Важные функции гидросферы:
1. Вода – главный природный ресурс и минеральное сырье.
2. Вода - основной механизм осуществления всех процессов в экосистемах.
3. Вода – агент-переносчик энергии.
4. Вода – основная часть всех живых организмов.
Объем воды, заключенной в реках, озерах, ледниках, морях и океанах, в подземных горизонтах и в атмосфере достигает почти 1,5 млрд км3. 98% общего объема воды приходится на соленые воды, 2% - на пресные. Основной объем пресных вод (почти 80%) составляет вода ледников, снежных покровов, подземных льдов, многолетнемерзлых пород, глубинных слоев земной коры. В настоящее время они не используются и рассматриваются в качестве потенциальных водных ресурсов.
Доступные водные ресурсы рек слагаются из поверхностного и подземного стока. Наиболее ценным в хозяйственном отношении является подземный сток, т.к. он в меньшей степени подвержен сезонным или суточным колебаниям объема. Подземные воды реже загрязняются. Поверхностный сток включает паводковые и полые воды, обычно быстро проходящие по руслам рек. Хозяйственная ценность водно-ресурсного потенциала определяется долей устойчивой составляющей стока. Ее величина количественно определяется объемом подземного стока и меженным русловым стоком. Общий объем доступных водных ресурсов мира оценивается в 41 тыс. км3 в год, из них 14 тыс. км3 составляют их устойчивую часть (М.И.Львович, 1986).
Водные ресурсы распределены неравномерно по территории материков и частей света. Наиболее значительными водными ресурсами на единицу площади располагает Южная Америка (слой стока – 600 мм), за ней следует Европа, Азия, Северная Америка, Африка, Австралия. В среднем для суши земного шара слой стока оценивается в 294 мм.
Человечество на свои нужды использует главным образом пресную воду. Пресные воды сохранились полно в районах с малой плотностью населения и слаборазвитой маловодоемкой промышленностью. Здесь сосредоточено более 80% мировых ресурсов пресных вод (В.М.Мишон, 1996)
Недостаток в пресной чистой воде испытывает более четверти населения земного шара, и почти 500 миллионов человек страдают от болезней, вызванных ее дефицитом и плохим качеством (В.М.Мишон, 1996). Проблема недостатка пресной воды возникала по трем основным причинам:
1. вследствие интенсивного водопотребления и в связи с быстрым ростом населения планеты и развитием водоемких производств. Потребление воды удваивается каждые 10-12 лет;
2. в результате загрязнения воды, например в США по этой причине 1/7 населения испытывают недостаток воды;
3. в связи с уменьшением водоносности рек. Чтобы река не стала мертвой, нельзя брать больше 1/10 ее части.
Структура водозабора и водопотребления (т.е. распределение воды между потребителями) территориально изменяется. Это изменение обусловлено общим уровнем экономического развития хозяйства, его специализацией, спецификой природных условий.
Во второй половине XX в. отмечается резкий рост мирового водопотребления. За последние 80 лет XX века сельскохозяйственное использование воды увеличилось в 6 раз, коммунальное – в 7 раз, промышленное – в 20 раз, а общее в 10 раз.
Коммунально-бытовое водоснабжение. Уровень развития коммунального водоснабжения определяется двумя показателями: обеспеченностью населения централизованным водоснабжением и величиной удельного водопотребления. Норма водопотребления на 1 человека составляет в среднем 120-150 л в сутки. В городах промышленно-развитых стран водопотребление возрастает (в странах Европы – 300-400 л/сутки). В городах развивающихся стран в субаридных и аридных районах нормы снижаются до 100-150 л/сутки. Меньше расходует воды сельский житель. В гумидных областях в развитых странах он потребляет в сутки 100-150 л воды, а в сухих тропических районах – не более 20-30 л.
Промышленное водоснабжение. Ни один технологический процесс в промышленности невозможен без участия воды – она входит в состав готовой продукции, используется для транспортировки веществ, как теплоноситель и охладитель, как растворитель и разбавитель. Водоемкость различных производств изменяется в зависимости от вида продукции, применяемых технических средств и технологических схем.
Сельскохозяйственное водоснабжение. Воды в сельском хозяйстве потребляется больше, чем в промышленности (в 3,5-4 раза). Главным водопотребителем воды является орошаемое земледелие. Мало воды необходимо для водоснабжения животноводства.
Водопотребление и его структура различаются на разных материках. Особенности современного водного хозяйства зависят от природных факторов и от уровня социально-экономического развития страны. Наибольший объем воды потребляет хозяйство азиатских стран. Почти на 90% этот объем в Азии расходуется на нужды сельского хозяйства. Аналогичная ситуация характерна для Южной Америки, Африки, хотя в целом участие этих материков в мировом водопотреблении незначительно. В Северной Америке и Европе расходование воды на промышленное и сельскохозяйственное водоснабжение примерно равны между собой.
Антропогенное воздействие на гидросферу проявляется в загрязнении и истощении вод.
Загрязнение вод – привнесение или возникновение в них новых (обычно не характерных для них) вредных химических, физических, биологических агентов.
Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.
По источнику загрязнение вод может быть:
1) естественным (природным);
2) антропогенным (техногенным).