, а в повітрі - в хмарах.
Географічне розподіл опадів. Обсяг природного відновлення водних запасів за рахунок атмосферних опадів різниться в залежності від географічного положення і розмірів частин світу. Наприклад, Південна Америка щорічно отримує майже втричі більше опадів, ніж Австралія, і майже вдвічі більше, ніж Північна Америка, Африка, Азія і Європа (перелічені в порядку зменшення річної кількості опадів). Частина цієї вологи повертається в атмосферу в результаті випаровування і транспірації рослинами: у Австралії ця величина досягає 87%, а в Європі та Північній Америці - лише 60%. Інша частина опадів стікає по земній поверхні і в кінці кінців з річковим стоком досягає океану.
У межах материків кількість опадів також значною мірою варіює від місця до місця. Наприклад, в Африці, на території Сьєрра-Леоне, Гвінеї і Кот д'Івуара щорічно випадає більше
Східна Індія, Бірма і частина Південно-Східної Азії отримують більше
У Південній Америці річна кількість опадів у Венесуелі, Гайані та Бразилії перевищує
На крайній півночі Австралії річна кількість опадів становить 1000-2000 мм, в деяких інших північних районах вона коливається від 500 до
На більшу частину колишнього СРСР також випадає менше
Тимчасові цикли доступності води. У будь-якій точці земної кулі річковий стік відчуває добові та сезонні коливання, а також змінюється з періодичністю в декілька років. Ці варіації часто повторюються у певній послідовності, тобто є циклічними. Наприклад, витрати води в річках, береги яких покриті густим рослинним покривом, зазвичай вище вночі. Це пояснюється тим, що з світанку до заходу рослинність використовує грунтові води для транспірації, внаслідок чого відбувається поступове скорочення річкового стоку, але його обсяг знову збільшується вночі, коли транспірація припиняється.
Сезонні цикли водозабезпеченості залежать від особливостей розподілу опадів протягом року. Наприклад, на Заході США дружне танення снігу відбувається навесні. У Індії взимку випадає незначна кількість опадів, а в розпал літа починаються рясні мусонні дощі. Хоча середньорічний річковий стік майже постійний протягом ряду років, екстремально високим або екстремально низькою він буває раз на 11-13 років. Можливо, це пов'язано з циклічністю сонячної активності. Відомості про циклічність ходу опадів і річкового стоку використовуються при прогнозі водозабезпечення та повторюваності посух, а також при плануванні водоохоронної діяльності.
ДЖЕРЕЛА ВОДИ
Основним джерелом прісної води є атмосферні опади, але для споживчих потреб можуть також використовуватися і два інші джерела: підземні і поверхневі води.
Підземні джерела. Приблизно 37,5 млн. км 3, або 98% всієї прісної води в рідкому стані припадає на підземні води, причому бл. 50% з них залягає на глибинах не більше
Дзеркало грунтових вод являє собою верхню межу доступних підземних вод. При наявності ухилів дзеркало грунтових вод перетинається з земною поверхнею, і утворюється джерело. Якщо підземні води знаходяться під великим гідростатичним тиском, то в місцях їх виходу на поверхню формуються артезіанські джерела. З появою потужних насосів і розвитком сучасної бурової техніки витяг підземних вод полегшилось. Для забезпечення подачі води в дрібні колодязі, встановлені на водоносних горизонтах, застосовуються насоси. Проте в свердловинах, пробурених на більшу глибину, до рівня напірних артезіанських вод, останні піднімаються і насичують вищерозміщені грунтові води, а іноді виходять на поверхню. Підземні води переміщуються повільно, зі швидкістю кілька метрів за добу або навіть за рік. Ними зазвичай насичені пористі галькові або піщані горизонти або щодо водонепроникні пласти глинистих сланців, і лише зрідка вони зосереджені в підземних порожнинах або в підземних потоках. Для правильного вибору місця буріння колодязя звичайно потрібні відомості про геологічну будову території.
У деяких частинах земної кулі зростаюче споживання підземних вод має серйозні наслідки. Відкачування великого обсягу підземних вод, незрівнянно перевищує їх природне поповнення, призводить до нестачі вологи, а зниження рівня цих вод вимагає бульшим витрат на дорогу електроенергію, яка використовується для їх вилучення. У місцях виснаження водоносного горизонту земна поверхня починає просідати, і там ускладнюється відновлення водних ресурсів природним шляхом.
У прибережних районах надмірний забір підземних вод призводить до заміщення прісної води у водоносному горизонті морський, солоною, і таким чином відбувається деградація місцевих джерел прісної води.
Поступове погіршення якості підземних вод в результаті накопичення солей може мати ще більш небезпечні наслідки. Джерела солей бувають як природними (наприклад, розчинення і винос мінералів з грунтів), так і антропогенними (внесення добрив або надмірний полив водою з високим вмістом солей). Річки, що живляться від гірських льодовиків, зазвичай містять менше 1 г / л розчинених солей, але мінералізація води в інших річках досягає 9 г / л внаслідок того, що вони на великому протязі дренують території, складені соленосними породами.
У результаті безладного скидання чи поховання токсичних хімічних речовин відбувається їх просочування у водоносні горизонти, які є джерелами питної або іригаційної води. У ряді випадків достатньо лише кількох років чи десятиліть, щоб шкідливі хімічні речовини потрапили в підземні води і накопичилися там у відчутних кількостях. Однак, якщо водоносний горизонт був одного разу забруднений, для його природного самоочищення буде потрібно від 200 до 10 000 років.
Поверхневі джерела. Лише 0,01% від загального обсягу прісної води в рідкому стані зосереджена в річках і струмках і 1,47% - в озерах. Для накопичення води і постійного забезпечення нею споживачів, а також для запобігання небажаних паводків та виробництва електроенергії на багатьох річках споруджені греблі. Найбільші середні витрати води, а отже, і найбільший енергетичний потенціал мають Амазонка в Південній Америці, Конго (Заїр) в Африці, Ганг з Брахмапутрою в південній Азії, Янцзи в Китаї, Єнісей в Росії і Міссісіпі з Міссурі в США.
Природничі прісноводні озера, що вміщають бл. 125 тис. км 3 води, поряд з річками та штучними водосховищами є важливим джерелом питної води для людей і тварин. Вони також використовуються і для зрошення сільськогосподарських земель, навігації, рекреації, рибальства і, на жаль, для скидання побутових і промислових стоків. Іноді внаслідок поступового заповнення наносами або засолення озера пересихають, проте в процесі еволюції гідросфери в деяких місцях утворюються нові озера.
Рівень води навіть у «здорових» озерах може знижуватися протягом року в результаті стоку води через що випливають з них річки та струмки, через просочування води в грунт і її випаровування. Відновлення їх рівня зазвичай відбувається за рахунок опадів і притоку прісної води впадають у них і струмків, а також з джерел. Однак у результаті випаровування накопичуються солі, що надходять з річковим стоком. Тому через тисячоліття деякі озера можуть стати дуже солоними і непридатними для проживання багатьох живих організмів.
ВИКОРИСТАННЯ ВОДИ
Споживання води. Водоспоживання всюди швидко зростає, однак не тільки через збільшення чисельності населення, а також внаслідок урбанізації, індустріалізації і в особливості розвитку сільськогосподарського виробництва, зокрема зрошуваного землеробства. До 2000 добове світове споживання води досягло 26 540 млрд. л, або
Якість води, використовуваної для різних цілей, визначається в залежності від кількісного і якісного змісту розчинених солей (тобто її мінералізації), а також органічних речовин; твердих суспензій (мул, пісок); токсичних хімічних речовин і патогенних мікроорганізмів (бактерій і вірусів ); запаху і температури. Зазвичай прісна вода містить розчинених солей менш 1 г / л, солонувата 1-10, а солона 10-100 г / л. Вода з великим вмістом солей називається розсолом, або рапуй.
Очевидно, що для навігаційних цілей якість води (солоність морської води досягає 35 г / л, або 35 ‰) не має істотного значення. Багато видів риб пристосувалися до життя в солоній воді, проте інші живуть тільки в прісній. Деякі мігруючі риби (наприклад, лосось) починають і закінчують життєвий цикл у внутрішніх прісних водах, але більшу частину життя проводять в океані. Одним рибам (наприклад, форелі) життєво необхідна холодна вода, а інші (подібно окуневі) вважають за краще теплу.
У більшості галузей промисловості використовується прісна вода. Але якщо така вода є дефіцитом, то деякі технологічні процеси, наприклад охолодження, можуть протікати на основі використання низькоякісної води. Вода для побутових цілей повинна бути високої якості, але не абсолютно чистою, тому що таку воду занадто дорого виробляти, а відсутність розчинених солей робить її позбавленою смаку. У деяких районах земної кулі люди ще змушені для повсякденних потреб використовувати низькоякісну каламутну воду відкритих водойм і джерел. Однак у промислових країнах зараз усі міста забезпечуються водопровідної, відфільтрованої і пройшла спеціальну обробку водою, яка відповідає хоча б мінімальним споживчим стандартам, особливо щодо придатності для пиття.
Важливою характеристикою якості води є її жорсткість чи м'якість. Вода вважається жорсткої, якщо вміст карбонатів кальцію і магнію перевищує 12 мг / л. Ці солі зв'язуються деякими компонентами миючих засобів, і таким чином погіршується піноутворення, на випраних виробах залишається нерозчинний осад, що надає їм матовий сірий відтінок. Карбонат кальцію жорсткої води утворює в чайниках і котлах накип (вапняну кірку), яка скорочує термін їх служби і теплопровідність стінок. Воду пом'якшують додаванням солей натрію, що заміщають кальцій і магній. У м'якій воді (яка містить менше 6 мг / л карбонатів кальцію і магнію) мило добре піниться, вона більше підходить для прання та миття. Така вода не повинна використовуватися для зрошення, так як надлишок натрію шкідливий для багатьох рослин і може порушувати пухку грудкувату структуру грунтів.
Хоча підвищені концентрації мікроелементів шкідливі і навіть отруйні, їх невеликий вміст може благотворно впливати на здоров'я людей. Прикладом служить фторування води з метою профілактики карієсу.
Повторне використання води. Використана вода не завжди втрачається повністю, частина її або навіть вся вона може бути повернута в кругообіг і знову використана. Наприклад, вода з ванни або душу по каналізаційних трубах потрапляє в міські очисні споруди, де проходить обробку і потім використовується повторно. Як правило, більше 70% міських стоків повертається в річки або підземні водоносні горизонти. На жаль, у багатьох великих приморських містах муніципальні та промислові стічні води просто скидаються в океан і не утилізуються. Хоча такий спосіб рятує від витрат на їх очищення і повернення в обіг, відбувається втрата потенційно придатної до вживання води і забруднення морських акваторій.
При зрошуваному землеробстві посіви споживають величезну кількість води, висмоктуючи її корінням і безповоротно втрачаючи до 99% в процесі транспірації. Однак при зрошенні фермери зазвичай витрачають більше води, ніж необхідно для посівів. Частина її стікає до периферії поля і повертається в зрошувальну мережу, а решта - просочується в грунт, поповнюючи запаси грунтових вод, які можна відкачувати за допомогою насосів.
Використання води у сільському господарстві. Землеробство - найбільший споживач води. У Єгипті, де майже не буває дощів, все землеробство засноване на зрошенні, тоді як у Великобританії практично всі сільськогосподарські культури забезпечуються вологою за рахунок атмосферних опадів. У США зрошується 10% сільськогосподарських земель, в основному на заході країни. Значна частина сільськогосподарських угідь штучно зрошується в наступних азіатських країнах: Китаї (68%), Японії (57%), Іраку (53%), Ірані (45%), Саудівській Аравії (43%), Пакистані (42%), Ізраїлі ( 38%), Індії та Індонезії (по 27%), Таїланді (25%), Сирії (16%), Філіппінах (12%) і В'єтнамі (10%). В Африці, крім Єгипту, істотна частка зрошуваних земель в Судані (22%), Свазіленді (20%) і Сомалі (17%), а в Америці - в Гайані (62%), Чилі (46%), Мексиці (22% ) і на Кубі (18%). У Європі зрошуване землеробство розвинене в Греції (15%), Франції (12%), Іспанії та Італії (по 11%). В Австралії зрошується ок. 9% сільськогосподарських угідь і бл. 5% - в колишньому СРСР.
Споживання води різними культурами. Для отримання високих урожаїв потрібно багато води: так, наприклад, на вирощування
У сільському господарстві вода йде не тільки на полив посівів, але також на поповнення запасів підземних вод (щоб попередити занадто швидке опускання рівня грунтових вод); на вимивання (або вилуговування) солей, що нагромадилися в грунті, на глибину нижче коренезаселеному зони оброблюваних культур; для обприскування проти шкідників і хвороб; захисту від заморозків; внесення добрив; зниження температури повітря і грунту влітку; для догляду за домашньою худобою; евакуації оброблених стічних вод, що використовуються для зрошення (переважно зернових культур); та переробки зібраного врожаю.
ДЕФІЦИТ ВОДИ
Коли водоспоживання перевищує надходження води, різниця звичайно компенсується її запасами у водосховищах, так як зазвичай і попит і надходження води варіюють по сезонах. Негативний водний баланс формується в умовах, коли випаровування перевищує кількість опадів, тому помірне зниження запасів води - звичайне явище. Гострий дефіцит настає, коли приплив води виявляється недостатнім через тривалу посуху або коли внаслідок незадовільного планування споживання води постійно зростає більш швидкими темпами, ніж це очікувалося. Протягом усієї своєї історії людство час від часу страждало через брак води. Щоб не відчувати нестачі у воді навіть під час посух, у багатьох містах і районах намагаються її запасати у водосховищах і підземних колекторах, але часом необхідні додаткові водозберігаючі заходи, а також її нормований витрата.
ПОДОЛАННЯ ДЕФІЦИТУ ВОДИ
Перерозподіл стоку направлено на забезпечення водою тих районів, де її не вистачає, а охорона водних ресурсів - на зменшення непоправних втрат води та скорочення потреби в ній на місцях.
Перерозподіл стоку. Хоча традиційно багато великі поселення виникали поблизу постійних водних джерел, в даний час деякі населені пункти створюють також у районах, які отримують воду здалеку. Навіть у тих випадках, коли джерело додаткового водопостачання знаходиться в межах того ж штату або країни, що і пункт призначення, виникають технічні, екологічні або економічні проблеми, але якщо імпортована вода перетинає державні кордони, то число потенційних ускладнень зростає. Наприклад, розпорошення йодистого срібла в хмарах призводить до збільшення кількості опадів в одному районі, але це може вплинути на зменшення опадів в інших районах.
Один з масштабних проектів перекидання стоку, запропонований в Північній Америці, передбачає відведення 20% надлишкової води з північно-західних районів в аридні області. При цьому щорічно перерозподілялося б до 310 млн.м 3 води, наскрізна система водосховищ, каналів і річок сприяла б розвитку навігації у внутрішніх районах, Великі озера щорічно отримували б додатково 50 млн.м 3 води (що компенсувало б зниження їхнього рівня), і вироблялося б до 150 млн. кВт електроенергії. Інший грандіозний план перекидання стоку пов'язаний зі спорудженням Великого Канадського каналу, по якому вода направлялася б з північно-східних районів Канади в західні, а звідти - в США та Мексику.
Велику увагу привертає проект буксирування айсбергів з Антарктики до аридні райони, наприклад на Аравійський півострів, що дозволить щорічно забезпечувати прісною водою від 4 до 6 млрд. чоловік або зрошувати ок. 80 млн. га земель.
Одним з альтернативних методів водопостачання є опріснення солоної води, головним чином океанічної, і транспортування її до місць споживання, що технічно можливо завдяки застосуванню електродіаліз, виморожування і різних систем дистиляції. Чим більше опріснювальна установка, тим дешевше обходиться отримання прісної води. Але зі збільшенням вартості електроенергії опріснення стає економічно невигідним. Його використовують лише в тих випадках, коли енергія легкодоступна і інші способи отримання прісної води недоцільні. Комерційні опріснювальні установки діють на островах Кюрасао і Аруба (у Карибському морі), в Кувейті, Бахрейні, Ізраїлі, Гібралтарі, на о.Гернсі і в США. В інших країнах були побудовані численні демонстраційні установки меншої потужності.
Охорона водних ресурсів. Існує два широко поширених способу заощадження водних ресурсів: збереження існуючих запасів придатної до вживання води і примноження її запасів шляхом спорудження більш досконалих колекторів. Накопичення води у водосховищах запобігає її стік в океан, звідки вона може бути знову витягнута лише в процесі кругообігу води в природі або шляхом опріснення. Водосховища теж полегшують водокористування в потрібний час. Вода може зберігатися в підземних порожнинах. При цьому не відбувається втрат вологи на випаровування, і зберігаються цінні землі. Збереженню існуючих запасів води сприяють канали, які не допускають просочування води в грунт і забезпечують її ефективну транспортування; застосування більш ефективних методів зрошення з використанням стічних вод; скорочення кількості води, що стікає з полів або фільтрується нижче коренезаселеному зони посівних культур; дбайливе використання води на побутові потреби .
Проте кожен з цих способів заощадження водних ресурсів надає той чи інший вплив на навколишнє середовище. Наприклад, греблі псують природну красу незарегульованих річок і перешкоджають акумуляції на заплавах родючих мулистих наносів. Запобігання втрат води в результаті фільтрації в каналах може порушити водозабезпечення боліт і тим самим несприятливо відбитися на стані їх екосистем. Це може також перешкоджати поповненню запасів грунтових вод, впливаючи таким чином на водопостачання інших споживачів. А для зменшення обсягу випаровування і транспірації сільськогосподарськими культурами необхідно скорочувати посівні площі. Остання міра виправдана в районах, які страждають від нестачі води, де при цьому проводиться режим економії за рахунок скорочення витрат на іригацію через високу вартість енергії, необхідної для подачі води.
ВОДОПОСТАЧАННЯ
Самі джерела водопостачання і водосховища мають значення лише коли вода доставляється в достатньому обсязі до споживачів - в житлові будинки і установи, до пожежних гідрантів (пристроїв для відбору води на пожежні потреби) та іншим об'єктам комунального господарства, на промислові та сільськогосподарські об'єкти.
Сучасні системи фільтрації, очищення та розподілення води не тільки зручні, але і сприяють запобіганню розповсюдження таких передаються через воду хвороб, як тиф і дизентерія. Типова міська система водопостачання включає забір води з річки, пропуск її через грубий фільтр для усунення основної маси забруднювачів, а потім через вимірювальний пост, де фіксуються її обсяг і швидкість течії. Після цього вода надходить у водонапірну вежу, звідки пропускається через аераційну установку (де відбувається окислення домішок), мікрофільтр для видалення мулу і глини і піщаний фільтр для видалення залишилися домішок. Хлор, що вбиває мікроорганізми, додається у воду в магістральній трубі перед надходженням в змішувач. У кінцевому підсумку перед відправкою в розподільну мережу споживачам очищена вода закачується в накопичувальний резервуар.
Труби на центральній водопровідній станції звичайно чавунні, великого діаметра, який поступово, в міру розгалуження розподільчої мережі, зменшується. Від вуличних водопровідних магістралей з трубами діаметром 10-25 см вода подається до окремих будинках по оцинкованих мідним або пластикових трубах.
Зрошення в сільському господарстві. Оскільки зрошення вимагає величезних витрат води, системи водопостачання сільськогосподарських районів повинні мати велику пропускну спроможність, особливо в аридних умовах. Вода з водосховища направляється в облицьований, а частіше необлицьовану магістральний канал і потім по відгалуженням в розподільні іригаційні канали різного порядку на ферми. На поля вода випускається розливом або по зрошувальних борознах. Оскільки багато водосховища розташовані вище зрошуваних земель, вода в основному тече під дією сили тяжіння. Фермери, які самі запасають воду, відкачують її з свердловин прямо в арики або накопичувальні водойми.
Для поливу дощуванням або крапельного зрошення, що практикується останнім часом, використовують насоси невеликої потужності. Крім того, існують гігантські центрально-стрижневі іригаційні установки, що відкачують воду із свердловин прямо посеред поля безпосередньо в трубу, забезпечену дощувальними пристосуваннями і обертається по колу. Зрошувані таким чином поля з повітря здаються гігантськими зеленими колами, деякі з них досягають у діаметрі