«В декабре 1922 года Генеральная Ассамблея ООН объявила 22 марта Всемирным днём водных ресурсов. Цель проста – мы с Вами должны побольше знать о том, в какой степени эффективное и рачительное освоение этих ресурсов способ ...»

Одним из аномальных свойств воды является то, что в водоемах она практически не промерзает насквозь. Известно, что вещества при повышении температуры увеличивают объем и уменьшают плотность. У воды все происходит так же, но в интервале температур от + 3,98° С и выше. При температуре ниже +4°С и до точки замерзания плотность воды падает, а объем увеличивается. Верхний слой воды в водоемах, охладившись до +4°С и достигнув максимальной плотности, опускается на дно, принося кислород его обитателям.

Поднявшаяся же более теплая вода снова охлаждается и опускается, что и обеспечивает регулярную циркуляцию и нормальную жизнь водоемов зимой.

Аномально высокая растворяющая способность воды имела важное значение для зарождения и развития жизни на Земле. Вода обладает неоценимым для живых существ свойством - она инертный растворитель, химически не изменяющийся под воздействием тех веществ, которые растворяет. Благодаря этому свойству, вещества, необходимые для живых тканей, попадают в организм в сравнительно мало измененном виде. Сама же вода, как растворитель, может быть использована организмом многократно.

Жидкая вода подчиняется законам гравитации и свободно перемещается по поверхности Земли, в трещинах и пустотах. Капиллярная почвенная вода смачивает стенки пор и перемещается не вниз, а благодаря менисковым силам поверхностного натяжения поднимается вверх. Это имеет исключительно важное значение в обеспечении растений влагой. Пленочная вода обволакивает мелкие частицы почвы, обеспечивая жизнь микроорганизмов, а для растений она недоступна.

Появление воды и возникновение жизни способствовали насыщению атмосферы кислородом. Растения выделяют его в процессе фотосинтеза – одного из величайших биохимических процессов на Земле. Благодаря этому, атмосфера приобрела её нынешний химический состав. Водоросли создали грандиозную массу органического вещества, из остатков которого, накопившихся на дне первозданных озер и морей, в результате химических процессов образовались месторождения нефти и горючего газа.

Исключительно высокая теплоемкость воды привела к тому, что океан стал регулировать климат Земли. Мировой океан является огромным термостатом, делающим более устойчивыми температуру и влажность атмосферы, это огромный кондиционер воздуха в мировом масштабе. Океан, аккумулируя тепловую энергию, отдает ее постепенно и этим способствует смягчению и выравниванию климата от сезона к сезону. Именно океан делает нашу планету пригодной для жизни.

Лед отличается удивительными свойствами и играет важную роль в кругообороте воды. Установлено 10 кристаллических модификаций льда и один - аморфный.

Есть лед морской, пресноводный и атмосферный. Небольшие вкрапления игольчатого льда в почве способны выталкивать на поверхность глыбы земли, разрывать корни растений.

Снежный покров защищает зимующие растения от низкой температуры, ледники гор аккумуляторы воды для многих рек.

В форме водяного пара пребывает небольшое количество воды, находящейся в основном в очагах вулканизма (гейзеры), а также в глубоких слоях Земли.

Значительная часть воды входит в состав минералов в виде физически или химически связанной. Особое состояние воды -физиологически связанная. Растения Земли «выпивают» 650 триллионов тонн воды в год. Все живые существа более чем наполовину состоят из воды и ежедневно потребляют ее. «Жизнь есть одушевленная вода», - считает выдающийся французский биолог Рауль Дюбуа.

Вода является для человека более ценным природным богатством, чем нефть, газ, железо, уголь, ибо она незаменима.

На Земле происходит грандиозный круговорот воды. «Котлом» в этом огромном механизме является Мировой океан. Движущей силой цикла, его «топкой», служит Солнце, а «трубопроводами», по которым пар и теплая вода перемещаются из одних районов в другие, - морские и воздушные течения. Выпадающая с осадками вода снова возвращается в океан реками и ручьями. При этом солнечная энергия, затраченная на испарение воды, заряжает ее молекулы энергией, которая после конденсации паров воды и выпадения осадков на Землю реализуется в кинетическую энергию рек. Благодаря круговороту воды в биосфере Земли возможен великий биологический круговорот, может существовать многообразие растений и животных, которыми располагает наша планета. Круговорот воды и биологический круговорот поддерживают целостность биосферы.

По расчетам, в течение года с поверхности морей и океанов испаряется более 348 690 км3 пресной воды. Из этого количества 295 886 км3 - возвращается в виде осадков снова в океан, а 34 494 км3 выпадает над сушей. Вода на Землю выпадает не только с дождем и снегом, но «горизонтальными осадками» - в горах выше снеговой линии и в высоких широтах Земли они отлагаются в ледниках и снежинках, а в средних широтах - в виде инея и изморози.

Попавшие на сушу воды образуют звенья в системе земного круговорота - сток, подземные воды, ледники. Указанные звенья обладают различными скоростями движения воды в направлении океана. Быстрее всех поступят в океан воды рек. На несколько лет может задержаться вода в озерах, десятки и сотни лет удерживают воду болота и солончаки.

Медленнее всего передвигается вода в ледниках, к вековым запасам относятся подземные воды. Однако все эти воды, независимо от их агрегатного состояния, минерализации, температуры и других свойств, - непрерывно изменяются, сохраняя при этом главное свойство воды в природе - единство. Академик В.И.Вернадский писал: «Все природные воды, где бы они ни находились, теснейшим образом связаны между собой и представляют единое целое». В круговороте воды в природе участвуют растения путем транспирации и животный мир - животные и люди возвращают воду в атмосферу в виде пара при дыхании путем респирации.

Помимо глобального круговорота воды в отдельных районах планеты неизбежно существуют региональные круговороты воды, они зависят от множества причин атмосферных явлений, дренированности территории, активности солнечной радиации и в том числе и от хозяйственной деятельности человека.

Распределение мировых запасов пресной воды Основные источники обеспечения населения водой - это реки и пресные озера.

Они весьма неравномерно распределены по континентам. Так, в Европе и Азии, например, сосредоточено 39% мировых запасов речных вод, а проживает здесь 70% населения мира. На земном шаре есть районы, крайне обделенные водой. К ним относятся гигантские пространства пустынь (около 40 млн. км2), которые занимают Северную Африку, переходят в Азию, захватывают почти весь Аравийский полуостров, большую часть Ирана и Афганистана, заканчиваясь в Западном Пакистане. Они охватывают часть Каспия, почти всю равнинную Туркмению и Узбекистан, значительные пространства Западного и Южного Казахстана. Ими захвачены огромные просторы Центральной Азии.

Население развивающихся стран, на которые приходятся самые огромные пространства пустынь, испытывают постоянный недостаток воды.

Больше всего пресной воды в Южной Америке. Еще более богаты пресной водой крупные острова Океании - Новая Зеландия, Новая Гвинея, Тасмания и др., что обусловлено значительными объемами выпадающих осадков. Меньше всего пресной воды в Австралии.

Единственный материк, на котором вообще нет ни одной постоянной реки, - Антарктида имеет 62% пресных вод Земли в виде льда.

Водные ресурсы Украины и Донбасса Проблема охраны и использования водных ресурсов связана не только с ограниченностью запасов пресной воды, но и с неравномерным ее распределением. Так, в странах СНГ 82% рек сбрасывают воду на север и восток, где находятся малообжитые и недостаточно освоенные районы, а на юге имеется дефицит пресной воды. Среднегодовые потенциальные водные ресурсы Украины составляют 89 км3, или в среднем 1880 м'3/год на человека (в России, например, 30600 м3/год на 1 человека). В засушливые годы водные ресурсы Украины сокращаются на 40% по сравнению со среднегодовыми. Кроме того, они и на территории государства распределены достаточно неравномерно - в юго-западном экономическом районе на 1 человека приходится 1860 м3/год, в Донецко-Приднепровском м3/год, а в южном - всего 384 м3/год воды.

Особое место в Украине занимает Донбасс, где сосредоточены огромные запасы угля, каменной соли, доломитов, огнеупорных глин, мела и других полезных ископаемых.

Здесь расположены мощные предприятия металлургической, топливной, машиностроительной, химической и энергетической промышленности. На сравнительно небольшой территории сосредоточено свыше 300 городов и поселков городского типа. Вода для нашего края поистине драгоценность.

Водные ресурсы Луганского края *представлены 96 реками. По средним показателям водности рек Луганская область занимает 16 место по Украине, т.е является одним из наиболее маловодных регионов.

Самая большая река в Луганской области - река Северский Донец с её притоками, впадающая в реку Дон. Река Северский Донец протекает по Попаснянскому, Славяносербскому, Кременскому, Станично-Луганскому, Новоайдарскому,Краснодонскому и Луганскому территориальным районам.

Правыми притоками Северского Донца являются: Лугань с Белой и Ольховкой, Луганчик, Большая Каменка. Левыми притоками являются: Айдар, Деркул, Красная, Боровая, Евсуг.

Площадь водосбора рек в пределах Луганской области – 61605,4 км2, в том числе Северский Донец в пределах области составляет 24560 км2, Айдар - 4895 км2, Лугань -3716 км2, Деркул -2205 км2, Белая -1008 км2, Красная - 2706 км2, Боровая -1960 км2, Евсуг -1209 км2, Большая Каменка – 1492 км2. Питание рек в основном снеговое, а также за счет редких ливневых дождей.

Основную часть запасов поверхностных вод составляют реки. Все реки области – типично равнинные. По характеру водного режима принадлежат к восточно-европейскому типу. Большинство рек принадлежат к бассейну Северского Донца, который является главной водной артерией области образования Малые составляющие *Слой воды, равномерно распределённый по всей поверхности Земли Примечание. В скобках указаны другие существующие оценки массы Площадь гидросферы и её составляющих на поверхности Земли (млн. км2) Всего: площадь гидросферы (без снежного покрова) 383 млн. км гидросферы Мировой океан образования Малые составляющие гидросферы * Запас пресной воды в гидросфере в % Примечание. В скобках указаны другие оценки запасов пресной воды

КЛЮЧЕВЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Вода имеет три агрегатных состояния, может держаться на поверхности и перемещать предметы, растворять некоторые вещества;

Вся вода постоянно циркулирует;

Несмотря на общее большое количество воды в мире, водные ресурсы распределены по земному шару и по Украине неравномерно.

ЦЕЛИ Ученики должны:

Определить часть водных ресурсов Земли, которые могут быть использованы человеком;

Уметь объяснить схему кругооборота воды в природе;

Объяснить, почему водные ресурсы на Земле и на Украине распределены неравномерно.

ПОДГОТОВКА

2. Учитель должен предварительно сделать копии и подготовить для задачи на уроке:

• Лист 1 – схему кругооборота воды в природе • Лист 2 – контурную карту с административно-территориальным делением Украины.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ

(ответы могут быть такие: из рек, водоемов, подземных источников) 2) Какие явления и/или факторы могут ограничить использование человеком пресной воды?

(варианты ответов: переполняются водоемы и в них нарушаются процессы саморегулирования и самоочищения; загрязнения водоемов, засухи и чрезмерное водопотребление).

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

2. Обсудить:

Какой процент от общих запасов пресной воды составляют запасы соленой воды?

Какая часть запасов пресной воды на Земле является доступной для человека и (ответ – доступная вода составляет примерно 0,1 %, поскольку большая часть запасов пресной воды находится на большой глубине или содержится в айсбергах, ледниках, атмосфере и грунте).

3. Каждый ученик выполняет задание 1. Если необходимо, ученики могут обратиться к справочному материалу.

4. Разделить учеников на пары или небольшие группы для выполнения задания 2. Ученики составляют шкалу среднегодового количества осадков, при этом насыщенность цвета шкалы должна отвечать уровню осадков. Затем они заполняют контурную карту Украины, которая иллюстрирует неравномерность распределения осадков в разных регионах.

5. Ученики строят диаграмму среднегодового количества осадков своей области в сравнении со средней по Украине и делают вывод относительно уровня обеспечения водными ресурсами своей области.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Почему иногда человеку кажется, что пресная вода на Земле в ограниченном количестве?

(ответ – неравномерность осадков в разных регионах страны, откроешь кран – всегда течет вода и т. д.).

2. Что бы было, если бы плотность льда была больше плотности воды?

3. Что бы было, если бы вода была только в жидком и газообразном состояниях?

4. С чем связана неравномерность обеспечения водными ресурсами областей Украины?

(ответ – в первую очередь, с неравномерностью распределения осадков, также с особенностями рельефа, геологии).

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Задание:

Перечислить все Ваши виды деятельности, которые зависят от воды в течение суток.

Появившаяся на Земле в древние времена вода вызвала такое важное явление, как круговорот воды, когда под воздействием солнечного тепла она нагревается и испаряется с поверхности водоёмов. Круговорот – это естественный процесс воспроизводства пресной воды, естественная фабрика дистилляции.

В результате круговорота воды гидросфера стала планетарной транспортной системой, которая перемещает продукты эрозии с вершин к подножью склонов – с суши в океан и другие водоёмы. За многие миллиарды лет в океан вынесено почти 0, кг разрушенных горных пород на каждый килограмм воды.

Ветры, волнения и бури обеспечивают в течение года перемешивание лишь тонкого слоя океана до глубины 100-200 м.

Атмосферная вода всегда пресная, так как она образуется в результате испарения с водной поверхности. Однако воздух всегда содержит заметное количество мельчайших частиц, включая растворимые вещества. Дождевые капли содержат растворимые и нерастворимые частицы.

За одни сутки с поверхности Мирового океана испаряется почти столько же воды, сколько её находится в руслах рек всего мира.

Примерно за 3000 лет вся современная масса гидросферы полностью испаряется.

Процесс «испарение – конденсация – осадки» непродолжителен, в атмосфере вода задерживается в среднем на 8-9 дней.

Основная масса испарившейся воды выпадает на поверхность Мирового океана, не достигнув континентов.

Растения испаряют значительное количество влаги. Так, эвкалипт испаряет до 150 л воды в сутки, а береза – 20 л/сут.

Наибольшее количество осадков – более 1 м – выпадает в тропиках. В районах пустынь и полупустынь менее 0,25 м, в центральных районах Антарктиды – до 0,05 м.

3. Источники пресной воды Информация Поверхностные водные источники На Земле множество источников воды, но не все природные воды могут служить источником водоснабжения населения. Выбор источника водоснабжения населенных мест сложная задача, требующая всестороннего изучения и тщательного анализа водных ресурсов в каждой конкретной местности и особенно характеристик природных вод.

К открытым поверхностным водоемам относятся океаны, моря, озера, реки, болота и водохранилища. Вода морей и океанов не может быть использована в качестве источника водоснабжения без предварительной специальной дорогостоящей обработки, поскольку в ней содержится до 35 кг различных солей в одной тонне воды.

Поэтому для целей водоснабжения населенных мест используют другие источники - реки, озера и водохранилища. В странах СНГ централизованное водоснабжение в объеме около 8 км3/год в основном осуществляется из поверхностных источников — 83%.

Главное значение имеют воды рек и пресных озер.

В зависимости от климатических и погодных условий в той или иной местности водность рек и озер из года в год меняется. Меняется она и в пределах года: в весенний период повышается, а летом и зимой значительно падает. В периоды весенних паводков вода имеет высокую цветность, низкую щелочность, содержит большое количество взвешенных веществ, различных ядохимикатов, бактерий, приобретает привкусы и запахи. При цветении водоемов в летний период вода приобретает самую неожиданную окраску и очень своеобразные запахи - рыбный, травяной, плесневый, огуречный и даже фиалковый.

Речная вода, как правило, содержит небольшое количество минеральных солей и отличается относительно небольшой жесткостью. Все физико-химические свойства речной воды, ее бактериальный и биологический состав зависят от распространенных по водосборной площади веществ и загрязнений. Все поверхностные воды сначала промывают леса и луга, поля и застроенную территорию, а лишь затем попадают в реки. В реках осуществляются процессы самоочищения под воздействием разбавления водой водоема, биологического разложения загрязнений и осаждения наиболее крупных взвесей на дно.

Биологические процессы происходят под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов и простейших, населяющих водоем, с участием растворенного в воде кислорода и солнечного света.

Используемые для водоснабжения озера также характеризуются высокой цветностью и окисляемостью вод, наличием планктона в теплые периоды года, низкой минерализацией и малой жесткостью. Вода озер содержит повышенное количество биогенных веществ, способствующих массовому развитию фитопланктона и летнему цветению, которое обусловливает снижение прозрачности воды, появление характерных запахов и образование дефицита растворенного кислорода.

Искусственные водоемы - водохранилища и речные моря также являются источниками водоснабжения. В мире построены водохранилища с полезным суммарным Конфигурация речной сети на поверхности земли.

А – радиальная центробежная, Б – радиальная центростремительная, В – параллельная, Г – древовидная, Д – ортогональная решетчатая, Е - перистая объемом около 2300 км3. Водохранилища - это водоемы с замедленным водообменом, поэтому для них характерно постепенное ухудшение качества воды.

Запасы пресных вод содержатся также в болотах. Они являются не только хранилищами пресной воды, питающими ручьи и пруды, но и выполняют роль естественного фильтра при очистке загрязненных вод. Болота играют огромную роль в природном равновесии — во время весенних разливов они накапливают влагу и отдают ее в засушливые периоды года. Около 3/4 мировых запасов пресной воды находится в кристаллическом состоянии в виде льдов Арктики и Антарктиды и высокогорных ледников.

Общий объем льда на Земле равен 27 млн.км3, что соответствует 24 млн.км3 воды.

В верхней части земной коры, на разной глубине под почвой, находятся обширные запасы подземных вод. Эти воды местами пропитывают рыхлые или трещиноватые горные породы, образуя водоносные пласты. Большую часть подземных вод в верхних водоносных пластах создают просачивающиеся через почву и грунт атмосферные осадки. Некоторая часть подземных вод может образоваться в результате соединения выделившихся из магмы кислорода и водорода. Такие воды названы ювенильными, впервые вступающими в общий влагооборот земного шара. Достоверных сведений об объеме этих вод в общем балансе влаги на Земле нет.

Общее количество пресных подземных вод, заключенных в земной коре, подсчитать трудно, однако исследователями установлено, что их на земном шаре гораздо больше, чем поверхностных. К естественным запасам подземных вод обычно относят объем свободной, химически не связанной воды, движущейся главным образом под влиянием силы тяжести в порах и трещинах горных пород. В земной коре, до глубины 2000 м, всего 23, млн.км3 соленых и пресных подземных вод. Пресные воды, как правило, залегают до глубины 150 - 200 м, ниже они переходят в солоноватые воды и рассолы. По расчетам гидрогеологов до глубины 200 м объем пресных подземных вод составляет от 10,5 до 12 млн.

км3, что более чем в 100 раз превышает объем пресных поверхностных вод.

Подземные воды отличаются высокой степенью минерализации. Однако минерализация их зависит от условий залегания, питания и разгрузки водоносных слоев.

Если подземные воды залегают выше уреза воды в реках и стекают в эти реки, то эти воды пресные. Если же они находятся ниже уровня речных долин и залегают в мелкозернистых или глинистых песках, они обычно более минерализованные. Бывают случаи, когда нижние водоносные пласты обладают большей водопроницаемостью, чем залегающие выше, тогда и вода там более пресная по сравнению с водой вышележащих горизонтов. Подземным водам присущи постоянство температуры (5... 12°С), отсутствие мутности и цветности, высокая санитарная надежность. Чем глубже водоносный слой и чем он лучше перекрыт сверху водонепроницаемыми пластами, тем чище его вода, лучше ее физические свойства, ниже температура, меньше в ней бактерий, которые в чистых грунтовых водах могут отсутствовать, хотя возможность загрязнения и этих вод в принципе не исключена. С гигиенической точки зрения подземные источники считаются лучшими источниками питьевого водоснабжения.

А – верховодка; Б – грунтовые воды, образующие зону активного водообмена; В – безнапорные межпластовые воды; Г – напорные подземные воды; 1 – проницаемые и 2 – непроницаемые породы – водоупоры; 3 – буровые скважины и уровни вод в ней, одна из них – артезианская – фонтанирует; 4 – уровни воды: а – свободный (у грунтовых вод) и б – напорный Реки твоей малой Родины - Донбасса Густота речной сети в Донбассе невелика. Если в среднем по Украине на один квадратный километр площади приходится 0,25 километра рек, то в бассейне Северского Донца - 0,15 километра. Все реки равнинные, степные. Нрав у них спокойный, сдержанный.

Основным поставщиком воды, пополняющим реки, озёра и подземные источники, являются атмосферные осадки. Количество выпадающих на сушу осадков зависит от удалённости территории от океана. В средних широтах, где расположен Донбасс, осадков выпадает всего от 400 до 500 миллиметров.

Климат нашего края считается полусухим. Основная масса осадков приходится на период с апреля по ноябрь, с максимумом в июне-июле. Летом бывают кратковременные ливневые дожди. Зимой выпадает всего 25 - 30% осадков от суммы годовых, именно они являются основными источниками пополнения запасов грунтовых вод и искусственных водохранилищ. Мешают накоплению воды в Донбассе сильные, преимущественно восточные ветры - суховеи, продолжительность которых в отдельные годы достигает дней. В среднем за год на территории Донецкой и Луганской областей поступает с осадками 21,28 - 26,60 кубических километров воды, значительная часть их испаряется, особенно с поверхностей водоёмов - от 650 до 950 миллиметров воды в год.

Северский Донец - главная река нашего края, давшая ему название и играющая важную роль в его экономике. Название реки составлено из двух слов. Донец - от слова «дон» из языка скифов и аланов, означающего - текущая вода, река. Донец - это небольшой Дон. Северский потому, что берёт своё начало там, где в древней Руси было удельное Северское княжество.

Характеристика реки: длина от истока до впадения в Дон 1053 километра, в пределах Донбасса - 370 км; ширина в среднем течении 60-110 метров; средняя глубина 1,5м, на плёсах — 3-4 м, в омутах и ямах — 6-8 м, на перекатах - 0,7 - 1 метр. Падение реки всего 0,18 метра на километр, что типично для равнинных рек с медленным течением.

Питание - в основном от талых вод. Северский Донец протекает по Белгородской, Харьковской, Донецкой, Луганской и Ростовской областям.

В пос. Белогоровка Луганской области построен пусковой комплекс Западной фильтровальной станции, в 1992 году введена в эксплуатацию вторая очередь Источником водоснабжения ЗФС является река Северский Донец (с.Старый Караван Донецкой обл.) и пгт. Белогороавка Луганской обл.) Река Айдар — один из самых крупных притоков Северского Донца, берёт начало в Белгородской области. Название происходит от татарских слов «аи» - белая и «дар» - река.

Длина Айдара 264 километра, площадь бассейна 7420 квадратных километров. Долина реки широкая, живописная, покрыта лесами. В отдельных местах к самой воде подходят меловые обнажения. В Айдар впадают более 60 рек общей протяжённостью 850 километров. Самые значительные из них - Лозовая, Белая, Лозная, Серебрянка, Белая Каменка и Студёнка.

Питают реку многочисленные родники, расположенные главным образом у подножия высокого правого берега.

Река Лугань берёт начало северо-восточнее Горловки и впадает в Северский Донец возле Станично-Луганского, её длина 198 километров. Вода собирается с площади 3740 квадратных километров, а приносят её 218 рек общей протяжённостью километров. Главные притоки - Лозовая, Скелевая, Картомыш, Санжаровка, Ломоватка, Камышеваха, Ореховая, Белая, Ольховая. Название речек исходит от лугов, которые в былые времена были очень обширными и богатыми в пойме этой реки. На реке Лугань сооружено три крупнейших водохранилища - Луганское, площадью 220 гектаров с полезным объёмом 8,6 миллиона кубометров, Мироновское, площадью 480 гектаров с полезным объёмом 20, миллиона кубометров и Углегорское водохранилище с площадью зеркала 1500 гектаров и объёмом 163 миллиона кубометров. На реке Белой построено Исаковское водохранилище площадью 300 гектаров и объёмом воды 20,4 миллиона кубометров, а на реке Ольховой Елизаветское водохранилище площадью 140 гектаров и объёмом 6,9 миллиона кубометров.

Река Деркул - левый приток Северского Донца в Луганской области, она служит естественной границей между Украиной и Россией. Название реки от тюркских слов «дере» долина и «куль» - озеро, то есть «долина озёр». Второе толкование названия от слов «дар» яр, долина, теснина, ущелье и «кул» - водоём, речка - река, протекающая в теснине. И действительно, в верховье реки, во многих местах с запада, к ней подходят меловые возвышенности, буквально тесня её.

Длина Деркула 165 километров, площадь бассейна - 5180 квадратных километров. Главные притоки - Белая, Лозная, Бишкань, Чугина, Полная.

Река Красная названа так потому, что в обнажениях на её правом берегу есть выходы красных и жёлтых глин, её длина 124 километра, площадь бассейна квадратных километров. В неё впадают 16 речек общей протяжённостью 295 километров, наиболее крупные из которых Гнилая, Дуванка, Кобылка и Мечётная - обычные степные речки.

По северным районам Луганской области – Сватовскому, Старобельскому, Марковскому, Беловодскому, Белолуцкому, Троицкому районам протекают реки, которые несут свои воды к Северскому Донцу.

На севере Луганской области берёт начало река Евсуг в Старобельском районе, р.Белая в в Новопсковском районе, р.Боровая в Сватовском.

Река Евсуг проходит в Беловодском, Новоайдарском и Станично-Луганском районах, левый приток Северского Донца. Длина 82 км, площадь бассейна 1190 км2, Свое начало река берет на юге села Евсуг на склонах Среднеросшской возвышенности. Ширина реки до 2,5 м., в середине до 8 м.

В южной части области по Антрацитовскому региону протекает р. Миус. Миус – река, расположенная на территории Украины (Луганская и Донецкая области) и России (Матвеево-Курганский и Неклиновский районы Ростовской области) и впадающая в Миусский лиман Таганрогского залива (Азовское море). Среди рек, непосредственно впадающих в Азовское море, она наиболее крупная. Длина Миуса 258 км, площадь бассейна 6680 км. Река берет начало на склонах Донецкого кряжа. Долина Миуса в верховьях имеет V-образную форму, ширина которой варьируется от 0,2 до 1,2 км; ниже по течению, в пределах степной зоны она расширяется до 5 — 6 км. Заводи в верховьях на отдельных участках отсутствуют, в среднем и нижнем течении реки их ширина составляет до 800 м;

берега покрыты луговой растительностью и кустарником. Русло извилисто и имеет ширину 15 - 25 (в низовьях — до 45м). Глубина реки на плёсах до 6 м, на перекатах уменьшается до 0,5 м.

В бассейне Миуса существует несколько небольших водохранилищ, используемых для водоснабжения промышленности, гидроэнергетики и мелиорации. На берегах реки и водохранилищ располагаются рекреационные объекты Основные притоки: Глухая, Крынка (правые), Крепенькая, Нагольная (левые).

Имеются небольшие речки притоков рек Нагольная и Миус, а также искусственно созданные водоемы прудов и подземные озера. В 1877 году на отдых к отставному хорунжему Кравцову в Рогозину балку приезжал русский писатель Антон Чехов, назвавший эти места «Донской Швейцарией».

Река Баглай малая река в Старобельском и Сватовском районах Луганской области и является левым притоком реки Боровой. Исток реки находиться на территории с.

Светлое Старобельского района, отсюда река течет с северо-востока на юго-запад, на территорию Сватовского района. Река Баглай впадает в реку Боровая в районе населенного пункта Мостки Сватовского района. В описании Воронежского наместничества в 1785 году имеются сведения о реке Баглай: «…истекающие через Купенскую округу в Харьковское наместничество речки: …Жеребец и Красная, в неё впадают из вершин в сем уезде речки ж:

Кобылка, Дуванка, Гнилая, Нагольная, Харина, Боровенка, Большой Боровик, в неё втекает Мокрой Боглай, … и все оные по Купенскому уезду протекают:.. Боровенка на 17, Большой Боровик на 28, Мокрой Боглай на 7… верст».

В 1900 году опубликованы результаты исследования реки Боровой. В геологическом отношении, в частности, территория по которой протекает река Баглай обнажает грязный мел (не более 1,5 метра) который кверху сменяется зеленоватым песком, а затем плотною глинисто-песчаною породою, светло-зеленоватого цвета до 3 метров.

В настоящее время река Баглай представляет собой заросший полностью лугово-болотной растительностью ручей, сквозь заросли которого с большим трудом пробивается водный поток. Ширина его составляет около 1 метра, глубина – 30-40 см. Русло реки заросло камышом, вербой, лозой и другой растительностью.

Река Большая Каменка берет начало с Донецкого кряжа и впадает в р.

Северский Донец. Б.Каменка имеет протяженность реки 118 км., площадь бассейна 1492 км в пределах Луганской области. Почвы плодородные, главным образом черноземные. Ширина поймы достигает 300-600 м, а русла от 3 до 12 м.

Подземные источники Луганской области Водозаборы подземных вод, эксплуатирующиеся предприятием находятся на территории Луганской области. Водозаборные сооружения расположены в низменностях основных рек: Северский Донец и его притоков, Лугань и ее притоков, Деркул. Они расположены на участках подземных месторождений и эксплуатируют подземные воды трещиноватой зоны верхнемелового водоносного горизонта. В геологическом строении площади принимают участие отложения каменноугольной, меловой, палеогена, неогеновой и четвертиной систем. Непосредственно геологический разрез территорий размещения водозаборной площадки представлен каменноугольным, верхнемеловым и четвертными отложениями. Подземные воды вмещаются во всех этих отложениях. Водоносные горизонты верхнемеловых и четвертинах отложений находятся в зоне активного водообмена.

Верхнемеловой водоносный горизонт, который эксплуатируется водозаборами предприятия, залегает в среднем по области в интервале глубин от 15-25 м до 40 м и ниже.

Водоносными породами являются трещиноватые мергели. В основной массе водоносные горизонты напорные. Средний статический уровень в период разведки находился на абсолютных отметках от +20 до +34 м.

Запасы подземных вод по водозаборам предприятия утверждены ДКЗ СССР.

Областью питания водоносных горизонтов служит вся водосборная площадь участка месторождения. Воды меловых отложений формируются в зоне активного водообмена.

Главную роль в их формирования играют климатические факторы. Характер трещиноватости верхнемеловых отложений трещинно-карстовой зоны носит анизотропный характер. На некоторых водозаборах, трещиноватая зона верхнемеловых отложений аккумулируют основные запасы пресных подземных вод, обеспечивающих хозяйственно-питьевое водоснабжение населения.

В вертикальном разрезе мергельно-меловая толща делится на подзоны сверху вниз:

подзона заиливания и кальматации, образована в верхней части отложений в результате суффозионных процессов. Литологически представлена вязким, местами рыхлым мергелем. Мощность ее изменяется от 5,0 до 14,0 м;

подзона максимальной трещиноватости, представлена крепким трещиноватым мергелем, местами окремненным. Мощность изменяется от 12,0 до 35,0 м. Здесь заключены основные запасы подземных вод. На водозаборах они распространяются до глубины 45- м от поверхности земли;

подзона затухающей трещиноватости, представлена слабо трещиноватым мергелем на глубину 50-60 м, ниже переходит в монолитную практически безводную толщу.

Питание водоносного горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков. На водозаборной площади водоносный горизонт трещиноватой зоны верхнемеловых отложений имеет прямую гидравлическую связь с аллювиальным водоносным горизонтом, который по данным режимной сети «Восток ГРГП» в окрестностях водозаборных площадок является не осушенным, т.е. не истощен. Подземные воды пресные.

На водозаборах смешанного состава с преобладанием гидрокарбонатов минерализация составляет 557 мг/дм3, общая жесткость – 5,3 мг-моль/дм3. По физическим и органолептическим свойствам вода бесцветная, без запаха, прозрачная. В санитарнобактериологическом отношении вода здоровая.

Содержание вредных для организма человека компонентов не превышает предельно-допустимых норм. В пределах водосборной площадки водоносные горизонты перекрыты водоносными породами песками и супесями.

КЛЮЧЕВЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Подземные воды возникают путем просачивания осадков в глубину земли и задерживаются под землей в порах в промежутках между частицами грунта и породы.

Проницаемость и способность воды двигаться в подземных слоях зависят от пористости геологической породы;

На Украине основная часть воды для использования отбирается с поверхностных источников (9095%). Основными источниками являются реки: Днепр, Днестр, Южный и Западный Буг и Северский Донец;

Выбор источников централизованного водоснабжения на Украине связан с определенными факторами: наличие запасов поверхностных и/или подземных вод;

доступность; экономическая целесообразность разработки и качество воды.

ЦЕЛИ Ученики должны:

Знать основные реки Украины и Донбасса и объяснить, почему большинство из них Объяснить понятие водосборного бассейна и как определить его границы;

Объяснить, откуда возникают подземные воды. Как, почему и где на Украине подземные воды являются важным источником обеспечения водой;

Знать, чем обуславливается выбор источников централизованного водоснабжения;

Объяснить, почему водные ресурсы на Земле и на Украине распределены

ПОДГОТОВКА

2. Учитель должен предварительно сделать копии и подготовить для раздачи на уроке:

• Лист 1 – контурную карту Украины с нанесенной гидрографической основой;

• Лист 2 – контурную карту с административно-территориальным делением • Учитель должен подготовить для эксперимента о проникании воды через вещества пластиковые 2-литровые бутылки. Срезать дно у всех бутылок до одинакового уровня (на 3-4 см). Подготовить двухслойный фильтр: на низ бутылки необходимо будет положить губку из лески или волокнистую губку, а сверху – ткань. Этот фильтр должен занимать конусную часть бутылки. Подготовить сухие материалы, проникание воды через которые будет исследоваться: камешки, песок и глину так, чтобы слои материала в бутылке были на одном уровне (изучается фильтрующая способность разных материалов).

ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ

Какую, по вашему мнению, роль играют болота?

Качество какой воды является лучшим – поверхностной или подземной?

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

2. Провести эксперимент. Разделить класс на три группы, каждой группе дать пластиковую бутылку. Каждая группа будет исследовать проницаемость одного из трех предложенных материалов: а) маленьких камешков; б) песка; в) глины (суглинка).

Ученики в каждой группе складывают в подготовленную бутылку (с фильтром) слой своего исследуемого материала. Затем заливают в бутылку количество воды до одинакового уровня (например, оставляя 3 см до поверхности бутылки), измеряют ее объем. После этого наблюдают, за сколько минут (секунд) вода просочится через исследуемую породу, измеряя объем воды, которая прошла через породу и определяют:

Скорость, с которой вода прошла через породу (объем воды, которая прошла, разделить на время, за которое это произошло);

Объем воды, которая останется в порах породы (объем воды, которую влили в бутылку, минус объём воды, которая прошла через породу) – способность Таким образом, ученики делают вывод относительно проницаемости разных пород, их способности выполнять функцию водоносного горизонта, задерживать и отдавать воду.

3. Обсудить систему подземных вод. Выяснить с учениками следующие вопросы:

Как происходит формирование безнапорных вод и что такое зеркало воды?

(ответ – осадки просачиваются в глубину пород, сохраняются выше непроницаемой горной породы и создают безнапорные воды. Верхняя граница водоносного горизонта – зеркало воды).

Как формируются напорные воды?

(ответ – между двумя водонепроницаемыми слоями и находятся под повышенным гидростатическим давлением).

В чем разница между областями питания напорных и безнапорных вод?

(ответ – пополнение водоносных горизонтов происходит за счет атмосферных осадков, которые просачиваются сквозь грунт и горные породы. Область питания напорных вод может находиться за сотни километров от места отбора воды, в отличие от области питания безнапорных вод, которая находится там, где и сами Как связаны между собой подземные и поверхностные воды?

(ответ – хотя процесс движения подземных вод осуществляется достаточно медленно (десятки и сотни лет), но они в итоге пополняют поверхностные воды).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

2. Какие водосборные бассейны Украины вы знаете? Как определить границу водосборного бассейна?

3. От каких факторов зависит годовой объем поверхностного стока?

4. Откуда могут пополняться подземные воды?

5. Где на Украине наибольшие запасы подземных вод?

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Всего 10 тысяч лет назад в Западной Сибири существовали огромные пресноводные бассейны, сток из которых шел на юг, так как путь на север преграждал ледник.

Около 2 млн. лет назад Северную Африку с востока на Запад пересекала крупная река длиной более 4500 км. В дальнейшем часть воды этой реки перехватил Нил.

Наименьшее количество воды на поверхности Земли находится в реках. Большая часть рек – это средние, малые и совсем небольшие речушки и ручьи, длина которых может измеряться метрами.

Речные воды обычно пресные, средняя минерализация их равна 90 мг/л.

Реки могут пересыхать во время сильных засух и перемерзать во время сильных морозов.

Реки могут исчезать под землёй и появляться вновь.

Если взглянуть на Землю с большой высоты, то можно заметить участки, где истоки рек подходят очень близко друг к другу и от которых реки текут в разные стороны.

Реки обычно текут по тектонически унаследованным понижениям рельефа. Они нередко меняют направления течения, создают новые русла, иногда реки меняют место своего впадения в океан.

На каждый квадратный километр территории приходится в среднем 180 м рек.

Ручейки речки и реки образуют речные системы, похожие на огромные деревья, где главная река – это ствол, а самые тонкие веточки – ручейки.

Территория, с которой река собирает воду, называется водосборным бассейном.

Наиболее широко используются речные воды, запас воды в которых постоянно возобновляется – примерно каждые две недели.

Из пресного озера нельзя брать воды больше, чем из него вытекает, иначе озеро прекратит своё существование.

Болота представляют собой одну из составляющих гидросферы, промежуточную между озерами и подземными водами, с особым подбором растительности, приспособленной к избыточному увлажнению и недостатку кислорода в воде.

Подземные воды связывают в единую систему все составляющие гидросферы и создают непрерывность этой важнейшей оболочки нашей планеты.

Подземные воды образуют разнообразные водоносные системы – это пористый или трещиноватый пласт, заполненный водой и залегающий на водоупорном слое между двумя водоупорными слоями.

Среднее время задержки воды в активной зоне подземных вод составляет около 300 лет.

При использовании подземных вод наблюдается оседание поверхности земли на 2-3 м изза уплотнения осушенных пористых пластов.

Подземные источники деградируют из-за того, что воды откачивается гораздо больше, чем успевают пополняться запасы подземных резервуаров.

4. Водозаборные сооружения Информационный материал.

Забор воды из поверхностных источников водоснабжения работают непрерывно в течение всего года и, как правило, не допускают перерывов в подаче воды.

Водозаборы имеют широкую классификацию:

по виду водоисточника - речные, водохранилищные, из каналов и озерные;

по назначению - хозяйственно-питьевые и производственные;

по производительности - малой (меньше 1 м3/с); средней (от 1 до 6 м3/с); большой по компоновке основных элементов - совмещенные и раздельные;

по месту расположения водоприемника - береговые и русловые.

Все перечисленные водозаборы должны обеспечивать определенную надежность подачи воды потребителям в зависимости от их требований, и могут отличаться друг от друга конструктивными особенностями, способами приема воды из источника, сроком эксплуатации, некоторые водозаборы могут быть подвижными.

В связи с высокими требованиями к надежности водозаборов отдельные их сооружения разделяют на основные, даже частичное разрушение которых недопустимо (водоприемные устройства, насосные станции) и второстепенные, частичное разрушение которых существенно не отражается на работе комплекса в целом. Бесперебойность забора воды должна быть обеспечена при самых неблагоприятных гидрологических, гидравлических, термоледовых условиях и их сочетаниях. Водозаборные сооружения должны быть простыми; удобными в эксплуатации и дешевыми; прочными, долговечными и устойчивыми.

Наибольшее распространение получили две схемы водозабора, которые отличаются между собой расположением водоприемника относительно берега:

берегового типа, у которых водоприемник располагается на берегу, а его водоприемные отверстия всегда доступны для обслуживания;

руслового типа, водоприемники которых затоплены и удалены от берега, а их водоприемные отверстия в отдельные периоды года являются практически недоступными.

Для защиты молоди рыбы от попадания в водозаборные сооружения и затем в насосы у водоприемных отверстий размещают рыбозащитные устройства различной конструкции и принципов действия.

метеорологических, гидрогеологических, биохимических и механических факторов.

Метеорологические факторы вызывают образование донного льда, препятствующего поступлению воды в водоприемные отверстия, а также перемерзание и пересыхание источников, снежные лавины, селевые явления, половодья и паводки.

При естественном режиме реки наблюдается неравномерность распределения стока по сезонам года, которая зависит от площади водосбора, рельефа, растительного покрова, грунтов, соотношения между питанием и испарением вод. Изменение уровня воды в источнике поверхностных вод может вывести водозаборные сооружения из строя, например, из-за затопления насосных сооружений. При этом может резко увеличиться содержание в воде взвешенных частиц, которые нарушат нормальное поступление воды к всасывающим отверстиям насосов. При снижении уровня воды может уменьшиться или даже прекратиться поступление воды к насосам.

Гидрогеологические факторы связаны с перемещением отложений, снижением устойчивости берегов, с поступлением сточных вод. Иссякаемость водоисточника при отборе воды из горных рек наблюдается при значительных объемах перемещаемого плавника, галечниково-валунных отложений, которые уносят селевые потоки и паводковые воды, возникающие после ливней или при таянии снегов. Перемещаемые наносы могут изменять русла рек.

К биохимическим осложняющим факторам относят фитопланктон, микроорганизмы, бактерии, рыбу и водоплавающих животных.

Осложняющими факторами механического происхождения являются судоходство, лесосплав, строительные механизмы, деформация грунта, наличие наносов, сора и др.

Забор воды из подземных источников Подземные воды как источник водоснабжения могут быть приняты для хозяйственно-питьевого, производственного водоснабжения или орошения сельскохозяйственных угодий, если их использование для указанных целей наиболее Ситуационный план подземного водозабора хорошо фильтрующие породы с границами поясов зоны санитарной охраны вследствие накопления на по простиранию пласта водоупорной породы; эти воды сильно загрязнены, имеют малый дебит и пересыхают в жаркое время года;

грунтовые воды - образуются аналогично верховодке, но на более протяженном водоупоре, однако и они имеют низкие санитарные качества; мощность их водоносных горизонтов достигает 1 м в верховьях рек и 10 м - в нижнем течении;

подрусловые (инфильтрационные) воды - имеют качество грунтовых вод и являются промежуточными между подземными и поверхностными водами, это частично очищенные естественным путем воды;

межпластовые воды - делятся на напорные и ненапорные, они находятся между двумя пластами водоупора и считаются самыми лучшими для питьевого водоснабжения, поскольку защищены от загрязнений; мощность межпластовых горизонтов может составлять от 2 до 100 м;

родники (ключи) - разновидность межпластовых вод, выходящих на поверхность земли, как правило, на склонах; являются прекрасным водоисточником, но имеют ограниченный дебит и используются для небольших потребителей.

Совокупность межпластовых вод представляет собой артезианские бассейны.

Для Донбасса является важным Днепровско-Донской артезианский бассейн, простирающийся от Смоленска на севере до Днепропетровска на юге и от Киева на западе до Донбасса на востоке, его площадь составляет 35000 км3. Область питания этого бассейна места выхода водоносных пластов на поверхность - находится на полосе Могилев - Орша Брянск - Курск.

Особым видом подземных вод являются шахтные воды, которые откачиваются на земную поверхность системами шахтного водоотлива и загрязнены взвешенными веществами, органическими веществами и микроорганизмами. Большинство из них сильно минерализованы.

Различают запасы и ресурсы подземных вод. Запасы - количество воды, которое находится в данном слое (бассейне). Ресурсы оцениваются с учетом возобновления при общем круговороте воды в природе. Естественные (вековые, геологические) запасы воды - это общее ее количество в водоносном пласте. Эксплуатационные запасы - это количество воды, которое может добываться в единицу времени из водоносного горизонта при проектном (разрешенном) понижении уровня.

Естественные ресурсы - это величина питания подземных вод за счет инфильтрации атмосферных осадков, речного стока, перетекания из других горизонтов.

Для отбора подземных вод из водоносного пласта применяются:

скважины, шахтные колодцы, горизонтальные линейные открытые или закрытые дрены, галереи, штольни (горизонтальные водозаборы), горизонтальные скважины-лучи (лучевые водозаборы);

комбинированные водозаборы (горизонтальные дрены, галереи, штольни, шахтные колодцы с вертикальными скважинами);

каптаж источников (родников).

Скважины - самые распространенные из подземных водоприемников. Они применяются для приема воды с глубины 10... 1000 метров при мощности водоносных пластов не менее 5 м. Устраивают скважины методом бурения. В скважинах оборудуют фильтры разных конструкций, которые предотвращают обрушение водоносного горизонта и вынос частиц водоносного слоя с водой.

Шахтные колодцы применяются для забора воды из мощных пластов при глубине залегания водоносного горизонта до 20...40 м. Прием воды может осуществляться через дно или боковой поверхностью. Ствол колодца может изготавливаться из камня, кирпича, железобетона. Подъем воды осуществляется бадьями и воротом; ручными, а также поршневыми или центробежными насосами.

Лучевые водозаборы - применяются для приема воды из маломощных водоносных слоев при глубине до 20 м, а также для забора подрусловых вод. Представляют собой колодцы диаметром от 3 до 6 м, сквозь стены которых пропущены в водоносные слои горизонтальные трубы с перфорированными стенками, называемые дренами-лучами. Лучи могут располагаться в одном или нескольких водоносных слоях (многоярусные лучи).

Горизонтальные водозаборы — могут быть трубчатыми, в виде протяженных галерей или штолен. Трубчатые водозаборы устраиваются путем укладки в открытых траншеях дренажных труб (с многочисленными дырчатыми или щелевыми отверстиями в стенках труб для пропуска вовнутрь воды) для получения подземных вод из первого от дневной поверхности безнапорного водоносного горизонта, имеющего подошву на глубине до 8 м. Водозаборы в виде галерей или штолен представляют собой встроенные в водоносные горизонты железобетонные трубчатого типа конструкции (круглого или прямоугольного сечения), в стенах которых предусмотрены водопропускные отверстия.

Каптажи источников (родников) - устраиваются в местах выклинивания (выхода на дневную поверхность) водоносных горизонтов на склонах гор, оврагов, балок в виде камер. Восходящие ключи принимаются через днище камеры, а нисходящие - боковой поверхностью. В обоих случаях устраивается обратный фильтр из щебня или гравия для предотвращения выноса частиц из водоносного слоя с забираемой водой.

ЦЕЛИ Ученики должны:

Знать источники водоснабжения своего города (поселка, села) и его основные характеристики;

Знать, какие факторы могут повлиять на качество воды в источнике;

Знать, как качество воды в источнике влияет на схему ее последующей подготовки к использованию;

Обсудить, что делает городской водоканал для обеспечения потребителей водой в нужном количестве.

ПОДГОТОВКА

ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ

2. Какое качество воды в используемом источнике?

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

2. Начертить схему водозабора и описать функции каждого из его сооружений.

Тончайшая в масштабах Земли плёнка воды на её поверхности оказывает огромное воздействие на температурный режим планеты. За всю её история гидросфера никогда не кипела и не испарялась полностью, а также никогда полностью не замерзала.

От поверхности океана отражается лишь 8% солнечной радиации, он является накопителем солнечной энергии на планете.

Средняя температура поверхности океана равняется 17,8 оС, самая «горячая»

поверхность – у Тихого океана (+19,4 оС), а самая холодная – подо льдом Северного Ледовитого океана (-0,75 оС).

Температура поверхности Мирового океана в среднем примерно на 3,6 оС выше, чем температура воздуха у поверхности Земли.

За счёт выноса в океан водными потоками суша теряет ежегодно 10 – 12 км3 горной породы и почвы.

5. Использование воды Информационный материал использования часто ухудшается. Водопотребление применяется в промышленности, сельском хозяйстве, а также при хозяйственно-бытовом водоснабжении населения. Часть изъятой воды возвращается после использования в гидрографическую сеть, часть воды для данного водоисточника исчезает, входя в состав выпускаемой продукции, или испаряется и переносится в другие водоемы. Строгую границу между водопользованием и водопотреблением часто провести трудно, но отличия, как видно, имеются. Вода, которая изымается из водных объектов, включая безвозвратные потери, называется полным водопотреблением.

В период с 1900 до 2000 гг. использование воды в мире возросло практически в 10 раз, хотя население выросло всего в 4 раза. Это связано с развитием новых водоемких производств. За это время был обеспечен более широкий доступ к запасам пресных вод за счет развития гидроузлов на реках, строительства каналов и водохранилищ, увеличилось потребление воды из подземных источников. Одновременно возрастал уровень загрязнения поверхностных водоисточников, разрушались водно-болотные и лесные экосистемы. За счет интенсивного использования подземных вод происходило проседание земной поверхности.

Водопотребление в разных странах значительно отличается в зависимости от водообеспеченности, уровня технологического развития, степени благоустройства жилья, общего качества жизни, традиций. Высокий уровень водопотребления характерен для развитых стран при наличии мощных источников воды.

Мировая практика использования воды В мировой практике выделяются четыре основных потребителя воды городское и сельское население; промышленные предприятия, включая теплоэнергетические установки; сельское хозяйство и водохранилища.

Население. В оборудованных водопроводом и канализацией городах водопотребление в настоящее время сильно колеблется, оно значительно выше, чем в сельской местности. В современных крупнейших городах мира население потребляет 300литров в сутки на человека, сюда входят и затраты воды на городское хозяйство (поливка и мытье улиц, городской транспорт и др.). В сельской местности даже в высокоразвитых странах водопотребление не превышает 100-120 литров в сутки, а в слаборазвитых странах и того меньше - 20-30 л в сутки.

Снабжение населения водой составляет самую меньшую часть мировой затраты воды - всего 147 км3 (или 5% общих затрат), в том числе 25 км3 приходится на безвозвратные потери. Большая часть забранной для нужд населения воды после использования снова возвращается в гидрографическую сеть, но в крайне загрязненном состоянии.

Промышленность и теплоэнергетика. Вода используется практически во всех отраслях промышленности. Она используется в производственных процессах как растворитель, теплоноситель (пар, горячая вода) и охладитель. В зависимости от уровня технологии водопотребление одной и той же отрасли производства колеблется в довольно значительных пределах. Бурное развитие промышленности сопровождалось возрастающим водопотреблением с одновременным загрязнением природных вод промышленными отходами. Это стало одной из причин нехватки пресной воды на земном шаре.

Промышленность в целом занимает второе место по общим затратам воды (после сельского хозяйства), которые составляют более 600 км3 в год.

На различных предприятиях расходы воды для технологических нужд отличаются большим разнообразием. Так, на металлургических предприятиях, например, на производство 1 т чугуна расходуется от 20 до 50 т воды; на производство 1 т стали — 150 т воды; на производство 1 т проката -10-15 т воды. На изготовление 1 т бумаги требуется 250 т воды; 1т целлюлозы - 400-500 т воды; 1 т вискозного шелка - 1000-1100 т воды; 1 т искусственного волокна - 2-3 тыс. т воды; на 1 т хлопчатобумажных тканей — 300-1100 т воды. Не отстает и пищевая промышленность: при убое и разделке туш расходуется 0,5 т воды на 1 голову убойного скота; на мытье тары и посуды на молочных фермах на 1 т молока затрачивается 5 т воды; на сахарных заводах на 1 т продукции расходуется 100 т воды. Для тепловых электростанций на 1 млн. кВт мощности необходимо 1,2-1,6 км3 воды, на атомных электростанциях воды требуется в 1,5-2 раза больше.

Сельское хозяйство. Основные затраты воды в сельском хозяйстве связаны с орошением земель. В мире орошается свыше 230 млн. га, из них почти 75% в Азии.

Количество воды, затрачиваемой на полив 1 га посевов, зависит от климата, почв и других физико-географических условий, состава сельскохозяйственных культур, способов полива.

В европейских странах на орошение 1 га затрачивается 4-6 тыс.м3 воды, в США и Мексике - 7,5 - 8,5 тыс. м3, в Индии и Индонезии - 9-10 тыс. м3, в странах СНГ - 12,5 тыс.

м3, последние высокие затраты связаны с широким использованием крупных оросительных каналов, в которых значительны потери воды.

Расход воды на сельское хозяйство занимает среди всех видов использования вод первое место и превышает 2000 км3 в год - 70% мирового потребления, из них свыше 1500 км3 составляет безвозвратное водопотребление.

Водохранилища. Еще один вид потерь воды в результате использования природных вод человеком - испарение с поверхности водохранилищ. Общая площадь зеркала водохранилищ в мире оценивается в 300-400 тыс. км2, их поверхность испаряет воды больше, чем поверхность суши, которая была затоплена при их создании. Общий объем потерь воды на дополнительное испарение из водохранилищ превышает 100 км3 в год.

Всего на четыре основных вида потребления воды человечество тратит почти 3000 км пресной воды в год, около 7% годового стока рек мира.

Использование воды в Украине и Донбассе В Украине основными потребителями воды являются промышленность, сельское и коммунальное хозяйства. В последнее время наблюдается снижение водопотребления в сельском хозяйстве для орошения и увеличивается водопотребление коммунального хозяйства при общей тенденции уменьшения расходов воды на все нужды.

Это связано в первую очередь со спадом промышленного производства, который наблюдается в последние годы. Сельское хозяйство пока остается наибольшим потребителем воды.

энергетическая, металлургическая, химическая, нефтехимическая и пищевая отрасли.

Тепловая и атомная энергетика использует 64% общего расхода воды, используемой промышленностью, - в основном для охлаждения оборудования. Технологические расходы металлургии составляют 15%, химических и нефтехимических предприятий - 5%, пищевой промышленности - 4% воды, причем в этом случае она в большинстве своем входит в состав пищевой продукции. Большинство предприятий всех отраслей промышленности Украины используют воду неэффективно, что вызвано износом оборудования и устаревшими технологиями производства. Расходы воды у нас превышают аналогичные расходы в промышленности развитых стран в 2-3 раза.

Для орошения используется больше 60% общего объема воды, расходуемой сельским хозяйством, всего на 10% общей территории Украины - в южных областях и лесостепной зоне (Республика Крым, Николаевская, Одесская и Днепропетровская области).

Одним из важнейших потребителей является коммунальное хозяйство, общие затраты воды в котором составляют более 30%. Однако в большинстве населенных мест вода используется нерационально. Из-за значительной изношенности водопроводных сетей непроизводительные потери воды превышают 30%, достигая в отдельных городах 40-50%.

Крупнейшим потребителем воды в Украине является Луганская область. В настоящее время ООО «Лугансквода» в круглосуточном беспрерывном режиме оказывает услуги водоснабжения 85% населенным пунктам Луганской области, а именно 1,05 млн.

потребителям и 3,00 тыс. предприятиям области в 26 городах, 66 поселков городского типа, 81 сельских населенных пунктах..

Среднесуточная добыча питьевой воды, соответствующей ГОСТу 2874- «Вода питьевая», подразделениями ООО «Лугансквода» составляет порядка 550 тыс.

м3/сутки. Из них 80% добывается из подземных водозаборов расположенных в бассейне р.Северский Донец и его притоков, что обусловлено техногенным фактором загрязнения окружающей среды Донбасса, 20% из открытых источников р. Северский Донец, Яновского и Елизаветинского водохранилищ.

Объем подаваемой воды составляет до 69442 тыс.м3. Из общего количества реализуемой воды население получает 40153 тыс. м3. Часть реализуемой воды в объеме 11630 тыс. м3 отпускается другим горводоканалам Луганской области.

КЛЮЧЕВЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Использование воды на душу населения в разных странах значительно отличается, в зависимости от водообеспечения, уровня технологического развития, качества жизни, привычного водопотребления;

На историко-экономическое развитие Украины существенно повлияли наличие водных ресурсов и развитие технологий;

Наибольшим потребителем воды на Украине является промышленность, сельское хозяйство и коммунальное хозяйство. За последние годы увеличивается часть водопотребления коммунального хозяйства. Но если рассматривать потребление воды сельским хозяйством с расчетом водопотребления на землях природного орошения, тогда наибольшим водопотребителем является сельское хозяйство.

ЦЕЛИ Ученики должны:

Понимать причины увеличения воды за последнее столетие;

Уметь объяснить, почему использование воды на 1 человека в отдельных странах Знать наибольшие водопотребляющие виды промышленности Украины и места их расположения;

Понимать преимущества и недостатки искусственного орошения в сельском хозяйстве.

ПОДГОТОВКА

2. Учитель должен обеспечить учеников географическими атласами (карта экономической географии Украины) и контурными картами.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ

2. Почему водопотребление на человека в разных странах отличается, и какие факторы на это влияют (со ссылками на соответствующую таблицу)?

Учителю желательно зафиксировать ответы на доске, чтобы сделать выводы в конце обсуждения или в конце урока.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

На сколько возросло водопотребление в мире в целом, если сравнить 1950 и 1900 гг.?

(ответ – приблизительно втрое).

Как изменилось водопотребление в мире в целом за последнее столетие?

Для каких целей в основном используется вода в мире?

(ответ: 1– сельское хозяйство, 2 – промышленность, 3 – коммунальное хозяйство).

Правильно ли утверждение, что увеличение водопотребления в мире однозначно объясняется увеличением количества населения земного шара? Обоснуйте свой ответ.

(ответ – неверно, поскольку, если бы это зависело только от увеличения населения, то водопотребление увеличилось бы вдвое, а на самом деле оно увеличилось больше, чем втрое. Дополнительное увеличение возникло в связи с увеличением использования в сельском хозяйстве, промышленности и быту).

2. Обсудить с классом структуру водоснабжения Украины по отраслям. По Вашему мнению, с чем связаны такие изменения в структуре водоснабжения (сельское хозяйство на Украине в меньшей мере зависит от искусственного орошения, а более высокий уровень водоснабжения в коммунальной сфере главным образом связан с увеличением использования воды индивидуальными потребителями).

3. Ученики анализируют таблицу по водопотреблению для производства разных видов продукции и отвечают на следующие вопросы:

• Для производства каких сельскохозяйственных продуктов необходимо использовать наибольшее количество воды и почему?

• Какие отрасли промышленности используют больше воды и почему?

4. Используя данные таблицы структуры промышленного водопотребления и географический атлас, обозначить на карте области, города (контурной, или к заданию урока № 3) наиболее водозатратные отрасли промышленности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

2. Закрепить знания путем обобщения учителем материала на уроке. Учитель задает вопросы и дополняет ответы учеников:

Почему потребление воды так увеличилось за последнее столетие?

(ответ – увеличение численности населения; доступ к водным ресурсам благодаря современным технологиям водоёмких производств; сравнительно неплохая обеспеченность водными ресурсами и их относительная дешевизна в индустриально развитых странах; привычки питания населения преимущественно мясными Как можно сократить использование воды в случае ограниченного её количества (например, во время засухи)?

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Структура промышленного водопотребления на Украине, % Административное Крым Всего Информация о гидросфере – уникальные свойства воды:

Окружающая нас вода – вещество с уникальными свойствами, которые не только еще полностью не объяснены, но наверняка далеко не все известны.

Вода, как химическое соединение, не признаёт никаких закономерностей:

- она должна бы замерзать при -90 оС, а замерзает при 0 оС;

- она должна кипеть при -70 оС, а она кипит при +100 оС Вследствие уникальности свойств воды она выбрана в качестве вещества, некоторые физические характеристики которого стали единицами измерений температуры, тепла и массы:

- температуру замерзания воды при нормальном атмосферном давлении приняли за 0 оС, а температуру кипения за 100 оС;

- количество тепла, необходимое для нагревания 1 г воды от 15 до 16 оС, назвали калорией - это единица для измерения количества тепла;

- масса 1 см3 дистиллированной воды при температуре её наибольшей плотности названа граммом и используется для определения массы.

Морская вода – сложный солевой раствор, средняя солёность которого составляет 35 г на 1 кг воды (т.е. 3,5% или 350/00 промилле). Это примерно по чайной ложке без верха на стакан воды.

Известно, что чистая вода «не любит» замерзать. В лабораториях дистиллированную воду удавалось охлаждать до 70 оС ниже нуля, и она не замерзала. Но стоило в такую воду бросить кристаллик льда, песчинку или ввести пузырёк воздуха, как происходило мгновенное замерзание и повышение температуры до 0 оС.

Вода обладает способностью при льдообразовании уменьшать свою плотность за счёт увеличения объёма. Если бы не это свойство, образующийся лёд осел бы на дно водоема, и вся гидросфера могла бы превратиться в огромную глыбу льда.

Изменения плотности воды при замерзании приводят к расслоению (стратификации) воды по плотности подо льдом таким образом, что зимой в пресных водоёмах вода с глубиной становится теплее: от 0 оС до +4 оС.

Из-за способности чистой воды к переохлаждению в пресноводных водоёмах наблюдается образование внутриводного льда, который может забивать решётки водоприёмных устройств.

Морская вода замерзает при температуре – 1,9 оС, но лёд из морской воды образуется пресный.

Температура замерзания воды понижается при повышении давления.

6. Системы водоснабжения и водоотведения города Информация к уроку Водоснабжение Водоснабжение представляет собой комплекс взаимосвязанных инженерных сооружений, которые предназначены для забора, очистки и транспортировки потребителям воды заданного качества, в требуемых количествах и под необходимым напором.

Система водоснабжения состоит из водоприемных, водоподъемных, очистных, водонапорных и регулирующих сооружений, магистральных водоводов и распределительных сетей, установок энергоснабжения, автоматизации, телемеханизации и связи. Некоторые из перечисленных сооружений могут отсутствовать.

Наиболее распространенная схема водоснабжения населенного пункта обычно включает поверхностный или подземный источник водоснабжения, водозаборное сооружение, предназначенное для забора воды из источника, систему насосных станций, водоводы для подачи воды на очистку, сооружения по подготовке воды питьевого качества, резервуары чистой воды, предназначенные для хранения необходимых объемов воды, в том числе и для пожаротушения, распределительную сеть для подачи воды конкретным потребителям.

В зависимости от местных условий и предъявляемых требований, каждая система водоснабжения имеет индивидуальные особенности. Однако имеется и общая классификация по следующим признакам:

по виду обслуживаемых объектов сельскохозяйственные; комбинированные.

по источнику водоснабжения - из поверхностного источника; из подземного источника;

смешанные.

по назначению (качеству) воды - хозяйственно-питьевая; техническая; противопожарная;

объединенная; специальная.

по вертикальному расположению - одно- и многозонные.

по продолжительности работы - постоянно действующие; сезонно действующие и временно действующие.

по конфигурации - тупиковые; дублированные и кольцевые.

по способу подачи воды в сеть - с механической подачей; самотечные и комбинированные.

по территориальному охвату потребителей - централизованные, обеспечивающие водой всех потребителей, расположенных в данном населенном пункте; местные (локальные), обеспечивающие водой отдельных потребителей (группу индивидуальных домов, малые поселки, базы отдыха, небольшие предприятия и т.п.); групповые или районные, подающие воду нескольким населенным пунктам.

В свою очередь промышленные водопроводы по кратности использования воды в производственных процессах подразделяются на прямоточные; с повторным использованием воды и оборотные.