Сколько пресной воды на земле и почему ее не хватает?

Инструкция для калькулятора количества и объема жидкости в цистерне

Размеры вводите в миллиметрах:

D – диаметр емкости можно замерить рулеткой. Необходимо помнить что диаметр – это отрезок наибольшей длины, соединяющий две точки на окружности и проходящий через ее центр.

H – уровень жидкости замеряют, используя метршток, но если такого инструмента нет под рукой, воспользуйтесь обычным стержнем из проволоки или деревянной планкой подходящей длины. Соблюдая меры безопасности, опустите строго вертикально стержень в цистерну до дна, отметьте на нем уровень, достаньте и измерьте рулеткой. Также определить H можно, измерив, расстояние от верха цистерны до поверхности жидкости и отняв этот показатель от значения диаметра.

L – длина емкости.

Если необходим чертеж в бумажном виде, целесообразно отметить пункт «Черно-белый чертеж». Вы получите контрастное изображение и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Нажмите «Рассчитать» и получите следующие данные:

Объём емкости – этот параметр характеризует полный объём цистерны, т.е. какое максимальное количество жидкости в кубических метрах или литрах может в нее поместиться.

Количество жидкости – сколько вещества находится в цистерне на данный момент.

Свободный объём позволяет оценить, сколько жидкости еще можно залить в емкость.

В результате, Вы получаете расчет не только объема цистерны, но и объема жидкости в неполной цистерне.

Изделия из металла следует периодически красить, тогда срок их службы значительно возрастет. Зная площадь передней поверхности, площадь боковой поверхности и общую площадь емкости легко оценить необходимое количество лакокрасочных материалов для обработки всей емкости или ее отдельных частей.

Интересные факты

Несколько любопытных фактов о нашей планете:

1. Объем Земли — 10,8321 х 1011 км³.
2. Известно 19 глубоководных впадин, глубины которых превышают 7 километров, из них 15 находятся в Тихом океане, 1 — в Индийском и 3 — в Атлантическом.
3. Гольфстрим ежегодно доставляет западной Европе количество тепла, какое способно выделить сгорание целое море нефти.
4. В Египте гроза бывает один раз в двести лет.
5. Атмосфера достигает высоты в 10 тысяч километров, основная часть воздуха содержится в нижних 11 километрах. Выше плотность понижается и жизнь становится невозможной.
6. Океан исследован в меньшей, чем обратная сторона Луны — менее 5%.

Страны с самыми большими запасами питьевой воды

По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединённых Наций (ЮНФАО) самые большие в мире запасы питьевой воды находятся в следующих 9 странах:

Оказывается, что первое место занимает пятая по величине страна в мире – Бразилия, с её 8233 кубическими километрами питьевой воды. В основном благодаря реке Амазонке, её водосборной площади и субтропическому климату с обильными осадками.

Река Амазонка в Южной Америке имеет самый большой суммарный поток по сравнению со всеми реками мира.

Однако парадокс заключается в том, что в последние годы обитатели крупнейшего города Бразилии Сан-Пауло страдают от серьёзного дефицита питьевой воды.

В основном, это более бедная часть населения, обитающая на городских окраинах — на холмах, куда редко поступает вода по трубопроводу.

В частности, это происходит из-за плохого устройства канализации, недостаточной муниципальной очистки сточных вод и сухого лета два года подряд.

Важность рационального использования

При рациональном использовании, в природе сохраняется нормальный круговорот воды, и она самостоятельно фильтруется. При этом количество и качество пресной воды остается на оптимальном уровне. И, таким образом, нужным количеством воды обеспечиваются все живые существа на планете. А при нерациональном использовании водных ресурсов, количество пригодной для использования воды становится меньше и меньше, возникает дефицит воды. Вода слишком сильно загрязняется и становится непригодной, а если и очищается, то чересчур медленно.

Пресной воде угрожает и высыхание. Озера и реки высыхают из-за общего разрушения экосистемы. Значительную роль здесь играет вырубка лесов. Леса должны задерживать и очищать воду, а потом постепенно отпускать ее в естественные водоемы. Из-за чрезмерной вырубки и лесных пожаров количество лесных площадей на планете уменьшается день за днем. И это негативно сказывается на количестве и качестве пригодной для питья воды. В свою очередь, уменьшение количества чистой воды способствует обеднению флоры и фауны. Все чаще воды не хватает и для людей.

Вода – основной элемент всей экосистемы Земли. Существование жизни на Земле зависит от количества и качества пресной воды. Повсеместное загрязнение воды грозит постепенным исчезновением жизни на планете. Для улучшения ситуации с нехваткой пресной воды нужно бережно относиться и к самой воде, и к природе в целом. Судьба планеты – в руках людей. И только от человека зависит, сохранится ли на Земле пресная вода, сохранится ли сама жизнь. От нынешнего поколения зависит, будет ли шанс на жизнь у будущих поколений, или же они будут обречены на гибель.

Мне нравитсяНе нравится

Потребление пресной воды в разных частях планеты

Даже такой небольшой процент доступной пресной воды смог бы покрыть все нужды человечества, если бы ее запасы были равномерно распределены по планете, но это не так.

Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) выделила несколько территорий, уровень потребления воды, которыми превышает объем возобновляемых водных ресурсов:

Аравийский полуостров.

Для общественных нужд здесь используют в пять раз больше пресной воды, чем имеется в доступных природных источниках. Воду сюда экспортируют с помощью танкеров и трубопроводов, проводят процедуры опреснения морской воды.

Под напряжением находятся водные ресурсы в Пакистане, Узбекистане и Таджикистане.

Здесь потребляют почти 100% возобновляемых водных ресурсов. Более 70% возобновляемых водных ресурсов добывает Иран.

Проблемы с пресной водой существуют также в Северной Африке, особенно в Ливии и Египте. В этих странах используют почти 50% водных ресурсов.

Самую большую потребность испытывают не те страны, где часто бывают засухи, а те, где высокая плотность населения.

Потребление пресной воды в разных частях планеты

Даже такой небольшой процент доступной пресной воды смог бы покрыть все нужды человечества, если бы ее запасы были равномерно распределены по планете, но это не так.

Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) выделила несколько территорий, уровень потребления воды, которыми превышает объем возобновляемых водных ресурсов:

• Аравийский полуостров. Для общественных нужд здесь используют в пять раз больше пресной воды, чем имеется в доступных природных источниках. Воду сюда экспортируют с помощью танкеров и трубопроводов, проводят процедуры опреснения морской воды.
• Под напряжением находятся водные ресурсы в Пакистане, Узбекистане и Таджикистане. Здесь потребляют почти 100% возобновляемых водных ресурсов. Более 70% возобновляемых водных ресурсов добывает Иран.
• Проблемы с пресной водой существуют также в Северной Африке, особенно в Ливии и Египте. В этих странах используют почти 50% водных ресурсов.

Самую большую потребность испытывают не те страны, где часто бывают засухи, а те, где высокая плотность населения. Увидеть это можно с помощью нижеприведенной таблицы. Например, самую большую площадь водных ресурсов имеет Азия, и самую маленькую Австралия. Но, в то же время каждый житель Австралии обеспечен питьевой водой в 14 раз лучше, чем любой житель Азии. А все потому, что количество населения Азии составляет 3,7 млрд, тогда как в Австралии живет всего 30 млн. Распределение водных ресурсов по материкам

Какую воду называют пресной?

Как известно, две трети поверхности нашей планеты покрыты водой. Но жидкость, составляющая массу морей и океанов, не годится для питья, так как в ней содержится чересчур много солей. Лишь 3% всех водных запасов на Земле можно назвать пресной водой. Отличие от морской воды заключается в содержании соли: в пресной – не больше, чем 0,1%, в морской – до 3,5-4,1%.

От растворённых в воде солей, газов, органических и минеральных веществ зависит вкус и ряд других свойств пресной воды, которая может быть обычной питьевой и минеральной. Причём минеральная, в свою очередь, подразделяется на:

• лечебную, непригодную для постоянного утоления жажды, однако способствующую излечению от определённых заболеваний;
• лечебно-столовую, которая содержит в своём составе раствор лечебных минеральных солей, но в меньшем количестве;
• столовую, в которой минеральные добавки и газы присутствуют в невысокой концентрации.

Обычная питьевая вода может быть получена искусственным способом:

• опреснением морской воды, т.е. выпариванием и конденсацией пара;
• таянием снега или льда;
• дистилляцией.

Чтобы вода приобрела особые свойства, её настаивают на серебре, пропускают через шунгитную крошку, облучают ультрафиолетом, убивающим патогенные микроорганизмы и т.д.

Сколько питьевой воды на Земле?

Из школьных курсов астрономии известно, что на планете Земля водные пространства занимают 75% общей площади. И многие люди думают, что человечество никогда не столкнется с проблемой недостатка питьевой воды. Но практика вносит свои коррективы. Не всю воду можно пить. Кроме понятных океанов и морей, есть еще ряд источников, жидкость из которых нельзя употреблять в пищу. Поэтому стоит разобраться, откуда можно пить, а откуда категорически не стоит.

Моря и океаны

Моря и океаны занимают большую часть площади водных пространств на планете Земля. Вода эта насыщена сложными солевыми соединениями. Ее употребление в пищу, что установлено самыми разнообразными случаями нахождения людей в море после катастроф, очень быстро приводит к смерти. В частности, из-за остановки почек.

Проблема нехватки пресной воды

Проблеме нехватки пресной воды были посвящены десятки докладов ООН и других крупных международных организаций. Со второй половины ХХ века, когда население земли стало резко увеличиваться, эта проблема стала особенно острой и вошла в ряд глобальных и не менее опасных, чем СПИД или ядерное оружие. Вместе с ростом численности населения планеты, вырубаются леса, осушаются болота и реки, изменяется климат. Всё это привело к резкому сокращению запасов пресной воды, которой уже на всех не хватает. Если так пойдёт и дальше, то дефицит пресной воды уже в ближайшем будущем приведет к тому, что люди будут воевать не за золото и нефть, а за обычную питьевую воду. По подсчетам ученых к 2030 году при сохранении текущих тенденций около 5 млрд землян будут испытывать проблемы с чистой водой, а к 2050 г. положение может стать просто катастрофическим: 80% населения планеты будет проживать на территориях, которые по классификации ООН можно будет отнести к таким, что находятся за гранью дефицита питьевых ресурсов. И тут то начнётся самое интересное, ведь когда главным ресурсом на планете станет обычная вода, геополитический расклад на нашей старушке-Земле может резко поменяться. А произойдет это через каких-то одно-два поколения.

Проблема нехватки пресной воды

Проблеме нехватки пресной воды были посвящены десятки докладов ООН и других крупных международных организаций. Со второй половины ХХ века, когда население земли стало резко увеличиваться, эта проблема стала особенно острой и вошла в ряд глобальных и не менее опасных, чем СПИД или ядерное оружие. Вместе с ростом численности населения планеты, вырубаются леса, осушаются болота и реки, изменяется климат. Всё это привело к резкому сокращению запасов пресной воды, которой уже на всех не хватает. Если так пойдёт и дальше, то дефицит пресной воды уже в ближайшем будущем приведет к тому, что люди будут воевать не за золото и нефть, а за обычную питьевую воду. По подсчетам ученых к 2030 году при сохранении текущих тенденций около 5 млрд землян будут испытывать проблемы с чистой водой, а к 2050 г. положение может стать просто катастрофическим: 80% населения планеты будет проживать на территориях, которые по классификации ООН можно будет отнести к таким, что находятся за гранью дефицита питьевых ресурсов. И тут то начнётся самое интересное, ведь когда главным ресурсом на планете станет обычная вода, геополитический расклад на нашей старушке-Земле может резко поменяться. А произойдет это через каких-то одно-два поколения.

Дети Пангеи

Приблизительно 170 – 200 миллионов лет назад Пангея по не до конца ясным причинам раскололась на две части, которые, в свою очередь, раздробились на несколько тектонических плит. Материки и океаны рождались в геологических муках, перекраивалась площадь всей суши планеты Земля. Свидетельствами и красноречивыми следами этих грандиозных процессов служат островные дуги, вздыбленные горные хребты, океанические впадины. Материки продолжают сближаться, но скорость их движения мизерная по сравнению с размерами — всего несколько сантиметров в год. По примерным подсчетам, они вновь сойдутся в суперконтинент через 250 миллионов лет.

Состав и характеристики

Пресная вода обладает пятью свойствами:

• Жесткость обусловлена уровнем концентрации ионов магния и кальция: чем выше уровень, тем жестче вода.
• Кислотность связана с содержанием ионов водорода.
• Запах придают смешанные с водой газы, нефть, частицы субстрата, он оценивается по пятибалльной шкале.
• Вкус также оценивается по пятибалльной шкале, он может быть солоноватым, горьким, кислым, сладковатым.
• Прозрачность измеряется по шкале в 14 делений.
• Классификация пресных вод

Выделяют три критерия, по которым пресная вода делится на виды.

1. По содержанию солей и минералов:

• Минеральная лечебная: ее назначает врач, уровень минерализации – выше 8 грамм на литр.
• Минеральная лечебно-столовая: ее можно пить без назначения, но в небольших количествах; в ней содержится от 2 до 8 грамм минералов на литр;
• Минеральная столовая: уровень минерализации не превышает 2 грамма на литр;
• Столовая содержит менее 1 грамма минералов.

2. По расположению водоема:

• Подземные: они делятся на почвенные, грунтовые, межпластовые и артезианские;
• Поверхностные подразделяются на речные, болотные, озерные и т.д.;
• Осадочные: в атмосфере вода находится в виде водяного пара, капель дождя и кристаллов снега и льда.

3. По использованию человеком:

• Питьевая,
• Коммунальная (образует стоки больниц, санаториев, школ, детских садов, магазинов, кафе и т.д.),
• Хозяйственно-бытовая (например, та, что используется при стирке, при мытье полов, в душе и ванной и т.д.),
• Промышленного назначения (этот ресурс необходим для обработки сырья, используется в химических реакциях, в термических процессах и т.д.),
• Сельскохозяйственная и т.д.

Глубина залегания водоносных слоев

Без воды современный человек не может существовать. Она применяется не только в питьевой сфере, но и хозяйственной. Для тех, кто живёт вдали от города, скважина и колодец, единственные источники воды. Перед совершением работ по прокладке воды на участке, необходимо точно знать, где находится водоносная жила. А её качество, напрямую зависит от глубины залегания. Водоносные слои отличаются друг от друга.

Типы подземных жил:

Межпластовые делятся на:

Знание гидрогеологических особенностей участка нужно не только для проведения водопровода, но и при строительстве дома. Особое значение имеет уровень грунтовых вод. Эти данные нужно нанести на карту участка перед постройкой.

Вода запасается в земле благодаря водоупорным пластам. Которые состоят из глины, препятствующей вытеканию воды и защищающей от загрязнения. Очень редко водоупорный пласт состоит из камней. Слои песка находятся между глиняными и удерживают влагу образуя водные недра. Водоупорные слои могут находиться как с обеих сторон, так и только с одной.

Артезианские воды — самые глубокие (более 100 м), используются для водоснабжения. Залегают не в песке, а известняке. Благодаря чему имеют необычный химический состав.

Более доступный водоносный слой — верховодка. Но она не защищена водоупорным слоем и поэтому непригодна для питья. На разных участках толщина пластов варьируется. Это происходит из-за излома пластов. Самый верхний слой называется верховодкой, из-за близкого расположения к поверхности. Залегает на глубине до 4 м. Такой слой есть не везде, он образуется из-за фильтрации осадков, проходящих через почву.

Причины непригодности верховодки для питьевых нужд:

• Непостоянство и низкий дебет.
• Большая загрязнённость.
• Непригодность для обеспечения нужд населения.

Наличие верховодки напрямую зависит от количества осадков и паводков. В жаркое время года её очень сложно найти. Часто она находится на верхнем водоупорном слое, при выходе которого образуется болото. Вода из этой водоносной прослойки содержит железо. Используется как дополнительный источник для хозяйственных нужд.

Дренирование участка

По своей конфигурации, септики бывают горизонтальными и вертикальными. Естественно, что вертикальный вариант, собираемый, например, из бетонных стеновых колец, уходит в землю глубже.

Это бывает и три-четыре метра, тогда как горизонтальный септик может практически не заглубляться:

• Но тогда придётся думать о том, как его утеплить на зиму, а для регионов с холодным климатом это может стать головной болью. Гораздо проще расположить септик ниже уровня промерзания грунта – и можно не переживать, что его содержимое намертво замёрзнет. Но, чем ниже заглубляешь конструкцию, тем больше шансов встретить воду.
• Бывает и так, что не успеешь закончить земляные работы, как в котлован начинает набираться вода. В таком случае, сначала нужно сделать дренаж, а потом уже приступать к монтажным работам. Ориентироваться нужно, исходя из конкретных условий строительства.

Траншея для кольцевого дренажа

• Если уж ситуация с грунтовой водой настолько сложная, то подтопление может угрожать не только септику, но и другим строениям на участке. Возможно, имеет смысл обезопасить их разом, осуществив трубный отвод воды от всех объектов.
  Наиболее эффективна, а потому и очень популярна в решении подобных проблем – кольцевая дренажная канализация. Её ветви огибают дом, сарай, баню, погреб, а этому списку можно добавить и септики.
• Суть обустройства дренажной канализации заключается в том, что грунтовая вода, подошедшая близко к поверхности земли, попадает в перфорированные трубы, называемые дренами, проложенные в узкие траншеи. Они опоясывают дом или другое строение с четырёх сторон, а в местах пересечения ветвей находятся поворотные колодцы.
• Земляные работы выполняются так, чтобы траншеи имели уклон в стороны поворотных колодцев, в один из которых врезан трубопровод, отводящий воду к накопительной ёмкости. Вода в неё попадает самотёком, а при заполнении резервуара до определённой отметки, срабатывает автоматика погружного дренажного насоса, находящегося внутри.

Врезка отводящего трубопровода

• Из накопительного колодца вода может отводиться куда угодно: в технический бассейн, в природный водоём, в централизованную канализацию. Дно траншей, в которых уложены дрены, отсыпается сначала щебнем, а потом песком. Затем делают ложе для труб: застилают геотекстиль, а потом насыпают ещё один слой мытого гравия – на него и укладывают трубы.
• После того, как геотекстиль обернут вокруг дрен, они оказываются в толще крупнофракционного материала, который является отличным природным фильтром. Если учесть, что фильтрующих слоёв несколько, вода, попадающая в накопительный резервуар, довольно чистая, и вполне может использоваться для хозяйственных нужд.
• Проблема подтопления участка может быть связана не только с грунтовыми водами, но и с верховодкой. От неё особенно страдают территории, расположенные в низине. В таких случаях, застройка участка начинается с его осушения. Отвод воды при этом, может быть организован с помощью сети открытых водоотводных каналов.

Сток для воды в уличный кювет

Это очень удобно, когда недалеко от участка есть природный водоём. По каналам, либо лоткам, проложенным по периметру участка, вода будет стекать в коллектор, расположенный где-нибудь за пределами участка.

Если правильно сделать уклоны, то и из коллектора она сможет вытекать самостоятельно: в уличные кюветы – и в пруд. Смотрите, как это сделано на картинке сверху.

Холодное происхождение Земли

Однако наличие в центре Земли раскаленного ядра доказывает, что в силу каких-то причин, например из-за распада радиоактивных элементов, в недрах планеты начала подниматься температура.

Холодная версия с последующим разогревом

Сначала наша планета была холодной, затем стала раскаляться, что вызвало вулканизм. Магма выносила из недр на поверхность водяной пар, который уже содержался в протоматерии, образовывавшей Землю.

Часть пара остывала, становилась жидкой и заполняла океаническую чашу, а часть стала будущей атмосферой.

Разогрев Земли стал причиной вулканической деятельности. Извергаемая вулканами лава выносила на поверхность планеты пары воды. Часть паров, конденсируясь, заполняла океанические впадины, а часть образовала атмосферу. Credit: историиземли.рф/brezhnevnews.

Агрегатные состояния

Из всех веществ, существующих на Земле, только вода может иметь три принципиально разных агрегатных состояния: жидкое, газообразное и твердое. Благодаря трём агрегатным состояниям происходит круговорот воды в природе и жизнь на Земле. Рассмотрим подробнее каждое агрегатное состояние.

1. Жидкое (вода). В нормальных условиях вода является жидкостью. Образует мировой океан, реки, ручьи и т.д.
2. Газообразное (водяной пар) — это бесцветный газ, не имеет вкуса и запаха. Испаряется с поверхности океанов, рек, болот, почвы, растений и поступает в воздух или образуется путём кипения жидкой воды или сублимации из льда. Сублимация — переход вещества из твёрдого состояния сразу в газообразное, минуя стадию плавления (перехода в жидкое состояние).
3. Твердое (лёд). При температуре от нуля и ниже вода превращается в лёд. В холодное время года он сковывает реки и лужи, выпадает в виде осадков: снежинок, града, инея, образует ледяные облака. Встречается в виде ледников и айсбергов.

Строение в различных агрегатных состояниях

Жидкая вода, лёд и водяной пар имеют один и тот же состав, но разные состояния.

Рассмотрим строение молекулы на изображении.

Многочисленные исследования ученых подтверждают, что по структуре вода и лед близки друг к другу. Структура льда – это решетчатый каркас. Структура воды зависит от содержания разных веществ, которые в ней растворяются, а также от нерастворимых соединений и некоторых других факторов.

В воде возникают структуры, которые стали называть «кластерами» — группа атомов или молекул, которые представляют собой единую структуру, но внутри имеют свои индивидуальные особенности.

При температуре близкой к точке замерзания, молекулы жидкой воды собираются в небольшие группы, практически так, как в кристаллах. При температуре близкой к точке кипения они располагаются более свободно.

Свойства

Вода — уникальный природный компонент, который обладает рядом свойств. Рассмотрим основные:

• не имеет цвета, запаха и вкуса;
• распространенный растворитель;
• обладает высоким поверхностным натяжением, уступая в этом только ртути;
• имеет большую теплоту испарения (используется для терморегуляции);
• чистая вода — хороший изолятор;
• обладает большой теплоёмкостью (увеличение тепловой энергии вызывает лишь сравнительно небольшое повышение ее температуры);
• плотность в разных диапазонах температур меняется неодинаково.

Существуют необычные свойства. Например, в твердом виде вода легче, чем в жидком. Лёд не тонет в воде. В твёрдом состоянии частички воды располагаются по порядку, между ними остается много свободного пространства. Когда лёд тает, активность частичек повышается, свободное пространство заполняется. Жидкая форма становится более тяжелой, нежели твердая.

Такая уникальная способность даёт возможность любому водоёму не замерзать по всей глубине. Даже при самом сильном морозе температура воды у дна не опускается ниже +4 ᵒС. Все живые существа (рыбы и другие) могут спокойно пережить самую суровую зиму подо льдом.

Горячая вода замерзает быстрее, чем холодная. Это связано с большей скоростью испарения и излучения тепла.

Теплоемкость и некоторые другие физические свойства воды тоже зависят от температуры неодинаково. Другие виды жидкостей не имеют таких особенностей – чтобы какой-то один параметр менялся по-разному на разных порогах температуры.

Круговорот воды в природе

Вода образует водную оболочку нашей планеты – гидросферу.

Её делят на Мировой океан, континентальные поверхностные воды и ледники, а также подземные водоёмы. Переходы H2O из одних частей гидросферы в другие составляют сложный круговорот воды на Земле

Круговорот воды в природе — это непрерывное движение воды в гидросфере Земли. В процессе этого обмена водная масса меняет агрегатное состояние: из жидкой или твердой превращается в газообразную и обратно.

Рассмотрим на примере.

• С поверхности океанов, морей, рек и суши вода в виде пара поднимается вверх.
• Высоко над землей он охлаждается и образует множество водяных капелек и льдинок. Из них образуются облака.
• В виде осадков вода возвращается на Землю.

Пророчества исполняются

Как и говорится в пророчествах — вода уходит. Причем, это происходит стремительно. Из года в год мы узнаем новости об исчезающих озерах и иссыхающих реках. Пресной воды на планете становится все меньше и меньше. Никакие прогнозы ученых не оправдываются. Процесс этот не прямолинейный, а ускоряющийся во времени. Как и изменения климата. А потому можно не сомневаться в том, что в самое ближайшее время из-за дефицита пресной воды начнутся глобальные изменения во всем мире. Наряду с катастрофическими изменениями климата и связанного с этим дефицита производства продуктов питания — мир ждут великие потрясения.