پیام هایی با موضوع منابع آب، پیشاپیش از شما متشکرم! منابع طبیعی.

منابع آب

منابع آب

آب مناسب برای مصارف خانگی منابع آب شیرین از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند و کمتر از 3 درصد از حجم کل هیدروسفر را تشکیل می دهند. عرضه آب شیرین موجود به شدت نابرابر توزیع می شود: در آفریقا، تنها 10٪ از جمعیت با تامین آب منظم و در اروپا این رقم بیش از 95٪ است. وضعیت آب در شهرهای بزرگ در سراسر جهان (پاریس، توکیو، مکزیکو سیتی، نیویورک) به طور فزاینده ای متشنج می شود. کمبود با افزایش مصرف ذخایر و آلودگی هیدروسفر همراه است.

فرهنگ لغت مختصر جغرافیایی.

ادوارت.

2008. منابع آبآب شیرین قابل استفاده موجود در رودخانه ها، دریاچه ها، مخازن، یخچال ها، آب های زیرزمینی و همچنین رطوبت خاک. بخارات جوی، آب های شور اقیانوس ها و دریاها که در کشاورزی استفاده نمی شوند، منابع آبی بالقوه را تشکیل می دهند. حجم کل منابع آب 1.4 میلیارد کیلومتر مربع تخمین زده می شود که تنها 2٪ آن را آب شیرین تشکیل می دهد و تنها 0.3٪ از نظر فنی برای استفاده در دسترس است. مصرف آب از همه منابع تقریباً 4000 کیلومتر مکعب در سال منابع آب در بخش انرژی، برای آبیاری زمین، صنعتی، کشاورزی، تامین آب شهری و همچنین به عنوان مسیرهای حمل و نقل استفاده می شود. 1 /3 نفر از جمعیت جهان در کشورهایی زندگی می کنند که با کمبود آب شیرین مواجه هستند. 50 درصد تر در منطقه کسری است. آسیا، 20٪ اروپا، تقریبا. 30 درصد شمالی آمریکا، تقریبا تمام استرالیا. مناطق دارای منابع آب اضافی در عرض های جغرافیایی استوایی و زیر قطبی و همچنین در بسیاری از مناطق منطقه معتدل قرار دارند. رواناب سطحی روسیه 10 درصد از رواناب جهان را تشکیل می دهد. با این حال، 90٪ از باس می آید. شمال اقیانوس منجمد شمالی و اقیانوس آرام همزمان با باس. دریاهای آزوف و خزر که بیش از 80 درصد جمعیت در آن زندگی می کنند، کمتر از 8 درصد از جریان رودخانه سالانه را تشکیل می دهند.

جغرافیا. دایره المعارف مصور مدرن. - م.: روزمان. ویرایش شده توسط پروفسور A. P. Gorkina. 2006 .

منابع آب

آب در حالت مایع، جامد و گاز و توزیع آنها در زمین. آنها در آب های طبیعی روی سطح (اقیانوس ها، رودخانه ها، دریاچه ها و باتلاق ها) یافت می شوند. در زیر خاک (آب های زیرزمینی)؛ در تمام گیاهان و حیوانات؛ و همچنین در مخازن مصنوعی (مخزن، کانال و ...).
آب تنها ماده ای است که در طبیعت به صورت مایع، جامد و گاز وجود دارد. معنای آب مایع بسته به مکان و کاربرد آن به طور قابل توجهی متفاوت است. آب شیرین بیشتر از آب نمک استفاده می شود. بیش از 97 درصد کل آب در اقیانوس ها و دریاهای داخلی متمرکز شده است. هنوز اوکی 2 درصد از آب شیرین موجود در یخچال های پوششی و کوهستانی و تنها کمتر از 1 درصد از آب شیرین دریاچه ها و رودخانه ها، آب های زیرزمینی و زیرزمینی تأمین می شود.
آب، فراوان ترین ترکیب روی زمین، خواص شیمیایی و فیزیکی منحصر به فردی دارد. از آنجایی که به راحتی نمک های معدنی را حل می کند، موجودات زنده مواد مغذی را همراه با آن بدون هیچ تغییر قابل توجهی در ترکیب شیمیایی خود جذب می کنند. بنابراین، آب برای عملکرد طبیعی همه موجودات زنده ضروری است. یک مولکول آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است. وزن مولکولی آن تنها 18 است و نقطه جوش آن در فشار اتمسفر 760 میلی متر جیوه به 100 درجه سانتیگراد می رسد. هنر در ارتفاعات بالاتر، جایی که فشار کمتر از سطح دریا است، آب در دمای پایین‌تری می‌جوشد. هنگامی که آب یخ می زند، حجم آن بیش از 11 درصد افزایش می یابد و یخ در حال گسترش می تواند لوله ها و روسازی های آب را پاره کند و سنگ را به خاک سست تبدیل کند. چگالی یخ کمتر از آب مایع است که شناور بودن آن را توضیح می دهد.
آب همچنین دارای خواص حرارتی منحصر به فردی است. وقتی دمای آن به 0 درجه سانتیگراد کاهش می یابد و یخ می زند، از هر گرم آب 79 کالری آزاد می شود. در طول یخبندان های شبانه، کشاورزان گاهی اوقات برای محافظت از جوانه ها از آسیب سرمازدگی، باغ های خود را با آب می پاشند. وقتی بخار آب متراکم می شود، هر گرم از آن 540 کالری آزاد می کند. از این گرما می توان در سیستم های گرمایشی استفاده کرد. آب به دلیل ظرفیت گرمایی بالا، مقدار زیادی گرما را بدون تغییر دما جذب می کند.
زمانی که اکسیژن یک مولکول آب با هیدروژن یک مولکول دیگر ترکیب می شود، مولکول های آب توسط "پیوندهای هیدروژنی (یا بین مولکولی)" در کنار هم نگه داشته می شوند. آب به سایر ترکیبات حاوی هیدروژن و اکسیژن نیز جذب می شود (که جاذبه مولکولی نامیده می شود). خواص منحصر به فرد آب توسط استحکام پیوندهای هیدروژنی تعیین می شود. نیروهای چسبندگی و جاذبه مولکولی به آن اجازه می دهد بر جاذبه غلبه کند و به دلیل مویین بودن، از طریق منافذ کوچک (مثلاً در خاک خشک) بالا بیاید.
توزیع آب در طبیعت
هنگامی که دمای آب تغییر می کند، پیوندهای هیدروژنی بین مولکول های آن نیز تغییر می کند، که به نوبه خود منجر به تغییر حالت آن - از مایع به جامد و گاز می شود.
از آنجایی که آب مایع یک حلال عالی است، به ندرت کاملاً خالص است و حاوی مواد معدنی در حالت محلول یا معلق است. تنها 2.8 درصد از 1.36 میلیارد کیلومتر مکعب از کل آب موجود روی زمین را آب شیرین تشکیل می دهد و بیشتر آن (حدود 2.2 درصد) در حالت جامد در کوه ها و یخچال های طبیعی پوشیده (عمدتاً در قطب جنوب) و تنها 0.6 درصد به صورت مایع است. . تقریباً 98 درصد آب شیرین مایع در زیر زمین متمرکز شده است. آب های شور اقیانوس ها و دریاهای داخلی که بیش از 70 درصد از سطح زمین را به خود اختصاص داده اند، 97.2 درصد از کل آب های زمین را تشکیل می دهند. همچنین ببینیداقیانوس.
چرخه آب در طبیعتاگرچه کل عرضه آب در جهان ثابت است، اما به طور مداوم در حال توزیع مجدد است و بنابراین یک منبع تجدید پذیر است. چرخه آب تحت تأثیر تابش خورشیدی رخ می دهد که تبخیر آب را تحریک می کند. در این صورت مواد معدنی حل شده در آن رسوب می کنند. بخار آب به اتمسفر بالا می رود، جایی که متراکم می شود و به لطف گرانش، آب به شکل بارش - باران یا برف (باران یا برف) به زمین باز می گردد. همچنین ببینیدباران). بیشترین بارندگی بر روی اقیانوس و تنها کمتر از 25 درصد آن بر روی خشکی می بارد. حدود 2/3 این نزولات جوی در اثر تبخیر و تعرق وارد جو می شود و تنها 1/3 آن به رودخانه ها می ریزد و به زمین نفوذ می کند. همچنین ببینیدهیدرولوژی.
گرانش باعث توزیع مجدد رطوبت مایع از مناطق بالاتر به پایین تر، هم در سطح زمین و هم در زیر آن می شود. آب که در ابتدا توسط انرژی خورشیدی به حرکت در می آید، در دریاها و اقیانوس ها به شکل جریان های اقیانوسی و در هوا در ابرها حرکت می کند.
توزیع جغرافیایی بارش.حجم تجدید طبیعی ذخایر آبی در اثر بارش بسته به موقعیت جغرافیایی و وسعت نقاط جهان متفاوت است. برای مثال، آمریکای جنوبی تقریباً سه برابر استرالیا و تقریباً دو برابر آمریکای شمالی، آفریقا، آسیا و اروپا بارندگی سالانه دریافت می کند (به ترتیب کاهش بارندگی سالانه فهرست شده است). مقداری از این رطوبت در نتیجه تبخیر و تعرق توسط گیاهان به جو باز می گردد: در استرالیا این مقدار به 87٪ و در اروپا و آمریکای شمالی - فقط 60٪ می رسد. بقیه نزولات جوی بر روی سطح زمین جاری می شود و در نهایت با رواناب رودخانه ها به اقیانوس می رسد.
در قاره ها، بارندگی نیز از مکانی به مکان دیگر بسیار متفاوت است. به عنوان مثال، در آفریقا، در سیرالئون، گینه و ساحل عاج، سالانه بیش از 2000 میلی متر بارندگی می بارد، در بیشتر مناطق آفریقای مرکزی - از 1000 تا 2000 میلی متر، اما در برخی از مناطق شمالی (صحرای صحرا و ساحل) میزان بارندگی تنها 500-1000 میلی متر است و در جنوب بوتسوانا (از جمله صحرای کالاهاری) و نامیبیا کمتر از 500 میلی متر است.
هند شرقی، برمه و بخش‌هایی از آسیای جنوب شرقی بیش از 2000 میلی‌متر بارندگی در سال دریافت می‌کنند، و بیشتر مناطق هند و چین بین 1000 تا 2000 میلی‌متر بارندگی دارند و شمال چین تنها 500 تا 1000 میلی‌متر بارندگی دارد. شمال غربی هند (شامل صحرای تار)، مغولستان (از جمله صحرای گبی)، پاکستان، افغانستان و بیشتر خاورمیانه کمتر از 500 میلی متر بارندگی سالانه دریافت می کنند.
در آمریکای جنوبی، بارندگی سالانه در ونزوئلا، گویان و برزیل بیش از 2000 میلی متر است، بیشتر مناطق شرقی این قاره 1000-2000 میلی متر دریافت می کنند، اما پرو و ​​بخش هایی از بولیوی و آرژانتین تنها 500-1000 میلی متر دریافت می کنند و شیلی کمتر از 500 میلی متر. در برخی از مناطق آمریکای مرکزی واقع در شمال، بیش از 2000 میلی متر بارندگی در سال، در مناطق جنوب شرقی ایالات متحده - از 1000 تا 2000 میلی متر، و در برخی از مناطق مکزیک، در شمال شرق و میانه غرب ایالات متحده، بارندگی می شود. در شرق کانادا - 500-1000 میلی متر، در حالی که در مرکز کانادا و غرب ایالات متحده کمتر از 500 میلی متر است.
در شمال دور استرالیا، بارندگی سالانه 1000-2000 میلی متر است، در برخی مناطق شمالی دیگر بین 500 تا 1000 میلی متر است، اما بیشتر سرزمین اصلی و به ویژه مناطق مرکزی آن کمتر از 500 میلی متر است.
بسیاری از اتحاد جماهیر شوروی سابق نیز کمتر از 500 میلی متر بارندگی در سال دریافت می کنند.
چرخه های زمانی در دسترس بودن آبدر هر نقطه از کره زمین، جریان رودخانه نوسانات روزانه و فصلی را تجربه می کند و همچنین در فواصل چند ساله تغییر می کند. این تغییرات اغلب در یک توالی خاص تکرار می شوند، به عنوان مثال. چرخه ای هستند. به عنوان مثال، جریان آب در رودخانه هایی که سواحل آنها با پوشش گیاهی متراکم پوشیده شده است، در شب بیشتر می شود. زیرا پوشش گیاهی از طلوع تا غروب از آب های زیرزمینی برای تعرق استفاده می کند و در نتیجه جریان رودخانه به تدریج کاهش می یابد، اما در شب با توقف تعرق، حجم آن دوباره افزایش می یابد.
چرخه های فصلی دسترسی به آب به توزیع بارندگی در طول سال بستگی دارد. به عنوان مثال، در غرب ایالات متحده، برف با هم در بهار آب می شود. هند در زمستان بارندگی کمی دارد، اما باران های موسمی شدید از اواسط تابستان شروع می شود. اگرچه میانگین جریان سالانه رودخانه در طول چند سال تقریباً ثابت است، اما هر 11 تا 13 سال یک بار بسیار زیاد یا بسیار کم است. این ممکن است به دلیل ماهیت چرخه ای فعالیت خورشیدی باشد. اطلاعات مربوط به دوره‌ای بارش و جریان رودخانه در پیش‌بینی در دسترس بودن آب و فراوانی خشکسالی‌ها و همچنین در برنامه‌ریزی فعالیت‌های حفاظت از آب استفاده می‌شود.
منابع آب
منبع اصلی آب شیرین نزولات جوی است، اما از دو منبع دیگر نیز می توان برای نیازهای مصرف کننده استفاده کرد: آب های زیرزمینی و آب های سطحی.
چشمه های زیرزمینیتقریباً 37.5 میلیون کیلومتر مربع یا 98 درصد از کل آب شیرین به صورت مایع، آب زیرزمینی است و تقریباً. 50 درصد آنها در اعماق بیش از 800 متر قرار دارند، با این حال، حجم آب زیرزمینی موجود با توجه به ویژگی های سفره های زیرزمینی و قدرت پمپ های پمپاژ آب تعیین می شود. ذخایر آب زیرزمینی در صحرا حدود 625 هزار کیلومتر 3 برآورد شده است. در شرایط مدرن، آنها توسط آب های شیرین سطحی دوباره پر نمی شوند، اما با پمپاژ تخلیه می شوند. برخی از عمیق ترین آب های زیرزمینی هرگز در چرخه عمومی آب قرار نمی گیرند و تنها در مناطق آتشفشانی فعال چنین آبی به شکل بخار فوران می کند. با این حال، توده قابل توجهی از آب های زیرزمینی هنوز به سطح زمین نفوذ می کند: تحت تأثیر گرانش، این آب ها، که در امتداد لایه های سنگی شیبدار و ضد آب حرکت می کنند، در پای دامنه ها به شکل چشمه ها و جویبارها ظاهر می شوند. علاوه بر این، آنها توسط پمپ ها خارج می شوند و همچنین توسط ریشه گیاهان استخراج می شوند و سپس از طریق فرآیند تعرق وارد جو می شوند.
جدول آب نشان دهنده حد بالایی آب زیرزمینی موجود است. در صورت وجود شیب، سطح آب زیرزمینی با سطح زمین قطع می شود و منبعی تشکیل می شود. اگر آب های زیرزمینی تحت فشار هیدرواستاتیکی بالا باشند، چشمه های آرتزین در مکان هایی که به سطح می رسند تشکیل می شوند. با ظهور پمپ های قدرتمند و توسعه فناوری مدرن حفاری، استخراج آب های زیرزمینی آسان تر شده است. از پمپ ها برای تامین آب چاه های کم عمق نصب شده بر روی سفره های زیرزمینی استفاده می شود. با این حال، در چاه‌هایی که در اعماق بیشتر حفر می‌شوند، تا سطح آب‌های آرتزین فشار، آب‌های زیرزمینی تحت فشار بالا می‌روند و آب‌های زیرزمینی پوشاننده را اشباع می‌کنند و گاهی اوقات به سطح می‌آیند. آب های زیرزمینی به آرامی و با سرعت چندین متر در روز یا حتی در سال حرکت می کنند. آنها معمولاً در افق های متخلخل سنگریزه ای یا شنی یا تشکیلات شیل نسبتاً نفوذناپذیر یافت می شوند و به ندرت در حفره های زیرزمینی یا نهرهای زیرزمینی متمرکز می شوند. برای انتخاب صحیح محل حفاری چاه معمولاً اطلاعاتی در مورد ساختار زمین شناسی منطقه مورد نیاز است.
در برخی از نقاط جهان، افزایش مصرف آب های زیرزمینی پیامدهای جدی دارد. پمپاژ حجم زیادی از آب های زیرزمینی که به طور غیر قابل مقایسه ای بیش از تجدید طبیعی آن است، منجر به کمبود رطوبت می شود و کاهش سطح این آب مستلزم هزینه های بیشتری برای برق گران قیمتی است که برای استخراج آن استفاده می شود. در جاهایی که آبخوان تخلیه می شود، سطح زمین شروع به فروکش می کند و در آنجا احیای منابع آب به طور طبیعی دشوارتر می شود.
در مناطق ساحلی، برداشت بیش از حد آب زیرزمینی منجر به جایگزینی آب شیرین در سفره با آب دریا و آب شور می شود و در نتیجه منابع آب شیرین محلی را تخریب می کند.
بدتر شدن تدریجی کیفیت آب های زیرزمینی در نتیجه تجمع نمک می تواند عواقب خطرناک تری داشته باشد. منابع نمک می توانند هم طبیعی (به عنوان مثال، انحلال و حذف مواد معدنی از خاک) و هم انسانی (کوددهی یا آبیاری بیش از حد با آب با محتوای نمک بالا) باشند. رودخانه‌هایی که از یخچال‌های کوهستانی تغذیه می‌کنند معمولاً کمتر از ۱ گرم در لیتر نمک‌های محلول دارند، اما کانی‌سازی آب در سایر رودخانه‌ها به دلیل اینکه مناطقی متشکل از سنگ‌های نمک‌زا را در فاصله‌ای طولانی تخلیه می‌کنند به ۹ گرم در لیتر می‌رسد.
انتشار یا دفع بی رویه مواد شیمیایی سمی باعث نشت آنها به سفره های زیرزمینی می شود که آب آشامیدنی یا آبیاری را تامین می کند. در برخی موارد، تنها چند سال یا چند دهه کافی است تا مواد شیمیایی مضر وارد آب های زیرزمینی شده و در مقادیر قابل توجهی در آنجا تجمع کنند. با این حال، هنگامی که آبخوان آلوده شد، بین 200 تا 10000 سال طول می کشد تا به طور طبیعی خود را پاک کند.
منابع سطحیتنها 01/0 درصد از حجم کل آب شیرین در حالت مایع در رودخانه ها و نهرها و 47/1 درصد در دریاچه ها متمرکز شده است. برای ذخیره آب و تامین مداوم آن در اختیار مصرف کنندگان و همچنین جلوگیری از سیلاب های ناخواسته و تولید برق، بر روی رودخانه های بسیاری سدهایی ساخته شده است. آمازون در آمریکای جنوبی، کنگو (زئیر) در آفریقا، گنگ با برهماپوترا در جنوب آسیا، یانگ تسه در چین، ینی‌سی در روسیه و می‌سی‌سی‌پی و میسوری در ایالات متحده دارای بالاترین میانگین جریان آب هستند و بنابراین بزرگترین پتانسیل انرژی همچنین ببینیدرودخانه
دریاچه های آب شیرین طبیعی دارای حدود 125 هزار کیلومتر مکعب آب در کنار رودخانه ها و مخازن مصنوعی منبع مهم آب شرب مردم و حیوانات است. همچنین برای آبیاری زمین های کشاورزی، دریانوردی، تفریحی، ماهیگیری و متأسفانه برای تخلیه فاضلاب های خانگی و صنعتی استفاده می شود. گاهی اوقات به دلیل پر شدن تدریجی با رسوب یا شور شدن، دریاچه ها خشک می شوند، اما در روند تکامل هیدروسفر، دریاچه های جدیدی در برخی نقاط تشکیل می شوند.
سطح آب دریاچه‌های «سالم» نیز می‌تواند در طول سال به دلیل روان شدن آب از طریق رودخانه‌ها و نهرهای جاری به دلیل نفوذ آب به زمین و تبخیر آن کاهش یابد. ترمیم سطح آنها معمولاً به دلیل بارش و هجوم آب شیرین رودخانه ها و نهرهای جاری به آنها و همچنین از چشمه ها اتفاق می افتد. با این حال، در نتیجه تبخیر، نمک هایی که با رواناب رودخانه می آیند جمع می شوند. بنابراین، پس از هزاران سال، برخی از دریاچه ها می توانند برای بسیاری از موجودات زنده بسیار شور و نامناسب شوند. همچنین ببینیددریاچه .
استفاده از آب
مصرف آب.مصرف آب در همه جا به سرعت در حال رشد است، اما نه تنها به دلیل افزایش جمعیت، بلکه به دلیل شهرنشینی، صنعتی شدن و به ویژه توسعه تولیدات کشاورزی، به ویژه کشاورزی آبی. تا سال 2000، مصرف روزانه آب جهانی به 26540 میلیارد لیتر یا 4280 لیتر برای هر نفر رسید. 72 درصد از این حجم برای آبیاری و 17.5 درصد برای نیازهای صنعتی هزینه می شود. حدود 69 درصد از آب آبیاری برای همیشه از بین رفته است.
کیفیت آب،برای اهداف مختلف استفاده می شود، بسته به محتوای کمی و کیفی نمک های محلول (یعنی کانی سازی آن)، و همچنین مواد آلی تعیین می شود. تعلیق جامد (سیلت، ماسه)؛ مواد شیمیایی سمی و میکروارگانیسم های بیماری زا (باکتری ها و ویروس ها)؛ بو و دما به طور معمول، آب شیرین حاوی کمتر از 1 گرم در لیتر نمک محلول، آب شور حاوی 1-10 گرم در لیتر و آب نمک حاوی 10-10 گرم در لیتر است. آب با محتوای نمک زیاد، آب نمک یا آب نمک نامیده می شود.
بدیهی است که برای اهداف ناوبری، کیفیت آب (شوری آب دریا به 35 گرم در لیتر یا 35‰ می رسد) قابل توجه نیست. بسیاری از گونه های ماهی با زندگی در آب شور سازگار شده اند، اما برخی دیگر فقط در آب شیرین زندگی می کنند. برخی از ماهیان مهاجر (مانند ماهی قزل آلا) چرخه زندگی خود را در آب های شیرین داخلی آغاز می کنند و کامل می کنند، اما بیشتر عمر خود را در اقیانوس سپری می کنند. برخی از ماهی ها (مانند قزل آلا) به آب سرد نیاز دارند، در حالی که برخی دیگر (مانند سوف) آب گرم را ترجیح می دهند.
بیشتر صنایع از آب شیرین استفاده می کنند. اما اگر چنین آبی با کمبود مواجه باشد، ممکن است برخی از فرآیندهای تکنولوژیکی، مانند خنک کردن، بر اساس استفاده از آب بی کیفیت پیش برود. آب برای مصارف خانگی باید کیفیت بالایی داشته باشد، اما کاملاً خالص نباشد، زیرا تولید چنین آبی بسیار گران است و کمبود نمک های محلول آن را بی مزه می کند. در برخی از مناطق جهان، مردم همچنان مجبورند برای نیازهای روزانه خود از آب گل آلود بی کیفیت موجود در آب انبارها و چشمه های روباز استفاده کنند. با این حال، در کشورهای صنعتی، همه شهرها در حال حاضر با آب لوله کشی، فیلتر شده و تصفیه شده ویژه تامین می شوند که حداقل استانداردهای مصرف کننده را به ویژه از نظر قابل شرب رعایت می کند.
یکی از ویژگی های مهم کیفیت آب، سختی یا نرمی آن است. اگر میزان کربنات کلسیم و منیزیم از 12 میلی گرم در لیتر بیشتر شود، آب سخت در نظر گرفته می شود. این نمک ها توسط برخی از اجزای مواد شوینده متصل می شوند و در نتیجه تشکیل کف مختل می شود که پسماندهای نامحلول روی اقلام شسته شده باقی می ماند و به آنها رنگ خاکستری مات می دهد. کربنات کلسیم حاصل از آب سخت رسوب (پوسته آهک) را در کتری ها و دیگ ها تشکیل می دهد که باعث کاهش عمر مفید آنها و هدایت حرارتی دیوارها می شود. آب با افزودن نمک های سدیم که جایگزین کلسیم و منیزیم می شود، نرم می شود. در آب نرم (حاوی کمتر از 6 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم و منیزیم) صابون به خوبی کف می کند و برای شستشو و شستشو مناسب تر است. چنین آبی نباید برای آبیاری استفاده شود، زیرا سدیم اضافی برای بسیاری از گیاهان مضر است و می تواند ساختار سست و کلوخه خاک را مختل کند.
اگرچه غلظت‌های زیاد عناصر کمیاب مضر و حتی سمی هستند، اما مقادیر کمی از آنها می‌تواند اثرات مفیدی بر سلامت انسان داشته باشد. یک مثال فلورایداسیون آب برای جلوگیری از پوسیدگی است.
استفاده مجدد از آبآب مصرف شده همیشه به طور کامل از بین نمی رود. به عنوان مثال، آب از حمام یا دوش از طریق لوله های فاضلاب به تصفیه خانه های فاضلاب شهری می گذرد و در آنجا تصفیه می شود و سپس دوباره مورد استفاده قرار می گیرد. به طور معمول، بیش از 70 درصد رواناب شهری به رودخانه ها یا سفره های زیرزمینی باز می گردد. متاسفانه در بسیاری از شهرهای بزرگ ساحلی، فاضلاب شهری و صنعتی به سادگی به اقیانوس ریخته می شود و بازیافت نمی شود. اگرچه این روش هزینه تمیز کردن و بازگرداندن آنها به گردش را حذف می کند، اما آب بالقوه قابل استفاده و آلودگی مناطق دریایی را از دست می دهد.
در کشاورزی آبی، محصولات زراعی مقادیر زیادی آب مصرف می کنند، آن را با ریشه خود می مکند و تا 99 درصد در فرآیند تعرق به طور غیر قابل برگشتی از دست می دهند. با این حال، هنگام آبیاری، کشاورزان معمولاً بیش از مقدار مورد نیاز برای محصولات خود از آب استفاده می کنند. بخشی از آن به حاشیه مزرعه سرازیر شده و به شبکه آبیاری باز می گردد و مابقی به داخل خاک نفوذ می کند و ذخایر آب زیرزمینی را پر می کند که با استفاده از پمپ ها می توان آنها را پمپاژ کرد.
استفاده از آب در کشاورزیکشاورزی بزرگترین مصرف کننده آب است. در مصر، جایی که تقریباً هیچ بارانی وجود ندارد، تمام کشاورزی مبتنی بر آبیاری است، در حالی که در بریتانیای کبیر تقریباً تمام محصولات با رطوبت حاصل از بارش تأمین می شوند. در ایالات متحده، 10 درصد از زمین های کشاورزی عمدتاً در غرب کشور آبیاری می شود. بخش قابل توجهی از زمین های کشاورزی به صورت مصنوعی در کشورهای آسیایی زیر آبیاری می شود: چین (68%)، ژاپن (57%)، عراق (53%)، ایران (45%)، عربستان سعودی (43%)، پاکستان (42%). اسرائیل (38%)، هند و اندونزی (هر کدام 27%)، تایلند (25%)، سوریه (16%)، فیلیپین (12%) و ویتنام (10%). در آفریقا، علاوه بر مصر، سهم قابل توجهی از زمین های آبی در سودان (22٪)، سوازیلند (20٪) و سومالی (17٪) و در آمریکا - در گویان (62٪)، شیلی (46٪)، مکزیک است. (22٪) و در کوبا (18٪). در اروپا، کشاورزی آبی در یونان (15%)، فرانسه (12%)، اسپانیا و ایتالیا (هر کدام 11%) توسعه یافته است. در استرالیا، تقریبا 9 درصد زمین کشاورزی و تقریبا 5٪ - در اتحاد جماهیر شوروی سابق.
مصرف آب توسط محصولات مختلفبرای به دست آوردن محصول بالا، آب زیادی مورد نیاز است: به عنوان مثال، پرورش 1 کیلوگرم گیلاس به 3000 لیتر آب، برنج - 2400 لیتر، ذرت بلال و گندم - 1000 لیتر، لوبیا سبز - 800 لیتر، انگور - 590 لیتر نیاز دارد. لیتر، اسفناج - 510 لیتر، سیب زمینی - 200 لیتر و پیاز - 130 لیتر. مقدار تقریبی آبی که صرف رشد (و نه برای پردازش یا تهیه) محصولات غذایی مصرفی روزانه توسط یک نفر در کشورهای غربی می شود، تقریباً می باشد. 760 لیتر، برای ناهار (ناهار) 5300 لیتر و برای شام - 10600 لیتر، که در مجموع 16600 لیتر در روز است.
در کشاورزی، آب نه تنها برای آبیاری محصولات، بلکه برای پر کردن ذخایر آب زیرزمینی (برای جلوگیری از افت سریع سطح آب زیرزمینی) استفاده می شود. برای شستشو (یا شستشو) نمک های انباشته شده در خاک تا عمق زیر ناحیه ریشه محصولات زراعی؛ برای سمپاشی در برابر آفات و بیماری ها؛ محافظت در برابر سرما؛ استفاده از کودها؛ کاهش دمای هوا و خاک در تابستان؛ برای مراقبت از دام؛ تخلیه فاضلاب تصفیه شده مورد استفاده برای آبیاری (عمدتاً غلات). و فرآوری محصولات برداشت شده
صنایع غذایی.فرآوری محصولات غذایی مختلف بسته به محصول، تکنولوژی تولید و در دسترس بودن آب با کیفیت کافی، به مقادیر متفاوتی آب نیاز دارد. در ایالات متحده آمریکا از 2000 تا 4000 لیتر آب برای تولید 1 تن نان مصرف می شود و در اروپا - فقط 1000 لیتر و در برخی کشورها فقط 600 لیتر آب مصرف می شود. کنسرو کردن میوه ها و سبزیجات به 10000 تا 50000 لیتر آب در هر تن در کانادا نیاز دارد، اما در اسرائیل تنها 4000 تا 1500 لیتر آب نیاز دارد، جایی که آب کمبود زیادی دارد. "قهرمان" از نظر مصرف آب لوبیا لیما است که برای حفظ 1 تن از آنها 70000 لیتر آب در ایالات متحده مصرف می شود. برای فرآوری 1 تن چغندرقند در اسرائیل به 1800 لیتر آب، در فرانسه 11000 لیتر و در انگلستان 15000 لیتر آب نیاز است. برای فرآوری 1 تن شیر بین 2000 تا 5000 لیتر آب نیاز است و برای تولید 1000 لیتر آبجو در انگلستان - 6000 لیتر و در کانادا - 20000 لیتر.
مصرف آب صنعتیصنعت خمیر و کاغذ به دلیل حجم عظیم مواد اولیه فرآوری شده یکی از صنایع پر مصرف آب می باشد. تولید هر تن خمیر و کاغذ به طور متوسط ​​در فرانسه به 150000 لیتر و در آمریکا به 236000 لیتر آب نیاز دارد. فرآیند تولید کاغذ روزنامه در تایوان و کانادا تقریباً 190000 لیتر آب در هر تن محصول در حالی که تولید یک تن کاغذ مرغوب در سوئد به 1 میلیون لیتر آب نیاز دارد.
صنعت سوخت.برای تولید 1000 لیتر بنزین باکیفیت هوانوردی به 25000 لیتر آب و بنزین موتور دو سوم کمتر نیاز دارد.
صنعت نساجیبرای خیساندن مواد خام، تمیز کردن و شستن آنها، سفید کردن، رنگرزی و تکمیل پارچه ها و سایر فرآیندهای تکنولوژیکی به آب زیادی نیاز دارد. برای تولید هر تن پارچه نخی، از 10000 تا 250000 لیتر آب مورد نیاز است، برای پارچه پشمی - حداکثر 400000 لیتر. تولید پارچه های مصنوعی به میزان قابل توجهی آب بیشتری نیاز دارد - تا 2 میلیون لیتر در هر تن محصول.
صنعت متالورژی.در آفریقای جنوبی، هنگام استخراج 1 تن سنگ طلا، 1000 لیتر آب مصرف می شود، در ایالات متحده آمریکا، هنگام استخراج 1 تن سنگ آهن، 4000 لیتر و 1 تن بوکسیت - 12000 لیتر. تولید آهن و فولاد در ایالات متحده تقریباً به 86000 لیتر آب برای هر تن تولید نیاز دارد، اما تا 4000 لیتر از این مقدار کاهش وزن است (عمدتاً تبخیر) و بنابراین تقریباً 82000 لیتر آب قابل استفاده مجدد است. مصرف آب در صنعت آهن و فولاد در کشورهای مختلف متفاوت است. برای تولید 1 تن چدن در کانادا، 130000 لیتر آب، برای ذوب 1 تن چدن در کوره بلند در ایالات متحده آمریکا - 103000 لیتر، فولاد در کوره های برقی در فرانسه - 40000 لیتر و در آلمان - 800 لیتر مصرف می شود. -12000 لیتر
صنعت برق.برای تولید برق، نیروگاه های برق آبی از انرژی آب در حال سقوط برای به حرکت درآوردن توربین های هیدرولیک استفاده می کنند. در ایالات متحده آمریکا روزانه 10600 میلیارد لیتر آب در نیروگاه های برق آبی مصرف می شود. همچنین ببینیدبرق آبی).
فاضلاب.آب برای تخلیه فاضلاب خانگی، صنعتی و کشاورزی ضروری است. اگرچه حدود نیمی از جمعیت، مانند ایالات متحده، توسط سیستم های فاضلاب خدمات رسانی می کنند، فاضلاب بسیاری از خانه ها هنوز به سادگی در مخازن سپتیک ریخته می شود. اما افزایش آگاهی از پیامدهای آلودگی آب از طریق چنین سیستم های فاضلاب قدیمی، نصب سیستم های جدید و احداث تصفیه خانه های فاضلاب را برای جلوگیری از نفوذ آلاینده ها به آب های زیرزمینی و جریان فاضلاب تصفیه نشده به رودخانه ها، دریاچه ها و دریاها تحریک کرده است. همچنین ببینیدآلودگی آب).
کمبود آب
زمانی که مصرف آب از عرضه آب بیشتر شود، این تفاوت معمولاً با ذخایر آن در مخازن جبران می شود، زیرا معمولاً تقاضا و عرضه آب بر اساس فصل متفاوت است. بیلان منفی آب زمانی رخ می دهد که تبخیر بیش از بارندگی باشد، بنابراین کاهش متوسط ​​در ذخایر آب رایج است. کمبود حاد زمانی رخ می دهد که جریان آب به دلیل خشکسالی طولانی مدت ناکافی باشد یا زمانی که به دلیل برنامه ریزی ضعیف، مصرف آب به طور مداوم با سرعت بیشتری از حد انتظار افزایش می یابد. در طول تاریخ، بشریت هر از گاهی از کمبود آب رنج برده است. برای اینکه حتی در زمان خشکسالی دچار کمبود آب نشوند، بسیاری از شهرها و مناطق سعی می کنند آن را در مخازن و کلکتورهای زیرزمینی ذخیره کنند، اما در مواقعی اقدامات اضافی برای صرفه جویی در مصرف آب و همچنین مصرف عادی آن ضروری است.
غلبه بر کمبود آب
هدف از توزیع مجدد جریان تامین آب برای مناطقی است که در آنها کمیاب است و صرفه جویی در مصرف آب با هدف کاهش تلفات غیرقابل جایگزین آب و کاهش تقاضای محلی برای آن انجام می شود.
توزیع مجدد رواناب.اگرچه به طور سنتی بسیاری از سکونتگاه‌های بزرگ در نزدیکی منابع آب دائمی ایجاد می‌شدند، اما امروزه برخی سکونتگاه‌ها نیز در مناطقی ایجاد می‌شوند که آب را از دور دریافت می‌کنند. حتی زمانی که منبع تامین آب تکمیلی در همان ایالت یا کشور مقصد باشد، مشکلات فنی، زیست‌محیطی یا اقتصادی به وجود می‌آید، اما اگر آب وارداتی از مرزهای دولتی عبور کند، عوارض احتمالی افزایش می‌یابد. به عنوان مثال، پاشیدن یدید نقره به ابرها باعث افزایش بارندگی در یک منطقه می شود، اما ممکن است باعث کاهش بارندگی در مناطق دیگر شود.
یکی از پروژه های انتقال جریان در مقیاس بزرگ که در آمریکای شمالی پیشنهاد شده است، شامل هدایت 20 درصد آب اضافی از مناطق شمال غربی به مناطق خشک است. در عین حال، سالانه تا 310 میلیون متر مکعب آب توزیع می شود، سیستمی از مخازن، کانال ها و رودخانه ها توسعه ناوبری را در مناطق داخلی تسهیل می کند، دریاچه های بزرگ 50 میلیون متر مکعب آب اضافی دریافت خواهند کرد. آب سالانه (که کاهش سطح آنها را جبران می کند) و تا 150 میلیون کیلووات برق تولید می شود. یکی دیگر از طرح های بزرگ برای انتقال جریان مربوط به ساخت کانال بزرگ کانادا است که از طریق آن آب از مناطق شمال شرقی کانادا به مناطق غربی و از آنجا به ایالات متحده و مکزیک هدایت می شود.
پروژه بکسل کوه های یخ از قطب جنوب به مناطق خشک، به عنوان مثال، به شبه جزیره عربستان، توجه زیادی را به خود جلب می کند که سالانه آب شیرین را برای 4 تا 6 میلیارد نفر تامین می کند یا تقریباً آبیاری می کند. 80 میلیون هکتار زمین.
یکی از روش‌های جایگزین تامین آب، نمک‌زدایی آب نمک، عمدتاً آب اقیانوس، و انتقال آن به محل‌های مصرف است که از نظر فنی با استفاده از دستگاه‌های الکترودیالیز، انجماد و سیستم‌های تقطیر مختلف امکان‌پذیر است. هر چه کارخانه آب شیرین کن بزرگتر باشد، به دست آوردن آب شیرین ارزانتر است. اما با افزایش هزینه برق، نمک زدایی از نظر اقتصادی غیر قابل دوام می شود. فقط در مواردی استفاده می شود که انرژی به راحتی در دسترس باشد و سایر روش های به دست آوردن آب شیرین غیرعملی باشد. کارخانه های نمک زدایی تجاری در جزایر کوراسائو و آروبا (در دریای کارائیب)، کویت، بحرین، اسرائیل، جبل الطارق، گرنزی و ایالات متحده آمریکا فعالیت می کنند. تعداد زیادی کارخانه کوچکتر نمایشی در کشورهای دیگر ساخته شده است.
حفاظت از منابع آب.دو راه گسترده برای حفظ منابع آب وجود دارد: حفظ منابع موجود آب قابل استفاده و افزایش ذخایر آن با ساخت کلکتورهای پیشرفته تر. انباشته شدن آب در مخازن از جریان آن به اقیانوس جلوگیری می کند و از آنجا فقط از طریق فرآیند چرخه آب در طبیعت یا از طریق نمک زدایی می توان دوباره آن را استخراج کرد. همچنین مخازن استفاده از آب را در زمان مناسب آسان تر می کنند. آب را می توان در حفره های زیرزمینی ذخیره کرد. در این صورت در اثر تبخیر رطوبت از بین نمی رود و زمین با ارزش صرفه جویی می شود. حفظ ذخایر آب موجود توسط کانال هایی تسهیل می شود که از نفوذ آب به داخل زمین جلوگیری می کند و حمل و نقل کارآمد آن را تضمین می کند. استفاده از روش های آبیاری کارآمدتر با استفاده از پساب. کاهش حجم آب جاری از مزارع یا فیلتر کردن زیر ناحیه ریشه محصولات. استفاده دقیق از آب برای نیازهای خانگی
با این حال، هر یک از این روش‌ها برای حفظ منابع آب تأثیری بر محیط‌زیست دارند. به عنوان مثال، سدها زیبایی طبیعی رودخانه‌های بی‌نظم را از بین می‌برند و از تجمع رسوبات گل و لای حاصلخیز در دشت‌های سیلابی جلوگیری می‌کنند. جلوگیری از هدررفت آب در نتیجه فیلتراسیون در کانال ها می تواند تامین آب تالاب ها را مختل کند و در نتیجه بر وضعیت اکوسیستم آنها تأثیر منفی بگذارد. همچنین ممکن است از شارژ مجدد آب های زیرزمینی جلوگیری کند و در نتیجه بر تامین آب برای سایر مصرف کنندگان تأثیر بگذارد. و برای کاهش حجم تبخیر و تعرق توسط محصولات کشاورزی، کاهش سطح زیر کشت ضروری است. اقدام اخیر در مناطقی که از کمبود آب رنج می برند، توجیه می شود، جایی که با کاهش هزینه های آبیاری به دلیل هزینه بالای انرژی مورد نیاز برای تامین آب، صرفه جویی صورت می گیرد.
تامین آب
منابع تامین آب و مخازن خود تنها زمانی مهم هستند که آب در حجم کافی به مصرف کنندگان - به ساختمان ها و موسسات مسکونی، شیرهای آتش نشانی (دستگاه های جمع آوری آب برای نیازهای آتش سوزی) و سایر خدمات عمومی، تاسیسات صنعتی و کشاورزی تحویل داده شود.
سیستم های مدرن تصفیه، تصفیه و توزیع آب نه تنها راحت هستند، بلکه به جلوگیری از گسترش بیماری های منتقله از طریق آب مانند حصبه و اسهال خونی کمک می کنند. یک سیستم آبرسانی شهری معمولی شامل کشیدن آب از یک رودخانه، عبور آن از یک فیلتر درشت برای حذف بیشتر آلاینده ها و سپس از طریق یک ایستگاه اندازه گیری است که در آن حجم و دبی آن ثبت می شود. سپس آب وارد برج آب می شود، جایی که از طریق یک دستگاه هوادهی (جایی که ناخالصی ها اکسید می شوند)، یک میکروفیلتر برای حذف سیلت و خاک رس و یک فیلتر شنی برای حذف ناخالصی های باقی مانده عبور می کند. کلر که میکروارگانیسم ها را از بین می برد، قبل از ورود به مخلوط کن به آب لوله اصلی اضافه می شود. در نهایت، آب تصفیه شده قبل از ارسال به شبکه توزیع برای مصرف کنندگان به مخزن ذخیره پمپ می شود.
لوله های آبرسانی مرکزی معمولاً چدنی و دارای قطر زیادی هستند که با گسترش شبکه توزیع به تدریج کاهش می یابد. از شبکه های آب خیابانی با لوله هایی با قطر 10 تا 25 سانتی متر، آب از طریق لوله های مسی یا پلاستیکی گالوانیزه به خانه های جداگانه تامین می شود.
آبیاری در کشاورزیاز آنجایی که آبیاری به مقادیر زیادی آب نیاز دارد، سیستم های آبرسانی در مناطق کشاورزی باید از ظرفیت بالایی به ویژه در شرایط خشک برخوردار باشند. آب از مخزن به یک کانال اصلی خط دار یا اغلب بدون آستر هدایت می شود و سپس از طریق انشعابات به کانال های آبیاری توزیع در راسته های مختلف به مزارع هدایت می شود. آب به صورت نشت یا از طریق شیارهای آبیاری در مزارع رها می شود. از آنجایی که بسیاری از مخازن در بالای زمین های آبی قرار دارند، آب عمدتاً توسط نیروی جاذبه جریان دارد. کشاورزانی که آب خود را ذخیره می کنند، آن را از چاه ها مستقیماً به خندق ها یا مخازن ذخیره می کنند.
برای آبیاری بارانی یا قطره ای که اخیراً مرسوم شده است از پمپ های کم مصرف استفاده می شود. علاوه بر این، سیستم های آبیاری غول پیکر مرکزی وجود دارد که آب را از چاه های وسط مزرعه به طور مستقیم به لوله ای مجهز به آبپاش پمپ می کند و به صورت دایره ای می چرخد. مزارعی که به این روش آبیاری می شوند از هوا به صورت دایره های سبز رنگ غول پیکری ظاهر می شوند که قطر برخی از آنها به 1.5 کیلومتر می رسد. چنین تاسیساتی در غرب میانه ایالات متحده رایج است. آنها همچنین در بخش لیبی از صحرای صحرا که در آن بیش از 3785 لیتر آب در دقیقه از آبخوان عمیق نوبی پمپاژ می شود، استفاده می شود.

دایره المعارف در سراسر جهان. 2008 .

هنگامی که دمای آب تغییر می کند، پیوندهای هیدروژنی بین مولکول های آن نیز تغییر می کند که به نوبه خود منجر به تغییر حالت آن از مایع به جامد و گاز می شود. همچنین ببینیدآب، یخ و بخار.

از آنجایی که آب مایع یک حلال عالی است، به ندرت کاملاً خالص است و حاوی مواد معدنی در حالت محلول یا معلق است. تنها 2.8 درصد از 1.36 میلیارد کیلومتر

منابع تامین آب و مخازن خود تنها زمانی مهم هستند که آب در حجم کافی به مصرف کنندگان به ساختمان ها و موسسات مسکونی، شیرهای آتش نشانی (دستگاه های جمع آوری آب برای نیازهای آتش سوزی) و سایر تاسیسات عمومی، تاسیسات صنعتی و کشاورزی تحویل داده شود.

سیستم های مدرن تصفیه، تصفیه و توزیع آب نه تنها راحت هستند، بلکه به جلوگیری از گسترش بیماری های منتقله از طریق آب مانند حصبه و اسهال خونی کمک می کنند. یک سیستم آبرسانی شهری معمولی شامل کشیدن آب از یک رودخانه، عبور آن از یک فیلتر درشت برای حذف بیشتر آلاینده ها و سپس از طریق یک ایستگاه اندازه گیری است که در آن حجم و دبی آن ثبت می شود. سپس آب وارد برج آب می شود، جایی که از طریق یک دستگاه هوادهی (جایی که ناخالصی ها اکسید می شوند)، یک میکروفیلتر برای حذف سیلت و خاک رس و یک فیلتر شنی برای حذف ناخالصی های باقی مانده عبور می کند. کلر که میکروارگانیسم ها را از بین می برد، قبل از ورود به مخلوط کن به آب لوله اصلی اضافه می شود. در نهایت، آب تصفیه شده قبل از ارسال به شبکه توزیع برای مصرف کنندگان به مخزن ذخیره پمپ می شود.

لوله های آبرسانی مرکزی معمولاً چدنی و دارای قطر زیادی هستند که با گسترش شبکه توزیع به تدریج کاهش می یابد. از شبکه های آب خیابانی با لوله هایی به قطر 1025 سانتی متر، آب از طریق لوله های مسی یا پلاستیکی گالوانیزه به منازل منازل تامین می شود.