Пресная вода – источник нашей жизни.

Как известно, вода - источник жизни, и у нее есть свой праздник. Каждый год 22 марта планета отмечает Всемирный День воды или Всемирный день водных ресурсов, призванный обратить внимание общественности на проблемы, связанные с охраной водных запасов. А проблемы есть.

Так, в 2006 году у около 1.1 млрд. человек не было нормальной и безопасной питьевой воды, а от наводнений и засух погибло больше людей, чем от других стихийных бедствий.

Бездумно льете питьевую воду на кухне и в ванной? Эти фотографии заставят вас задуматься.
Давайте посмотрим, где люди берут воду. Вот так набирают воду из колодца в Зимбабве. По сравнению с вариантами ниже, это еще довольно чистая вода.

Очередь у огромного колодца с водой в индийском штате Гуджарат.


Если верить Всемирной организации здравоохранения, инфекции, вызванные отсутствием чистой воды, приводят к смерти одного человека каждую минуту где-то в мире.


В этом районе в Кении за питьевой водой ходят на болото.


В Мумбаи питьевую воду можно набрать и из лужи. Главное, чтобы поезд не сбил.


Живописная колонка в северном индийском городе Аллахабад.


Конструктор из в Каракаса, Венесуэла. Установка по сбору дождевой воды.


Вода из водоема в Дакке кажется довольно чистой. На фоне следующего варианта…


Сбор питьевой воды из лужи в Сомали.


Рассмотрим процесс повнимательней.


Многие ученые считают, что проблема не в недостатке воды, а в ее нерациональном использовании. Одним из самых наболевших вопросов современности является чрезмерный расход воды при производстве продуктов питания.

Так, человек выпивает 2-3 литра воды в день, при этом 2000-5000 литров воды требуется для производства пищи для одного человека.
Море в Карачи, Пакистан. Слегка грязное.


В районе трущоб в столице Индонезии Джакарте проходит вот такой канал с водой.


Ресурсы пресной воды на нашей планете распределяются крайне неравномерно. Засушливые или полузасушливые регионы мира, составляющие 40% суши, используют только 2% мировых запасов воды.


Главный источник всей пресной воды - океаны, из которых ежегодно испаряется примерно 500 тысяч кв.км. воды. 80% всех осадков обратно в океаны и выпадают.
Водоем в Маниле.


Самые крупные запасы пресной воды находятся в полярных льдах. Отношение количества мирового запаса пресной воды к объему всей воды на Земле составляет всего 3%.
Поездка за водой в Таклобане, Филиппины. Сложно проехать по горам мусора.


Мьянма. Дождевая вода в качестве питьевой - относительно неплохой вариант.


В этом районе Саны, Йемен все ходят на единственную колонку, пытаясь наполнить как можно больше емкостей.


Переправа через канализационной канал в трущобах Мумбаи.


Заполнение бочек водой из автоцистерны, Лима, Перу.

Фактурный насос в провинции Хайбер-Пахтунхва Пакистана.


Мост через загрязненный канал в восточном Бангалоре, Индия. Без затыкания носа проходить тут затруднительно.


Переноска воды недалеко от столицы Южного Судана. И от солнца спасает.


Питьевая водичка из Южного Судана.


Когда мучает жажда.


Ванна в трущобах в Джакарте, Индонезия.


Питьевая вода из ямы в районе Багдада. Ну уж очень сильно пахнет.


Набор воды сомнительного качества с помощью ручного насоса в индийском штате Ассам.


Стирка в реке Ямуна в Нью-Дели. Нет, это не снег, это пена от загрязнения.


Какой-то сомнительный резервуар с водой на юго-западе Китая в провинции Сычуань.


По мнению международных экспертов, проблема дефицита пресной воды станет одной из самых острых уже к середине ХХI века. Так, к 2025 году 3.2 млрд жителей нашей планеты будут страдать от недостатка воды.
Набрала питьевой воды из ямы, Южный Судан.


Поход за водой на разбомбленной улице в Алеппо, Сирия.


На берегу «реки» в Джакарте, Индонезия.


Никогда не сдавайся. Волонтер очищает реку от мусора в Джакарте.


Стирка на берегу роскошного канала в трущобах в Найроби.


Хрюхи и напрочь загрязненный канал в восточном Бангалоре, Индия.


Нам пока беспокоиться не стоит. Россия лидирует в мире по запасам пресных вод - у нас сосредоточено более 20% мировых ресурсов.

На территории России насчитывается 2,5 млн рек и 2.7 млн озер. В одном только озере Байкал содержится 20% мировых запасов пресной воды. Кроме того, в России создано 2 290 крупных и средних водохранилищ.

Нет, это не Байкал, это нефть разлилась близи курортного города Красного моря в Эйлате, Израиль.


Не смогла. Море мертвой рыбы в Мексиканском заливе, Мексика.

Научно-методическое обоснование.

Вода является одним из важнейших элементов внешней Среды, необходимым для жизни человека, животных и растений. Вода участвует в образовании структурных элементов тела человека, необходима для нормального течения физиологических процессов, теплового баланса с окружающей средой. Потеря воды в количестве 10% массы тела приводит к заметному нарушению обмена веществ, потеря в количестве 15-20% при температуре воздуха выше 30 0 является уже смертельной, а потеря в количестве 25% смертельна и при более низких температурах воздуха (Э. Адольф).

Кроме удовлетворения физиологических потребностей, значительное количество воды расходуется на гигиенические, хозяйственно-бытовые и производственные нужды.

Вода всегда рассматривалась как важный фактор передачи многих инфекционных заболеваний.

Вода может выполнять свою гигиеническую роль лишь в том случае, если она обладает необходимым качеством, которое характеризуется ее органолептическими свойствами, химическим составом и характером микрофлоры.

В Гомельской области, например, насчитывается более 2 тысяч источников централизованного водоснабжения, и лишь из 188 (9%) источников вода не требует дополнительной очистки.

Основными ингредиентами загрязнения питьевой воды на территории области являются железо, марганец, соли, формирующие общую жесткость, нитраты.

Воду, не удовлетворяющую гигиеническим требованиям, необходимо подвергать обработке для приведения ее качества в соответствие с требованиями СанПиНа.

СОСТОЯНИЕ ИСТОЧНИКОВ ПРЕСНОЙ ВОДЫ НА ПЛАНЕТЕ

На долю пресных вод приходится около 3,5% общего объема воды на Земле. Из них речные воды имеют общий объем 1,2 х 10 3 км 3 , подземные – 6 х 10 4 км 3 , озера и водохранилища – 230 х 10 3 км 3 , почвенная вода – 82 х 10 3 км 3 .

Традиционно люди получают большую часть пресной воды для домашнего хозяйства, промышленности и орошения из поверхностных водоемов. Чтобы обеспечить более стабильное водоснабжение строят плотины, создают водохранилища, проводят оросительные каналы.

Каждый город по очереди берет воду из реки, очищает ее, использует, чтобы смыть очередную партию отходов, и сбрасывает обратно в реку, часто после минимальной обработки. Таким образом, каждый следующий город должен бороться все с большим загрязнением воды, и, естественно, от этого страдает водоем как экосистема. Промышленные отходы усугубляют это положение, т.к. крупные промышленные предприятия, как правило, расположены на крупных реках, озерах, заливах.

Потребности в пресной воде постоянно растут. Но чем больше брать воды, тем сильнее будет происходить падение ее уровня в водоеме, и, особенно, из-за безвозвратного водопотребления (т.е. орошения), т.к. вода возвращается в атмосферу за счет испарения и на какое-то время теряется для данного водоема.

Считается, что нельзя использовать более 30% среднегодового речного стока. На ряде рек водозабор превышает 90% среднегодового стока, так что хронический недостаток воды неизбежен.

Чтобы увеличить водозабор, остается интенсивнее использовать грунтовые воды. В настоящее время потребление грунтовых вод также превышает по скорости пополнение их запасов, в результате чего уровень грунтовых вод падает. А это, в свою очередь, влияет на поверхностные водоемы, потому что они питаются за счет родников, представляющих собой выход грунтовых вод на поверхность.

Когда уровень грунтовых вод падает, может происходить постепенное опускание поверхности суши, называемое просадкой грунта. Порой эта просадка может быть внезапной, что ведет к катастрофическим последствиям.

Из-за истощения грунтовых вод возникает еще одна проблема – подток соленой воды в пресные водоемы в приморских районах.

Грунтовые воды обладают хорошим качеством и без дополнительной очистки удовлетворяют требованиям стандарта по питьевой воде. Теперь же случаи загрязнения высококачественных грунтовых вод ядовитыми веществами, патогенными микроорганизмами становятся все более частыми. Загрязнение грунтовых вод – это одна из экологических проблем XX века.

Остановимся кратко на основных факторах и источниках экологического неблагополучия гидросферы.

Атмосферные воды.

Все составляющие биосферы имеют тесную взаимосвязь. Экологическое состояние гидросферы непосредственно связано с экологическим состоянием атмосферы и литосферы.

Большинство загрязняющих веществ из атмосферы и литосферы оказываются в конце концов в жидкой фазе, т.е. в составе гидросферы, а через нее оказывают влияние на все уровни живого.

Состав дождевой воды, пополняющей пресные водоемы, оказывает влияние на водные экосистемы, а зависит состав осадков от состояния атмосферы.

Известны следующие расчеты: 1 дождевая капля весом 50 мг, падая с высоты 1 км, омывает 16 л воздуха. Значит, различные загрязняющие вещества будут легко вымываться из воздуха. Примером этого служит вымывание радиоактивных веществ из атмосферы, приведшее к пятнистому загрязнению территории нашей республики после аварии на ЧАЭС. Многие газообразные соединения, растворяясь в атмосферной влаге, формируют кислотные осадки, которые нарушают экологическое равновесие и наземных и водных экосистем.

Вода, падающая на землю в виде осадков, может либо впитываться в почву, либо стекать по ней. Попадая на поверхность земли, дождевая вода захватывает частицы почвы, растворенные химикаты, детрит с питающимися им микроорганизмами. Поэтому поверхностный сток может быть сильно загрязнен. Большая часть воды впитывается в грунт. Частицы грязи, детрит и микроорганизмы отфильтровываются из нее. Однако, растворенные химические соединения не задерживаются почвой, а уносятся водой. Следовательно, любое химическое вещество, примененное, размещенное, разлитое, рассыпанное на земле или попавшее в нее, может загрязнить грунтовые воды.

Вот почему химический состав пресной воды зависит от физико-географических особенностей местности (характера почвы, грунта, особенностей водообмена и экологического благополучия объектов окружающей среды).

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Одним из главных принципиальных вопросов гигиены питьевой воды является выбор водоисточника. Этот выбор проводится путем техгни­ко-экономического сравнения вариантов источников водоснабжения, кото­рыми могут быть атмосферные, подземные и поверхностные.

Атмосферные воды, весьма слабо минирализованы, очень мягкие, со­держат мало органических веществ и свободны от патогенных бактерий. В дальнейшем на качество воды влияет способ сбора и хранения.

Подземные воды, пригодны для целей питьевого водоснабжения, зале­гают на глубине не более 250 - 300 м. По условиям залегания различают верховодку, грунтовые и межпластовые воды, значительно отличающиеся друг от друга по гигиеническим характеристикам.

Подземные воды, залегающие наиболее близко к земной поверхности, называются верховодкой. Вследствие поверхностного залегания, отсутс­твия водоупорной кровли и малого объема верховодка легко загрязняется, как правило, в санитарном отношении она ненадежна и не может считаться хорошим источником водоснабжения.

Грунтовые воды - воды первого от поверхности земли постоянно су­ществующего водоносного горизонта. Они не имеют защиты из водоупорных слоев; область питания грунтовых вод совпадает с областью их распрост­ранения.

Грунтовые воды характеризуются весьма непостоянным режимом, кото­рый целиком зависит от гидрометеорологических факторов, частоты выпа­дения и обилия осадков. Вследствие этого имеются значительные сезонные колебания уровня стояния, химического и бактериального состава грунто­вых вод. Запас их пополняется за счет инфильтрации атмосферных осадков либо воды рек природы высокого уровня. В процессе инфильтрации вода в значительной мере освобождается от органического и бактериального заг­рязнения; при этом ухудшается и ее органолептические свойства. Исполь­зуются грунтовые воды главным образом в сельской местности при органи­зации колодезного водоснабжения.

Межпластовые подземные воды залегают между водоупорными слоями и в зависимости от условий залегания могут быть напорными или безнапор­ными. Межпластовые воды отличаются от грунтовых невысокой температурой (5-12 0), постоянством состава. Обычно они прозрачны, бесцветны, лишены запаха и какого-либо привкуса.

Благодаря длительной фильтрации и наличию водоупорной кровли, за­щищающей межпластовые воды от загрязнения, последние отличаются почти полным отсутствием микроорганизмов, и могут использоваться для питья в сыром виде. Добываются межпластовые воды путем устройства глубоких трубчатых и, реже, шахтных колодцев.

Постоянный и большой дебит (от 1 до 200 м 3 /ч) и хорошие качества воды позволяют рассматривать межпластовые водоносные горизонты как лучший источник водоснабжения для небольших и средних водопроводов, большинство которых подает воду населению без какой-либо очистки.

Родники . Подземные воды могут самостоятельно выходить на поверх­ность земли. В таком случае они носят название родников, из которых образуются ключи или ручейки.

Поверхностные воды стекают по естественным уклонам к более пони­женным местам, образуя проточные и непроточные водоемы: ручьи, реки, проточные и непроточные озера. Открытые водоемы питаются не только ат­мосферными, но и частично подземными водами.

Открытые водоемы подвержены загрязнению извне, поэтому с эпидеми­ологической точки зрения все открытые водоемы в большей или меньшей степени потенциально опасны. Особенно сильно загрязняется вода в участках водоема, лежащих у населенных пунктов и в местах спуска сточ­ных вод.

При необходимости использовать открытый водоем для водоснабжения

следует, во-первых, отдать предпочтение крупным и проточным незарегу­лированным водоемам, во-вторых, охранять водоем от загрязнения бытовы­ми и промышленными сточными водами и, в-третьих, надежно обеззаражи­вать воду.

В связи с изложенными о гигиенической характеристике водоисточни­ков разного происхождения ГОСТ предусматривает при выборе источников водоснабжения в первую очередь ориентироваться на напорные, межпласто­вые-артезианские воды. При невозможности их использования изыскивают другие в следующем порядке: а) межпластовые напорные воды, в том числе родниковые; б) грунтовые воды; в) открытые водоемы.

САНИТАРНАЯ ОХРАНА ИСТОЧНИКОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ.

С целью охраны источников водоснабжения от загрязнения организу­ются зоны санитарной охраны (ЗСО), которые имею три пояса.

Первый пояс ЗСО подземных и поверхностных источников водоснабже­ния и водопроводных сооружений устанавливается в целях устранения воз­можности случайного или умышленного загрязнения воды источника в месте нахождения водозаборных и водопроводных сооружений. Водозаборы подзем­ных вод должны располагаться, как правило вне территории промышленных предприятий и жилой застройки. Первый пояс ЗСО устанавливается не расстоянии не менее 30 м от водозабора - при использовании защищенных подземных вод и на расстоянии не менее 50 м - при использовании недос­таточно защищенных подземных вод. При использовании группы подземных водозаборов, граница первого пояса должна находиться на расстоянии не менее 30 м и 50 м, соответственно, от крайних скважин (или шахтных колодцев).

Граница второго пояса ЗСО определяется гидродинамическими расче­тами, исходя из условий, что если за ее пределами в водонасосный гори­зонт поступят микробные /нестабильные/ загрязнения, то они не достига­ют водозабора. Для эффективной защиты подземного источника водоснабже­ния от микробного (нестабильного) загрязнения необходимо, чтобы рас­четное время продвижения загрязнения с подземными водами от границ второго пояса до водозабора было достаточным для утраты жизнеспособ­ности и вирулентности патогенных микроорганизмов, т.е. для эффективно­го самоочищения.

Граница третьего пояса ЗСО определяется гидродинамическими расче­тами, исходя из условия, что если за ее пределами в водонасосный гори-

зонт поступят химические (стабильные) загрязнения, они или не достига­ют водозабора, перемещаясь с подземными водами вне области питания, или достигают водозабора, но не ранее расчетного времени.

Схема водоснабжения определяет взаимное, технологически увязанное расположение сооружений системы водоснабжения и порядок подачи воды от источника и потреблению. Выбор схемы зависит от источника водоснабже­ния, требований к количеству и качеству воды, надежности и живучести системы водоснабжения, рельефа местности и других особенностей.

Питьевая вода во всех случаях должна быть безопасной в эпидеми­ческом отношении, безвредной по химическому составу и иметь благопри­ятные оганолептические свойства, т.е. должна удовлетворять гигиеничес­ким требованиям ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая".

2. Гигиенические требования к качеству питьевой воды (централизованное водоснабжение):

Соответствовать всем органолептическим свойствам: быть прозрачной, бесцветной, без привкусов, без запахов, не содержать видимых примесей, осадков.

Вода должна быть безвредной по химическому составу, не содержать канцерогенные, радиоактивные и вредные химические вещества.

Вода должна быть безопасной в эпидемическом и радиационном отношении, не содержать патогенных бактерий, вирусов, простейших, яиц гельминтов, соответствовать по показателям  и β активности.

При децентрализованном водоснабжении допускаются органолептические свойства до 3 баллов, нитратов не более 45 мг/л, число бактерий группы кишечной палочки (коли-индекс) по количеству БГКП в 1000 мл воды не более 10.

Основные источники загрязнения вод у нас – это Жлобинский металлургический завод БМЗ, Речицкий гидролизный завод. Контролирует качество воды - Гомельский водоканал.

Нередко с помощью одного и того же метода можно решать несколько задач улучшения качества воды. Например, методом фильтрования можно достичь осветления воды, частичного обеззараживания, обезвреживания и т.п.

Осветление и обесцвечивание воды заключается в освобождении ее от веществ, обусловливающих мутность и цветность. Это достигается методами отстаивания, фильтрования через пористые материалы и коагулирования. Очень часто эти методы применяются в комбинации друг с другом. Например, отстаивание с фильтрованием или коагулирование с отстаиванием и фильтрованием.

В составе большинства очистных сооружений водопроводных станций имеются специальные сооружения, называемые отстойниками. По структуре потока отстойники условно делят на горизонтальные, радиальные и вертикальные. Воды в них двигаются с очень малой скоростью, благодаря чему создаются условия для оседания многих частиц определенной степени дисперстности и удельного веса. При этом мелкие частицы нередко агломерируют (укрупняются) и также приобретают способность к оседанию. Для ускорения этого процесса в некоторых отстойниках устраивают так называемые модули, которые представляют собой системы параллельных полок (каждая высотой 20–40 см), обеспечивающих сокращение пути движения частиц до дна полки, что существенно увеличивает пропускную способность отстойников.

При длительном отстаивании, которое нередко имеет место в естественных условиях (пруды, водохранилище), наблюдается не только увеличение прозрачности, но снижается и цветность, а также и количество микроорганизмов (по Хлопину на 75–90 %).

Процесс фильтрования воды заключается в пропускании ее через какой-либо пористый или мелкозернистый материал. В качестве фильтрующего материала употребляются песок, уголь, шлак, антрацитовая крошка, опилки, ткань, фарфор и т.п.

На поверхности фильтра и отчасти в толще происходит задержка взвешенных веществ, некоторой части микроорганизмов и в зависимости от природы фильтрующего материала – сорбция химических веществ.

Из 1018 т воды на Земле на пресную воду приходятся всего лишь 3%, из которых 80% недоступны для использования, поскольку представляют собой лед, образующий полярные шапки. Пресная вода оказывается доступной человеку в результате участия в гидрологическом цикле, или круговороте воды в природе, который схематически изображен на рис. 12.3. Ежегодно в круговорот воды, в результате ее испарения и выпадения осадков в виде дождя или снега, вовлекается приблизительно 500000 км3 воды. По теоретическим подсчетам максимальное количество пресной воды, доступное для использования, составляет приблизительно 40 000 км3 в год. Речь идет о той воде, которая стекает с поверхности земли в моря и океаны (так называемый сток).

Круговорот воды в природе известен с ветхозаветных библейских времен:

«Бегут все реки в море, - а море не переполнится,

К месту, куда реки бегут, -

Туда они продолжают бежать».

Книга Экклесиаст, 1:7.

Рис. 12.3. Круговорот воды в природе.

Использование пресной воды принято подразделять на многократное использование и безвозвратное расходование. В соответствии с этим пресную воду также иногда подразделяют на используемую многократно и расходуемую безвозвратно.

Многократное использование воды может быть проиллюстрировано на таких примерах, как навигация, рыбоводство и получение гидроэлектроэнергии.

Безвозвратно расходуемая пресная вода становится уже недоступной для повторного использования. К ней относится пресная вода, которая после употребления оказалась потерянной в результате испарения (в том числе листьями растений); вода, вошедшая в состав продуктов, а также вода стока, достигшая моря (океана) и смешавшаяся с соленой водой. Безвозвратный расход пресной воды во всем мире составляет от 2500 до 3000 км3 в год, причем из этого количества приблизительно 10% расходуется в бытовых целях, 8% в промышленности, а подавляющее большинство -82% идет на ирригацию в сельском хозяйстве.

Расход воды

Расход воды в бытовых целях. В бытовых целях вода расходуется для питья, приготовления пищи, стирки, мытья, смыва нечистот в канализацию и поливки садов и улиц.

В Европе средний расход воды в бытовых целях на душу населения составляет приблизительно 230 л в день. Это приблизительно столько же, как и во времена Римской империи. На бытовые цели расходуется приблизительно 10% всей воды, потребляемой человечеством.

Расход воды в промышленных целях. Свыше 85% воды, используемой в промышленных целях, расходуется в процессах охлаждения. Остальная часть расходуется в процессах мойки, промывки газов, для гидротранспорта и в качестве растворителя. Приблизительно полмиллиона литров воды расходуется на выпуск каждого легкового автомобиля; это количество включает как безвозвратно расходуемую воду, так и воду повторного использования.

В промышленных целях расходуется приблизительно 8% всей используемой в мире воды.

Расход воды и сельском хозяйстве. На сельское хозяйство приходится 82% расхода воды во веем мире. Эта вода используется для ирригации. Для выращивания одной тонны хлопка необходимо 11 000 миллионов литров воды. Для выращивания спелой тыквы требуется 150 л воды.

Расход воды для получения гидроэнергии. Свыше 50% всего притока воды в Великобритании расходуется на электростанциях. Воду используют на гидроэлектростанциях, а также на тепловых электростанциях - для создания пара, вращающего турбины, и в целях охлаждения. Хотя электростанции расходуют огромное количество воды, она используется практически без потерь, в замкнутом цикле.

Согласно имеющимся оценкам, к двадцать первому столетию уровень потребления воды во всем мире должен превысить ее естественное поступление. Чтобы решить эту проблему, разрабатываются различные способы получения пресной воды, которые описаны ниже.

Увеличение притока пресной воды. Большая часть воды, стекающей с поверхности земли в океаны, пропадает бесполезно для нужд человека. Строительство резервуаров и бурение скважин для извлечения грунтовых вод повышает количество воды, используемой человеком до того, как она попадает в океаны.

В жаркую погоду большие количества воды теряются из озер и резервуаров в результате испарения. Этому можно воспрепятствовать, покрывая поверхность воды тонкой пленкой спирта гексадеканола-1.

Использование морской воды и солоноватых вод. Пресную воду можно получать из морской воды обессоливанием в результате вакуумной перегонки в выпарных аппаратах.

Перегонка воды в них осуществляется при пониженном давлении. Однако этот метод требует больших затрат энергии и экономичен только в таких странах, как, например, Кувейт, где энергия доступна по сравнительно невысоким ценам, а дождевой воды крайне мало.

Пресную воду можно получать также с помощью электродиализа (см. разд. 10.3) из солоноватой воды. Такая вода находится в устьях рек; она имеет промежуточную соленость между пресной речной и соленой морской водой.

В настоящее время во всем мире действует свыше 2000 заводов по опреснению воды. Для обессоливания воды используются не только методы вакуумной перегонки и электродиализа, но также методы вымораживания, ионного обмена и обратного осмоса.

Основным источником пресной воды являются атмосферные осадки, но для потребительских нужд могут также использоваться и два других источника: подземные и поверхностные воды.

Подземные источники . Примерно 37,5 млн. км3, или 98% всей пресной воды в жидком состоянии приходится на подземные воды, причем ок. 50% из них залегает на глубинах не более 800 м. Однако объем доступных подземных вод определяется свойствами водоносных горизонтов и мощностью откачивающих воду насосов.

Запасы подземных вод в Сахаре оцениваются примерно в 625 тыс. км3. В современных условиях они не пополняются за счет поверхностных пресных вод, а при откачке истощаются. Некоторые наиболее глубоко залегающие подземные воды вообще никогда не включаются в общий круговорот воды, и только в районах активного вулканизма такие воды извергаются в форме пара.
Однако значительная масса подземных вод все же проникает на земную поверхность: под действием силы тяжести эти воды, двигаясь вдоль водонепроницаемых наклоннозалегающих пластов горных пород, выходят у подножий склонов в виде источников и ручьев.
Кроме того, они откачиваются насосами, а также извлекаются корнями растений и затем в процессе транспирации поступают в атмосферу.

Зеркало грунтовых вод представляет собой верхний предел доступных подземных вод. При наличии уклонов зеркало грунтовых вод пересекается с земной поверхностью, и образуется источник. Если подземные воды находятся под большим гидростатическим давлением, то в местах их выхода на поверхность формируются артезианские источники.
С появлением мощных насосов и развитием современной буровой техники извлечение подземных вод облегчилось.
Для обеспечения подачи воды в мелкие колодцы, установленные на водоносных горизонтах, применяются насосы. Однако в скважинах, пробуренных на бóльшую глубину, до уровня напорных артезианских вод, последние поднимаются и насыщают вышележащие грунтовые воды, а иногда выходят на поверхность.
Подземные воды перемещаются медленно, со скоростью нескольких метров за сутки или даже за год.
Ими обычно насыщены пористые галечные или песчаные горизонты или относительно водонепроницаемые пласты глинистых сланцев, и лишь изредка они сосредоточены в подземных полостях или в подземных потоках.
Для правильного выбора места бурения колодца обычно требуются сведения о геологическом строении территории.

В некоторых частях земного шара растущее потребление подземных вод имеет серьезные последствия. Откачка большого объема подземных вод, несопоставимо превышающего их естественное пополнение, приводит к нехватке влаги, а понижение уровня этих вод требует бóльших затрат на дорогостоящую электроэнергию, используемую для их извлечения.
В местах истощения водоносного горизонта земная поверхность начинает проседать, и там осложняется восстановление водных ресурсов естественным путем.

В прибрежных районах чрезмерный забор подземных вод приводит к замещению пресной воды в водоносном горизонте морской, соленой, и таким образом происходит деградация местных источников пресной воды.

Постепенное ухудшение качества подземных вод в результате накопления солей может иметь еще более опасные последствия. Источники солей бывают как природными (например, растворение и вынос минералов из грунтов), так и антропогенными (внесение удобрений или чрезмерный полив водой с высоким содержанием солей).
Реки, питающиеся от горных ледников, обычно содержат менее 1 г/л растворенных солей, но минерализация воды в иных реках достигает 9 г/л вследствие того, что они на большом протяжении дренируют территории, сложенные соленосными породами.

В результате беспорядочного сброса или захоронения токсичных химических веществ происходит их просачивание в водоносные горизонты, являющиеся источниками питьевой или ирригационной воды.
В ряде случаев достаточно всего нескольких лет или десятилетий, чтобы вредные химические вещества попали в подземные воды и накопились там в ощутимых количествах. Однако, если водоносный горизонт был однажды загрязнен, для его естественного самоочищения потребуется от 200 до 10 000 лет.

Поверхностные источники. Лишь 0,01% от общего объема пресной воды в жидком состоянии сосредоточена в реках и ручьях и 1,47% – в озерах. Для накопления воды и постоянного обеспечения ею потребителей, а также для предотвращения нежелательных паводков и производства электроэнергии на многих реках сооружены плотины.
Наибольшие средние расходы воды, а следовательно, и наибольший энергетический потенциал имеют Амазонка в Южной Америке, Конго (Заир) в Африке, Ганг с Брахмапутрой в южной Азии, Янцзы в Китае, Енисей в России и Миссисипи с Миссури в США.

Естественные пресноводные озера, вмещающие ок. 125 тыс. км3 воды, наряду с реками и искусственными водохранилищами являются важным источником питьевой воды для людей и животных.
Они также используются и для орошения сельскохозяйственных земель, навигации, рекреации, рыболовства и, к сожалению, для сброса бытовых и промышленных стоков. Иногда вследствие постепенного заполнения наносами или засоления озера пересыхают, однако в процессе эволюции гидросферы в некоторых местах образуются новые озера.

Уровень воды даже в «здоровых» озерах может понижаться в течение года в результате стока воды через вытекающие из них реки и ручьи, из-за просачивания воды в грунт и ее испарения.
Восстановление их уровня обычно происходит за счет осадков и притока пресной воды впадающих в них рек и ручьев, а также из родников. Однако в результате испарения накапливаются соли, поступающие с речным стоком.
Поэтому спустя тысячелетия некоторые озера могут стать очень солеными и непригодными для обитания многих живых организмов.

Помимо рек источниками пресной воды являются подземные воды, озера, ледники.

Подземные воды менее всего используются человеком, в основном это , применяющиеся для питья и для лечения. Чаще подземные воды используются опосредованно, так как питают некоторые реки и озера.

Ледники — замерзшая в лед пресная вода. Это важнейший запас пресной воды на Земле, однако методы освоения ледниковой воды только разрабатываются. Ледники образуются в том случае, если в холодное время года вода замерзает, а за теплое не успевает растаять. Это может происходить вблизи северного или южного полюсов ( , северные острова) или высоко в горах. Ледники медленно движутся — в среднем около 200 м в год, но при потеплении или, например, скорость их движения может резко увеличиваться.

Ледники Гренландии и Антарктиды — покровные ледники, так как они покрывают всю территорию, независимо от рельефа. Те же ледники, которые образуются на вершинах гор, называют горными.

Памятники гидросферы

Существуют также настоящие памятники , восхищающие и красотой пейзажей, и огромными запасами пресной воды. К ним относятся такие озёра, как Байкал, Боденское, Женевское.

В озеро впадает более пятисот различных водотоков, ежегодно привнося в него около 60 кубических километров воды. Возраст же этого чудо — озера более 25 миллионов лет.

Женевское озеро — второе по величине (вслед за Балатоном) пресноводное озеро в центральной , расположенное в и . Оно — самое большое в Альпах. Его площадь — около 600 квадратных километров, объем — порядка 100 кубических километров. Заслуженно считается одним из самых красивых и чистых в Европе.

Памятниками гидросферы считают также водопады .

Водопад образуется при свободном падении потока воды с крутого обрыва. Многие водопады состоят из серии мелких водопадов, или каскадов, когда вода падает с одного уступа на другой.

Водопады, как правило, образуются в результате разрушения мягких пород почвы, что приводит к подмыву пласта прочных пород и его периодическому обрушению. Так, например, образовался знаменитый Ниагарский водопад, расположенный на границе между и .

В горных районах высокие водопады часто возникают в местах впадения горных притоков в главный речной поток.

Роль водопадов в жизни человека

Водопады, каскады и пороги представляют собой серьезные препятствия для судоходства. Для того чтобы обойти их, строят каналы со шлюзами, которые позволяют судам постепенно подниматься или опускаться с одного уровня на другой. Например, судоходный канал Уэлленд в пров. Онтарио (Канада), проложен в обход Ниагарского водопада. По этому каналу океанские лайнеры попадают в Великие озера. А на этапе раннего освоения и заселения территории Северной Америки водопады существенно препятствовали продвижению первопроходцев, их приходилось обходить, а грузы — переносить волоком.

Водопады являются исключительным источником электроэнергии, объем производства

которой зависит от высоты падения и объема воды, направленной на вращение турбин. В прошлом промышленные объекты во многих странах строились вблизи водопадов. Таким образом, возникли, например, такие крупные города, как Ричмонд, Балтимор и Филадельфия.