Человек и вода: значение воды в природе
Наша планета — это огромный шар в мокрой оболочке, а водная среда и водный режим — основа зарождения и поддержания всего живого. Но сказать это — значит не сказать главного. В сложнейшем механизме жизни на Земле особое место занимают пресные воды суши, а еще точнее, та небольшая часть, которая является ежегодно возобновляемой в процессе глобального водообмена в круговороте: испарение — осадки — впитывание и сток.
В течение года в этом процессе на суше участвует в виде осадков всего около 120 тыс. кубометров пресной воды, что составляет около 1% всех пресных вод на Земле и 0,001% всех вод на суше. Но именно с этими водами связаны главные факторы сегодняшней жизни нашей планеты: они обеспечивают увлажнение корнеобитаемого слоя почв и создают условия для продуктивного земледелия, сохраняют и умножают лесную растительность, пополняют подземные запасы пресных вод — источник питьевого водоснабжения почти для 1/5 населения мира.
Значительная часть осадков, около 40%, формирует поверхностный речной сток, который, с одной стороны, определяет биологию озер, морей, океана, а с другой — всю хозяйственную жизнь населения планеты. Речные воды, являясь источником ценных промысловых рыб, одновременно являются и важнейшим звеном в сложной биологической цепочке существования наиболее ценных морских и океанических рыб — осетровых, лососевых, угрей и т. д.
На контакте пресных речных и соленых морских вод и в зонах их смешения создаются лучшие условия для воспроизводства и подрастания многих ценных рыб и существуют высокопродуктивные ареалы.
Величина собственно речного стока до обидного мала в ряде районов мира. При общем годовом объеме речного стока около 50 тыс. кубометров, т. е. чуть больше 0,5% от всех пресных вод планеты, большая его часть сосредоточена в северном полушарии. И напротив, треть наиболее жарких районов суши имеет крайне скудные речные системы или совсем не имеет их.
А между тем возможность получения пресной воды всегда была главным условием зарождения цивилизации, существования людей и развития любых производств от земледелия и животноводства до современной сложнейшей электроники. И несмотря на значительные успехи в ряде стран техники опреснения воды, очистки ее от загрязнения и повторного использования, общее потребление речных вод из года в год возрастает во всех районах мира. С начала нынешнего века потребление пресной воды возросло более чем в 7 раз, достигнув почти 3000 км3, и, вероятно, возрастет в ближайшие 20—30 лет еще по меньшей мере в полтора раза.
Там, где речная сеть слабо развита, главным образом в аридной зоне, воды основных рек либо уже использованы полностью, либо будут в ближайшие годы целиком забираться на хозяйственные нужды. Это Нил, Евфрат, Тигр, Колорадо, Сырдарья, Чу, Амударья, многие реки Австралии, Индии, Мексики, Африки, других стран и континентов. Здесь особенно остро стоит проблема обеспечения населения питьевой водой, а также водой для развития ирригации.
Неравномерность распределения речного стока по территории суши значительна и колеблется в пересчете на одного жителя от нескольких десятков тысяч кубометров воды в год (Океания, Южная Америка, Северная Америка) до всего нескольких тысяч кубометров (Европа, Азия). Еще больше этот диапазон для отдельных стран и регионов, когда обеспеченность водой снижается до нескольких сот кубометров в год, что практически не позволяет гарантировать снабжение населения питьевой водой и создание таких санитарно-гигиенических условий, которые отвечали бы современным требованиям. В таких районах работы по водоснабжению всегда были приоритетными и отнимали большие средства у населения.
Однако при всех данных трудностях проблема не была бы столь сложной, если бы природный механизм водообмена оставался таким же, каким он сложился. К сожалению, механизм этот перестраивается: своей хозяйственной деятельностью человек вносит изменения в глобальные процессы влагопереноса, формирования режима, ресурсов и качества вод суши. Так, значительные выбросы сернистых соединений в атмосферу приводят к образованию «кислотных дождей», выпадение которых изменяет кислотную реакцию водной среды, способствует гибели живого, снижает продуктивность растительного покрова. А интенсивная урбанизация территорий ведет к изменению процессов испарения и впитывания влаги почвой, меняется режим поверхностного стока и химизм вод, вода загрязняется несвойственными ее среде веществами, часто токсичными для всего живого.
В ряде стран и регионов мира большая часть водосброса уже активно изменена хозяйственной деятельностью, и процесс этот продолжается.
В итоге уменьшаются природные весенние или дождевые паводки на реках, увлажнявшие пойменные земли и распреснявшие устьевые области при впадении рек в моря. Навсегда исчезают мелкие ручьи и речки. Строительство водохранилищ, шлюзовых и водозаборных сооружений на реках сокращает речной сток в устье, изменяет его качественные характеристики, сокращает скорость водообмена суши с океаном. Все это отражается на прилегающих территориях, вызывая изменения в режиме влажности воздуха и его температуре.
Перестройка в формировании режима и ресурсов вод суши может ускориться также в связи с возможными изменениями климата планеты. Сейчас наука располагает достаточными данными, позволяющими предположить, что климат изменяется. Вероятным следствием этого явится изменение теплового и водного баланса суши, в том числе ресурсов ее вод.
В последние годы многое делается по дальнейшему совершенствованию способов водообеспечения населения и производства пресной водой. Помимо достижений в технике опреснения, которая может открыть большие перспективы в этом отношении, есть и другие предложения по водообеспечению ряда районов — транспортировка айсбергов, более полное использование ледников суши, переброс воды в морских танкерах и по трубам на многие тысячи километров и т. д.
Успехи на этом пути свидетельствуют о том, что в конечном счете возникающие в отдельных районах проблемы водообеспечения будут решаться. Это потребует в ряде случаев колоссальных затрат средств, что в свою очередь окажет решающее влияние на расселение и размещение по территории производств.
В наше время достижения фундаментальных наук в исследовании Земли велики, и наука может решить проблему прогноза состояния окружающей среды в целом, а на этой основе предложить научно обоснованную стратегию природопользования, в том числе управления режимом и ресурсами вод суши как наиболее важным и действенным средством воздействия на природные процессы. Нужно более тесное объединение усилий ученых разных стран для разработки этой неотложной проблемы.
26 февраля 2014
Текст: Григорий Воропаев
Фото: Flickr © Dave Gray, Banyanman, deutschroemer, Iliyan Gochev, Christine Zenino, Game of light, TS Multimedia, sydneydawg2006, Prabhu B Doss
