Światowe i polskie zasoby wód

Tekst pochodzi z książki T. Poskrobko i in. Ochrona biosfery, i jest chroniony prawem autorskim oraz majątkowym.
Światowe i polskie zasoby wód
Woda jest jednym z najważniejszych elementów powstawania, kształtowania i trwania
życia na ziemi. Jest ona niezbędna do życia wszystkim znanym organizmom żywym,
stanowiąc podstawę ich prawidłowego funkcjonowania, na przykład oddychania, regulacji
temperatury ciała u zwierząt, umożliwia przemianę pożywienia w energię i przyswajanie
substancji odżywczych, usuwa zbędne produkty przemiany materii itp. Ciało człowieka
zawiera około 60% wody (woda we krwi stanowi 78-84% jej ciężaru, w mięśniach 75-80%, w
szkielecie 22-34%). Utrata 3% wody u człowieka powoduje uczucie zmęczenia, ból i zawroty
głowy, może wywołać poważne zaburzenia funkcjonowania organizmu. Przy utracie 10%
wody objawy odwodnienia zagrażają już życiu.
Człowiek wykorzystuje wodę w wielu celach, przede wszystkim, jako produkt
bezpośredniej konsumpcji i do przygotowania innych produktów żywnościowych, ponadto
jest ona surowcem produkcyjnym, chłodziwem (np. w przemyśle hutniczym), a także
środkiem sanitarnym i higienicznym. Jest ona wykorzystywana również w produkcji rolniczej
bez niej niemożliwa byłaby produkcja roślinna i zwierzęca, poza tym stosuje się ją jako
środek wypoczynku, regeneruje siły fizyczne i psychiczne, koi nerwy, zaspokaja potrzeby
estetyczne i lecznicze.
Istnieje wiele definicji pojęcia zasobów wodnych, jedna z nich, najogólniej
sformułowana mówi, że zasoby wodne to wody nadające się do wykorzystania, czyli
praktycznie wszystkie wody występujące na kuli ziemskiej, poza wodami związanymi
wchodzącymi w skład minerałów i biomasy. Najbardziej jednak rzetelna wydaje się być
definicja zamieszczona w Międzynarodowym Słowniku Hydrologicznym - która pod tym
pojęciem określa wody dostępne lub te, które mogą być dostępne do wykorzystania w
regionie, o oznaczonej ilości i jakości, w ciągu danego okresu, przy określonych potrzebach.
[Międzynarodowy Słownik …, 2001]
Przyjmuje się, że w hydrosferze ziemskiej znajduje się około 1 400 mln km 3 wody.
Zasoby te można podzielić na:

wodę słoną w oceanach i morzach;

wodę słodką w rzekach, jeziorach i różnego rodzaju zbiornikach powierzchniowych;

wodę w atmosferze ziemskiej w postaci chmur i pary wodnej;

wodę w lodowcach i lądolodach;

wodę zawarta w organizmach żywych;
Tekst pochodzi z książki T. Poskrobko i in. Ochrona biosfery, i jest chroniony prawem autorskim oraz majątkowym.

wodę glebową (w sferze aeracji).
Rysunek 3.1. Światowe zasoby wody słonej i słodkiej
Wody słodkie
2.5% (35 000 000 km3 )
Wody podziemne
30,8% (10 780 000 km 3)
Rzeki i je ziora
0,3% (10 5 000 km 3 )
Lodowce i lądolody
68,9% (24 115 000 km 3 )
Wody morskie
97,5%
(1 356 0 00 000 km 3 )
Źródło: [Shiklomonov, 1999].
Tabela 3.1. Zasoby wody w hydrosferze
Objętość
Objętości ogólna
[tys. km3]
[%]
Wody słone
Oceany
1 356 000
96,54
Słone/półsłone wody podziemne
12 870
0,93
Słone jeziora
85
0,006
Wody śródlądowe (wody słodkie)
Lodowce i lądolody
23 815
1,74
Lód w strefie wiecznej zmarzliny
300
0,022
Wody podziemne
10 780
0,76
Jeziora i rzeki
105
0,007
Wilgoć glebowa
16,5
0,001
Para wodna w atmosferze
12,9
0,001
Wody terenów podmokłych
11,5
0,001
Część hydrosfery
Woda zawarta we florze i faunie
Razem (woda słodka)
Razem (woda słodka + woda słona)
1,12
35 042
1 391 042
0,0001
Zasoby wody
słodkiej [%]
68,0
0,9
30,8
0,3
0,5
0,04
0,03
0,003
100
100
Źródło: [Shiklomonov, 1999].
Dla życia człowieka (i innych organizmów) i jego gospodarki podstawowe znaczenie
mają wody słodkie, zwłaszcza te na powierzchni lądów. Stanowią one jednak małą część –
około 2,5 % całości zasobów.
Rysunek 3.2. Światowe zasoby wody słodkiej.
Tekst pochodzi z książki T. Poskrobko i in. Ochrona biosfery, i jest chroniony prawem autorskim oraz majątkowym.
a) Lodowce i lądolody (km 3 )
Grenlandia
2 600 000
Ameryka
Północna
90 000
Europa
18 216
Azja
60 984
Afryka
0,2
Ameryka
Południowa
900
Australia
180
Antarktyda
30 109 800
b) Wody podziemne (km 3)
Ameryka
Północna
4 300 000
Europa
1 600 000
Azja
7 800 000
Afryka
5 500 000
Ame ryka
Połud niowa
3 000 000
Australia
1 200 000
c) Jeziora, rzeki, tereny podmok łe (km3 )
Ameryka
Północna
27 003
Europa
2 529
Azja
30 662
Afryka
31 776
Ameryka
Południowa
3 431
30 000 000
8 000 000
4 000 000
3 000 000
1 000 000
300 000
50 000
Źródło: [Shiklomonov, 1999].
Australia
221
Tekst pochodzi z książki T. Poskrobko i in. Ochrona biosfery, i jest chroniony prawem autorskim oraz majątkowym.
Lodowce i lądolody pokrywają około 10% obszarów lądowych. Skoncentrowane są
głównie na Grenlandii i Antarktydzie, stanowiąc około 70% światowych zasobów wody
słodkiej. Niestety, większość z tych zasobów zlokalizowana jest z dala od miejsca
zamieszkania ludzi i nie jest realnie dostępna do użytku. Na Północnym i Południowym
biegunie znajduje się 96% światowych zasobów wody słodkiej, pozostałe 4% rozłożone jest
na powierzchni około 550 000 km2 lodowców i czap lodowych mierzących około 180 000
km3. [Word Galacier …, 2002] Wody podziemne są o wiele bardziej obfitym i łatwo
dostępnym źródłem słodkiej wody, następnie jeziora i sztuczne zbiorniki wodne, rzeki i
tereny podmokłe. Wody podziemne stanowią ponad 90% światowych zasobów łatwo
dostępnej słodkiej wody [Boswinkel, 2000]. Około 1,5 miliarda ludzi pobiera wodę
podziemną do celów bytowo-gospodarczych.
Rysunek 3.3. Dostępność wody według podregionów w 2000 roku (1 tys.m3 na osobę/rok)
Dost ępność wody:
– ekstre malnie mała
– bardzo mała
– mała
– średnia
– duża
– bardzo duża
Źródło: [Global Environment, 2002].
Zasoby wody pitnej są odnawialne. Proces ten regulowany jest obiegami
hydrologicznymi. W rzekach woda odnawia się w czasie 18-20 dni, w atmosferze 12 dni, w
jeziorze 10 lat, zaś wody podziemne odnawiają się ponad 5 000 lat, natomiast jeszcze dłużej około 8 000 lat odnawiają się wody zawarte w lodowcach.
W skali całej kuli ziemskiej parowanie i opady są równej wielkości - wynoszą średnio 1
000 mm rocznie. Opady na powierzchni lądów wynoszą około 710 mm, średnioroczne zaś
parowanie około 470 mm; odpływ natomiast (powierzchniowy, gruntowy i wgłębny) wynosi
około 240 mm rocznie. Parowanie jest tym większe, im więcej energii słonecznej dociera do
danego terenu.
Tekst pochodzi z książki T. Poskrobko i in. Ochrona biosfery, i jest chroniony prawem autorskim oraz majątkowym.
Zasoby wody są rozmieszczone na kuli ziemskiej bardzo nierównomiernie. Na blisko
150 mln km2 przypada aż 35 mln km2 obszarów suchych, na których parowanie jest większe
od opadów. Na około 60% powierzchni lądów panuje stały niedobór lub brak wody słodkiej,
natomiast na niektóre obszary świata, przy ich niewielkim zaludnieniu, wód opada bardzo
dużo.
Ocenia się, że prawie połowa zasobów wody pitnej znajduję się w Ameryce
Południowej, gdzie przepływa Amazonka - najzasobniejsza rzeka kuli ziemskiej, licząca
około 7 000 km długości. Do innych wielkich rzek należą, np.: Nil (6 650 km), Jangcy (6 300
km), Mississipi (5971 km), Jenisej (5541 km), Huang-ho (5 464 km).
Polska ma skromne zasoby wodne w stosunku do innych krajów europejskich. Pod
względem wielkości zasobów wodnych zajmuje ona 26 miejsce w Europie. Odnawialne
zasoby wód powierzchniowych (średni roczny odpływ z powierzchni Polski) w przeliczeniu
na jednego mieszkańca wynoszą 1 633 m3 podczas, gdy dla Europy - 4 011 m3.
W rzeczywistości zasoby wód powierzchniowych dostępne dla ludności i gospodarki są
jeszcze niższe. Po uwzględnieniu konieczności zachowania przepływu nienaruszalnego,
uwarunkowanego kryteriami hydrobiologicznymi, wielkość zasobów dyspozycyjnych średnio
na terenie kraju szacuje się na 250 m3 wody na jednego mieszkańca na rok.
Tabela 3.2. Zasoby wody w wybranych krajach OECD
Zasoby wód
[mln m3]
Kraje
Niemcy
Grecja
Hiszpania
Francja
Irlandia
Włochy
Finlandia
Szwecja
Wielka Brytania
Republika Czeska
Litwa
Turcja
Islandia
Norwegia
Polska
182 000
7 2000
111 133
19 1000
52 198
175 000
110 000
179 000
160 630
15 977
24 500
234 300
170 000
369 000
63 100
Zasoby wód na
jednego mieszkańca
[m3]
2 218
6 866
2 797
3 265
15 568
3 040
21 319
20 200
2 694
1 556
6 635
3 443
59 9941
51 504
1 633
Źródło: opracowano na podstawie: [Ochrona Środowiska …, 2003].
W Polsce występuje duża zmienność zasobów wodnych w przestrzeni i czasie.
Najbardziej deficytowymi, jeśli chodzi o naturalne zasilanie z opadów atmosferycznych, są
Tekst pochodzi z książki T. Poskrobko i in. Ochrona biosfery, i jest chroniony prawem autorskim oraz majątkowym.
tereny położone w pasie środkowej Polski. Najniższe odpływy jednostkowe w rzekach
występują na obszarze Wielkopolski i Kujaw. Nieco inna sytuacja ma miejsce, gdy uwzględni
się liczbę ludności, wówczas najmniejszy jednostkowy zasób wód własnych ma Mazowsze i
Górny Śląsk [Zieliński, Słota, 1996].
Oprócz zmienności przestrzennej występuje duża zmienność czasowa zasobów zarówno
w roku, jak i wieloleciu. W naszych warunkach klimatycznych największe przepływy w
ciekach występują zazwyczaj wiosną, najmniejsze zaś latem i jesienią. Stosunek
maksymalnego do minimalnego średniego odpływu na terenie kraju wynosi 2,6. Dla
poszczególnych rzek stosunek ten jest znacznie większy i może osiągnąć wielkości
dwucyfrowe w potokach górskich i małych ciekach nizinnych. W ostatnich latach szczególnie
wyraźnie zauważamy zmienność w odpływach rzek. Poziom wód powierzchniowych i
gruntowych znacznie się obniżył powodując w wielu regionach susze, jednakże na innych
terenach obserwuje się zalania, podtopienia i powodzie. Problemem jest tu działalność
gospodarcza, która przyczyniła się w wielu przypadkach do zmniejszenia naturalnej zdolności
retencyjnej zlewni. Szybkie odprowadzenie wód wiosennych wezbrań i po opadach
atmosferycznych pogorszyło strukturę bilansu wodnego oraz zmniejszyło i tak małe naturalne
zasoby Polski. Szczególnie dotkliwy niedobór wody występuje w okresie wegetacyjnym, a
zwłaszcza gdy suche lato poprzedzone jest bezśnieżną zimą.
Pogorszenie struktury bilansu wodnego wynika również ze zwiększającego się poboru
wód dla celów komunalnych, przemysłu i rolnictwa.
W skali świata najwięcej słodkiej wody zużywa rolnictwo (69% globalnego zużycia),
następnie przemysł (23%) oraz gospodarstwa domowe (8%). W poszczególnych regionach i
gospodarkach struktura zużycia wody przedstawia się odmiennie. Zależy to w dużym stopniu
od
warunków
przyrodniczo-geograficznych
i
klimatycznych,
poziomu
rozwoju
gospodarczego, struktury produkcji rolniczej i przemysłowej oraz od warunków bytowych
czy uwarunkowań kulturowych.
Tabela 3.3. Pobór wody w wybranych krajach OECD w [mln m3]
Tekst pochodzi z książki T. Poskrobko i in. Ochrona biosfery, i jest chroniony prawem autorskim oraz majątkowym.
Kraje
Niemcy
Hiszpania
Francja
Irlandia
Finlandia
Szwecja
Wielka
Brytania
Republika
Czeska
Islandia
Polska
Ogółem
Zaopatrzenie
ludności
Rolnictwo
Działalność
produkcyjna
Wytwarzania
energii
40 590
26 053
32 323
1 176
2 128
2 688
5 558
3 839
5 898
470
404
923
163
21 338
3 181
179
50
150
5 822
743
3 716
250
1 569
1 406
26 372
.
19 498
277
274
97
15 894
5 988
1 879
1 620
2 626
1 839
777
12
349
502
196
11 599
74
2 218
70
1 033
10
646
6 588
Źródło: opracowano na podstawie: [Ochrona Środowiska …, 2003].
Od rewolucji przemysłowej zużycie wody na świecie wzrosło ponad 300-krotnie,
sięgając obecnie poziomu 3 500 km3. Dotyczy to szczególnie nowoczesnej produkcji
przemysłowej i rolniczej. Wytworzenie żywności spożywczej przeciętnie w ciągu dnia przez
jednego człowieka wymaga około 10 m3 wody. Produkcja przemysłowa zużywa jeszcze
więcej wody, np. do produkcji tony tkanin naturalnych potrzeba około 250 m3 wody,
natomiast tkanin syntetycznych do 5000 m3. Duże ilości wody są wykorzystywane w
produkcji hutniczej i w przemyśle papierniczym oraz chemicznym [Czaja, Becla, 2002].
Zużycie wody zwiększyło się dwukrotnie w ciągu ostatnich kilku lat. W wyniku tego
zasoby wód zmniejszają się szybciej niż się odnawiają. Znaczne zubożenie zasobów wodnych
i zanieczyszczenie to problem, który dotyczy prawie połowy rzek na świecie. W ostatnich
latach skurczyły się niektóre z największych na świecie mokradeł i zbiorników słodkiej wody,
takie jak: Morze Aralskie i bagniste ujście Mezopotamii. Konsekwencją tego zjawiska jest
zagłada środowiska życia ludzi i zwierząt, w tym ich podstawowego pożywienia - ryb
słodkowodnych. Ważnym problemem jest ponadto zmniejszające się zasoby wód
gruntowych. Około 1/3 ludności świata, opiera się właśnie na tych wodach. Na niektórych
obszarach - w pewnych częściach Indii, Chin i zachodniej Azji, w tym na Półwyspie
Arabskim, Azji Środkowej i w zachodnich stanach USA - poziom wód gruntowych obniża
się, co jest wynikiem ich nadmiernej eksploatacji. Wody gruntowe w Europie Zachodniej
i Stanach Zjednoczonych są ponadto coraz bardziej skażone chemikaliami stosowanymi
w rolnictwie. Zmniejszenie zasobów wód podziemnych powoduje degradacje gleb, w efekcie
między innymi zmniejszenie wydajności rolnictwa.
Czynnikiem niepokojącym ekspertów jest również wzrost populacji w niektórych
częściach świata, szczególnie w krajach rozwijających się. Przewiduje się, że liczba ludności
Tekst pochodzi z książki T. Poskrobko i in. Ochrona biosfery, i jest chroniony prawem autorskim oraz majątkowym.
do 2025 roku ma wzrosnąć do 8 miliardów ilość wody przypadającej na osobę wtedy
zmniejszy się o 40%.