Значение ледников и подземных вод для природы и человека: Расскажите о значении ледников и подземных вод для природы и человека

Урок 5. озёра, подземные воды и ледники — География — 6 класс

География, 6 класс

Урок 05. Озёра, подземные воды и ледники

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке

  1. Урок посвящён изучению озёр, подземных вод и ледников как составных частях гидросферы.
  2. В ходе урока школьники познакомятся с классификацией озёр по происхождению.
  3. Узнают об особенностях образования подземных вод и необходимости их охраны.
  4. Узнают какое значение озёра, подземные воды и ледники имеют в жизни человека.

Тезаурус

Озеро – водоёмы в природных углублениях на поверхности суши со стоячей или слабопроточной водой.

Подземные воды – воды, находящиеся в верхней части земной коры.

Ледники – крупные массивы льда на земной поверхности, обладающие способностью к движению.

Водохранилище – искусственно созданный водоём.

Болото – участок земной поверхности, сильно увлажнённый и поросший влаголюбивой растительностью.

Основная и дополнительная литература по теме

  1. География. 5 – 6 класс / А. И. Алексеев, В. В. Николина, Е. К. Липкина и др. – М.: Просвещение, 2019.
  2. Сайт: Научно — популярная энциклопедия. Вода России. http://water-rf.ru/.
  3. Сайт: География. https://geographyofrussia.com/mirovoj-okean-i-ego-chasti/.
  4. Сайт: Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов www.school-collection.edu.ru.
  5. Сайт: Издательство «Просвещение» www.prosv.ru.
  6. Сайт: Российская версия международного проекта Сеть творческих учителей it-n.ru.
  7. Сайт: Российский общеобразовательный Портал www.school.edu.ru.
  8. Сайт: Федерация Интернет-образования, сетевое объединение методистов www.som.fio.ru.
  9. Сайт. Мир океана. http://www.seapeace.ru.
  10. Сайт. Гидрометцентр России. https://meteoinfo.ru.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

А знаете ли вы где на суше сосредоточены самые большие запасы пресной воды? Озёра – крупнейшие резервуары пресной воды.

Многие из вас, кто был в деревне видели колодцы. Там, где нет централизованного водопровода, люди добывают воду из земли, используя подземные воды. Тема нашего урока: «Озёра, подземные воды, ледники».

Озёра – водоёмы в природных углублениях на поверхности суши со стоячей или слабопроточной водой. Озёра различаются по происхождению озёрных котловин и свойствам воды. Вода в озёрах Земли может быть пресной или солёной. Она питает озёра из разных источников и участвует в круговороте воды в природе. Болота образуются при зарастании озёр и в условиях избытка влаги и плохого стока.

Подземные воды – воды, находящиеся в верхней части земной коры. Водопроницаемые породы: песок, гравий, галька, щебень, известняк. Водоупорные породы: глина, гранит. Подземные воды – важнейший источник питьевой воды. Вода, просачивающаяся в земную кору, залегает пластами поверх водоупорных слоёв пород или между ними.

Ледники – крупные массивы льда на земной поверхности, обладающие способностью к движению. Покровные ледники высоких широт и ледники высоких гор – запас пресной воды для людей и источник питания многих рек и озёр.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Заполните пропуски в тексте.

Лёд – _____________главная причина того, что Южное полушарие холоднее Северного. Горные ледники имеют ледяные __________ и длинные ледяные языки. Ледник спускается вниз под действием __________и тает. Тающие воды дают начало____________.

Варианты ответов:

Материка

Антарктиды

Северного Ледовитого океана

Шапки

Впадины

Текучей воды

Силы тяжести

Сильного ветра

Озерам, морям

Горным рекам

Правильный вариант ответа:

Лёд – материка главная причина того, что Южное полушарие холоднее Северного. Горные ледники имеют ледяные шапки и длинные ледяные языки. Ледник спускается вниз под действием текучей воды и тает. Тающие воды дают начало горным рекам.

Задание 2. Заполните пропуски в таблице.

Тип озера

Описание

Пример

Сточное озеро

Реки из этих озёр не вытекают

Варианты ответов:

Вытекает хотя бы одна река

Байкал

Балхаш

Ладожское

Бессточное озеро

Правильный вариант:

Тип озера

Описание

Пример

Сточное озеро

Вытекает хотя бы одна река

Байкал

Бессточное озеро

Реки из этих озёр не вытекают

Балхаш

Круговорот воды в природе

Круговорот воды в природе или влагооборот – это непрерывный замкнутый процесс циркуляции воды на земном шаре, обусловленный поступлением солнечной энергии и действием силы тяжести.

Вода испаряется с поверхности Мирового океана и с суши. Далее водяные пары переносятся воздушными течениями, конденсируются и возвращаются в виде атмосферных осадков в океан (малый, или океанический круговорот) или на сушу, где часть их стекает через реки обратно в океан (большой круговорот). Кроме того, различают местный, или внутриматериковый, круговорот, при котором принимается во внимание вода, испарившаяся с поверхности суши и вновь выпавшая на сушу в виде атмосферных осадков

.

Одним из главных факторов благодаря которому существует круговорот воды в природе, является уникальная способность воды быть в естественных природных условиях в трех состояниях — твердом, жидком и парообразном.

Гидрологический цикл

Круговорот воды в природе так же называется гидрологическим циклом. Круговорот воды обеспечивает присутствие воды практически во всех уголках земного шара. Если кратко, то круговорот воды в природе (гидрологический цикл) можно описать так — вода, находящаяся в жидком состоянии, испаряется, поднимается в атмосферу, где конденсируется, образуя облака, а в дальнейшем снова возвращается на землю уже в жидком состоянии в виде дождя, росы … либо через промежуточные твердые состояния – снег, иней, град. В атмосфере вода находится 8-9 дней.

В круговороте воды участвуют все водные ресурсы Земли, за исключением вод, связанных в кристаллических решетках минералов и вод, погребенных в глубинах крупных ледников, но и это исключение лишь временное.

В круговороте воды, в том числе, активное участие принимают ледники, которые концертируют в себе значительные объемы воды в твердом состоянии (лед). В дальнейшем, какая-та часть этих «запасов» вновь возвращается в жидкое состояние.

 В природе происходит постоянное обновление всех водных ресурсов и «круговорот воды» принимает в этом процессе самое, что ни на есть активное участие.

Значение круговорота

Значение круговорота воды в природе для всей нашей планеты трудно переоценить. Круговорот воды в природе объединяет все оболочки Земли, в том числе и конечно в первую очередь объединяет гидросферу. Благодаря круговороту воды переносится большое количество веществ необходимых для поддержания жизни на Земле. Круговорот вод в природе очищает воды Мирового океана. Он влияет и регулирует климат планеты. Благодаря круговороту воды в природе вода попадает практически во все уголки земного шара.

В разных источниках указываются несколько различные значения среднего времени обновления водных ресурсов. К примеру, если океаны обновляются через 3 200 лет, то ледники от 5 до 10 лет. Грунтовые воды, паводок: от 100 до 200 лет, углубленные грунтовые воды до 10 000 лет. Озера от 15 до 17 лет, реки: от 17 до 19 дней. Атмосфера 9 дней, а горные ледники 1600 лет, а ледники полярных стран: 9700 лет.

Полное обновление вод Мирового океана составляет примерно через 2 700 лет.

 

Круговорот воды в природе является жизненно важным для всей нашей планеты. К большому сожалению, деятельность человека оказывает существенное влияние на отдельные звенья этого процесса. Создание промышленности, уничтожение лесов, распашка огромных территорий, осушение и орошение земель, создание гигантских водохранилищ и плотин, расходование воды на различные хозяйственные нужды — все это в значительной степени изменило гидрологические процессы на Земле. И хотя хозяйственная деятельность мало повлияла на общий объем гидросферы, она заметно влияет на отдельные ее части. Сток одних рек уменьшился, других — увеличился, изменилось внутригодовое распределение стока. В результате изъятия воды из вод суши во многих районах мира возросло испарение, потому что именно на испарение идет значительная часть воды, изымаемой человеком из источников. Часть воды, которую потребляет человек, и которая входит в состав производимой им продукции, надолго выпадает из всеобщего круговорота, поэтому ее называют «безвозвратно изъятой». Этот термин, конечно, достаточно условен, так как эта вода не исключается полностью, но ее возвращение может произойти с большой задержкой во времени и на совершенно другой территории. Многие отрасли расходуют безвозвратно сравнительно немного воды — не более 10%.

Остальная вода после использования сбрасывается в водоемы в виде сточных вод. Они загрязнены и приводят в негодность во много раз больший объем чистой воды. Именно угроза загрязнения водных ресурсов представляет сейчас главную опасность, гораздо большую, чем угроза физической нехватки воды.

Лёд – это ценное сырьё, которое тает на глазах | Экономика в Германии и мире: новости и аналитика | DW

«Хотя я сейчас вполне в форме и мне, несмотря на мои 60 лет, ходить ещё не тяжело, всё равно уходящие всё выше ледники становятся проблемой. Для того, чтобы делать замеры и брать пробы, мне приходится подниматься всё выше в гору».

Бенедикт Шнидер возглавляет в посёлке Саас Фее Центр прикладной гляциологии. Услугами Центра пользуются владельцы лыжных подъёмников, сотрудники системы водоснабжения, экологические ведомства. Бенедикт Шнидер родился в Саас Фее и хорошо помнит, как выглядел этот ландшафт в прошлом:

«До начала 80-х годов здесь была граница ледника, граница северного языка ледника Саас Фее. С тех пор этот язык нашего ледника таял в год на 20-25 метров. Сегодня расстояние от посёлка до ледника достигло 400 метров».

На том месте, где был язык ледника, остались голые скалы и нагромождения каменей.

«Да, странное ощущение! Ведь всё это происходило у меня на глазах. Мне, я думаю, довелось увидеть язык нашего ледника в его первозданной красе. Мальчиком я побывал даже в ледниковом гроте. Как-то в воскресенье меня повела туда мама».

Сегодня о том, прежнем гроте напоминает только название ресторана – «Ледниковый грот». Приезжающие в Саас Фее туристы, однако, имеют возможность подняться по подвесной канатной дороге на высоту 3.500 метров. Там Бенедикт Шнидер построил новый грот – причём, самый большой в мире.

Ежегодно на новый ледник поднимается до 30 тысяч туристов. В ледяных освещённых белыми и синими лампочками туннелях они слушают гляциолога Бенедикта Шнидера, рассказывающего о своей работе и о самом леднике.

«В последние 150 лет у нас, в Швейцарии исчезла примерно треть ледников. Растаяло колоссальное количество льда».

В чём причина таяния ледников?

Ответ на этот вопрос известен: причина – в потеплении. Ледники не получают питания в достаточном количестве, поскольку выпадает всё меньше осадков. Сохранение этой тенденции может повлечь за собой катастрофу.

«Первыми, естественно, пострадают гидроэлектростанции: к ним будет поступать меньше талой воды. Потом талой воды будет недостаточно для пропитки склонов; в зоне вегетации, соответственно, источники воды оскудеют. А потом и в долине понизится уровень грунтовых вод. Людям нужно для жизни всё больше питьевой воды, но её становится всё меньше. Грунтовые воды пополняются с каждым годом всё хуже. Лёд – это ценное сырьё, которого человечество быстро лишается».

Таяние ледников уже сейчас создаёт угрозу жизни людей. Тает вечная мерзлота, оползни срываются с гор в долины; талая вода скапливается в горных озёрах, которые в какой-то момент могут выйти из берегов, гигантская волна сорвётся вниз, сметая всё на своём пути, неся разрушения и смерть. Не исключено, что скоро начнут выходить из берегов высокогорные озёра в Гималаях. В Швейцарии ещё есть время на принятие мер: строительство защитных валов, стен и плотин.

Нужно найти осуществимые и приемлемые решения проблем

Бенедикт Шнидер не разделяет взглядов тех радикальных природозащитников, которые считают, что природу нужно охранять от человека. Привлечение туристов на ледник Саас Фее – это часть его работы.

«Часто говорят, что природоохранные организации драматизируют ситуацию. По-моему, они правильно делают. Если бы они ситуацию не драматизировали, тогда люди вообще не реагировали бы на существующие экологические проблемы. Ведь другая сторона, например, промышленные круги замалчивают опасность и пытаются выдавать желаемое за действительное. Надо бы найти некий средний путь и уже не сходить с него. Нужно найти осуществимые и приемлемые решения проблем ».

В какой мере человек несёт ответственность за таяние ледников?

Мнения климатологов на этот счёт расходятся.

«Я считаю, что определённые процессы ускоряются за счёт деятельности человека. В какой мере, сказать трудно. Но роль человека в потеплении климата неоспорима. Мы должны сократить выброс в атмосферу двуокиси углерода. Ведь то, что мы производим, то мы можем и сократить».

Бенедикт Шнидер не может себе представить, что наступит день, когда от ледников ничего не останется. Он – гляциолог по призванию, ледники – это его жизнь. «Когда выйду на пенсию, – говорит он на прощанье, – непременно поеду в Исландию. Там ведь столько замечательных ледников!»

План-конспект урока « Подземные воды и ледники». | План-конспект урока по географии (6 класс):

План-конспект  урока « Подземные воды и ледники»

                                               по  Географии 

в 6 классе  МОУ “С(к)ОШ№17»

 

Тема урока. «Подземные воды и ледники»

Дата проведения.26.102017

Тип урока.  Комбинированный.

Технология урока. Традиционная технология

Цель урока.  — сформировать понятие «подземные воды»;

— выявить причины образования подземных вод;

— выявить причины образования ледников;

— провести беседу по обсуждению значения подземных  вод и ледников на Земле.

Задачи. 1.Предметные

1.   Работать с понятиями подземные воды;

водопроницаемые и водоупорные породы; межпластовые

воды, артезианские источники; покровные и горные ледники.

 2. Выявлять сущность, особенности объектов.

3. На основе анализа делать выводы.

2. Метапредметные

Познавательные УУД:

1. Развивать умения извлекать информацию из схем, иллюстраций, текстов.

2. Представлять информацию в виде схемы.

3. Выявлять сущность, особенности объектов.

4. На основе анализа объектов делать выводы.

5. Обобщать и классифицировать по признакам.

7. Находить ответы на вопросы в иллюстрации.

Регулятивные УУД:

1. Развивать умение высказывать своё предположение на основе работы с материалом учебника.

2. Оценивать учебные действия в соответствии с поставленной задачей.

3. Прогнозировать предстоящую работу (составлять план).

4. Осуществлять познавательную и личностную рефлексию.

Коммуникативные УУД:

1Формировать умение работать в паре.

2.Учить представлять результат своей работы;

3.Формировать умение адекватно оценивать свою работу и работу других учеников.

4. Развивать умение строить речевое высказывание в соответствии с поставленными задачами, оформлять свои мысли в устной форме.

3. Личностные результаты:

1. Развивать умение высказывать своё отношение , выражать свои эмоции.

2. Оценивать поступки в соответствии с определённой ситуацией.

3. Формировать мотивацию к обучению и целенаправленной познавательной деятельности.

Планируемые образовательные  результаты.

Основные термины, понятия.  подземные воды;

водопроницаемые и водоупорные породы; межпластовые

воды, артезианские источники; покровные и горные ледники.

Оборудование : физическая карта полушарий, физическая карта России; фотографии ледников, подземных вод, ключей, курортов минеральных источников, этикетки от бутылок из под минеральной воды.3 стакана, 3 воронки, глина, песок, гравий.

План урока: 

Проверка домашнего задания (10 мин)

       Изучение нового материала (15 мин)

Закрепление (10 мин)

       Итог урока: (3 мин)

Домашнее задание (2мин)

Ход урока

I.Проверка домашнего задания (10 мин)

1. Что такое озеро?

2. В каких котловинах образуются озёра?

3. Как вы считаете, является ли озеро частью Мирового океана? Ответ обоснуйте.

4. Назовите и покажите самое большое, самое глубокое, самое высокогорное, самое солёное озеро.

5. Почему в одних озёрах вода солёная, а в других — пресная?

6. Каково значение болот?

II.Изучение нового материала (15 мин)

 Сегодня на уроке мы изучим один из видов вод суши. Для этого мы уже вспомнили виды внутренних вод. В конце урока мы должны ответить на очень важный вопрос: “Какие знания о внутренних водах необходимы при строительстве дома?” 

Из самого термина следует его определение. Сформулируйте определение подземных вод.

Подземные воды – воды суши, находящиеся под землей. (Определение дают сами ученики) (запись в тетрадь)

— У вас не возник вопрос? (Как она туда попала?)

— Какие условия необходимы для образования подземных вод?

  1. Атмосферные осадки в достаточном количестве.
  2. Способность горных пород пропускать воду.

Проведем опыт:

Перед вами три стакана, три воронки. В воронке № 1 – глина, 2 — песок, № 3 – гравий. Наливаем одновременно во все воронки воду.

— Что мы наблюдаем? (Глина воду не пропускает)

— Какой вывод мы можем сделать? (Есть горные породы, которые пропускают воду, а есть, которые задерживают).

— От чего зависит скорость прохождения воды сквозь горные породы? (От количества и размеров трещин и пор.)

Далее в тетрадь переносим схему, иллюстрирующую различие горных пород по пропускной способности

Используя рис. 82 в учебнике и по схеме на доске, объясняю, как образуются подземные воды, при этом говорю, что они бывают грунтовыми, межпластовыми.

Ключи и родники — выходы подземных вод на поверхность (записываем в тетрадь)

Затем учащиеся выясняют, какие родники и ключи имеются в их местности (источник Сергия Радонежского). Какие легенды и предания связаны с ними?

Далее учащиеся переносят в тетрадь схему залегания подземных вод

Говоря о минеральных водах, подчёркиваю их лечебные свойства, привожу пример известного курорта «Пятигорский Нарзан». Из информации на этикетках от бутылок с минеральной водой, учащиеся узнают, какими целебными свойствами   обладает эта вода

Формируя знания о ледниках, объясняю их строение, условия образования (рис 83), говорю о том, что ледники бывают покровными и горными, показываю по карте, где они располагаются.

III Закрепление (10 мин)

1.Ребята мы с вами изучили подземные воды. Теперь вы можете ответить на вопрос, который прозвучал в начале урока “Что нужно учесть при строительстве дома?”.

  1. Состав водопроницаемых слоёв
  2. Уровень грунтовых вод
  3. Особенности рельефа (низины, берега и т.д.)
  4. Какое значение имеют подземные воды в природе и жизни человека? (жизненный опыт учащихся позволяет ответить на вопрос без помощи учителя и учебника)

2.Далее учащиеся самостоятельно читают фрагмент § 36«Что мы знаем о ледниках?» и составляют его план.  (с взаимопроверкой)

Что мы знаем о ледниках?

1. Ледник — крупный массив льда на земной поверхности, обладающий способностью к движению

2. Условия образования- недостаток тепла снег не успевает полностью растаять (за полярными кругами, на больших высотах в горах)

3. Бывают- покровные и горные (Антарктида, Гренландия- покровные, горные- Беринга(Аляска), Федченко (Памир), Безенги (Кавказ))

7. От ледников откалываются айсберги

4. Питают реки

5. «Неприкосновенный запас пресной воды»

6. Объект туризма

IV. Итог урока: (3 мин)

Выясняю у учащихся то, что нового они узнали на уроке и чем для них материал полезен, понравился ли им урок.

Ш.Домашнее задание (2мин)

1. Изучить § 36.

2. Ответить на вопросы 1—5.

3. Выполнить задание 6.

 

По преданию, этот источник был изведен на сухом месте, ударом посоха о землю, преподобным Сергием Радонежским.    Ныне святой источник хорошо обустроен, построены сень над источником и купальня с купелью, установлен большой поклонный крест. Родник приписан к Троицкому Белопесоцкому монастырю

Самоанализ урока.

Данный урок находится в разделе Гидросфера.  Урок работает на последующие уроки, расширяя кругозор учащихся, способствует развитию коммуникативных навыков и навыков практических исследований.

            Класс состоит из 20 учащихся. Все успевающие. Поровну учащихся занимающихся на «3-4»  и  «4-5». Класс достаточно активный, требующий постоянного контроля со стороны учителя. Предполагает постоянную занятость различной деятельностью.

          Цель урока: Углубление знаний о понятии гидросфера, роли гидросферы в природе.

Для  достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

Образовательные. Сформировать представление  подземные воды;

водопроницаемые и водоупорные породы; межпластовые

воды, артезианские источники; покровные и горные ледники.

Развивающие. Развивать умения работать с различными источниками информации, способствовать развитию навыка исследования объектов природы при описании состава гидросферы, совершенствовать коммуникативные навыки через организацию групповой работы.

Воспитательные. Воспитывать бережное отношение к природе, стимулировать любознательность, развивать эстетические чувства.

          Главными задачами были развивающие ввиду требований стандартов нового поколения – учить развитию метапредметных умений.

Тип урока:  комбинированный

Методы обучения: поисково – исследовательский, эвристическая беседа, иллюстративный.

Форма урока:  Традиционная технология.

Педагогические технологии: ИКТ, технология развития критического мышления.

Структура урока усвоения новых знаний:

1) Организационный этап.

2) Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся.

3) Актуализация знаний.

4) Первичное усвоение новых знаний.

5) Первичная проверка понимания

6) Первичное закрепление.

7) Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению

8) Рефлексия (подведение итогов занятия)

           Выбранная структура урока была наиболее рациональной. Достаточно времени было уделено для опроса нового материала, закрепления, домашнего задания.  Между этапами урока прослеживалась логическая связь.           Акцент на уроке делался на основных понятиях   подземные воды;

водопроницаемые и водоупорные породы; межпластовые

воды, артезианские источники; покровные и горные ледники.

        Использовала элементы педагогических технологий презентацию – ИКТ. Была создана обстановка, способствующая полноценному мышлению на уроках коллективное обучение в маленьких группах и направлена на выработку у учащихся таких важных умений, как:

— самостоятельно изучать новый материал;

— мыслить творчески;

— передавать свои мысли другим учащимся полностью, без искажений;

— слушать, и получать информацию;

— поставить вопрос и сформулировать проблему;

— осуществлять организационно-управленческую деятельность, самоконтроль и самооценку.

            Дифференцированный подход к учащимся реализовался через           творческое дом. задание.

            Контроль усвоения знаний, умений и навыков организовала в виде интерактивных вопросов, теста, эвристической беседы.   Взаимопроверка теста не заняла много времени, способствовала развитию работы в парах.                                                                                                                        

            Кабинет на уроке работал на достижение максимальных

результатов: интерактивная доска.

  ИКТ использовалось на всех этапах урока, цель – повышение мотивации, через иллюстрации на слайдах.

           Высокая работоспособность учащихся на уроке поддерживалась за счет поощрения, смены видов деятельности: чтение, составление таблицы, тест.

           Психологическая атмосфера на уроке благоприятная, потому что хорошее доброжелательное отношение учитель — ученик, культура нашего общения поддерживалась уважительными ответами и вопросами.

            Время использовалось  рационально т.к. в начале урока дана была четкая установка – время в экспедиции расписано по минутам, перегрузка снята была физ.паузой.

             Удалось  полностью реализовать  поставленные задания.

            Любой учитель, в том числе и я, постоянно находится в поиске новых технологий обучения. Ведь они позволяют сделать урок необычным, увлекательным, а значит и запоминающимся для ученика. Только творчески работающий учитель может добиться хороших знаний у учащихся по своему предмету и естественно любви к нему.

Круговорот воды в природе – статья – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

«Вода — это сок жизни».

Леонардо да Винчи

Планета ежедневно потребляет 14 триллионов литров воды, и если бы запасы воды не возобновлялись, прекрасная голубая планета превратилась бы в безжизненную пустыню, как ближайший к нам сосед – кроваво-красный Марс.

Круговорот воды в природе позволяет жить, расти, размножаться биологическому разнообразию флоры и фауны, включая человека. Значение воды сложно переоценить. Она участвует в химических, физических, биологических процессах, происходящих в живой клетке.

Кочевники пустынь повторяют: «Вода дороже золота». И это правда. Странствующий путник без воды не проживет больше недели. Ведь тело человека примерно на 70%, а новорожденного младенца – на 85% – состоит из воды.

Круговорот воды или гидрологический цикл происходит из-за способности воды менять свое агрегатное состояние. Но как мы знаем, для изменения агрегатного состояния вещества нужна энергия. И Солнце дает энергию для непрерывных процессов мирового круговорота воды.

Полный гидрологический цикл включает в себя несколько этапов:

  • Испарение — преобразование воды из жидкой в газообразную благодаря энергии солнечного света.Такой процесс встречается ежедневно: на поверхностях рек и океанов, морей и озер, в результате потения человека или животного.

  • Конденсация пара. Соприкасаясь с потоками холодного воздуха, пар выделяет тепло, после чего преобразуется в жидкость. Капли росы на траве ранним утром, осенний туман в низине, или облака на голубом небе — видимый результат конденсации.

  • Выпадение осадков на землю. Сталкиваясь между собой и проходя процессы конденсации, капли воды, находящиеся в облаках, становятся тяжелее и падают на поверхность планеты. Из-за большой скорости они не успевают испариться. И результатом становятся дождь, снег или град.

  • Прохождение воды через слои почвы. Падая на землю, часть воды просачивается сквозь почвенный грунт, питая корни деревьев, а затем попадает в подземные потоки. Часть воды в виде осадков выпадает непосредственно в море. Остальная жидкость скапливается и доставляется в воды Мирового океана с помощью стоков.

  • Поглощение корнями растений влаги из земли.

  • Участие в реакциях обмена веществ в клетках человека и животных, а также в процессах фотосинтеза у растений.

География. 5 класс. Рабочая тетрадь

Рабочая тетрадь является частью УМК по географии и предназначена для использования при работе с учебником под редакцией О. А. Климановой «География. Землеведение. 5–6 классы». Содержит разнообразные задания, направленные на закрепление основных знаний и умений по курсу, а также задания для подготовки к ОГЭ и ЕГЭ.

Купить

В упрощенном варианте представить, как происходит круговорот воды в природе, помогут три основных этапа:

  • испарение воды с поверхности земли;

  • конденсация и концентрация в атмосферных слоях;

  • выпадение осадков в виде дождя, снега или пара обратно на землю.

В учебнике «География 5-6 класс» под редакцией Климановой О. А. поднимается серьезный вопрос, над которым предлагаем подумать и вам. Если вода никуда не исчезает и участвует в бесконечном круговороте, почему возникают проблемы с запасами пресной воды? 

Схема круговорота воды представлена на иллюстрации:

 

Что ещё почитать?

Различают несколько видов гидрологических циклов в природе:

1. Мировой, или большой круговорот.

С поверхности океана испаряется вода, превращаясь в водяной пар, и воздушными потоками переносится на материки. В виде дождя, снега и других атмосферных осадков выпадает на землю и стоковыми водами возвращается в океан. При большом круговороте меняется состав и качество воды. Испаряясь, загрязненная вода очищается, а соленая лишается солей и превращается в пресную.

2. Океанический, или малый круговорот. Вода, которая испарилась над поверхностью океана, выпадает в виде осадков снова в океан.

3. Внутриконтинентальный круговорот. Испарившаяся над поверхностью суши вода конденсируется и опять выпадает на сушу в виде дождя, тумана или снега.

Скорость кругооборота зависит не от скорости конденсации и выпадения осадков , а от испарения с поверхности морей и океанов, а также листьев растений. Поскольку поверхность океана из-за аварий на танкерах, нефтяных вышках и других техногенных катастроф покрывается нефтяной пленкой, а леса планеты вырубаются, испарение снижается, и, как следствие, уменьшается выпадение осадков.

В результате ученые не на шутку обеспокоены тем, что изменения климата приведут к еще большей засухе в засушливых районах, а в болотистых и влажных местностях количество осадков увеличится.

Круговорот воды – это не изолированный процесс, а часть глобального биологического круговорота веществ и энергии, о котором можно почитать на странице 123 в учебнике «География 5-6 класс» под редакцией Климановой О. А.

Методический совет

Чтобы наглядно представить круговорот воды, проведите элементарный опыт: стакан с водой плотно накройте пищевой пленкой и в солнечный день поставьте на подоконник. Через некоторое время заметите, как на пленке происходит конденсация жидкости, а затем тяжелые капли, отрываясь от пленки, падают в стакан, напоминая дождь.


#ADVERTISING_INSERT#

Десятилетие «Вода для жизни», 2005-2015 годы

Видео «Вода — капля жизни»

Без географии Вы нигде!

Ледники.

Справочные материалы.

Брошюра по географии для учащихся 6 классов

Автор – учитель географии МОУ «СОШ № 12»

Рочев Сергей Алексеевич

Сыктывкар * 2011

Содержание.


  1. Состояния и виды воды в природе.

  2. Что называется ледником?

  3. Причины появления ледников и условия их образования.

  4. Классификация ледников. Закономерности распространения ледников в мире.

  5. Значение ледников для природы и человека.

  6. А знаете ли вы?

  7. Проверь себя.

7. Проверь себя.

Ледник Ледники, расположенные в

горах

Гляциология Многолетнее скопление льда

на суши

Снеговая линия Ледник, расположенный на

равнинах

Айсберг Наука, изучающие ледники

Многолетняя мерзлота Уровень, выше которого

формируется тело ледника

Горный ледник Замерзшая вода в почве

Покровный ледник Ледяная гора, плавающая в

океане

5. Значение ледников для природы и человека.

Задание. Назовите значение ледников для природы и человека, заполнив следующую таблицу.


Ледники

Значение для природы

Значение для человека

6. А знаете ли вы? (еще немного о ледниках)

Еще 12 тыс. лет назад территория современной РК была покрыта покровным ледником.

В начале 19 в. войска русского полководца Суворова штурмовали перевалы в Альпах, утопая по пояс в снегу. Сегодня даже зимой ученики 6 класса спокойно могут перейти эти перевалы.

На севере России вода в почве повсеместно замерзает, образуя вечную мерзлоту.

Японцы уже много лет занимаются транспортировкой айсбергов в свою страну, захватывая их в океане прочными тросами.


  1. Состояния и виды воды в природе.

Задание. Какие вам известны состояния воды в природе?

Вода в природе

? ? ?

Какие части внутренних вод содержат пресную

воду?

Внутренние воды

ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ

РЕКИ

ОЗЁРА

ВЕЧНАЯ МЕРЗЛОТА

ИСКУССТВЕННЫЕ ВОДОЁМЫ

?


  1. Что называется ледником?

Ледник – это …

Гляциология – это …

Гляциолог – это

3. Причины появления ледников и условия их образования.

Задание. Прочитай рассказ и попробуй ответить на вопрос.

Ледниковый лёд образуется не из воды, а из снега. Выпадающий снег не тает, а накапливается, превращаясь в фирн – плотный снег. Через некоторое время под давлением вновь выпадающего снега фирн становится настоящим льдом.

Подумайте, какие природные условия для этого нужны?

1.______________________

2.______________________

3.______________________

Задание. Подумайте, почему вершины Кавказских гор покрыты ледниками, а Карпаты лишены их?

Почему на экваторе, где жаркий климат, горные вершины часто покрыты ледниками?


  1. Классификация ледников. Закономерности распространения ледников в мире.

ЛЕДНИКИ

покровные ______________________

горные


Достарыңызбен бөлісу:

Лед, снег и ледники и круговорот воды

• Школа наук о воде ГЛАВНАЯ • Круговорот воды •

Компоненты круговорота воды »Атмосфера · Конденсация · Испарение · Эвапотранспирация · Пресноводные озера и реки · Поток подземных вод · Накопление подземных вод · Лед и снег · Океаны · Осадки · Таяние снегов · Источники · Ручьи · Сублимация · Поверхностный сток

Вода, хранящаяся в виде льда, является частью круговорота воды

Арктический регион покрыт огромным количеством льда.Возможно, наиболее поразительным на этой картине является протяженность ледникового покрова Гренландии — почти весь остров покрыт огромным и глубоким (местами глубиной почти три мили) слоем льда. Ледяной покров Гренландии в среднем имеет толщину почти в милю и содержит около 10 процентов всей массы льда на земном шаре.

Авторы и права: NASA

Круговорот воды описывает, как вода движется над Землей, над Землей и сквозь нее. Но на самом деле в любой момент времени «в хранилище» находится гораздо больше воды, чем на самом деле проходит через цикл.Под хранением мы подразумеваем воду, которая заблокирована в своем нынешнем состоянии в течение относительно длительного периода времени. Кратковременное хранение может составлять дни или недели для воды в озере, но могут составлять тысячи лет для глубоких подземных водохранилищ или даже дольше для воды на дне ледяной шапки, например, в Гренландии. По большому счету, эта вода все еще является частью круговорота воды.

Ледяные шапки мира

Карта расположения ледников и ледяных шапок на Земле.
Кредит: National Geographic

Белые области на этой карте показывают ледников и ледниковые щиты по всему миру (воспроизведено из National Geographic WORLD, февраль 1977 г., № 18, стр. 6, с разрешения). Подавляющее большинство, почти 90 процентов массы льда Земли находится в Антарктиде, в то время как ледяная шапка Гренландии содержит 10 процентов общей массы льда в мире. Ледяная шапка Гренландии — интересная часть круговорота воды. Ледяная шапка со временем стала такой большой (около 600000 кубических миль ( 3 ) или 2.5 миллионов кубических километров (км 3 )), потому что снега выпало больше, чем растаяло. Спустя тысячелетия по мере того, как снег становился все глубже, он сжимался и становился льдом. Ледяная шапка в среднем имеет толщину около 5000 футов (1500 метров), но может достигать 14000 футов (4300 метров). Лед такой тяжелый, что земля под ним придавила форму чаши. Во многих местах ледники на Гренландии достигают моря, и, по одной из оценок, около 125 миль 3 (517 км 3 ) ледовых «телят» в океане ежегодно — один из вкладов Гренландии в глобальный водный цикл.Связанные океаном айсберги путешествуют по течению, тая по пути. Некоторые айсберги в гораздо меньшей форме были замечены далеко на юге, до острова Бермуды.

Лед и ледники приходят и уходят ежедневно на протяжении тысячелетий

На этой глобальной карте показана разница температур по сравнению с доиндустриальными временами. Темно-синий означает более низкие температуры. Ледяные щиты прошлого накладываются на континенты.

Кредит: Джессика Тирни, Университет Аризоны

Климат в глобальном масштабе постоянно меняется, хотя обычно не настолько быстро, чтобы люди могли его заметить. Было много теплых периодов, например, когда жили динозавры (около 100 миллионов лет назад), и много холодных периодов, таких как последний ледниковый период около 18000 лет назад. Во время последнего ледникового периода большая часть северного полушария была покрыта льдом и ледниками, и, как показывает эта карта из Университета Аризоны, они покрывали почти всю Канаду, большую часть северной Азии и Европы и простирались до Соединенных Штатов. .

Ледники все еще существуют; десятки тысяч из них находятся на Аляске.Климатические факторы все еще влияют на них сегодня, и в нынешнем более теплом климате они могут уменьшаться в размерах со скоростью, которую легко измерить в годовом масштабе.

Вот спутниковый снимок Исландии в конце лета, на котором виден свободный ото льда ландшафт, за исключением постоянных ледяных полей. Даже летом большие постоянные ледяные шапки ярко выделяются на фоне окружающей их вулканической породы. Ярко окрашенные озера и прибрежные воды являются результатом очень мелких и хорошо отражающих отложений, которые измельчаются на куски огромным весом ледников и смываются в море с ледниковым стоком (внизу изображения).

Далее видно изображение Исландии в середине зимы, на котором видно, что островная страна почти полностью покрыта белым снегом и льдом, скрывая постоянные ледники и ледяные шапки, существующие круглый год. На протяжении тысячелетий лед вырезал глубокие фьорды, оставляя каймы суши, уходящие, как пальцы, в океан, как это видно на северо-западном побережье.

Ледники во всем мире уменьшаются в размерах

Ледник Гриннелл, Монтана

Кредит: Лиза МакКеон, USGS

На этом снимке показан ледник Гриннелл в Национальном парке Глейшер, штат Монтана, США, 2005 год.Ледник стремительно отступает с начала 1900-х годов. Годовые отметки указывают на прежнюю протяженность ледника в 1850, 1937, 1968 и 1981 годах. Горные ледники являются отличными индикаторами изменения климата; Считается, что сокращение горных ледников во всем мире вызвано сочетанием повышения температуры после Малого ледникового периода, который закончился во второй половине XIX века, и увеличения выбросов парниковых газов.

Ледяные шапки влияют на погоду

То, что вода в ледяной шапке или леднике неподвижна, не означает, что она не оказывает прямого воздействия на другие аспекты круговорота воды и погоду.Лед очень белый, и, поскольку белый цвет отражает солнечный свет (и, следовательно, тепло), большие ледяные поля могут определять погодные условия. Температура воздуха на милю над ледяными шапками может быть выше, чем на поверхности, а режимы ветра, влияющие на погодные системы, могут быть драматичными вокруг покрытых льдом ландшафтов.

Некоторые факты о ледниках и ледяной шапке

Ледник Беринга на Аляске — крупнейший ледник Северной Америки. На этом спутниковом снимке НАСА показано, как ледник похож на реку.
(Источник: NASA Earth Observatory)
Увеличить

  • Ледяной лед покрывает 10-11 процентов всей суши.
  • Согласно Национальному центру данных по снегу и льду (NSIDC), если бы все ледники сегодня растаяли, уровень моря поднялся бы примерно на 230 футов (70 метров).
  • Во время последнего ледникового периода (когда ледники покрывали большую площадь суши, чем сегодня) уровень моря был примерно на 400 футов (122 метра) ниже, чем сегодня. В то время ледники покрывали почти треть суши.
  • Во время последнего потепления, 125 000 лет назад, моря были примерно на 18 футов (5,5 метра) выше, чем сегодня. Около трех миллионов лет назад уровень моря мог быть до 165 футов (50,3 метра) выше.
  • Самая большая площадь поверхности любого ледника в прилегающих к США штатах: ледник Эммонс, Вашингтон (4,3 квадратных мили или 11 квадратных километров)

Ледяные шапки и глобальное водораспределение

Несмотря на то, что количество воды, заключенной в ледниках и ледяных шапках, составляет небольшой процент от всей воды на Земле (и в ней), оно составляет большой процент от общего объема пресной воды в мире.Как показывают эти диаграммы и таблица данных, количество воды, заключенной во льду и снеге, составляет всего около 1,7 процента всей воды на Земле, но большая часть всей пресной воды на Земле, около 68,7 процента, содержится в ледяных шапках и ледниках. .

Одна оценка глобального водораспределения

Источник воды Объем воды в кубических милях Объем воды, куб. Км % от общего количества воды В процентах от общего количества пресной воды
Ледяные шапки, ледники и вечный снег 5,773,000 24 064 000 1.7% 68,7%
Всего пресных вод в мире 8 404 000 35 030 000 2,5%
Всего мировых водных ресурсов 332 500 000 1,386,000,000

Источник: Глейк П. Х., 1996: Водные ресурсы. В Энциклопедии климата и погоды, изд. С. Х. Шнайдер, Oxford University Press, Нью-Йорк, т. 2. С. 817-823.

Источники и дополнительная информация

Подземные воды | Информация о воде Земли

Содержание страницы Кимберли Маллен, CPG

Распределение воды на Земле

Земля известна как «Голубая планета», потому что 71 процент поверхности Земли покрыт водой. Вода также существует под землей и в виде водяного пара в воздухе. Вода — конечный источник. Вода в бутылках, потребляемая сегодня, может быть той же водой, которая когда-то текла по спине шерстистого мамонта.Земля — ​​замкнутая система, а это означает, что очень небольшое количество вещества, включая воду, когда-либо покидает или входит в атмосферу; вода, которая была здесь миллиарды лет назад, все еще здесь сейчас. Но Земля очищает и пополняет запасы воды через гидрологический цикл.

Земля изобилует водой, но, к сожалению, лишь небольшой процент (около 0,3 процента) может быть использован даже людьми. Остальные 99,7% находятся в океанах, почвах, ледяных шапках и в атмосфере.Тем не менее, большая часть из 0,3%, которые можно использовать недостижимо. Большая часть воды, используемой людьми, поступает из рек. Видимые водоемы называются поверхностными водами. Большая часть пресной воды фактически находится под землей в виде почвенной влаги и в водоносных горизонтах. Подземные воды могут подпитывать ручьи, поэтому река может продолжать течь даже в отсутствие осадков. Люди могут использовать как грунтовые, так и поверхностные воды.

Распределение воды на Земле
  • Вода в океане: 97.2 процента
  • Ледники и другой лед: 2,15 процента
  • Подземные воды: 0,61 процента
  • Пресноводные озера: 0,009 процента
  • Внутренние моря: 0,008 процента
  • Влажность почвы: 0,005 процента
  • Атмосфера: 0,001 процента
  • Реки: 0,0001 процентов.

(Ссылка: http://ga.water.usgs.gov/edu/earthwherewater.html)

(Источник: Nace, USGS, 1967 и The Hydrologic Cycle (Pamphlet), USGS, 1984 )

Поверхностные воды намного легче достижимы, поэтому они становятся наиболее распространенным источником питьевой воды.Люди используют около 321 миллиарда галлонов поверхностных вод в день. Ежедневно используется около 77 миллиардов галлонов грунтовых вод. Также существуют проблемы с загрязнением водоснабжения. Это еще больше ограничивает количество воды, доступной для потребления человеком. Вода встречается во многих разных формах и во многих разных местах. Хотя количество воды, которое существует, кажется, изобилие, доступность вода для потребления человеком ограничена.

Поверхностные воды

Поверхностные воды можно описать просто как воду, которая находится на поверхности Земли.Сюда входят океаны, реки и ручьи, озера и водохранилища. Поверхностные воды очень важны. Они составляют примерно 80 процентов используемой воды. ежедневно. В 1990 году одни только Соединенные Штаты использовали приблизительно 327 000 миллиардов галлонов поверхностной воды в день. Поверхностные воды составляют большую часть воды, используемой для коммунального снабжения и орошения. Он играет меньшую роль в майнинге и животноводство. Океаны, являющиеся крупнейшим источником поверхностных вод, составляют примерно 97 процентов поверхностных вод Земли.Однако, поскольку океаны имеют высокую соленость, вода не пригодна для питья. Усилия был сделан для удаления соли из воды (опреснение), но это очень дорогостоящее мероприятие. Соленая вода используется в процессе добычи полезных ископаемых, в промышленности и в производстве электроэнергии. Океаны также играют жизненно важную роль в гидрологическом цикле, регулируя глобальный климат и обеспечение среды обитания для тысяч морских видов.

Реки и ручьи представляют собой текущие поверхностные воды.Сила тяжести естественным образом притягивает воду с большей высоты на меньшую. Реки получают воду из двух источников: грунтовые воды и сток. Реки могут получать воду из грунт, если они врезаются в грунт, то есть участок, в котором грунт пропитан водой. Это называется основным потоком потока. Сток течет вниз по склону, сначала небольшими ручьями, затем постепенно сливаясь с другими ручьями и ручьями, увеличиваясь. размером, пока не сформируется река. Эти небольшие ручьи или притоки, в которых начинается река, известны как истоки.Источники из замкнутых водоносных горизонтов также могут способствовать попаданию в реки.

Река рано или поздно впадает в океан. Длину реки определить сложно, особенно если у нее много притоков. Веб-сайт USGS определяет длину реки как «расстояние до точки истока от первоначального истока, где название определяет полную длину. «Для того, чтобы вода текла, у реки должна быть улучшенная земля, то есть земля, которая находится на более высоком уровне, чем река. Земля, которая улучшается в любой точке реки, известна как дренаж бассейн или водораздел.Гряды возвышенностей, такие как Континентальный водораздел, разделяют два водосборных бассейна. Текущая вода чрезвычайно мощна и играет важную роль в создании ландшафта и в жизни людей. Проточная вода используется для многих причины, включая ирригацию и производство гидроэлектроэнергии. Реки разрушают ландшафт и изменяют топографию Земли, вырезая каньоны и транспортируя почву и наносы, создавая плодородные равнины. Реки несут почву и отложения, которые были смыты в реку во время дождя или таяния снега.Чем быстрее движется вода, тем больший размер частиц может нести река. Геологическая служба США измеряет количество наносов, которые несет река, путем измерения стока или количества наносов. воды, протекающей мимо данного участка; и концентрация осадка. Осадки в реке могут быть полезными и вредными. Осадки, отложенные на берегах и в пойме, создают прекрасные сельскохозяйственные угодья. Однако осадок может навредить и даже разрушить плотины, водохранилища и жизнь в ручье. Кроме того, во время паводков эти отложения могут оставаться в нежелательных местах в виде липкой вонючей грязи.

Измерение расхода воды осуществляется путем определения стадии потока и расхода потока. Стадия потока или точка отсчета — это высота поверхности воды в футах над произвольной контрольной точкой. Расход потока — это измерение количество воды, протекающей в определенный момент времени. Он измеряется в кубических футах в секунду. Измерение расхода определяет количество воды, протекающей в реке на любой стадии течения. Чтобы сделать это измерение, ширина реки, а также глубина и скорость воды в различных точках должны быть измерены на нескольких различных стадиях течения.Поперечный разрез реки делится на интервалы и вычисляется площадь каждого интервала. Если бы скорость была измеряется на разных глубинах на одном и том же вертикальном интервале, затем скорость усредняется. Чтобы определить расход за интервал, площадь умножается на скорость. Чтобы найти расход всего ручья, нужно усреднить все интервалы. разряды рассчитываются. Важно проводить замеры расхода воды в ручье на различных этапах водотока, даже на этапе паводка.

Река достигает стадии паводка, когда река выходит из берегов. Стадия паводка может быть определена путем измерения уровня воды в ручье или просто высоты воды в ручье, измеренной от дна реки. Поток реки может увеличиваться экспоненциально. по мере увеличения габаритной высоты. Таким образом, небольшое увеличение высоты колеи может указывать на то, что река достигла стадии разлива. Наводнения — довольно частое, но опасное стихийное бедствие.

Обычно они возникают из-за того, что шторм или быстрое таяние снега произвело больше стока, чем может унести ручей.Обрушение плотин, оползни, перекрывающие русла ручьев, и приливы — некоторые другие причины наводнений. Погодные условия могут сильно повлиять на то, когда и где произойдет затопление. Изучая эти закономерности, геологи могут определить подверженность региона наводнениям в определенное время года. Период повторяемости, измеряемый годами, описывает величину наводнения. Изменения в водосборном бассейне, например, при заготовке древесины или при строительстве жилых домов, может изменить силу наводнения.Обычно сухая земля, которая покрывается водой во время наводнения, известна как пойма. Ограничения на использование земель в поймах рек регулируется пойменным зонированием. Были построены дамбы и дамбы, чтобы уменьшить ущерб, причиненный наводнениями.

Когда текущая вода достигает участка земли, который полностью окружен возвышенностями, образуется озеро. Вода не задерживается в этой низкой области, она просто уходит медленнее, чем скорость поступающей воды. Озера могут сильно различаться по площадь, глубина и тип воды.Большинство озер пресноводны, однако некоторые, например, Большое Соленое озеро и Мертвое море, имеют соленую воду. Вопреки распространенному мнению, водоем — это не то же самое, что озеро. Водохранилище — это искусственное озеро, созданное рекой. быть запруженным. Вода в водохранилище движется очень медленно по сравнению с рекой. Таким образом, большая часть наносов, которые несет река, оседает на дно водохранилища. В конечном итоге резервуар заполнится осадком и грязью. и пришли в негодность.

Круговорот воды

Гидрологический цикл или круговорот воды — это графическое представление того, как вода циркулирует в окружающей среде.Молекулы воды остаются постоянными, хотя они могут меняться между твердой, жидкой и газовой формами. Капли воды в океане испаряются, что это процесс превращения жидкой воды в водяной пар. Испарение может происходить с поверхности воды, земли и снежных полей в воздух в виде водяного пара. Влага в воздухе может конденсироваться, что является процессом превращения водяного пара в воздухе. в жидкую воду. Капли воды на внешней стороне стакана с холодной водой представляют собой конденсированную воду. Конденсация — это процесс, противоположный испарению.Водяной пар конденсируется на крошечных частицах пыли, дыма и кристаллах соли, становясь частью облака. После некоторое время капли воды соединяются с другими каплями и падают на Землю в виде осадков (дождь, снег, град, мокрый снег, роса и иней). После того, как осадки выпали на Землю, они могут перейти в водоносный горизонт в виде грунтовых вод или капель. может оставаться над землей в виде поверхностных вод. Гидрологический цикл — важное понятие для понимания. Вода имеет множество применений на Земле, например, для потребления людьми и животными, для производства энергии, а также для промышленных и сельскохозяйственных нужд.Осадки — в форма дождя и снега — тоже важно понимать. Это основной путь, по которому вода в небе спускается на Землю, где она наполняет озера и реки, подпитывает подземные водоносные горизонты и дает напитки растениям и растениям. животные. Разное количество осадков выпадает на разных участках Земли с разной скоростью и в разное время года.

Одной из проблем круговорота воды на Земле является загрязнение воды. Химические вещества, которые часто попадают в воду, удалить очень сложно, если вообще возможно.Одним из потенциальных источников загрязнения воды является сток, то есть наземный сток воды. Хотя осадки вызывают сток, удаление растительности с земли может увеличить сток в определенной области. Осадки и почва с этих мест, не говоря уже о любых пестицидах или удобрениях, смываются в ручьи, океаны и озера. Что происходит с дождем после его выпадения, зависит от многих факторов, таких как интенсивность и продолжительность дождя, топография земли, почвенные условия, степень урбанизации и густота растительности.Распространенное заблуждение о дожде, что он имеет форму слезы, когда на самом деле он больше похож на булочку для гамбургера. Капли дождя также имеют разный размер из-за первоначальной разницы в размере частиц и разной скорости слияния.

Ледники и ледяные шапки

Ледники и ледяные шапки считаются хранилищами пресной воды. Они покрывают 10 процентов суши в мире. Эти ледники в основном расположены в Гренландии и Антарктиде. Ледники Гренландии покрывают почти всю сушу.Ледники начинают формироваться из-за скопления снега. Когда снегопад превышает скорость таяния в определенной области, начинают образовываться ледники. Это таяние происходит летом. Вес накапливающегося снега сжимает снег, образуя лед. Потому что эти ледники настолько тяжелые, что могут медленно спускаться с холмов.

Ледники влияют на топографию суши в некоторых областях. Древние ледники образовывали озера и долины. Примером тому служат Великие озера. Длина ледников варьируется от размеров футбольного поля до сотен миль.Они также могут достигают толщины до 2 миль. Таяние ледников может иметь огромное влияние на уровень моря. По данным Геологической службы США, если бы сегодня все ледники растаяли, уровень моря поднялся бы примерно на 260 футов. Ледники оказали огромное влияние на формирование поверхности Земли и до сих пор ежедневно влияют на топографию.

Подземные воды

Под подземными водами понимаются воды, находящиеся под поверхностью Земли в условиях 100-процентного насыщения (если это насыщение менее 100 процентов, тогда вода считается почвенной влагой).Девяносто восемь процентов имеющихся на Земле свежих вода подземная. Ее примерно в 60 раз больше, чем пресной воды в озерах и ручьях. Вода в земле проходит через поры в почве и скале, а также в трещинах и выветрившихся участках коренных пород. Количество порового пространства, присутствующего в камень и почва известны как пористость. Способность проходить через скалу или почву называется проницаемостью. Измерения проницаемости и пористости в породе и / или почве могут определить количество воды, которая может протекать через эту конкретную среду.«Высокая» проницаемость и пористость означает, что вода может перемещаться быстро.

Подземные воды встречаются в водоносных горизонтах. Водоносный горизонт — это массив водонасыщенных отложений или горных пород, в котором вода может легко перемещаться. Есть два основных типа водоносных горизонтов: безнапорные и замкнутые. Безнапорный водоносный горизонт — это частично или полностью заполненный водоносный горизонт. который выставлен на поверхность земли. Поскольку этот водоносный горизонт находится в контакте с атмосферой, на него воздействуют метеорные воды и любые поверхностные загрязнения.Для защиты этого водоносного горизонта нет непроницаемого слоя. Напротив, ограниченный Водоносный горизонт — это водоносный горизонт, который имеет ограничивающий слой, отделяющий его от поверхности земли. Этот водоносный горизонт заполнен водой под давлением (из-за ограничивающего слоя). Если давление воды достаточно высокое, когда скважина пробурена в ограничивая водоносный горизонт, вода поднимается над поверхностью земли. Это колодец с проточной водой. Давление воды называется гидравлическим напором. Движение или скорость грунтовых вод измеряется в футах (или метрах) в секунду..

В некоторых районах коренная порода имеет низкие уровни проницаемости и пористости, но грунтовые воды все еще могут перемещаться в водоносных горизонтах. Подземные воды могут проходить через трещины в породе или через участки, подверженные выветриванию. Известняк, например, выветривается в растворе, создание подземных полостей и каверн-систем. На поверхности земли эти области известны как «карст». Пустоты в породе, образовавшиеся при переходе известняка в раствор, могут вызвать обрушение поверхности земли. Эти обвалы известны как воронки.Карстовые колодцы часто являются прямым проводником к грунтовым водам и участкам, где загрязнение может легко проникнуть в водоносные горизонты. В местах провалов грунта также может наблюдаться проседание грунта, поскольку происходит массовое истощение в районах с внезапным изменением наклона и контактом с водой. Проседание земли может быть или не быть заметным в некоторых областях, потому что оно выглядит как холмы и долины (из-за очень большого размера). По мере того как подземные воды становятся все более источником питьевой воды, проблема воронок и проседания земли может усугубиться.

Пористость и проницаемость отложений, почвы и коренных пород в этом районе также влияет на скорость пополнения подземных вод. Это означает, что в некоторых районах грунтовые воды могут откачиваться быстрее, чем они могут восполниться. Это создает ряд проблемы. Одна из этих проблем называется «просадка», то есть опускание водоносного горизонта возле насосной скважины. Это может происходить в районах, где скважина качает быстрее, чем подпитывается водоносный горизонт подземных вод. Просадка создает пустоты в коренной породе и может привести к дополнительному проседанию земли или провалам (так как воды больше нет, а пустота не может выдержать вес материала выше и обрушивается).

Поперечный разрез на http://ga.water.usgs.gov/edu/earthgwdecline.html, озаглавленный «Снижение уровня воды», иллюстрирует проблемы с понижением и перекачкой. Потому что грунтовые воды это очень обильный источник пресной воды, он должен быть охраняемым ресурсом. Однако во многих районах грунтовые воды не защищены. Если водоносный горизонт загрязнен химическими веществами или нефтью, его трудно, если не невозможно, очистить. Следовательно, предотвращение заражения имеет первостепенное значение. Карстовые участки представляют собой сложную проблему, потому что все, что пролито на поверхности, быстро и легко попадает в водоносный горизонт.Часто поверхностные воды также находятся в прямом контакте с подземными водами, и в зависимости от того, питает ли поток подземные воды (потерянный поток) или грунтовые воды питают поток (набирающий поток), это может создать проблему с загрязнением грунтовых вод.

Существует также проблема проникновения соленой воды (присутствует в прибрежных регионах, таких как Флорида), когда чрезмерное перекачивание грунтовых вод втягивает более плотную соленую воду в водоносный горизонт. Поперечный разрез иллюстрирует проблему проникновения соленой воды на http: // ga.water.usgs.gov/edu/earthgwdecline.html на диаграмме «Качество GW». Таким образом, защита грунтовых вод должна быть приоритетной задачей, поскольку население Земли продолжает расти, и питьевая вода становится ценным ресурсом. Защита грунтовых вод также означает защиту поверхностных вод, дождевой воды и всех форм воды, потому что вода продолжает циркулировать и повторно использоваться. Как только вода загрязнена, она трудно исправить.

Заключение

Вода на Земле — конечный источник.Защита воды означает защиту всех форм грунтовых вод, которые можно найти в водоносных горизонтах. вода, найденная на Земле. Вода на поверхности, под землей, в виде пара и в виде осадков. Загрязнение от использования ископаемое топливо может воздействовать на все формы воды (от утечек сырой нефти до кислотных дождей, образующихся при сжигании угля). Кислотный дождь падает на землю и стекает в поверхностные воды, обратно в землю и обратно в воздух. Это может быть бесконечный цикл. По мере того, как загрязнение проникает в круговорот воды, будет затронуто больше воды.Большая часть воды на Земле соленая. Пресная вода была и будет пользоваться спросом и станет очень ценным ресурсом. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не допустить чрезмерного использования источников питьевой воды. Необходимо также позаботиться о защите вод Земли от загрязнения. Вода действительно является ценным ресурсом.

(PDF) Ледники как водные ресурсы

22. WW Immerzeel, LP van Beek, MF Bierkens, Изменение климата повлияет на азиатские водонапорные башни

. Science, 328: 5984 (2010), 1382–1385.

23.Т. Болч, А. Кулкарни, А. Кэаб и др. Состояние и судьба гималайских ледников. Science,

336: 6079 (2012), 310–314. 10.1126 / science.1215828.

24. В. Иммерзил, Л. Петерсен, С. Рагеттли, Ф. Пелличчиотти, Важность наблюдаемых градиентов температуры воздуха и осадков

для моделирования стока с ледникового водораздела

в Гималаях Непала. Исследование водных ресурсов, 50: 3 (2014),

2212–2226.

25. A Lutz, WW Immerzeel, AB Shrestha, MF Bierkens, Увеличение в будущем High Asia

сток подтвержден в большом масштабе.Письма о геофизических исследованиях (в стадии подготовки).

26. В Радич, Э. Блисс, А. Бидлоу, Р. Хок, Э. Майлз, Дж. Когли, Региональные и глобальные

прогнозов изменения массы ледников 21 века в ответ на климатические сценарии из глобальных климатических моделей

. Климатическая динамика, (2013). DOI: 10.1007 / s00382-013-1719-7.

27. В. Иммерзил, Ф. Пелличчиотти, М. Биркенс, Восходящая река течет на протяжении двадцать

годов первого века в двух гималайских ледниковых водоразделах. Nature Geoscience, 6: 9 (2013),

742–745.

28. A Fountain, M Hoffman, K Jackson, H Basagic, T. Nylen, D. Percy, Digital описывает

и топографию ледников американского Запада, U.S. Geological Survey Open —

File Report, (2007).

29. Р.Д. Мур, С.В. Флеминг, Б. Менунос и др., Изменение ледников на западе Севера

Америка: влияние на гидрологию, геоморфологические опасности и качество воды. Hydro-

логические процессы, 23: 1 (2009), 42–61. 10.1002 / hyp.7162.

30. SW Fleming, Сравнительный анализ ледникового и нивального режимов водотока с последствиями

для количества местообитаний лотков и богатства видов рыб.River Research и

Applications, 21: 4 (2005), 363–379.

31. Р. Мур, М. Нелиц, Э. Паркинсон, Эмпирическое моделирование максимальной средней еженедельной температуры

в водотоке в Британской Колумбии, Канада, для поддержки оценки пригодности среды обитания рыб

. Канадский журнал водных ресурсов, 38 (2013), 135–147. 10.1080 /

07011784.2013.794992.

32. К. Шталь, Р. Мур, Влияние ледникового покрытия водораздела на летний поток в

Британской Колумбии, Канада.Исследование водных ресурсов, 42: 6 (2006). 10.1029 /

2006WR005022

33. С. Хопкинсон, Дж. Дж. Янг, Влияние разрушения ледников на течение реки Боу в районе

Банф, Альберта, 1951–1993 гг. Гидрологические процессы, 12: 10-11 (1998), 1745–1762.

34. Л.Е. Комо, А. Пьетрониро, Миннесота Демут, Вклад ледников в северную и южную части

Реки Саскачевана. Гидрологические процессы, 23: 18 (2009), 2640–2653.

35. А.В. Нолин, Дж. Филлипп, А. Джефферсон, С.Л. Льюис, Сегодняшний и будущий вклад ледникового стока

в летний сток в водоразделе тихоокеанского северо-запада: последствия для водных ресурсов

.Исследование водных ресурсов, 46 (2010). 10.1029 / 2009wr008968.

36. Дж. Йост, Р. Мур, Б. Менунос, Р. Уит, Количественная оценка вклада ледника

стока в сток в верхнем течении бассейна реки Колумбия, Канада. Гидрология и

Науки о Земле, 16: 3 (2012), 849–860.

37. Б. Наз, С. Франс, Дж. Кларк, П. Бернс, Д. Леттенмайер, Моделирование влияния спада ледника

на реакцию течения с использованием связанной гляциогидрологической модели. Hydrol-

ogy and Earth System Sciences, 18 (2014), 787–802.10.5194 / hess-18-787-2014.

38. Н. Барранд, М. Шарп, Устойчивое быстрое сокращение ледников Юкона с 1957–1958 гг.

Международный геофизический год. Письма о геофизических исследованиях, 37: 7 (2010), L07501.

39. Э. Бертье, Э. Шифер, Г.К. Кларк, Б. Менунос, Ф. Реми, Вклад ледников Аляски

в повышение уровня моря по данным спутниковых снимков. Nature Geoscience, 3: 2 (2010),

92–95.

202 B.G. Mark et al.

7.1 Круговорот воды и снабжение пресной водой — Экологическая биология

Вода, воздух и еда — важнейшие природные ресурсы для людей.Люди могут прожить без кислорода всего несколько минут, меньше недели без воды и около месяца без еды. Вода также необходима для снабжения кислородом и питанием. Растения расщепляют воду и используют ее для создания кислорода в процессе фотосинтеза.

Вода — важнейший компонент для всего живого. Человеческие младенцы примерно на 75% состоят из воды, а взрослые — на 60%. Наш мозг на 85% состоит из воды, кровь и почки на 83% состоят из воды, мышцы на 76% состоят из воды и даже кости на 22% состоят из воды.Мы постоянно теряем воду из-за потоотделения; в умеренном климате мы должны выпивать около 2 литров воды в день, а люди в жарком пустынном климате должны выпивать до 10 литров воды в день. Потеря 15% воды в организме обычно приводит к смерти.

Земля — ​​действительно Водная планета. Обилие жидкой воды на поверхности Земли отличает нас от других тел Солнечной системы. Около 70% поверхности Земли покрыто океанами, и примерно половина поверхности Земли закрыта облаками (также состоящими из воды) в любое время.На нашей планете очень большой объем воды, около 1,4 миллиарда кубических километров (км3) (330 миллионов кубических миль) или около 53 миллиардов галлонов на человека на Земле. Вся вода Земли может покрыть Соединенные Штаты на глубине 145 км (90 миль). С человеческой точки зрения проблема в том, что более 97% этой воды составляет морская вода, которая слишком соленая для питья или использования для орошения. Наиболее часто используемые источники воды — реки и озера, в которых содержится менее 0,01% воды в мире!

Одна из важнейших экологических целей — обеспечить всех людей чистой водой.К счастью, вода — возобновляемый ресурс, и его трудно уничтожить. Испарение и осадки объединяются, чтобы постоянно пополнять наш запас пресной воды; однако наличие воды осложняется ее неравномерным распределением по Земле. Засушливый климат и густонаселенные районы соединились во многих частях мира, что привело к нехватке воды, которая, по прогнозам, в ближайшие годы усугубится из-за роста населения и изменения климата. Человеческая деятельность, такая как чрезмерное использование воды и загрязнение воды, значительно усугубила существующий сегодня водный кризис.Сотни миллионов людей не имеют доступа к безопасной питьевой воде, а миллиарды людей не имеют доступа к улучшенным санитарным условиям, таким же простым, как уборная с выгребной ямой. В результате почти два миллиона человек ежегодно умирают от диарейных заболеваний, и 90% этих смертей приходится на детей в возрасте до 5 лет. Большинство из них легко предотвратить.

Вода — единственное обычное вещество, встречающееся на Земле в трех формах: твердое, жидкое и газообразное. Распространен в различных местах, называемых водохранилищами.Океаны, безусловно, являются крупнейшими из резервуаров, в которых содержится около 97% всей воды, но эта вода слишком соленая для большинства людей (рис. 1). Ледяные шапки и ледники являются крупнейшими резервуарами пресной воды, но эта вода неудобно расположена, в основном в Антарктиде и Гренландии. Мелкие грунтовые воды — самый большой резервуар пригодной для использования пресной воды. Хотя реки и озера являются наиболее интенсивно используемыми водными ресурсами, они представляют собой лишь небольшое количество воды в мире. Если бы вся вода в мире была уменьшена до размера 1 галлона, то общее количество пресной воды составило бы около 1/3 стакана, а количество готовой к употреблению пресной воды составило бы 2 столовые ложки.

Рисунок 1. Водохранилища Земли. Гистограмма Распределение водных ресурсов Земли, включая общий объем воды в мире, пресную воду, поверхностные воды и другую пресную воду, а также круговая диаграмма Вода, используемая людьми, и источники пригодной для использования воды. Источник: Географическая служба США, глава «Мировые ресурсы пресной воды» Игоря Скикломанова в книге Питера Х. Глейка (редактор), 1993 год, «Вода в условиях кризиса: справочник по мировым ресурсам пресной воды».

вода (или гидрологический) цикл (который был рассмотрен в главе 3.2) показывает движение воды через различные водоемы, включая океаны, атмосферу, ледники, грунтовые воды, озера, реки и биосферу. Солнечная энергия и гравитация движут водой в круговороте воды. Проще говоря, круговорот воды включает в себя перемещение воды из океанов, рек и озер в атмосферу путем испарения с образованием облаков. Из облаков он выпадает в виде осадков (дождя и снега) как на воду, так и на сушу. Вода на суше может либо возвращаться в океан с поверхностным стоком, реками, ледниками и подземным потоком подземных вод, либо возвращаться в атмосферу путем испарения или транспирации (потеря воды растениями в атмосферу).

Рисунок 2. Круговорот воды. Стрелки показывают движение воды к разным водоемам, расположенным над, на и под поверхностью Земли. Источник: Геологическая служба США

Важной частью круговорота воды является изменение солености воды, то есть содержания растворенных в ней ионов. Соленая вода в океанах очень соленая, с примерно 35 000 мг растворенных ионов на литр морской воды. Испарение (когда вода превращается из жидкости в газ при температуре окружающей среды) — это процесс дистилляции, при котором образуется почти чистая вода, почти без растворенных ионов.Когда вода испаряется, она оставляет растворенные ионы в исходной жидкой фазе. В конце концов, конденсация (где вода переходит из газа в жидкость) образует облака и иногда осадки (дождь и снег). После того, как дождевая вода попадает на землю, она растворяет минералы в камнях и почве, что увеличивает ее соленость. Большинство озер, рек и приповерхностных грунтовых вод имеют относительно низкую соленость и называются пресными. В следующих нескольких разделах обсуждаются важные части круговорота воды, связанные с ресурсами пресной воды.

Первичные ресурсы пресной воды: осадки

Уровни осадков неравномерно распределены по земному шару, что влияет на доступность пресной воды (Рисунок 3). Больше осадков выпадает около экватора, тогда как меньше осадков, как правило, выпадает около 30 градусов северной и южной широты, где расположены самые большие пустыни в мире. Эти режимы осадков и климата связаны с ячейками глобальной ветровой циркуляции. Интенсивный солнечный свет на экваторе нагревает воздух, заставляя его подниматься и охлаждаться, что снижает способность воздушной массы удерживать водяной пар и приводит к частым ливням.Около 30 градусов северной и южной широты при понижении температуры воздуха воздух становится теплее, что увеличивает его способность удерживать водяной пар и приводит к засухе. И сухой воздух, и высокие температуры в этих широтных поясах способствуют испарению. На глобальные режимы осадков и климата также влияют размер континентов, основные океанические течения и горы.

Рисунок 3. Мировая карта осадков. На приведенной выше карте в искусственных цветах показано количество дождя, выпадающего по всему миру.Районы с большим количеством осадков включают Центральную и Южную Америку, Западную Африку и Юго-Восточную Азию. Поскольку в этих районах выпадает очень много осадков, именно в них растет большая часть тропических лесов мира. Области с очень небольшим количеством осадков обычно превращаются в пустыни. Пустынные районы включают Северную Африку, Ближний Восток, запад Северной Америки и Центральную Азию. Источник: Форум геологической службы США, Хьюстонский музей естественных наук.

Ресурсы поверхностных вод: реки, озера, ледники Рисунок 4.Поверхностный сток Поверхностный сток, часть наземного стока в круговороте воды Источник: Джеймс М. Пиз, Wikimedia Commons

Текущая вода из дождя и талого снега на суше попадает в русла рек с поверхностным стоком (рис. 4) и просачиванием грунтовых вод (рис. 5). Речной сток описывает объем воды, проходящей через русло реки с течением времени (Рисунок 6). Относительный вклад поверхностного стока по сравнению с просачиванием грунтовых вод в речной сток зависит от характера осадков, растительности, топографии, землепользования и характеристик почвы.Вскоре после сильного ливня расход реки увеличивается из-за поверхностного стока. Устойчивый нормальный сток речной воды в основном обеспечивается за счет подземных вод, которые попадают в реку. Гравитация тянет речную воду вниз по направлению к океану. По пути движущаяся вода реки может разрушать частицы почвы и растворять минералы. Подземные воды также вносят большое количество растворенных в речную воду минералов. Географическая область, осушаемая рекой и ее притоками, называется водосборным бассейном или водоразделом .Дренажный бассейн реки Миссисипи включает примерно 40% территории США, что включает в себя меньшие водосборные бассейны, такие как реки Огайо и Миссури, которые помогают его составлять. Реки являются важным водным ресурсом для орошения пахотных земель и питьевой воды для многих городов по всему миру. К рекам, по которым велись международные споры по поводу водоснабжения, относятся Колорадо (Мексика, юго-запад США), Нил (Египет, Эфиопия, Судан), Евфрат (Ирак, Сирия, Турция), Ганг (Бангладеш, Индия) и Иордания (Израиль, Иордания). , Сирия).

Рисунок 5. Просачивание грунтовых вод. Просачивание грунтовых вод можно увидеть в каньоне Бокс в Айдахо, где около 10 кубических метров просачивания в секунду исходит из его вертикальной стенки. Источник: НАСА.

Помимо рек, озера также могут быть отличным источником пресной воды для человека. Обычно они получают воду из поверхностных и подземных вод. Они, как правило, недолговечны в геологическом масштабе времени, потому что они постоянно заполняются наносами, доставляемыми реками.Озера образуются по-разному, включая оледенение, недавнее тектоническое поднятие (например, озеро Танганьика, Африка) и вулканические извержения (например, Кратерное озеро, штат Орегон). Люди также создают искусственные озера ( водохранилища, ) путем перекрытия рек. Сильные изменения климата могут привести к значительным изменениям размера озера. Когда Земля выходила из последнего ледникового периода около 15000 лет назад, климат на западе США изменился с прохладного и влажного на теплый и засушливый, что привело к исчезновению более 100 больших озер.Большое Соленое озеро в штате Юта — это остатки гораздо более крупного озера, которое называется Бонневиль.

Рисунок 6. Речной сток Река Колорадо, США. Реки являются частью наземного стока в круговороте воды и важным ресурсом поверхностных вод. Источник: Gonzo fan2007, Wikimedia Commons.

Хотя ледники представляют собой крупнейший резервуар пресной воды, они обычно не используются в качестве источника воды, поскольку расположены слишком далеко от большинства людей (рис. 7). Тающие ледники действительно являются естественным источником речной воды и грунтовых вод.Во время последнего ледникового периода в ледниках было на 50% больше воды, чем сегодня, в результате чего уровень моря упал примерно на 100 метров. За последнее столетие уровень моря повышался отчасти из-за таяния ледников. Если климат Земли продолжит нагреваться, таяние ледников вызовет дополнительное повышение уровня моря.

Рисунок 7. Горный ледник в Аргентине. Ледники являются крупнейшим резервуаром пресной воды, но они не используются как водный ресурс непосредственно обществом из-за их удаленности от большинства людей.Источник: Лука Галуцци — www.galuzzi.it

Ресурсы подземных вод

Хотя большинство людей в мире используют поверхностные воды, подземные воды представляют собой гораздо больший резервуар пригодной для использования пресной воды, в которых содержится более чем в 30 раз больше воды, чем в реках и озерах вместе взятых. Подземные воды являются особенно важным ресурсом в засушливом климате, где поверхностных вод может быть мало. Кроме того, грунтовые воды являются основным источником воды для сельских домовладельцев, обеспечивая 98% потребности в воде в США.S .. Подземные воды — это вода, расположенная в небольших пространствах, называемых поровым пространством , между зернами минералов и трещинами в подземных грунтах (горных породах или отложениях). Большая часть грунтовых вод образуется в результате дождя или таяния снега, которые проникают в землю и движутся вниз, пока не достигнут насыщенной зоны (где грунтовые воды полностью заполняют поровые пространства в грунтовых материалах).

Другие источники подземных вод включают просачивание из поверхностных вод (озера, реки, водохранилища и болота), поверхностные воды, преднамеренно закачиваемые в землю, ирригационные системы и подземные системы очистки сточных вод (септики). Зоны подпитки — это места, где поверхностные воды проникают в землю, а не впадают в реки или испаряются. Например, водно-болотные угодья — отличные районы для восстановления сил. Большая часть подповерхностной пористой породы, которая удерживает воду, является водоносным горизонтом. Водоносные горизонты обычно бурятся и устанавливаются колодцы для обеспечения водой для сельского хозяйства и личного пользования.

Использование воды в США и мире

Людям нужна вода, часто в больших количествах, для производства продуктов питания, энергии и минеральных ресурсов, которые они используют.Рассмотрим, например, эти приблизительные потребности в воде для некоторых вещей, которые люди в развитом мире используют каждый день: один помидор = 3 галлона; один киловатт-час электроэнергии от ТЭЦ = 21 галлон; одна буханка хлеба = 150 галлонов; один фунт говядины = 1600 галлонов; и одна тонна стали = 63 000 галлонов. Людям требуется всего около 1 галлона в день, чтобы выжить, но типичный человек в семье в США использует около 100 галлонов в день, включая приготовление пищи, мытье посуды и одежды, смыв туалета и купание.Потребность в воде площади является функцией населения и других видов водопользования.

Рисунок 8. Тенденции общего водозабора по категориям водопользования, 1950-2005 гг. Тенденции общего водозабора в США с 1950 по 2005 г. по категориям водопользования, включая решетки для термоэлектрической энергии, ирригации, коммунального водоснабжения и сельского бытового и домашний скот. Тонкая синяя линия отображает общий забор воды с использованием вертикальной шкалы справа. Источник: Геологическая служба США. Рисунок 9.Тенденции в источниках забора пресной воды в США с 1950 по 2005 годы Тенденции в источниках забора пресной воды в США с 1950 по 2005 год, включая полосы для поверхностных, подземных и общих вод. Красная линия показывает население США в вертикальной шкале справа. Источник: Геологическая служба США.

Общее потребление воды в мире неуклонно увеличивается темпами, превышающими темпы роста мирового населения (Рисунок 10). В течение 20 века население Земли утроилось, а потребность в воде выросла в шесть раз.Увеличение глобального спроса на воду сверх темпов роста населения связано с повышением уровня жизни без ущерба для экономии воды. Увеличение производства товаров и энергии влечет за собой значительное увеличение потребности в воде. Основными видами использования воды в мире являются орошение (68%), коммунальное водоснабжение (21%) и промышленность (11%).

Рисунок 10. Тенденции мирового водопользования с 1900 по 2000 год и прогноз до 2025 года Для каждой категории основного водопользования, включая тенденции для сельского хозяйства, домашнего использования и промышленности.Полоса темного цвета представляет собой общий объем воды, извлеченной для данной категории использования, а полоса более светлого цвета представляет собой потребленную воду (т.е. воду, которая не возвращается быстро в поверхностные воды или систему грунтовых вод) для этой категории использования. Источник: Игорь А. Шикломанов, Государственный гидрологический институт (ГГИ, Санкт-Петербург) и Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО, Париж), 1999 г.

Атрибуция

Основы экологической науки Камалы Доршнер имеет лицензию CC BY 4.0. Изменено по сравнению с оригиналом Мэтью Р. Фишером.

Что такое подземные воды? | Международный центр оценки ресурсов подземных вод

Когда дождь падает на землю, часть его стекает по поверхности земли в ручьи, реки или озера, а часть увлажняет землю. Часть этой воды используется растительностью; часть испаряется и возвращается в атмосферу. Часть воды также просачивается в землю, проходит через ненасыщенную зону и достигает уровня грунтовых вод, который представляет собой воображаемую поверхность, с которой земля под ней насыщена (см. Иллюстрацию ниже).

Последний — это грунтовые воды: вся вода, находящаяся под поверхностью земли в насыщенной зоне.

Уровень грунтовых вод, насыщенные и ненасыщенные зоны (важность подземных вод)

Подземные воды содержатся в так называемых «водоносных горизонтах». Водоносный горизонт — это геологическая формация или ее часть, состоящая из проницаемого материала, способного удерживать / давать значительные количества воды. Водоносные горизонты могут состоять из разных материалов: рыхлые пески и гравий, проницаемые осадочные породы, такие как песчаники или известняки, трещиноватые вулканические и кристаллические породы и т. Д.

Подземные воды (естественным образом) подпитываются дождевой водой и талым снегом или водой, которая протекает через дно некоторых озер и рек. Подземные воды также можно пополнять при протечке систем водоснабжения и при орошении сельскохозяйственных культур большим количеством воды, чем требуется. Существуют также методы регулирования подпитки водоносного горизонта и увеличения количества воды, проникающей в землю.

Подземные воды можно найти почти везде. Уровень грунтовых вод может лежать глубоко или неглубоко в зависимости от нескольких факторов, таких как физические характеристики региона, метеорологические условия и скорость пополнения запасов и эксплуатации.Сильные дожди могут увеличить подпитку и вызвать повышение уровня грунтовых вод. Но с другой стороны, продолжительный период засушливой погоды может вызвать падение уровня грунтовых вод.

Когда грунтовые воды достигают водоносного горизонта, они не стоят на месте. Обычно он будет продолжать движение, но намного медленнее, чем до достижения водоносного горизонта. Скорость движения грунтовых вод зависит от характеристик водоносного горизонта. Направление, в котором он движется, обычно от высокого уровня к более низкому, регулируется силой тяжести, если нет какого-либо антропогенного воздействия, такого как насосные скважины.Подземные воды будут двигаться до тех пор, пока они не попадут в другой водоносный горизонт или другой водоем, например, в озеро, реку, океан, или пока они не будут извлечены из колодца.

Проницаемые и непроницаемые геологические образования (USGS, 2001)

Чтобы иметь возможность накапливать и отдавать грунтовые воды, водоносный горизонт должен иметь определенные физические характеристики. В нем должно быть пустое пространство (поры или трещины), где могут храниться грунтовые воды, и места должны быть соединены, чтобы позволить им протекать. С технической точки зрения, когда есть пространства и они взаимосвязаны, геологическая формация проницаема.Когда нет пространств или они не соединены между собой, геологическая формация непроницаема. Чем выше пористость и проницаемость водоносного горизонта, тем больше грунтовых вод накапливается и поступает из водоносного горизонта.

Почему грунтовые воды так важны?

Подземные воды составляют около 30% пресной воды в мире. Из остальных 70% почти 69% улавливаются ледяными шапками и горными снегами / ледниками, и только 1% находится в реках и озерах. Подземные воды составляют в среднем одну треть пресной воды, потребляемой людьми, но в некоторых частях мира этот процент может достигать 100%.На иллюстрации ниже представлен обзор распределения воды на Земле.

Распределение водных ресурсов Земли (Шикломанов, 1993)

Подземные воды — очень важный природный ресурс и играют важную роль в экономике. Это основной источник воды для орошения и пищевой промышленности. В целом грунтовые воды являются надежным источником воды для сельского хозяйства и могут использоваться гибко: когда они сухие и есть большие потребности, можно извлечь больше грунтовых вод, а когда выпадение дождя удовлетворит потребности, потребуется меньше грунтовых вод. .В глобальном масштабе на орошение приходится более 70% общего забора воды (как поверхностных, так и подземных). Подземные воды, по оценкам, используются примерно для 43% от общего объема водопотребления для орошения.

Для окружающей среды грунтовые воды играют очень важную роль в поддержании уровня воды и впадают в реки, озера и водно-болотные угодья. Особенно в более засушливые месяцы, когда прямая подпитка от дождя незначительна, он обеспечивает среду потоком грунтовых вод через дно этих водоемов и становится важным для дикой жизни и растений, обитающих в этой среде.Подземные воды также играют очень важную роль в обеспечении судоходства по внутренним водам в более засушливые сезоны. Сброс грунтовых вод в реки помогает поддерживать уровень воды выше.

Подземные воды встречаются почти повсюду, и их качество обычно очень хорошее. Тот факт, что грунтовые воды хранятся в слоях под поверхностью, а иногда и на очень больших глубинах, помогает защитить их от загрязнения и сохранить их качество. Кроме того, грунтовые воды — это природный ресурс, который часто можно найти рядом с конечными потребителями, поэтому они не требуют больших вложений в инфраструктуру и очистку, как это часто бывает при сборе поверхностных вод.Самое важное при использовании подземных вод — это найти правильный баланс между забором и восстановлением уровня водоносного горизонта, чтобы избежать чрезмерной эксплуатации и загрязнения этого важнейшего ресурса.

Источники

Миллионы фермеров зависят от талой воды с ледников Гималаев

Кредит: itock / Nitish Waila

Более быстрое таяние ледников в Гималаях в последние годы повлияет на производство сельскохозяйственных культур и средства к существованию около 129 миллионов фермеров, которые зависят от талой воды из этих ледников, новое исследование опубликовано в Nature Sustainability сегодня показывает.

Исследователи, в том числе Кристиан Сидериус из Исследовательского института Грэнтэма Лондонской школы экономики и политических наук, проанализировали, как талая вода смешивается с дождевыми и грунтовыми водами при распространении вниз по течению и как она впоследствии распределяется по оросительным системам.

Бассейны рек Инд, Ганг и Брахмапутра в Южной Азии с населением более 900 миллионов человек являются одними из самых густонаселенных районов мира. Водоснабжение этих территорий в значительной степени зависит от таяния ледников и снега в Гималаях.Талая вода используется для орошения сельскохозяйственных культур и обеспечивает фермеров достаточным количеством воды в периоды засухи и минимальных осадков.

Исследование показывает, что 129 миллионов фермеров (частично) орошают свои земли водой, поступающей из снега и ледников в горах. Одна только талая вода дает достаточно воды для выращивания продовольственных культур и поддержания сбалансированного питания 38 миллионов человек.

Зависимость является самой большой в бассейне Инда, где в сельскохозяйственных районах мало осадков и поэтому они зависят от других источников воды.В засушливый сезон до 60% от общего объема оросительной воды приходится на таяние горных снегов и ледников. Зависимость в поймах Ганга сравнительно ниже, но поступающая талая вода по-прежнему является важным источником в засушливый сезон, особенно для таких культур, как сахарный тростник.

«Миллионы людей находятся в опасности потерять средства к существованию и источники пищи из-за быстрого таяния гималайских ледников», — сказал Кристиан Сидериус, соавтор статьи и научный сотрудник Исследовательского института Грэнтэма по изменению климата и Окружающая среда в Лондонской школе экономики и политических наук.«В вопросе такого масштаба существует очевидная потребность в политическом сотрудничестве, чтобы гарантировать, что эти люди не окажутся в бедности из-за глобального потепления. Сбор дождевой воды, улучшение искусственных резервуаров или увеличение использования подземных вод там, где это возможно, могут компенсировать некоторые потери или сдвиг талых вод, но этих стратегий недостаточно. Правительствам необходимо будет подумать о стратегиях продовольственной безопасности для зависимых сообществ, и дальнейшие исследования, посвященные изменению запасов воды как ресурса в Южной Азии, должны учитывать социально-экономические изменения наряду с изменениями климата, такими как таяние ледников и снежных покровов, изменения в муссонных осадках и истощение грунтовых вод.”

«Бассейны Инда и Ганга имеют сложные ирригационные системы, состоящие из каналов для транспортировки воды к сельскохозяйственным полям, иногда на сотни километров», — пояснила Хестер Биманс, исследователь из Wageningen University & Research и ведущий автор статьи. «Это исследование впервые показывает, в какой степени оросительные системы питаются талой водой, как талая вода способствует производству сельскохозяйственных культур, в какой период это наиболее важно и для каких культур. Мы обнаружили, что в основном производство риса и хлопка сильно зависит от своевременного поступления талой воды из снега и ледников.”

Предыдущее исследование показало, что треть всего объема льда в Гималаях могла исчезнуть к концу 21 -го века, а другое исследование, проведенное только в прошлом месяце, показало, что за последние 20 лет ледники в Гималаях были тает с большей скоростью, чем в предыдущие годы.

Учитывая ускоренный процесс таяния и растущую непредсказуемость сезона дождей, исследователи подчеркнули, что фермерам необходимо будет адаптировать свои методы работы к этим меняющимся обстоятельствам.«Фермерам, возможно, придется скорректировать сроки посева или перейти на культуры, которым требуется меньше воды», — объясняет Биманс. «Хлопок — требовательная к воде культура, которую сеют в самые засушливые месяцы года. Возможно, лучше выращивать хлопок в районах с большим количеством воды. Но это в основном политический выбор. Результаты этого исследования могут предоставить политикам количественную информацию, необходимую для поддержки такого выбора ».

Это исследование было проведено в рамках большого проекта Hi-Aware по адаптации к изменению климата в бассейнах рек Инд, Ганг и Брахмапутра.Последующие исследования будут сосредоточены на будущем, важности талой воды для сельского хозяйства в условиях меняющегося климата, а также на поиске подходящих стратегий адаптации и потенциальных решений для возникающего водного кризиса.


Для получения дополнительной информации об этом пресс-релизе, пожалуйста, свяжитесь с Кираном Лоу по телефону +44 (0) 20 7107 5442 или [email protected] или Бобу Уорду по телефону +44 (0) 7811 320346 или наградите @ lse. ac.uk.

ПРИМЕЧАНИЯ ДЛЯ РЕДАКТОРОВ

  1. Центр экономики и политики в области изменения климата ESRC (https: // www.cccep.ac.uk/) размещается в Университете Лидса и Лондонской школе экономики и политических наук. Он финансируется Советом экономических и социальных исследований Великобритании (https://www.esrc.ac.uk/). Миссия Центра заключается в продвижении государственных и частных действий по борьбе с изменением климата посредством тщательных инновационных исследований.

  1. Исследовательский институт Grantham по изменению климата и окружающей среде (https://www.lse.ac.uk/grantham) был открыт в Лондонской школе экономики и политических наук в октябре 2008 года.Он финансируется Фондом защиты окружающей среды Грэнтэма (https://www.granthamfoundation.org/).

-ENDS-

Документ без названия

Документ без названия

Гидрологический цикл

Посмотрите, как эта капля морской воды
приняла так много форм и названий;
он существовал как туман, облако, дождь, роса и грязь,
затем растение, животное и Совершенный человек;
и все же это была капля воды
, из которой эти вещи появились.
Так и эта вселенная разума, души, небес и тел,
, была всего лишь каплей воды в своем начале и конце.

из Тайного розового сада: Махмуд Шабистари, перевод Флоренс Ледерер / под редакцией Давида Фиделера

Индекс лекции: Природа h3O как соединения, Важность воды, Стандартное изображение круговорота воды, Гидрологический цикл шаг за шагом, Сколько h3O находится где ??, Время пребывания.


Природа h3O как соединения

Вода — это простое соединение, химическая формула которого вам наверняка известна.У него как минимум две необычные черты.
  • это биполярная асимметричная молекула , создающая большой жидкий диапазон .
  • фаз: вода, лед и пар.
  • твердый лед менее плотный, чем жидкая вода . Интересно представить себе, как бы изменился мир, если бы твердая форма воды была более плотной, чем жидкость, что является более типичным соотношением для многих соединений.

Выше представлена ​​карта фаз для чистого h3O.Добавьте растворенный материал в воду, и границы изменятся. Как показывает общий опыт, эти преобразования имеют значение для функционирования гидрологического цикла на Земле.


Значение воды для человека

Какое значение имеет вода в геологии и человеческой деятельности ?

  • Вода необходима биосфере, для жизни, в том числе и для нас.
  • Вода — средство передвижения.
  • Проточный источник энергии — гидроэлектростанция.
  • Используется в развлекательных целях (гребля!).
  • В определенных формах вода представляет опасность (например, наводнения).
  • Вода имеет решающее значение для химического выветривания и образования глин и отложений. и почва.
  • Вода формирует большую часть нашего ландшафта благодаря своей эрозионной способности, транспортируя большие объемы мусора, создавая дельты, поймы и другие объекты, которые нравятся людям.
  • Водяной пар — важный парниковый газ, влияющий на климат.
  • Вода ослабляет горные породы, что значительно упрощает их деформацию и делает возможными движения земли (тектоника плит).
  • Вода играет ключевую роль в образовании некоторых типов вулканов.

Стандартное изображение круговорота воды

Эта диаграмма от USGS показывает довольно стандартное и полезное изображение круговорота воды. Обратите внимание, как он информирует читателя не только словами, но и визуально. Какие элементы изображения представляют собой водоемы? Что представляют собой процессы передачи? Какие элементы можно добавить для более полного понимания гидрологического цикла? Это хорошее место для начала изучения круговорота воды, но это только начало.


Пошаговый гидрологический цикл с использованием системного подхода

Существует несколько стратегий построения диаграмм системы. Тот, который мы будем использовать, — это сначала провести мозговой штурм о различных компонентах, не учитывая, как они связаны. Сначала можно перечислить резервуары, затем процессы переноса, а затем переменные. Затем можно начать объединять их в системную диаграмму, начиная с того, что является наиболее очевидным и ясным, и строить оттуда. Попутно ожидается внесение изменений, и могут быть выявлены новые компоненты.

Резервуары :

  • атмосферная влажность.
  • морская вода
  • поверхностные воды
  • ледники (лед)
  • снег
  • подземные воды
  • гидротермальный
  • минерал (глины)
  • приток комет

Изображение водопада Смит в Небраске. Какие здесь резервуары и процессы переноса очевидны?

Процессы передачи

  • испарение
  • конденсация
  • сублимация
  • плавка
  • замораживание
  • речной поток
  • см. Стр.
  • биологическое поглощение
  • эвапотранспирация
  • реакций дегидратации
  • реакции гидратации
  • субдукция

Переменные, связанные с процессами передачи.

  • испарение, конденсация, сублимация, плавление, замерзание — все это процессы передачи фазовых переходов:
    • температура
    • давление
    • химия воды (что растворяется в воде).
    • площадь поверхности (ветер)
    • влажность воздуха
  • речной поток
    • уклон
    • неровность дна
    • конфигурация канала
  • утечка
    • проницаемость грунта
    • влажность поверхностного слоя (почвы)
    • температура (слабый эффект)
  • биологическое поглощение и эвапотранспирация
  • реакций дегидратации и гидратации (при этом минералы либо выделяют воду, либо впитывают ее в свою структуру, особенно подвержены глины).

Как могут выглядеть некоторые правила?

Демонстрация / упражнение Powerpoint — построение гидрологической схемы.


Сколько h3O где ???

Резервуар

размер, куб. Миль

% от общего количества

Океаны 317 000 000 97,24%
Ледниковые шапки, Ледники 7 000 000 2.14%
Грунтовые воды 2 000 000 0,61%
Пресноводные озера 30 000 0,009%
Внутренние моря 25 000 0,008%
Влажность почвы 16 000 0,005%
Атмосфера 3 100 0,001%
Реки 300 0.0001%
Общий объем 326 000 000 100%

Источник: Nace, Геологическая служба США, 1967 г.

Как бы вы сделали такие оценки? Что из этого, пожалуй, самое удивительное? Какой из них колеблется больше всего? Какой из них наиболее изменчив?


Время проживания

Одним из результатов модели системы может быть представление о времени пребывания моделируемого объекта в определенном резервуаре.Как долго вода может быть «заперта» в леднике, прежде чем она растает и двинется по другим путям гидрологического цикла? Другая возможность состоит в том, что время пребывания в резервуаре известно или может быть оценено, и это ограничение может помочь построить лучшую модель системы. Конечно, отдельные молекулы воды будут проводить разное количество времени в данном резервуаре, поэтому учитываются средние значения.

Какой резервуар из перечисленных в таблице выше, по вашему мнению, имеет самое долгое время пребывания, а какой самый короткий (пусть ваша интуиция будет вашим руководством для начала)?

Как бы вы оценили время проживания?

Пример : Если горный ледник сохраняется во времени на длине 10 км и перемещается на 10 м в год, то снежинка, которая падает на большую часть и становится частью льда, в среднем прибывает на фронт ледника через 1000 лет. позже тает и становится поверхностной водой.Таким образом, время пребывания воды в горных ледниках составляет от столетий до тысячелетий, и чем больше ледник, тем больше среднее время пребывания. Некоторым льдам в Антарктиде сотни тысяч лет.

Вы также можете «датировать» воду водоносного горизонта с помощью космического радиоактивного материала и других индикаторов. Это сложная задача, но она дает очень полезную информацию. Это работает так: солнечное излучение постоянно производит космогенные нуклиды в нашей атмосфере и на поверхности Земли, или оно было внесено в результате ядерных испытаний.Поверхностная вода содержит эти нуклиды. Когда вода уходит под поверхность, она перестает вбирать в себя нуклиды, и то, что она унаследовала с поверхности, начинает распадаться. Со временем уровень нуклида уменьшается, и поэтому, измерив количество, вы можете оценить время, прошедшее с того момента, как вода была на поверхности. Конечно, поскольку вода смешивается, на практике это сложнее, чем описано выше, но, надеюсь, это передает суть подхода.

Почему знание времени пребывания полезно в экологической геологии и, в частности, в понимании подземных вод?

Сводная диаграмма водоносных горизонтов южной Флориды взята с веб-сайта USGS: http: // sofia.usgs.gov/publications/sir/2004-5069/. Обратите внимание, что, как и ожидалось, чем глубже вы погружаетесь в водоносные горизонты, тем старше становится вода. Чем моложе вода, тем легче водоносный горизонт может быть загрязнен поверхностными источниками, а чем старше вода, тем больше времени потребуется для замены любой воды, которая забирается. (Министерство внутренних дел США Геологическая служба США SIR 2004-5069 Взаимодействие поверхностных и грунтовых вод в Центральных Эверглейдс, Флорида Джадсон У. Харви1, Джессика Т. Ньюлин1, Джеймс М.Krest1, Jungyill Choi1, Eric A. Nemeth2 и Steven L. Krupa2 1U.S. Геологическая служба 2, Район управления водными ресурсами Южной Флориды, Уэст-Палм-Бич, Флорида).


Вода также пронизывает искусство, религию и другие человеческие начинания.

Негр говорит о реках

Лэнгстон Хьюз

Я знал реки:
Я знал реки древнее, чем мир, и старше
потока человеческой крови в человеческих жилах.

Моя душа стала глубокой, как реки.

Я купался в Евфрате, когда рассветы были молодыми.
Я построил свою хижину недалеко от Конго, и она убаюкивала меня.
Я посмотрел на Нил и поднял пирамиды над ним.
Я слышал пение Миссисипи, когда Эйб Линкольн
спускался в Новый Орлеан, и видел, как его грязная грудь
становилась золотой на закате.

Я знал реки:
Древние, темные реки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *