Ресурсы минеральных пресных вод

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  автономное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Дальневосточный  федеральный университет»

(ДВФУ)

Кафедра геологии, геофизики и геоэкологии

 

«Утверждаю»

Заведующий кафедрой

профессор________ Зиньков А.В.

«__» _______________ 2013 г.

 

Курсовая работа по дисциплине «Полезные ископаемые и основы недропользования» на тему:

«Ресурсы пресных минеральных вод»

 

 

 

Выполнил: студент группы твтвтв

оаддвдв.

Проверил: доцент кафедры

твллыд.

 

 

 

 

 

Владивосток

2013 г.

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  автономное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Дальневосточный  федеральный университет»

(ДВФУ)

Кафедра геологии, геофизики  и геоэкологии

 

 

 

«Утверждаю»

Заведующий кафедрой

профессор________ Зиньков А.В.

«__» _______________ 2013 г.

 

 

Задание

На реферат

Студенту группы ….

1. Наименование темы: Ресурсы пресных минеральных вод.
2. Основания для разработки: программа специальности экология и природопользование.
3. Источники разработки: учебники, интернет сайты, фондовые материалы.
4. Дополнительные требования: создание презентации доклада.
5. Перечень разрабатываемых вопросов:

• оценка состояния ресурсов пресных вод в мире;

• оценка состояния ресурсов пресных вод в стране;
• оценка состояния ресурсов пресных вод в Приморском крае.

 

Содержание

Реферат………………………………………………………………………..4-7

Введение………………………………………………………………………8-9

1. Основные генетические типы месторождений пресных вод………..10-14

2. Ресурсы минеральной пресной воды в мире и стране и Приморском крае…………………………………………………………………………14-20

3. Потребление минеральных пресных вод в мире…………………….21-24

4. Потребление минеральных пресных вод в стране…………………...24-30

5. Потребление минеральных пресных вод в Приморском крае………31-32

6. Цены минеральной пресной воды на мировом рынке……………….32-33

7. Перспективы рационального освоения минеральных пресных вод…………………………………………………………………………..34-37

Заключение………………………………………………………………...38-39

Список используемых источников…………………………………………..40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

Пресные водные ресурсы существуют благодаря вечному круговороту  воды. В результате испарения образуется гигантский объем воды, достигающий 525 тыс. км в год (из-за неполадок шрифта объемы воды указаны без кубометров).

86% этого количества приходится  на соленые воды Мирового океана и внутренних морей - Каспийского. Аральского и др.; остальное испаряется на суше, причем половина благодаря транспирации влаги растениями. Каждый год испаряется слой воды толщиной примерно 1250 мм. Часть ее вновь выпадает с осадками в океан, а часть переносится ветрами на сушу и здесь питает реки и озера, ледники и подземные воды. Природный дистиллятор питается энергией Солнца и отбирает примерно 20% этой энергии.

 Всего 2% гидросферы  приходится на пресные воды, но  они постоянно возобновляются. Скорость  возобновления и определяет доступные  человечеству ресурсы. Большая часть пресных вод -85% -сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Скорость водообмена здесь меньше, чем в океане, и составляет 8000 лет. Поверхностные воды суши обновляются примерно в 500 раз быстрее, чем в океане. Еще быстрее, примерно за 10-12 суток, обновляются воды рек. Наибольшее практическое значение для человечества имеют пресные воды рек.

 Реки всегда были  источником пресной воды. Но в  современную эпоху они стали  транспортировать отходы. Отходы  на водосборной территории по  руслам рек стекают в моря  и океаны. Большая часть использованной  речной воды возвращается в  реки и водоемы в виде сточных  вод. До сих пор рост очистных  сооружений отставал от роста  потребления воды. И на первый  взгляд в этом заключается  корень зла. На самом деле  все обстоит гораздо серьезнее.  Даже при самой совершенной  очистке, включая биологическую,  все растворенные неорганические  вещества и до 10% органических  загрязняющих веществ остаются  в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для потребления только после многократного разбавления чистой природной водой. И здесь для человека важно соотношение абсолютного количества сточных вод, хотя бы и очищенных, и водного стока рек.

 Мировой водохозяйственный  баланс показал, что на все  виды водопользования тратится 2200 км воды в год. На разбавление  стоков уходит почти 20% ресурсов  пресных вод мира. Расчеты на 2000 г. в предположении, что нормы  водопотребления уменьшатся, а очистка  охватит все сточные воды, показали, что все равно ежегодно потребуется  30 --35 тыс. км пресной воды на  разбавление сточных вод. Это  означает, что ресурсы полного  мирового речного стока будут  близки к исчерпанию, а во многих  районах мира они уже исчерпаны.  Ведь 1 км очищенной сточной воды "портит" 10 км речной воды, а  не очищенной -в 3-5 раз больше. Количество пресной воды не  уменьшается, но ее качество  резко падает, она становится  не пригодной для потребления.

 Человечеству придется  изменить стратегию водопользования.  Необходимость заставляет изолировать  антропогенный водный цикл от  природного. Практически это означает  переход на замкнутое водоснабжение,  на маловодную или малоотходную, а затем на "сухую" или  безотходную технологию, сопровождающуюся  резким уменьшением объемов потребления  воды и очищенных сточных вод.

 Запасы пресной воды  потенциально велики. Однако в  любом районе мира они могут  истощиться из-за нерационального  водопользования или загрязнения.  Число таких мест растет, охватывая  целые географические районы. Потребность  в воде не удовлетворяется  у 20% городского и 75% сельского  населения мира. Объем потребляемой  воды зависят от региона и  уровня жизни и составляет  от 3 до 700 л в сутки на одного  человека. Потребление воды промышленностью  также зависит от экономического  развития данного района. Например, в Канаде промышленность потребляет 84% всего водозабора, а в Индии - 1%. Наиболее водоемкие отрасли промышленности - сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит почти 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. В среднем в мире на промышленность уходит примерно 20% всей потребляемой воды. Главный же потребитель пресной воды -- сельское хозяйство: на его нужды уходит 70--80% всей пресной воды. Орошаемое земледелие занимает лишь 15--17% площади сельскохозяйственных угодий, а дает половину всей продукции. Почти 70% посевов хлопчатника в мире существует благодаря орошению.

 Суммарный сток рек  СНГ (СССР) за год составляет 4720 км. Но распределены водные ресурсы  крайне неравномерно. В наиболее  обжитых регионах, где проживает  до 80% промышленной продукции и  находится 90% пригодных для сельского  хозяйства земель, доля водных  ресурсов составляет всего 20%. Многие районы страны недостаточно  обеспечены водой. Это юг и  юго-восток европейской части  СНГ , Прикаспийская низменность,  юг Западной Сибири и Казахстана, и некоторые другие районы  Средней Азии, юг Забайкалья, Центральная  Якутия. Наиболее обеспечены водой  северные районы СНГ, Прибалтика, горные районы Кавказа, Средней  Азии, Саян и Дальнего Востока.

 Сток рек изменяется  в зависимости от колебаний  климата. Вмешательство человека  в естественные процессы затронуло  уже и речной сток. В сельском  хозяйстве большая часть воды  не возвращается в реки, а расходуется  на испарение и образование  растительной массы, так как  при фотосинтезе водород из  молекул воды переходит в органические  соединения. Для регулирования стока  рек, не равномерного в течение  года, построено 1500 водохранилищ (они  регулируют до 9% всего стока). На  сток рек Дальнего Востока,  Сибири и Севера европейской  части страны хозяйственная деятельность  человека пока почти не повлияла. Однако в наиболее обжитых  районах он сократился на 8%, а  у таких рек, как Терек, Дон, Днестр и Урал, -- на 11--20%. Заметно уменьшился водный сток в Волге, Сырдарье и Амударье. В итоге сократился приток воды к Азовскому морю -- на 23%, к Аральскому -- на 33%. Уровень Арала упал на 12,5 м.

 Ограниченные и даже  скудные во многих странах  запасы пресных вод значительно  сокращаются из-за загрязнения.  Обычно загрязняющие вещества  разделяют на несколько классов  в зависимости от их природы,  химического строения и происхождения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Вода - единственное вещество, которое в природе присутствует в жидком, твердом и газообразном состояниях. Значение жидкой воды существенно  меняется в зависимости от местонахождения  и возможностей применения.

Пресные воды – часть  гидросферы (водной оболочки Земли). На долю вод суши приходится 4% всех планетарных  запасов вод (по 2% составляют подземные  воды и ледники, 0,02% -поверхностные  воды материков: реки, озера, болота; значительное количество воды содержится в атмосфере  и живых организмах). Запасы пресных  жидких вод составляют всего 0,6% (реки, пресные озера и частично подземная  вода). Все воды на Земле: океанические, поверхностные и подземные воды суши — благодаря лучистой энергии  Солнца и силе тяжести тесно взаимосвязаны  и образуют единый круговорот в природе.

Пресная вода шире используется, чем соленая. Свыше 97% всей воды сосредоточено  в океанах и внутренних морях. Еще около 2% приходится на долю пресных  вод, заключенных в покровных  и горных ледниках, и лишь менее 1% - на долю пресных вод озер и рек, подземных и грунтовых.

Колоссальные ресурсы  чистой и пресной воды (около 2 тыс. км3) заключены в айсбергах, 93% которых  дает материковое оледенение Антарктиды. Это значит, что основная часть  общемировых запасов пресной  воды как бы законсервирована в ледниковых покровах земного шара. При этом в первую очередь имеются в  виду ледниковые покровы Антарктиды и Гренландии, морские льды Арктики. Только за один летний сезон, когда  наступает естественное таяние этого  природного льда, можно было бы получить более 7000 км3 пресной воды, а это  количество превышает все мировое  водопотребление.

С точки зрения перспектив использования ледников в качестве резерва пресной воды особый интерес  представляют ледники Антарктиды. Это относится как к ее материковому ледниковому покрову, который во многих местах выдвигается в окружающие материк моря, образуя так называемые выдвижные ледники, так и к огромным шельфовым ледникам, являющимся продолжением этого покрова.

Кончилось время, когда пресную  воду рассматривали как бесплатный дар природы; рост дефицита, увеличивающиеся  затраты на содержание и развитие водного хозяйства, на охрану водоемов делают воду не только даром природы, но и во многом продуктом человеческого  труда, сырым материалом в дальнейших процессах производства и готовым  продуктом в социальной сфере.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основные генетические  типы месторождений пресной воды.

Месторождения пресных подземных вод промышленного типа - это такие гидрогеологические объекты, которые на практике являются основными поставщиками значительных эксплуатационных запасов при решении проблем централизованного водоснабжения крупных городов, промышленных центров, горнорудных предприятий, а также проблем орошения крупных массивов земель. Нижний предел эксплуатационных запасов подземных вод "для месторождений промышленного типа можно условно принять примерно до 5-8 тыс.м3/сут. Месторождения с эксплуатационными возможностями ниже указанного предела могут быть отнесены к мелким объектам, ресурсы которых могут быть использованы главным образом для децентрализованного водоснабжения мелких населенных пунктов.

К непромышленным типам месторождений  подземных вод можно отнести, например, месторождения, распространенные на площади бассейнов трещинно-грунтовых  вод зоны выветривания интрузивных, эффузивных, метаморфических и других некарстующихся пород. Исследования показывают, что на площади таких бассейнов, где породы обычно обладают низкими  фильтрационными показателями, отсутствуют  благоприятные геолого-структурные  условия для формирования крупных  есте­ственных ресурсов и запасов  подземных вод. Открытая трещи- новатость  в них очень быстро затухает с  глубиной. Следовательно, в данном случае нет оснований ориентировать  разведку подобных месторождений на решение проблемы централизованного  водоснабжения крупных объектов.

Это обстоятельство необходимо учитывать при постановке поисково-разведочных  гидрогеологических работ. Игнорирование  правильной оценки природных условий  формирования месторождений может  привести к непроизводительным затратам на разведку месторождений подземных  вод непромышленного типа.                         

На площади распространения  большой группы некарстующихся пород  месторождения промышленного типа могут формироваться только в  пределах крупных тектонических  нарушений, имеющих сравнительно мощные, зоны дробления и брекчирования.

Такие месторождения можно  назвать месторождениями трещинно-жильного типа —это линейные потоки подземных  вод, локализующиеся непосредственно  в зонах дробления тектонических нарушений.

При наличии общих гидрогеологических данных по тому или иному району, где могут быть распространены мелкие месторождения, сущность их разведки состоит  в бурении одной или двух разведочных  скважин для непосредственного  вскрытия водоносного горизонта.

Значительно сложнее обстоит  дело с методикой разведки и оценки эксплуатационных запасов крупных  месторождений подземных вод  промышленного типа, которые используются для централизованного водоснабжения. Объясняется это необходимостью: а) отбора из продуктивного горизонта  значительных объемов пресных подземных  вод крупными водозаборными сооружениями, состоящими, как правило, из целой  системы буровых скважин; б) учета  взаимодействия между буровыми скважинами внутри системы крупного водозаборного  сооружения, а также между крупными водозаборными сооружениями, расположенными на площади месторождения; в) прогнозной оценки влияния интенсивного отбора подземных вод из недр земли на состояние геологической и окружающей среды в целом. Из этого можно  сделать вывод, что методика разведки и оценки эксплуатационных запасов  пресных подземных вод на месторождениях промышленного типа является весьма сложной и принципиально отличается от изучения мелких объектов.

Введение в разведочную  гидрогеологию понятий месторождение  пресных вод, и тем более месторождение  промышленного типа имеет таким образом большое научно-методическое и практическое значение. Эти понятия объединяют комплекс гидрогеологических признаков, а также условия формирования и масштабы использования пресных подземных вод при решении проблем централизованного водоснабжения крупных объектов.

В разрезе месторождения  пресных подземных вод могут  залегать несколько водоносных горизонтов, а нередко и водоносный комплекс. Однако в числе распространенных на месторождении водоносных горизонтов могут быть такие, в пределах которых  по комплексу признаков формируются  основные естественные ресурсы и  запасы месторождения, а также складываются условия, благоприятные для их отбора. К таким признакам можно отнести: а) мощность водоносного горизонта  и литологический состав водовмещающих  пород; б) высокие фильтрационные показатели водоносных пород и их относительно слабую изменчивость в плане и  разрезе; в) постоянно действующие  источники питания, а также гидравлическую связь водоносных горизонтов с поверхностными водами и т. д.

Водоносные горизонты, которые  по ряду гидрогеологических признаков  могут быть основными поставщиками эксплуатационных запасов пресных  подземных вод на данном объекте  при разрешении конкретных проблем  централизованного водоснабжения, можно назвать продуктивными.

К факторам, определяющим закономерности формирования промышленного типа месторождений  подземных вод, можно отнести  геолого-структурные, гидрогеологические, геоморфологические, климатические, гидрологические и технические.

• Геолого-структурные факторы являются основными, определяющими условия образования и залегания водо- вмещающих структур, литологический состав водосодержащих и разделяющих горных пород, закономерности формирования фильтрационных и емкостных свойств пород и их пространственную изменчивость, условия взаимосвязи подземных вод различных горизонтов и т. д.
• Гидрогеологические факторы обусловливают гидродинамический режим и структуру фильтрационного потока подземных вод, режим отбора (безнапорный, упруговодонапорный), условия питания, естественной разгрузки, формирования химического состава, а также влияние отбора подземных вод на состояние окружающей среды и др.
• Геоморфологические факторы определяют для некоторых типов месторождений условия формирования продуктивного водоносного горизонта в плане и разрезе, а также фильтрационных свойств водовмещающих и разделяющих слоев (например, водоносных песчано-галечниковьхх толщ в речных долинах и конусах выноса).
• Гидрологические факторы наиболее существенно определяют условия питания подземных вод в результате инфильтрации поверхностных вод, взаимосвязь поверхностных и подземных вод, а также возможность привлечения поверхностных вод на водозаборном участке.
• Климатические факторы определяют естественные условия питания подземных вод за счет инфильтрации атмосферных осадков, естественной разгрузки подземных вод путем испарения, транспирации растительности и т. д.
• Технические факторы определяют возможность при- . менения рациональной в технико-экономическом отношении системы эксплуатации пресных подземных вод; учитывающей глубину отбора подземных вод, оптимальный дебит эксплуатационных скважин, конструктивные особенности каптажного сооружения и др.

Таким образом, формирование промышленных типов месторождений пресных вод является многофакторным процессом, что и учитывается при их классификации.

 

2. Ресурсы минеральных пресных вод в мире и стране и Приморском крае.

Человеку каждый день необходима вода для питья и приготовления  пищи. Не так уж вроде и много  воды требуется для этого - примерно 2,5-3 л в сутки на человека, но это 1 м3 в год. К ней предъявляются  повышенные требования по чистоте, она  не должна содержать вредных для  здоровья примесей и патогенных микробов.

Вода нужна людям каждый день и для других целей, поэтому  очень важно ее рационально и  бережно расходовать, поскольку  запасы ее на Земле не так уж и  безграничны. Если доступным для  организмов суши ресурсом пресной воды считать только постоянно возобновляемые запасы воды в почве, биомассе, реках  и озерах, то их суммарный статический  объем составляет всего 0,014% общего количества воды на планете.. Бoльшая  часть запасов пресной воды сосредоточена  в материковых льдах, главным  образом Антарктиды (см. таблицу).

Компоненты гидросферы	Объем, тыс. км3	%
Вся гидросфера	1 389 000	100,0
Океаны, моря	1 350 000	97,2
Неокеанические воды	39 000	2,8
В том числе		100
Материковые льды	29 000	74,36
Грунтовые воды	9 700	24,87
Пресные озера	125	0,32
Соленые озера	100	0,26
Почвы и болота	40	0,10
Атмосфера	23	0,06
Реки и водохранилища	7	0,02
Биомасса животных и растений	4	0,01

Таб. 1.

В несколько иной форме  данные о распределении воды в  мире представлены на рисунке ниже.

Рис. 1.

Техносфера в настоящее  время сильно конкурирует с биосферой  за наиболее доступные резервуары пресной  воды. Преобладающим источником водоснабжения  в мире остаются реки, многие из которых  зарегулированы человеком: значительная часть стока рек мира проходит через плотины гидроэлектростанций., создано более 30 тыс. водохранилищ с  общей площадью зеркала около 500 тыс. км2, что больше площади Черного  и Азовского морей. Безвозвратный  расход воды, заканчивающийся в основном испарением, составляет 75%.

 Около 70% мирового водопотребления  приходится на сельское хозяйство, 13% - на промышленность, 10% - на коммунально-бытовые  нужды, 7% - на собственные нужды  водного хозяйства (гидроэнергетика,  судоходство, рыбное хозяйство  и др.). Водоемкость разных производств  зависит от вида продукции,  применяемых технических средств  и технологических схем водоснабжения.  Так, на производство 1 т разных  видов готовой продукции расходуются  в среднем такие объемы воды (в м3): угля - 0,6, нефти - 3, стали  - 40, синтетических волокон - 300, бумаги - 900, резины - 2300. Большие объемы воды  требуются для охлаждения энергоблоков: для работы ТЭС мощностью 1 ГВт 1,2-1,6 км3 воды в год, а  для работы АЭС той же мощности - до 3 км3.

 Общий объем организованных (технических) стоков водоотведения  в поверхностные водоемы и  водотоки мира превышает 1300 км3/год.  Для достаточного разбавления  содержащихся в них техногенных  примесей требуется в среднем  в 10 раз больше чистой воды. Таким образом, суммарное прямое  антропогенное вмешательство в  природный круговорот воды достигает  18 тыс. км3/год, что составляет  уже половину речного стока  мира. Кроме этого, существует  еще значительное косвенное вмешательство  в глобальный круговорот воды, обусловленное уменьшением объема  транспирации из-за вырубки лесов.  Вода некоторых рек в промышленных  районах мира полностью (в ряде  случаев более чем однократно) проходит через различные технические системы водопотребления. Потребление водных ресурсов не ограничивается водозабором. Водные артерии широко используются как транспортные пути. Современное техногенное вмешательство в круговорот воды близко к критическому уровню, превышение которого может существенно повлиять на географическое распределение осадков и качество воды природных источников.

 В питьевом водоснабжении  населения в настоящее время  все большее значение начинают  приобретать подземные источники. Используются преимущественно пресные воды из зон активного водообмена и артезианских бассейнов с минерализацией менее 1 г/л, более чистые в санитарном отношении, но и более минерализованные, чем речные воды. Практически вся вода, поступающая в магистрали питьевого водоснабжения, нуждается в специальной водоподготовке, так как во многих случаях трудности возникают не столько из-за недостаточного объема воды, сколько из-за ее низкого потребительского качества. Проблема качества воды связана в основном с массированным техногенным загрязнением поверхностных и отчасти подземных природных вод.

 Географическое распределение  материкового стока крайне неравномерно: более 90% его выносится в Северный  Ледовитый и Тихий океаны, а  на бассейны Каспийского и  Азовского морей, где проживает  80% населения России и сосредоточена  большая часть хозяйственного  потенциала, приходится менее 9%. Поэтому, в частности, Волжский  бассейн испытывает большую техногенную  нагрузку: 18%-ный водозабор (почти  43 км3/год) уменьшает естественный  годовой сток Волги на 10-12%. А  водозабор из таких рек, как  Дон, Кубань, Терек, Урал, достигает  30-40% стока. В целом в Российской  Федерации в 1998 г. использовано  87,3 км3 воды, в том числе из поверхностных источников - 71,0 км3, из подземных - 11,9 км3 и 4,3 км3 морской воды.

 Россия располагает  большими запасами подземных  вод, их потенциальный ресурс  оценивается в 230 км3 в год, из  которых 60% приходится на Европейскую  часть РФ. Утвержденные эксплуатационные  запасы подземной пресной воды  составляют 22 км3/год. На каждого  жителя Российской Федерации  в год приходится в среднем  30 тыс. м3 суммарного речного  стока, 530 м3 суммарного водозабора  и 90-95 м3 воды бытового водоснабжения  (т.е. по 250 л в сутки). В крупных  городах удельное водопотребление  составляет 320 л/сут., в Москве - 400 л/сут.  Средняя водообеспеченность населения  у нас одна из самых высоких  в мире. Для сравнения: США - 320, Великобритания - 170, Япония - 125, Индия  - 65, Ирак - 16 л в сутки. Однако  по сравнению со многими другими  странами пресная вода у нас  расходуется крайне неэкономно. В то же время в ряде районов  на Юге России, в Поволжье и  в Зауралье существуют трудности  с обеспечением населения качественной  питьевой водой.

Рис. 2.

Проблема загрязнения  пресных вод актуальна и для  Приморского края и становится всё  серьезней. Ситуация с водоснабжением качественной питьевой водой в Приморском крае напряженная. Низкое качество питьевой воды связано с высоким уровнем загрязнения водных объектов, используемых для питьевого водоснабжения, недостаточно эффективной технологией водоподготовки, вторичным загрязнением воды в процессе транспортировки до конечного потребителя, а недостаток чистой воды в свою очередь оказывает влияние на возможности развития туризма. Так анализ статистических данных по использованию свежей воды представленных в таблице показал следующее.

 Таблица - Использование свежей воды по Приморскому краю за 2007-2011года   

	2007	2008	2009	2010	2011
Млн.м3
Всего	597.6	539.3	640.9	708.5	678.3
Из них:
На орошение и сельскохозяйственное водоснабжение	37.4	75.8	182.9	239.9	221.0
На производственные нужды	297.5	303.4	295.4	304.6	286.3
На хозяйственно питьевые нужды	161.3	158.6	161.3	162.3	169.9
В % к итогу
Всего	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0
На орошение и сельскохозяйственное водоснабжение	7.5	14.1	28.5	33.9	32.6
На производственные нужды	59.8	56.3	46.1	43.0	42.2
На хозяйственно питьевые нужды	32.4	29.4	25.2	23.0	25.1