Средний годовой водный баланс Земли

(по монографии «Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли», 1974)

Разница осадков и испарения на континентах (47 тыс.км³/год) характеризует суммарный речной сток, а так же сток подземных вод, которые в основном выклиниваются в русло рек. Суммарный речной сток называют эксплуатационным запасом- брутто пресных вод на Земле. Человек может брать у природы столько воды, сколько ее восстанавливается в процессе гидрологического цикла - 47 тыс. км³/год.

Рассмотрим в качестве примера речной бассейн. Обозначим F- величина площади водосбора, км²; Х- количество осадков за год, которые выпали на площадь водосбора, мм; Z- испарение, мм. Пусть для бассейна р. Качи до поселка Емельяново Х=550 мм/год; F=561 км²; Z=300 мм/год.

Рис. 1.2 Схема речного бассейна.

Определим слой воды, который ежегодно образуется на площади водосбора реки Качи за счет превышения осадков над испарением (слой стока):

У =X–Z = 550 – 300 = 250 мм/год,

где У - слой стока. Объём стока с площади водосбора Wy – и естьэксплуатационный запас воды

Wy = (X-Z)*F*1000 = 140.25*10⁶ м³/год.

Вывод: эксплуатационный запас воды на площади F определяется разницей осадков испарения X-Z на этой площади, этот запас ежегодно возобновляется, и он равен речному стоку с площадью водосбора F. На площади F может быть несколько частных водосборов, суммарный эксплуатационный запас будет равен суммарному стоку всех рек, стекающих с этой площади.

В действительности, количество забираемой воды на хозяйственные нужды и для водоснабжения населения чаще всего меньше, чем Wy, поскольку требуется обеспечить благоприятную экологическую обстановку за пределами водосборной площади F. В приведённом выше примере, если в районе пос. Емельяново забрать весь сток реки Качи, то река на значительном расстоянии ниже по течению окажется без воды. Высохнет пойма, изменится ландшафт речной долины, погибнут водные обитатели, а населенные пункты лишатся реки. Объем забора должен быть согласован в местных органах управления природными ресурсами. Таким образом, для оценки допустимого изъятия речной воды необходимо учитывать экологические условия ниже расположенного участка речной долины.

Природные воды подразделяются на возобновляемые и вековые. Во всей гидросфере сосредоточено 1400*10⁶ км³ вековых запасов воды [29]. Если этот объем равномерно распределить по всей поверхности Земли, получим слой воды толщиной 2730 м.

Гидросфера Земли представлена следующими составляющеми:

1. Мировой океан занимает 96,5 % от всей гидросферы. Соленостъ мирового океана 35 г/л. Поэлементный состав морской воды близок к составу человеческой крови.

2. Ледники сосредоточены на полюсах (90 % всего льда находиться в Антарктиде, средняя толщина льда в Антарктиде 1550 м, max 4330 м). Обьем льда в ледниках 1,7 % от общего запаса воды на земле.

3. Подземные воды составляют менее 1,7 % свей гидросферы, минерпализация 1,5 г/л.

4. Озера занимают 0,013 % от состава гидросферы, например, в Байкале сосредоточено 25 % мирового запаса пресной воды.

5. Реки, запас воды составляет 0,0002 %. В СНГ Енисей занимает 1 место по объему стока, затем идут Обь и Лена. Самая крупная река в мире Амазонка.

В целом запас пресной воды на земном шаре (включая воду ледников, подземную, озерную, речную) составляет всего 2,5 %.

Количество воды, которое может быть использовано человеком - это возобновляемый запас – равен речному стоку. Возобновляемые запасы воды образуются непрерывно в процессе гидрологического цикла (см. раздел 1.1).