Эколого-экономические аспекты использования водных ресурсов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования 

 

Кафедра «Прикладной математики»

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

 

 

 

Дисциплина: «Моделирование эколого-экономических систем»

Тема: «Эколого-экономические аспекты использования

водных  ресурсов »

Выполнил: студент 5-го курса (очное отделение) |(шифр)

Специальность: Математические методы в экономике - 080116 
Проверил:

 

 

 

 

Воскресенск, 2012

 

 

 

Содержание

Введение 1

1. Эколого-экономическое значение водных ресурсов 2

Распределение воды и ее потребление по континентам 4

2. Основные направления использования водных ресурсов 4

3. Загрязнение водоемов в связи с их использованием 8

4. Оценка состояния и нормирование качества воды 14

5. Основные направления охраны и рационального использования водных ресурсов 15

Заключение 22

Список литературы 24

 

 

 

 

 

Введение

Водные  запасы на Земле огромны, они образуют гидросферу - одну из мощных сфер нашей  планеты. Гидросфера — важнейший  элемент биосферы. Она объединяет все воды земного шара, включая  океаны, моря и поверхностные воды суши. В более широком смысле к гидросфере относят подземные воды, лед и снег Арктики и Антарктиды, а также атмосферную воду и воду, содержащуюся в живых организмах.

Воды  гидросферы находятся в постоянном взаимодействии, переходы из одних видов вод в другие составляют сложный круговорот воды на земном шаре. С гидросферой связано зарождение жизни на Земле, так как вода способна к образованию сложных химических соединений, которые обусловили возникновение органической жизни, а затем — формирование высокоорганизованных животных организмов.

Вода  обеспечивает существование живых  организмов на Земле и развитие процессов их жизнедеятельности. Она входит в состав клеток и тканей любого животного и растения.

Климат  и погода на Земле во многом зависят  и определяются наличием водных пространств  и содержанием водяного пара в  атмосфере. В сложном взаимодействии они регулируют ритм термодинамических  процессов, возбуждаемых энергией Солнца. Океаны и моря благодаря большой теплоемкости воды служат аккумуляторами тепла и способны изменять погоду и климат на планете. Океан, растворяя газы атмосферы, является регулятором воздуха.

В деятельности человека вода находит самое широкое  применение. Вода — это материал, используемый в промышленности и входящий в состав различных видов продукции и технологических процессов, выступает в роли теплоносителя, служит для целей обогрева. Сила падения воды приводит в действие турбины гидроэлектростанций. Водный фактор является определяющим в развитии и размещении ряда промышленных производств. К водоемким отраслям, ориентирующимся на крупные источники водоснабжения, относятся многие производства химической и нефтехимической промышленности, где вода служит не только вспомогательным материалом, но и одним из важных видов сырья, а также электроэнергетика, черная и цветная металлургия, некоторые отрасли лесной, легкой и пищевой промышленности. Широко используется вода в строительстве и промышленности строительных материалов. Сельскохозяйственная деятельность человека связана с потреблением огромного количества воды, прежде всего на орошаемое земледелие. Реки, каналы, озера — дешевые пути сообщения. Водные объекты — это и места отдыха, восстановления здоровья людей, спорта, туризма.

В связи  с этим – рациональное использование  водных ресурсов и их охрана имеют  ключевое значение для достижения устойчивого  развития.

1. Эколого-экономическое  значение водных ресурсов

Водные  массы на поверхности Земли образуют тонкую геологическую оболочку, которая  занимает большую часть поверхности Земли и образует Мировой океан (361 млн км3, или 70,8 % всей поверхности планеты). Общий объем гидросферы равен 1,4 млрд км3 , доля ее по отношению ко всей массе Земли не превышает 0,02 %. Основная масса воды гидросферы сосредоточена в морях и океанах (94 %), второе место по объему водных масс занимают подземные воды (3,6 %), лед и снег арктических и антарктических областей, горные ледники (2 %). Поверхностные воды суши (реки, озера, болота) и атмосферные воды составляют доли процента от общего объема воды гидросферы (0,4 %).

Вода  — химическое соединение водорода с кислородом (Н2О), бесцветная жидкость без запаха, вкуса и цвета. В  природных условиях всегда содержит растворенные соли, газы и органические вещества, их количество меняется в зависимости от происхождения воды и окружающих условий. При концентрации солей до 1 г/л воду считают пресной, до 24,7 г/л — солоноватой, свыше — соленой.

Ресурсы пресных вод составляют незначительную долю общего суммарного объема всей гидросферы, но именно они играют решающую роль в общей циркуляции воды, в связях гидросферы с экологическими системами, в жизнедеятельности человека и существовании других живых организмов, в развитии производства. На пресные воды приходится около 2 % гидросферы, используемая часть (речной сток, озерная вода) составляет менее 1 % от общего объема вод гидросферы.

В среднем  вода составляет около 90 % массы всех растений и 75 % массы животных. Сложные  реакции в животных и растительных организмах могут протекать только при наличии водной среды. Тело взрослого человека содержит 60—80 % воды. Физиологическую потребность человека в воде можно удовлетворить только водой и ничем иным. Потеря 6—8 % воды сопровождается полуобморочным состоянием, 10% — галлюцинацией, 12 % — приводит к смерти.

Относительно  хозяйственной деятельности человека вводится понятие "водные ресурсы" — это все пригодные для хозяйственного использования запасы поверхностных вод, включая почвенную и атмосферную влагу. Ресурсы поверхностных вод определяются в основном суммарным стоком в средний по водности год. Распределены они и используются по территории Земли и отдельным регионам неравномерно.

Страны  СНГ обладают крупнейшими в мире водными ресурсами, суммарно они занимают второе место в мире (после Бразилии) по объему среднегодового речного стока, на них приходятся также значительные по величине потенциальные запасы подземных вод. Однако эти ресурсы распространены по территории стран СНГ крайне неравномерно, что объясняется различными географическими, климатическими, геологическими и гидрогеологическими условиями отдельных регионов.

Распределение воды и ее потребление по континентам

Континент	Среднегодовой сток рек		Водопотребление
			км3/год		% к стоку
	км3/год	в %	1970 г.	2000 г.	1970 г.	2000 г.
Европа	3210	6,9	320	730	10,0	23,0
Азия	14410	31,0	1500	3200	10,4	22,7
Африка	4570	9,8	130	380	2,8	8,3
Северная Америка	8200	17,6	540	1300	6,6	15,8
Южная Америка	11760	25,2	70	300	0,6	2,5
Австралия и Океания	2390	5,1	23	60	1,0	2,5
Всего	46540	100,0	2583	5970	5,8	13,0

 

Общий среднегодовой  объем стока составляет почти 4,7 тыс. км³, причем подавляющая его часть приходится на Российскую Федерацию — 4,27 тыс. км³ (более 90 %). Значительными водными ресурсами обладают Украина — 0,21 тыс. км³ (4,5 %), Казахстан — 0,12 тыс. км³ (2,7 %), Узбекистан — 0,11 тыс. км³ (2,3 %), Таджикистан — 0,1 тыс. км³ (2,0%).

Неравномерному  распределению стока соответствует  и различная обеспеченность водными ресурсами стран СНГ. Если удельная обеспеченность стоком в целом для стран СНГ равна 210 тыс. км³ в год на 1 км², то наиболее высокая в Грузии и Таджикистане — 877 и 667 соответственно, а наиболее низкая в Туркменистане — 145 и в Казахстане — 46 тыс. км³ в год на 1 км².

2. Основные  направления использования водных  ресурсов

В своем  развитии человечество прошло через  многие этапы в использовании  воды. Первоначально преобладало  прямое использование воды — в качестве питья, для приготовления пищи, в бытовых хозяйственных целях. Постепенно возрастает значение рек и морей для развития водного транспорта. Возникновение многих центров цивилизации связано с наличием водных путей. Люди использовали водные пространства как пути сообщения, для ловли рыбы, добычи соли и других видов хозяйственной деятельности. В период расцвета судоходства наиболее экономически развитыми и богатыми были морские державы. И сегодня использование водных путей сообщения значительно сказывается на развитии мировой экономики. Так, морской транспорт перевозит в год 3—4 млрд т грузов, или 4—5 % общего объема грузоперевозок, выполняя при этом свыше 30 трлн т/км, или 70 % общего мирового грузооборота.

Отличительной чертой XX ст. явился быстрый рост водопотребления по самым различным направлениям. На первое место по объему потребления воды вышло сельскохозяйственное производство. Для того чтобы обеспечить продуктами питания все возрастающее население Земли, необходимы затраты огромного количества воды в земледелии. Ресурсы влаги и тепла и их соотношение определяют естественную биологическую продуктивность в различных природно-климатических зонах мира. Для производства 1 кг растительной массы разные растения расходуют на транспирацию от 150—200 до 800—1000 м³ воды; причем 1 га площади, занятой кукурузой, испаряет за вегетационный период 2—3 млн л воды; для выращивания 1 т пшеницы, риса или хлопка необходимо 1500, 4000 и 10 000 т воды соответственно.

Площадь орошаемых земель на земном шаре достигает  в настоящее время 220 млн га. Они дают примерно половину сельскохозяйственной продукции мира, на таких землях размещается до 2/3 мировых посевов хлопчатника. В то же время на орошение 1 га посевов расходуется в течение года 12—14 тыс. м³ воды. Ежегодный расход воды достигает 2500 км³ или более 6 % суммарного годового стока рек земного шара. По объему используемых вод орошаемое земледелие занимает первое место среди других водопотребителей.

Чрезвычайно велика потребность в воде для  современного животноводства, содержания скота на фермах и животноводческих комплексах. Для производства 1 кг молока затрачивается 4 т, а 1 кг мяса — 25 т воды. Удельное использование воды на сельскохозяйственные и иные цели в различных странах мира (по данным 80—90-х годов XX ст.) приведено в таблице.

 

Использование воды на различные  хозяйственные цели в отдельных  странах мира

(в % к общему водопотреблению)

Группы водопотребления	Россия	США	Франция	Финляндия
Сельскохозяйственное	22	49	51	10
Промышленное	33	41	37	80
Коммунально-бытовое	24	10	12	10

 

Растет  потребление воды в промышленном производстве. Невозможно указать другое вещество, которое бы находило столь разнообразное и широкое применение, как вода. Она является химическим реагентом, участвующим в производстве кислорода, водорода, щелочей, азотной кислоты, спиртов и многих других важнейших химических продуктов. Вода — необходимый компонент в производстве строительных материалов: цемента, гипса, извести и т.п. Основная масса воды в промышленности используется для производства энергии и охлаждения. Значительное количество воды в обрабатывающей промышленности употребляется на растворение, смешивание, очищение и другие технологические процессы. Для выплавки 1 т чугуна и перевода его в сталь и прокат расходуется 50—150 м³ воды, 1 т меди — 500 м³, 1 т синтетического каучука и химических волокон — от 2 до 5 тыс. м³ воды.

Подавляющее число производств приспособлено  к использованию только пресных вод; новейшим отраслям промышленности (производству полупроводников, атомной техники и др.) необходима вода особой чистоты. Современные промышленные предприятия, тепловые электростанции расходуют огромные ресурсы воды, сопоставимые с годовым стоком крупных рек.

По мере роста народонаселения и городов  увеличивается расход воды на коммунально-бытовые  нужды. Физиологическая потребность человека в воде, которая вводится в организм с питьем и пищей, в зависимости от климатических условий составляет 9—10 л/сут. Значительно большее количество воды необходимо для санитарных и хозяйственно-бытовых нужд. Лишь при достаточном уровне водопотребления, которое обеспечивается централизованными системами водоснабжения, оказывается возможным удаление отбросов и нечистот при помощи сплавной канализации. Уровень хозяйственно-питьевого водопотребления колеблется в значительных размерах: от 30—50 л/сут. в зданиях с водопользованием из водоразборных колонок (без канализации) до 275—400 л/сут. на одного жителя в зданиях с водопроводом, канализацией и системой централизованного горячего водоснабжения. Естественно, улучшение коммунально-бытовых условий жизни в городах и сельской местности влечет за собой рост потребления воды.