Водні ресурси та їх використання

одночасно може бути 135 ізотопних різновидностей води. Крім того у воді можуть бути сполуки кисню і водню (Н2О2 – пероксид гідрогену водню, НО-2 – перигідроксид, Н2О+ - заряджена молекула легкої води, Н3О – гідроксоній, Н2О+ - збуджена молекула води /екситон/, ОН - - гідроксид аніон, Н3О2 – гідроксид моногідрат, Н+ - іон водню, Н2О3 – полівода, Н2О4 – гіперводень і ін.).

Таким чином, вода, що нас оточує, це не просто Н2О, а складна суміш різних видів води і сполук водню з киснем.

Основну масу природної води складає звичайна (легка) вода – 99,75%, важкокиснева – 0,18% і важководнева –

0,017%.

Природну воду можна класифікувати за різними ознаками (за В.Ф. Дерпгольцем):

а) за температурою, оС:

холодні:

 переохолоджені - 0

дуже холодні- 0 ... 10

холодні- 10 ... 20

низькотермальні:

теплі- 20 ... 37

гарячі- 37 ... 50

високотермальні:

дуже гарячі- 50 ...100

переріті- > 100 б) за місцем розташування: метеорні - атмосфера

поверхневі - океани, моря, озера, річки

підземні - земні надра

в) за різними видами стану води у гірських породах:

у вигляді пару – знаходиться у незаповнених пустотах і порах порід, дуже рухома, може конденсуватись;

гігроскопічна – покриває тонкою плівкою частинки породи, міцно утримується молекулярними і електричними силами;

плівкова – покриває частинки породи більш товстою плівкою, може рухатись, але не підкоряється силі тяжіння;

гравітаційна або вільна – підкоряється силі тяжіння і передає гідростатичний тиск. Це, зокрема, капілярна вода, яка може підійматись всупереч гравітації, наприклад, у легких глинах на висоту до 12 м, правда, за дуже довгий час (біля року);

у формі льоду – заповнює тріщини в породах або залягає у формі пластів г) за вмістом розчинених речовин, г/л:

прісні- <1

мінералізовані- 1 ... 25

з морською солоністю - 25 ... 50

розсоли- > 50

д) за ступенем забрудненості виділяють шість класів якості води (Единые критерии качества вод.-М.,1982):

1-й клас – вода дуже чиста. Застосовується у всіх галузях економіки без попередньої підготовки, для питного водоспоживання із знезаражуванням.

2-й клас – вода чиста. Питне водоспоживання вимагає досить складної водопідготовки (хлорування), в інших галузях така вода застосовується, як правило, без попередньої підготовки.

3-й клас – дуже незначно забруднена. Для питних і інших виробничих цілей вимагає складної підготовки

(стандартна очистка), в деяких випадках (зрошення, охолодження і ін.) підготовка непотрібна.

4-й клас – незначно забруднена. Вода навіть після підготовки непридатна для питного водопостачання, риборозведення, цілей рекреації, при використанні для інших виробничих цілей вимагає дуже складної підготовки. Придатна тільки зі спеціальною очисткою у випадку техніко - економічної доцільності.

5-й клас – сильно забруднена. Може лише умовно застосовуватись для зрошення і охолодження, але непридатна для інших цілей.

6-й клас – дуже сильно забруднена. Практично не може застосовуватись для використання за виключенням судноплавства і лісосплаву.

Вода є середовищем існування гідробіонтів, які зустрічаються від плівки поверхневого натягу до максимальних

глибин світового океану (11 км), і практично повністю входить до складу біосфери. Живі організми відіграють велику роль у кругообігу води. Увесь об’єм гідросфери (близько 1,5 млрд. км3) проходить через живу речовину за 2 млн. років.

Кругообіг речовин - закономірна багаторазова участь речовин у процесах і явищах, які відбуваються у біосфері, атмосфері, гідросфері, літосфері. Вода знаходиться у постійному русі, що і обумовлюється процесом кругообігу (рис.1.2).

Рис. 1.2. Кругообіг води в біосфері: об’єм випаровувань та опадів вказаний в геограмах (1 геограм дорівнює 1020

г, або 1014 т)

Процес кругообігу описується рівнянням водного балансу:

Вс + Во = Ос + Оо ,(1.1)

де Вс , Во – випаровування з поверхні океану і суші;

Во + Вс = 452600 + 72500 = 525100 км3;

Ос , Оо – опади на поверхні океану і суші;

Оо + Ос = 411600 + 113500= - 525100 км3.

Внаслідок кругообігу у гідросфері проходить постійний обмін водних мас.

Рівняння водного балансу для Світового океану і суші має вигляд:

Оо + Y = Во ; Ос + Y = Вс ,(1.2)

де Оо , Ос – опади, відповідно над суходолом та океаном; Y – приток (поверхневий та підземний) води до моря із річок.

Для визначення водного балансу окремого басейну річки необхідно врахувати зміни запасів підземних і ґрунтових вод, снігу, льоду тощо.

О = Пр + Пп + В + Т ,(1.3)

де О – атмосферні опади, які випадають на території річкового басейну; Пр – поверхневий стік, який поступає в річки; Пп – повний підземний стік:

Пп = Пф + Пі + Пн.г. + Пк + Пк.в.,(1.4)

де Пф – підземні води, які накопичуються за рахунок фільтрації в межах даного водозбору; Пі – підземні води, які поступають на територію із зовні; Пн.г. – вода, яка надходить із більш глибоких горизонтів під дією напору підземних вод; Пк –