Гидросфера және дүниежүзілік су ресурстары

Гидросфера және дүниежүзілік су ресурстары.

Гидросфера және оның құрамдас бөліктері

Гидросфера — Жер су қабығы, ол ғаламшардағы химиялық қосылысқа түспеген аймақтардың барлығын (сұйық, қатты және бу түріндегі) қамтиды. Гидросфераны a құрамдас бөліктерін зерттейтін ғылымды гидрология деп атайды. Гидрология зерттеу объектісіне қарай екі салаға: Дүниежүзілік мұхит пен онын бөліктерін зерттейтін мұхиттану және құрлықтағы суларды зерттейтін құрлық гидрологиясына жіктеледі.

Гидросфераның жалпы көлемі, шамамен, 1,4 млрд км3. Бұл орасан мол су массасының тек 2,5%-ы ғана тұщы су, қалған бөлігін  Дүниежүзілік мұхит пен құрлықтағы ащы сулар құрайды. Тұщы сулардың басым бөлігі мұздықтарда шоғырланған. Гидросфераның құрамдас бөліктері мен олардағы су 3-кестеде көрсетілген.

Судың қасиеттері

Су — Жер шарындағы ең көп таралған айрықша зат, химиялық құрамы жөнінен сутек оксиді (Н₂О) болып табылалы. Оның өзіне тән қасиеттері бар, бұл қасиеттерінің географиялық қабықға жүретін процестерінің маңызы зор.

Біріншіден, су қалыпты жағдайдың  өзінде үш бірдей күйде бола алады. Судың бір күйден екінші күйге  ауысуы белгілі бір мелшерде жылу жұмсалады (булану, қар мен мұздың еруі) немесе бөлініп шығады (конденсация, судың қатуы). Мысалы, 1 г суды буландыру  үшін жұмсалатын жылу 1 г мұзды ерітуге  қажет жылудан 7 еседей артық болады.

Екіншіден, басқа заттармен салыстырғанда  су қатқан кезде көлемін ұлғайтады. Таза су қалыпты қысым жағдайында +100°С-та қайнап, 0°С-та қататынын білесіңдер.

Гидросфераның құрамдас бөліктері  және олардағы су көлемі

Гидросфераның құрамдас бөліктері	Су көлемі, км3
Дүниежүзілік мұхит	1 370 000 000
Жерасты сулары	60 000 000
Топырақ ылғалы	82 000
Мүздықтар	24 000 000
Көлдер	230 000
Өзендер	1 200
Атмосферадағы су	14 000
Барлығы	1 454 327 200

 
Қатқан мезетте судың көлемі күрт артып, бастапқы сұйық күйіндегі  көлемінен 10%-ға жуық ұлғаяды. Табиғатта  судың мұндай өзгерістерге түсуінің өзіндік маңызы бар. Су айдындарының бетін жалған мұз судың төменгі  қабаттарының одан әрі салқындауына жол бермейді. Өйткені, су қатқан сайын  тығыз бола берсе, су айдындары түбінен  бастап қатар еді. Мұндай орасан мол  мұз жаз кезінде еріп үлгермес еді, мүның өзі қоршаған ортаға, судағы тіршілікке кері әсерін тигізген болар  еді.

Үшіншіден, су еріткіш болғандықтан табиғатта таза күйінде болмайды, яғни оның құрамында еріген күйде  азды-кепті бөгде заттар кездеседі. Суда тұздардың шоғырлану мөлшері, яғни тұздылығы әркелкі болады. Судың  тұздылығын бір литрдегі грамм есебімен (г/л), пайыз (%) және промилле (%о) есебімен өлшейді.

Судың тұздылығы артқан сайын, қату температурасы төмендей береді. Сол  себепті тұздылығы жоғары болатын  терең көлдердің небір қатты  аяздарда да қата қоюы қиын. Ал мұхит  жағдайында беткі түзды су қату барысында  біртіндеп тығыздығы артып, теменге  батады. Осының нәтижесінде мұхиттың неғұрлым төмен қабаттарына оттек  жеткізіліп, ондағы тіршілікті қамтамасыз етеді.

Төртіншіден, су баяу жылынып, баяу суиды. Бұл судың жылу сыйымдылығының өте  жоғары болуымен түсіндіріледі. Судың  жылу сыйымдылығы құмға қарағанда 5 есе, темірмен салыстырғанда 10 есе  жоғары. Ал судың ауамен салыстырғандағы  жылу сыйымдылығы 3 мың есе жоғары. Яғни, 1 см3 суды 1°-қа салқындату барысында 3 000 см3 ауаны 1°-қа жылытуға жетерлік жылу бөлінеді. Дүниежүзілік мұхиттың ғаламшарымыздағы алып жылу жинақтағыш ретіндегі рөлі судың осы маңызды қасиетімен түсіндіріледі. Тіпті кішігірім  су айдынының маңында айрықша  жұмсақ климаттың орнайтындығы да осыған байланысты.

Судың аталған ғажайып қасиеттері Жер шарында тіршіліктің пайда  болып, дамуына және сақталуына жағдай жасады. Қасиеттеріне байланысты су географиялық қабықта жүріп жатқан проаегкряа маңызды рөл атқарады.

Табиғаттағы су айналымы, оның манызы ауырлық күші әсерінен гидросфера, атмосфераны қамтитын үздіксіз айналымын  Дуниежузілік ылғал деп атайды. Күн  жылуы әсерінен теңіздер мен мұхиттардың, көлдермен қатар, топырақ пен  өсімдіктерде буландырушы сфераға  бөлініп шығады. Су айналымында ауа  алғалдығылығы: ауа массалары мұхит  үстінен буланған ылғалдық апарып жеткізеді. Жаңбыр күйінде жер бетіне қайта  су айдындарын толықтырып, біразы топыраққа  сіңеді, өсімдіктер оның артық бөлігін  қайтадан бу күйінде атмосфераның Құрлық өзендері өз суын теңіздер мен мұхиттарға жеткізіп, орнын толтыруға өз үлесін қосады. Ал теңіздер мен эсухнтадам су атмосфераға түсіп, айналым тұйықталады.

Дегенмен соңғы жылдардағы зерттеулер су айналымының төмендігін дәлелдеп отыр. Өйткені, атмосфераның жоғары қабатына күн сәулесінің әсерінен оттек пен  сутек иондарына ыдырап, ғарышқа  өтіп кетеді. Ал жанартау атқылаулары  барысында жердін ішкі келетін су (шамамен, жылына 130 млн т) гидросфераны толықтырып, осы сулар есебінен гидросфераның  көлемі ұлғайып келеді деген болжам бар, өйткені мантиядағы су мөлшері 20 млрд км3 (гидросфера көлемінен 151 артық) деп шамалануда.

Судың барлық табиғат құрамбөліктерін  қамтитын айналымы миллиондаған жылдар бойы тоқтаусыз жүруде. Жыл ішінде гидросфераның мардымсыз бөлігі ғана айналымға түседі (4-кесте).

4-кесте. Гидросфераның құрамдас  бөліктерінің жанару кезеңдері

Гидросфераның кұрамдас беліктері	Жаңару кезеңі	Гидросфераның құрамдас бөліктері	Жаңару кезеңі
Дүниежүзілік мұхит	2500 жыл	х	х
Жерасты сулары	1400 жыл	Көлдер	17 жыл
Топырақтағы ылғал	1 жыл	Батпақтар	5 жыл
Полярлық мұздыктар мен тұракты қар қабаты	9700 жыл	Өзен арналарындағы сулар	16 тәулік
Тау мұздықтары	1600 жыл	Атмосфералык су	8 тәулік
Көпжылдық тоң аймактарындағы жерасты мұздары	10000 жыл	Биологиялык су	Бірнеше сағат

Су айналымы литосфера, гидросфера мен атмосфераны бір-бірімен байланыстыру арқылы географиялық қабықты қалыптастырды. Осы шарының жаңа қабығы — биосфераның (тіршілік қабығы) түзілуіне жасады. Су айналымының табиғаттағы айрықша рөлі мұнымен ғана тоқталмайды. Ылғал айналымы барысында жылудың алмасуы қоса жүреді. Өйткені бір жерде булануға жылу жұмсалса, екінші бір жерде ылғалдың конденсациялануы барысында, керісінше жылу бөлініп шығады. Бір жыл ішінде су айналымына Күннен келетін жылудың 25%-ға жуығы қатысады. Сонымен су мен жылуды тасымалдау арқылы су айналымы Жер шарының табиғат кешендерін қалыптастыруда маңызды рөл атқарады.

Су айналымына адамның шаруашылық әрекеті елеулі түрде ықпал етуде. Ормандардың жойылуы, орасан зор  егістік алқаптардың пайда болуы, батпақтарды құрғату мен шөлдерді суландыру, жасанды алып бөгендердің  құрылысы, шаруашылық мақсатта пайдаланылатын су мөлшерінің күрт артуы Жер шарындағы  гидрологиялық, яғни сумен байланысты процестердің жүру барысын өзгертуде. Өйткені, су айналымын үздіксіз тізбек түрінде елестетсек, сол тізбектің  бір буынындағы өзгеріс бүкіл  тізбектегі өзгерістерге себепші болады.

Адамның шаруашылық әрекеті нәтижесінде  өзен суларының жылдық ағыны өзгерген. Өндірісте пайдаланылатын сулар  өндірілген өнім құрамына еніп немесе қалдық су күйінде жердің терең қойнауына  кетіп, айналымға тусуі қиындайды. Өндірістік және тұрмыстық қалдықтармен ластанған сулар табиғаттағы  су айналымының нәтижесінде гидросфераның  барлық дерлік бөлігіне таралуда. Ғалымдар қазіргі кезде адамзат үшін судың  тапшылығы емес, ластануы басты проблема деген пікір айтуда.

Су ресурстары

 

 

Табиғи ресурстар  таусылмайды дейтін көрінер көзге  аңғал ұғымның мәні қалмай барады. Су планетамызда айырықша орын алатын ресурс болып табылады. Жер шарында  у мол болғанымен, ол жердің аудандары  мен елді мекендері бойынша біркелкі емес. Су тек шөл бау үшін ғана керек емес. Ол өндіріс үшін де қажет. Қазіргі технологияның  су сыйымдылығы өте жоғары: 1тн құрышты қорыту үшін 250 м куб у қажет, 1 тн қағаз өндірісіне 900 м куб су, 1 тн капронға 56000 м куб у кетеді екен. Егер жердің бір тұрғынына кететін барлық су шығынын есептесек, ол жылына 1 – 2 тн – дан да көп у тұтынады екен. Су – біртұтас кешен ретінде болатын табиғи ресурс. Табиғи реуртың бұл түрі мыналарға арналған:

-  адамзаттың, хайуанаттар мен өсімдіктер әлемінің өмірлік қажеттіліктерін өтеуге;

-  өндірістік – шаруашылық қажеттіліктеріне;

-  гидротасымалдау және кемелермен жүкті тасуға;

-  өзіндік ерекшелігі бар технологиялық процестерді қамтамасыз етуге.

Су биосфераның  барлық қабаттарында болады, дәлірек айтқанда, ол тек су қоймаларында ғана кездеспейді, сонымен қатар, оны ауадан да, топырақтан және бүкіл тірі жан иелерінің бойынан да ұшырастырамыз. Шнитниковке жүгінсек біз бүгінгі таңда өте ылғалды континенталдық фазадан аса құрғақ континенталдық фазаға өту үстінде екенбіз. Бұл құрлықтағы судың 1 бөлігі теңізге ауыатынын білдіреді. Соңғы 80 жылдағы байқау көрсеткендей, теңіз деңгейі жыл айын 1 – 2 мм-ге көтеріледі, бұл құрғақтағы судың қорын жылына 430 км кубке кемітеді. Бұл көреткіш Каспий теңізіне құятын барлық өзендерге де қатысты. Су ұдайы қозғалыс үстінде болады, оның мөлшері мен сапасы уақыт және кеңістік ішінде өзгереді.

Су ресуртары ғасырлар бойы жинақталған қормен және жаңғыртылған ресурстармен сипатталады. Орташа жылдық ағыны бойынша, су ресурстарын бағалау судың пайдаланылуын жоспарлауда және сумен қамтамасыз етілудің деңгейне баға беруде кеңінен қолданылады. Елімізде су ресурстарын үнемдеу үшін, суарудың жаңа әдістерін қолданысқа енгізудің маңызы зор. Орташа есеппен алғанда планетаның 1 тұрғынына күніне 3 мың литр су кетеді екен, алайда жердегі 5 миллиардтың 1 миллиард тұрғыны күніне кем дегенде 2 – 3 литр тұщы суға қолы жетпей отыр екен. Елімізде у ресурстарының қорғалуы әрі ұтымды пайдаланылуы үшін өзен бассейндерін пайдалану процесінің жүйелі басқару тәсілі қолданылады. Аса ірі территорияларды жергілікті су ресурстарымен қамтамаыз ету міндетінде суды ластап, әрі таусып алмауды көздейтін, жер үсті және жер асты суларын бірлесіп реттеуді жүзеге асыратын шаралар кешенді түрде қарастырылады.

Қазақстан Республикасының  жер беті минералдық көздер сулар ретінде таралған климаттың ерекшк жағдайы өзен жүйесінің қалыптасуына өз әсерін тигізеді. Онда өте сирек гидрогеоографиялық желі байқалады, шаруашылық үшін артезиан бассейндерінің сулары үлкен рөл атқарады. Ірі қалаларды сумен қамтамасыз ету жер асты сулары арқасында жүзеге асады. Қазақстанда минералдық судың қоры да аз емес, минералдық сулар құрамында көптеген химиялық элементтер бар, олар адамның десаулығы үшін қажеттіліктердің бірі. Санаторий мен курорттар танымал. Мысалы, Алма Арасан, Барлық Арасан, Қапал Арасан, Жаркий Арасан, Сарыағаш және т.б.

Барлығымызға белгілі біздің территорияны кесіп өтетін ірі өзендер, өздерінің бастарын көрші территориялардан алады. 1992 жылы Біріккен Ұлттар Ұйымында (БҰҰ) Хельсинск конференциясында транс-шекаралық өзендер мен мемлекет аралық көлдердің реурстарын рационалды пайдалану және қорғау туралы Конвенция қабылданды. Соның ішінде Каспий мен Арал бар. Су пайдаланудың жыл сайын өсуі тұщы судың азайып, ластануына соқтырып отыр. Сондықтан гидротехникалық қондырғыларды салу немесе жоспарлау кезінде табиғи комплекстің территориялық ерекшелігін ескеру керек.