РОЛЬ ВОДИ У ХАРЧУВАННІ ТА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ

ЛЮДИНИ

План:

1. Водні ресурси планети.2. Водні ресурси України.3. Потреба людини у питній воді.

1. Водні ресурси (ВР) планети – всі природні води Землі, що містяться в усіх водних об'єктах планети (океани, моря, озера, льодовики, болота, водосховища, водні запаси літосфери). Медуза, огірок складаються на 98% з води.

У вузькому розумінні водні ресурси – природні води, які використовуються для господарських потреб сьогодні та будуть використовуватися в майбутньому.

Планета Земля містить ~ 16 млрд км3 води, що складає ~0,25% її маси. Основна частина води знаходиться в глибинних зонах (мантії) Землі.

Усі водні джерела (океани, озера, річки, моря, водосховища, льодовики, болота, атмосферні та підземні води) входять до складу Світового океану й утворюють гідросферу планети Земля.

~71% поверхні планети вкрита водами Світового океану.

Верхня межа гідросфери проходить на висоті h = 20 км від нижніх шарів стратосфери до висоти озонового екрана. Вода в атмосфері перебуває в пароподібному стані й переміщується.

Нижня межа біосфери проходить у літосфері на глибині 3,0 – 3,5км від поверхні Землі.

Крім вод Світового океану найбільше води знаходиться у літосфері – підземні води гідросфери ( ґрунтові, підґрунтові, міжпластові безнапірні й напірні води).

  У підземних водах – 60 млн. км3 (4,12% заг. об'єму). У льодовиках – 24 млн. км3 води. В озерах і водосховищах – 280 тис. км3. У ґрунтах – 85 тис. км3. В атмосфері – 14 тис. км3. Вода в руслах річок – 1,2 тис. км3.Океани, моря, деякі озера мають солону воду.

В річках, більшості озер, ставках, штучних водосховищах, болотах і струмках вода прісна (менше як 4%).Таблиця 1. Середній хімічний склад річкових вод, мг/л

HCO3-

CO32-

Cl- SO42- Na+,

К+

Ca2+ Mg2+ Сума

47,6 6,4 11,9 6,1 13,3 3,3 88,6

Основна маса прісної води (77%) – сніго-льодовиковий покрів Антарктиди, Гренландії та Арктики. Максимальна мінералізація льодовикової води – 3 мг/л.

Сьогодні існують проекти буксирування айсбергів з льодовиків Антарктиди до Австралії, Південної Америки.

На глибині 5 – 10 км вода існує у рідкому стані (в надрах 3емлі), глибше – пароводяна суміш.

Підземна вода перебуває у вільному, пароподібному і фізично-зв'язаному стані (капілярна вода).

Підземні води заповнюють пори, тріщини й пустоти, тісно контактують з ґрунтом і породами земної кори. Для них характерне пошарове розміщення водоносних горизонтів (рис. 1), що відокремлені водонепроникними пластами породи, слабкий зв’язок з атмосферою, незначний розвиток біологічних процесів, бідність форм життя, підвищені температура і тиск. Усе це сприяє меншому забрудненню вод нечистотами та мікроорганізмами, завдяки чому вони за якістю наближені до питних вод.

Рис.1. Схема залягання підземних вод

Господарська діяльність людини спричиняє забруднення підземних вод промисловість, хімізація, сільське господарство).

Найбільша кількість прісної води міститься у ставках і озерах (0,28·1015 т.) (Байкал – 1620 м).

Озера за складом подібні до підземних вод.

Озера поділяються на солоні та солонуваті.Болота – проміжна ланка біосфери між озерами і підземними водами.

Таблиця 2. Тривалість періодів поновлення запасів води на Землі

Вид води в біосфері Тривалість періоду поновлення води

Світовий океанПолярні льодовики і постійний сніговий покривПідземний лід у зоні багаторічної мерзлотиЛьодовики гірських районівПідземні води Ґрунтова вологаЗапаси води в озерахВода боліт русел річокАтмосферна волога Біологічна вода

2 500 років9 700 років10 000 років1 600 років1 400 років1 рік17 років5 років16 діб8 дібКілька годин

Розподілені водні ресурси між континентами нерівномірно. Найбільшими віковими ресурсами прісних вод – Північна

Америка, Азія; меншими – Південна Америка, Африка; найменше – у Європі , Австралії.

Відновлювані водні ресурси – стік річок – розподілені нерівномірно, найбільшу величину стоку має Азія (30% стоку) та Південна Америка (26%).

Найменшу – Європа (7%), Австралія з Океанією (5%). Найкраще забезпечене водою населення (в перерахунку на 1го

жителя) Південна Америка та на островах Океанії; найгірше – населення Європи та Азії (тут зосереджено 77% населення планети і лише 37% стоку рік).

Із держав світу найкраще забезпечені водними ресурсами Бразилія, Росія, США, Китай.

2. Водні ресурси України На території України протікає 22,5 тис річок з довжиною понад

4км, зокрема 117 річок завдовжки 100 км і понад 63 тис. малих річок.

Найбільші річки країни – Дніпро, Дністер, Сіверський Донець, Південний Буг – течуть на південь до Чорного моря.

Західний Буг тече у напрямі Польщі та Балтійського моря. Тиса – притока Дунаю – у напрямі до Угорщини. Прут – друга за величиною притока Дунаю, за межами України

утворює кордон між Молдовою і Румунією. Найбільша притока Дунаю – Кілія, формує дельту Дунаю і є

кордоном України і Румунії. Типи річок:Рівнинні річки – притоки Дніпра, Сіверського Донця, Південного

Бугу, лівобережні притоки Дністра, річки степової зони (швидкість течії ~ 0,2 – 0,5 м/с у межень – 1 м/с у паводок).

Річки Поліської низовини.Гірські річки (їх початок у Карпатах, Кримських горах).Швидкість течії змінюється від 1-2 м/с у межень до 3-5 м/с у

паводок.

Найбільш водопостачальник – Дніпро – головна артерія України. У верхній частині перетинає територію Росії і Білорусії. Площа басейну Дніпра складає 291,4 тис. км2. Загалом Дніпро забезпечує водою понад 65% території України, а це 30 млн. населення, де розміщено 50 великих міст і промислових центрів , ~ 10 тис. підприємств, 2,2 тис. сільських і понад 1 тис. комунальних господарств, 50 великих зрошувальних систем, 4 атомні електростанції.

Дефіцити води зазнають західні регіони, Львів, Житомир, Бердичів.

~ 33% населення проживає в недостатньо забезпечених водою регіонах.

В Україні понад 7 тис. озер ( з площею від 0,1 км2) із загальною площею понад 2 тис. км2, 23 тис. штучних ставків і водосховищ (Кременчуцьке, Каховське, Київське, Дніпродзержинське).

Загальні ресурси прісної води в Україні невеликі: 95 млрд.м3, у т.ч. 3,2 млрд.м3 підземних вод.

Найбільша кількість ресурсів підземних вод зосереджена у басейні Дніпра (61%), Сіверського Донця (12%), Дністра (9%).

Максимальна кількість підземних вод у Чернігівській області; великі запаси зберігаються у наступних містах: Київ, Полтавська, Херсонська, Харківська, Рівненська, Львівська, Сумська та Луганська області.

3. Потреба людини у питній воді. Водозабезпечення населення пов’язано з використанням води для

пиття та комунально-побутових потреб, потреб підприємств побутового обслуговування, поливу вулиць, зелених насаджень, протипожежних заходів.

Сумарний об'єм води, що витрачається для потреб населення, розраховується питомим водоспоживанням та чисельністю населення.

Питоме водопоспоживання розраховується як добова витрата води в літрах на одного жителя.

На одного жителя для міст значення питомої витрати води 200-600 л/добу; в сільській місцевості – 20-80; при відсутності водопроводу – 30-50 л/добу.

Питоме водоспоживання, л/добу : Нью Йорк – 600, Париж – 500, Москва – 400, Київ – 300, Лондон – 263.

У великих містах із населенням понад 3 млн. чол добові витрати води досягають 2 млн. м3, а річки – 1 км3.

Загальна витрата води для забезпечення господарсько-питних потреб населення (л/сек) :

, [л/сек]

де N – чисельність населення на перспективу; qn – середньодобова норма водоспоживання, л; Kгод – коефіцієнт годинної нерівномірності; Kдоб – коефіцієнт добової нерівномірності.

Таблиця 3. Норми господарсько-питного водоспоживання в населених пунктах

Ступінь благоустрою приміщень

Норма водоспоживання на 1 жит, л/добу

Коефіцієнт нерівномірності

Середня Максимальна Кдоб. Кгод.

Водопровід, централізоване теплове забезпечення

275 – 400 300 – 420 1,09 – 1,05 1,25 – 1,20

Водопровід, каналізація, ванни з газовими колонками

180 – 230 200 – 250 1,11 – 1,09 1,3 – 1,25

Водопровід, каналізація

125 – 150 140 – 170 1,13 – 1,12 1,5 – 1,140

Без водопроводу

30 – 50 40 – 60 1,33 – 1,20 2,00 – 180

При використанні води населенням більша частина води повертається у вигляді стічних вод в гідрографічну мережу, решта – безповоротне споживання води (випаровування).