Дефицит воды (тесно связанный с водным стрессом или водным кризисом ) – это нехватка ресурсов пресной воды для удовлетворения стандартного спроса на воду. Существует два типа дефицита воды. Один из них физический. Другой вопрос – экономический дефицит воды . [2] : 560 Физический дефицит воды – это когда воды недостаточно для удовлетворения всех потребностей. Сюда входит вода, необходимая для функционирования экосистем . Регионы с пустынным климатом часто сталкиваются с физическим дефицитом воды. [3] Центральная Азия , Западная Азия и Северная Африка являются примерами засушливых территорий. Экономический дефицит воды возникает из-за отсутствия инвестиций в инфраструктуру или технологии для забора воды из рек, водоносных горизонтов или других источников воды. Это также является результатом слабого человеческого потенциала для удовлетворения спроса на воду. [2] : 560 Многие люди в странах Африки к югу от Сахары живут в условиях экономической нехватки воды. [4] : 11
В мире имеется достаточно пресной воды, в среднем за год, для удовлетворения спроса. Таким образом, нехватка воды вызвана несоответствием между тем, когда и где люди нуждаются в воде, и когда и где она доступна. [5] Одной из основных причин увеличения глобального спроса на воду является рост численности населения . Другими являются повышение условий жизни, изменение рациона питания (в сторону большего количества продуктов животного происхождения) [6] и расширение орошаемого земледелия . [7] [8] Изменение климата (включая засухи и наводнения ), вырубка лесов , загрязнение воды и расточительное использование воды также могут означать, что воды не хватает. [9] Эти различия в дефиците могут также быть функцией преобладающей экономической политики и подходов к планированию.
При оценке дефицита воды учитывается множество типов информации. К ним относятся зеленая вода ( влажность почвы ), качество воды , требования к экологическому стоку и виртуальная торговля водой . [6] Водный стресс является одним из параметров измерения дефицита воды. Это полезно в контексте Цели устойчивого развития 6 . [10] Полмиллиарда человек живут в районах с острой нехваткой воды в течение года, [5] [6] и около четырех миллиардов человек сталкиваются с острой нехваткой воды как минимум один месяц в году. [5] [11] Половина крупнейших городов мира испытывает нехватку воды. [11] 2,3 миллиарда человек проживают в странах с нехваткой воды (что означает менее 1700 м 3 воды на человека в год). [12] [13] [14]
Существуют различные способы сокращения дефицита воды. Этого можно достичь посредством управления спросом и предложением, сотрудничества между странами и сохранения водных ресурсов . Расширение источников полезной воды может помочь. Способы достижения этой цели – повторное использование сточных вод и опреснение . Другие сокращают загрязнение воды и вносят изменения в виртуальную торговлю водой.
Дефицит воды определяется как «объемное изобилие или его отсутствие ресурсов пресной воды», и считается, что он «движется человеком». [15] : 4 Это также можно назвать «физическим дефицитом воды». [4] Существует два типа нехватки воды. Один из них – это физический дефицит воды , а другой – экономический дефицит воды . [2] : 560 Некоторые определения дефицита воды учитывают экологические потребности в воде. Этот подход варьируется от одной организации к другой. [15] : 4
В научной литературе существует несколько определений. Они охватывают термины «дефицит воды», «водный стресс» и «водный риск». Водный мандат генерального директора, инициатива Глобального договора ООН , предложил гармонизировать их в 2014 году. [15] : 2 В своем дискуссионном документе они заявляют, что эти три термина не следует использовать как взаимозаменяемые. [15] : 3
.svg/1280px-Water_Stress,_Top_Countries_(2020).svg.png)
Некоторые организации определяют «водный стресс» как более широкое понятие. Он будет учитывать наличие воды, ее качество и доступность. Доступность зависит от существующей инфраструктуры. Это также зависит от того, смогут ли потребители позволить себе платить за воду. [15] : 4 Некоторые эксперты называют это «экономическим дефицитом воды». [4]
ФАО определяет водный стресс как «симптомы нехватки или нехватки воды». Такими симптомами могут быть «растущие конфликты между пользователями и конкуренция за воду, снижение стандартов надежности и обслуживания, неурожаи и отсутствие продовольственной безопасности». [17] : 6 Это измеряется с помощью ряда индексов водного стресса.
В 2016 году группа ученых дала другое определение водного стресса: «Водный стресс – это влияние высокого уровня водопользования (забора или потребления) на наличие воды». [1] Согласно этой точке зрения, водный стресс определяется как «дефицит, обусловленный спросом».
Эксперты выделили два типа дефицита воды. Одним из них является физическая нехватка воды. Второй – экономический дефицит воды. Эти термины были впервые определены в исследовании 2007 года, проведенном Международным институтом управления водными ресурсами . В нем изучалось использование воды в сельском хозяйстве за предыдущие 50 лет. Целью проекта было выяснить, будет ли в мире достаточно водных ресурсов для производства продуктов питания для растущего населения в будущем. [4] [17] : 1
Физический дефицит воды возникает, когда природных водных ресурсов недостаточно для удовлетворения всех потребностей. Сюда входит вода, необходимая для нормального функционирования экосистем. Засушливые регионы часто страдают от физической нехватки воды. Влияние человека на климат усилило нехватку воды в районах, где она уже была проблемой. [18] Это также происходит там, где воды кажется много, но ресурсы исчерпаны. Одним из примеров является чрезмерное развитие гидротехнической инфраструктуры . Это может быть для орошения или производства энергии . Существует несколько симптомов физической нехватки воды. К ним относятся серьезная деградация окружающей среды , сокращение грунтовых вод и распределение воды в пользу одних групп по сравнению с другими. [17] : 6
Эксперты предложили еще один показатель. Это называется экологическим дефицитом воды . Он учитывает количество воды, качество воды и требования к экологическому расходу. [19]
В густонаселенных засушливых районах воды не хватает . По прогнозам, на душу населения в год будет доступно менее 1000 кубических метров. Примерами являются Центральная и Западная Азия и Северная Африка). [3] Исследование, проведенное в 2007 году, показало, что более 1,2 миллиарда человек живут в районах с физической нехваткой воды. [20] Эта нехватка воды связана с водой, доступной для производства продуктов питания, а не с питьевой водой , объем которой гораздо меньше. [3] [21]
Некоторые ученые предпочитают добавить третий тип, который можно назвать экологическим дефицитом воды. [19] Основное внимание будет уделено потребностям экосистем в воде. Это будет относиться к минимальному количеству и качеству сброса воды, необходимому для поддержания устойчивых и функциональных экосистем. Некоторые публикации утверждают, что это просто часть определения физической нехватки воды. [17] [4]
.jpg/1280px-Collecting_clean_water_with_the_help_of_UKaid_(5330401479).jpg)
Экономический дефицит воды обусловлен отсутствием инвестиций в инфраструктуру или технологии для забора воды из рек, водоносных горизонтов или других источников воды. Это также отражает недостаточный человеческий потенциал для удовлетворения спроса на воду. [22] : 560 Это заставляет людей, не имеющих надежного доступа к воде, преодолевать большие расстояния в поисках воды для бытовых и сельскохозяйственных нужд. Такая вода часто бывает нечистой.
Программа развития ООН утверждает, что экономическая нехватка воды является наиболее распространенной причиной нехватки воды. Это связано с тем, что в большинстве стран или регионов достаточно воды для удовлетворения бытовых, промышленных, сельскохозяйственных и экологических потребностей. Но у них нет средств, чтобы обеспечить это доступным способом. [23] Около пятой части населения мира в настоящее время проживает в регионах, страдающих от физической нехватки воды. [23]
Четверть населения мира страдает от экономической нехватки воды. Это особенность большей части стран Африки к югу от Сахары. [4] : 11 Таким образом, улучшение водной инфраструктуры могло бы помочь снизить уровень бедности . Инвестиции в водоудерживающую и ирригационную инфраструктуру помогут увеличить производство продуктов питания. Это особенно актуально для развивающихся стран, которые полагаются на низкоурожайное сельское хозяйство. [24] Обеспечение водой, достаточной для потребления, также принесет пользу общественному здравоохранению. [25] Это не только вопрос новой инфраструктуры. Экономическое и политическое вмешательство необходимо для борьбы с бедностью и социальным неравенством. Отсутствие финансирования означает необходимость планирования. [26]
Акцент обычно делается на улучшении источников воды для питья и бытовых целей. Однако больше воды используется для купания, стирки, содержания скота и уборки, чем для питья и приготовления пищи. [25] Это говорит о том, что слишком большое внимание к питьевой воде решает лишь часть проблемы. Таким образом, это может ограничить диапазон доступных решений. [25]
Существует несколько показателей для измерения дефицита воды. Одним из них является соотношение водопользования и доступности. Это также известно как коэффициент критичности. Другой индикатор — индикатор IWMI. Это измеряет физический и экономический дефицит воды. Другой показатель – индекс водной бедности. [6]
«Водный стресс» является критерием измерения дефицита воды. Эксперты используют его в контексте Цели устойчивого развития 6 . [10] В докладе ФАО за 2018 год дано определение водного стресса. В нем это описано как «соотношение общего объема забора пресной воды (TFWW) всеми основными секторами и общими возобновляемыми ресурсами пресной воды (TRWR) с учетом требований к экологическому потоку (EFR)». Это означает, что значение TFWW делится на разницу между TRWR минус EFR. [35] : xii Экологические потоки – это потоки воды, необходимые для поддержания пресноводных и устьевых экосистем . Предыдущее определение задачи 7.A Цели развития тысячелетия 7 представляло собой просто долю от общего объема используемых водных ресурсов без учета EFR. [35] : 28 Это определение устанавливает несколько категорий водного стресса. Ниже 10% — низкий уровень стресса; 10-20% — от низкого до среднего; 20–40 % от среднего до высокого; 40-80% высокий; выше 80% очень высокий. [36]
Индикаторы используются для измерения степени дефицита воды. [37] Одним из способов измерения дефицита воды является расчет количества водных ресурсов, доступных на душу населения каждый год. Одним из примеров является «Индикатор водного стресса Фалькенмарка». Его разработал Малин Фалькенмарк . Этот показатель говорит о том, что страна или регион испытывает «водный стресс», когда ежегодные запасы воды падают ниже 1700 кубических метров на человека в год. [38] Уровни от 1700 до 1000 кубических метров приведут к периодической или ограниченной нехватке воды. Когда запасы воды падают ниже 1000 кубических метров на человека в год, страна сталкивается с «дефицитом воды». Однако индикатор водного стресса Фалькенмарка не помогает объяснить истинную природу нехватки воды. [3]
Дефицит воды также можно измерить, рассматривая возобновляемую пресную воду . Эксперты используют его при оценке дефицита воды. Этот показатель может описать общий объем имеющихся водных ресурсов, имеющихся в каждой стране. Этот общий доступный водный ресурс дает представление о том, склонна ли страна испытывать физическую нехватку воды. [39] У этого показателя есть недостаток, поскольку он является средним. Осадки каждый год доставляют воду по планете неравномерно. Таким образом, годовые возобновляемые водные ресурсы меняются из года в год. Этот показатель не описывает, насколько легко отдельным лицам, домохозяйствам, предприятиям или правительству получить доступ к воде. Наконец, этот показатель дает описание всей страны. Таким образом, он не дает точного представления о том, испытывает ли страна нехватку воды. Например, в Канаде и Бразилии очень высокий уровень доступного водоснабжения. Но они по-прежнему сталкиваются с различными проблемами, связанными с водой. [39] Некоторые тропические страны Азии и Африки имеют низкий уровень ресурсов пресной воды.
Оценки дефицита воды должны включать несколько типов информации. Они включают данные о зеленой воде ( влажность почвы ), качестве воды , требованиях к экологическим стокам, глобализации и виртуальной торговле водой . [6] С начала 2000-х годов для оценки дефицита воды использовались более сложные модели. Они извлекают выгоду из инструментов пространственного анализа. Одной из них является зелено-голубая нехватка воды. Еще одним примером является оценка дефицита воды на основе экологических показателей. Другой вариант — кумулятивное соотношение абстракции к спросу, учитывающее временные вариации. Дополнительными примерами являются индикаторы водного стресса на основе LCA и интегрированный поток воды в окружающей среде по соотношению количества и качества. [6] С начала 2010-х годов в оценках дефицит воды рассматривался как с точки зрения количества, так и с точки зрения качества. [40]
Эксперты предложили еще один показатель. Это называется экологическим дефицитом воды . Он учитывает количество воды, качество воды и требования к экологическому расходу. [19] Результаты моделирования, проведенного в 2022 году, показывают, что северный Китай страдает от более серьезной экологической нехватки воды, чем южный Китай. Движущим фактором экологического дефицита воды в большинстве провинций было загрязнение воды, а не использование воды человеком. [19]
Успешная оценка объединит экспертов из нескольких научных дисциплин. К ним относятся сообщества гидрологии, качества воды, науки о водных экосистемах и социальных наук. [6]
По оценкам Организации Объединенных Наций , только 200 000 кубических километров воды на Земле из 1,4 миллиарда кубических километров являются пресной водой, доступной для потребления человеком. Всего лишь 0,014% всей воды на Земле является пресной и легкодоступной . [41] Из оставшейся воды 97% соленая, а чуть менее 3% труднодоступна. Пресная вода, доступная нам на планете, составляет около 1% от общего количества воды на Земле. [42] Общий объем легкодоступной пресной воды на Земле составляет 14 000 кубических километров. Это принимает форму поверхностных вод , таких как реки и озера, или грунтовых вод , например, в водоносных горизонтах . Из этого общего количества человечество использует и повторно использует лишь 5000 кубических километров. Технически пресной воды в мировом масштабе достаточно. Таким образом, теоретически пресной воды более чем достаточно для удовлетворения потребностей нынешнего населения мира, составляющего 8 миллиардов человек. Их даже достаточно, чтобы поддержать рост населения до 9 миллиардов и более. Но неравномерное географическое распределение и неравномерное потребление воды делают ее дефицитным ресурсом в некоторых регионах и группах людей.
Реки и озера являются общими поверхностными источниками пресной воды. Но другие водные ресурсы, такие как грунтовые воды и ледники, стали более развитыми источниками пресной воды. Они стали основным источником чистой воды. Грунтовые воды – это вода, скопившаяся под поверхностью Земли. Он может обеспечить необходимое количество воды из родников или колодцев. Эти области грунтовых вод также известны как водоносные горизонты. Становится все труднее использовать традиционные источники из-за загрязнения и изменения климата. Поэтому люди все больше и больше используют эти другие источники. Рост населения способствует более широкому использованию этих типов водных ресурсов. [39]
В 2019 году Всемирный экономический форум назвал нехватку воды одним из крупнейших глобальных рисков с точки зрения потенциального воздействия в течение следующего десятилетия. [43] Дефицит воды может принимать различные формы. Одним из них является неспособность частично или полностью удовлетворить спрос на воду. Другими примерами являются экономическая конкуренция за количество или качество воды, споры между пользователями, необратимое истощение подземных вод и негативное воздействие на окружающую среду .
Около половины населения мира в настоящее время испытывает острую нехватку воды, по крайней мере, какую-то часть года. [44] Полмиллиарда человек в мире круглый год сталкиваются с острой нехваткой воды. [5] Половина крупнейших городов мира испытывает нехватку воды. [11] Почти два миллиарда человек в настоящее время не имеют доступа к чистой питьевой воде.
[45] [46] Исследование, проведенное в 2016 году, подсчитало, что число людей, страдающих от нехватки воды, увеличилось с 0,24 миллиарда или 14% мирового населения в 1900-х годах до 3,8 миллиарда (58%) в 2000-х годах. [1] В этом исследовании использовались две концепции для анализа дефицита воды. Одним из них является нехватка или влияние низкой доступности на душу населения. Другой — это стресс или воздействие высокого потребления по сравнению с доступностью.
В 20 веке потребление воды росло более чем в два раза быстрее, чем прирост населения. В частности, водозабор, вероятно, увеличится на 50 процентов к 2025 году в развивающихся странах и на 18 процентов в развитых странах. [47] По прогнозам, на одном континенте, например в Африке , от 75 до 250 миллионов жителей не имеют доступа к пресной воде. [48] К 2025 году 1,8 миллиарда человек будут жить в странах или регионах с абсолютной нехваткой воды, а две трети населения мира могут находиться в состоянии стресса. [49] К 2050 году более половины населения мира будет жить в регионах, испытывающих дефицит воды, а еще миллиарду может не хватать достаточного количества воды, считают исследователи Массачусетского технологического института. [50]
Из-за повышения глобальной температуры и увеличения спроса на воду шесть из десяти человек подвергаются риску нехватки воды. Высыхание водно-болотных угодий во всем мире (около 67%) стало прямой причиной того, что большое количество людей подвергается риску водного дефицита. Поскольку глобальный спрос на воду растет, а температура повышается, вполне вероятно, что в 2025 году две трети населения будут жить в условиях дефицита воды. [51] [42] : 191
По прогнозу ООН, к 2040 году около 4,5 миллиардов человек могут пострадать от водного кризиса (или нехватки воды). Кроме того, с ростом населения будет расти спрос на продукты питания, а для того, чтобы производство продуктов питания соответствовало росту населения, будет возрастать спрос на воду для орошения посевов. [52] По оценкам Всемирного экономического форума , к 2030 году глобальный спрос на воду превысит глобальное предложение на 40%. [53] [54] Увеличение спроса на воду, а также увеличение численности населения приводит к водному кризису, когда воды не хватает для доля на здоровом уровне. Кризисы обусловлены не только количеством, но и качеством.
Исследование показало, что 6-20% из примерно 39 миллионов колодцев с грунтовыми водами подвергаются высокому риску высыхания, если уровень местных грунтовых вод снизится на несколько метров. Во многих районах и, возможно, с более чем половиной основных водоносных горизонтов [55] это будет применяться, если они просто продолжат сокращаться. [56] [57]
Существует несколько последствий и симптомов нехватки воды. К ним относятся серьезные ограничения на использование воды. Другие – это рост конфликтов между пользователями, усиление конкуренции за воду, снижение стандартов надежности и обслуживания, неурожаи и отсутствие продовольственной безопасности. [17] : 6
Есть несколько примеров:
Контролируемые факторы, такие как управление и распределение водоснабжения, могут способствовать дефициту воды. В докладе Организации Объединенных Наций за 2006 год основное внимание уделяется вопросам управления как сути водного кризиса. В отчете отмечается, что: «Вода хватит всем». В нем также говорится: «Недостаток воды часто возникает из-за плохого управления, коррупции, отсутствия соответствующих институтов, бюрократической инерции и нехватки инвестиций как в человеческий потенциал, так и в физическую инфраструктуру». [63]
Экономисты и другие утверждают, что отсутствие прав собственности , государственного регулирования и субсидий на воду привело к возникновению ситуации с водой. Эти факторы приводят к тому, что цены становятся слишком низкими, а потребление слишком высоким, что делает необходимым приватизацию воды . [64] [65] [66]
Кризис чистой воды – это возникающий глобальный кризис, затрагивающий около 785 миллионов человек во всем мире. [67] 1,1 миллиарда человек не имеют доступа к воде, а 2,7 миллиарда испытывают нехватку воды как минимум один месяц в году. 2,4 миллиарда человек страдают от загрязненной воды и плохих санитарных условий. Загрязнение воды может привести к смертельным диарейным заболеваниям, таким как холера и брюшной тиф , а также к другим заболеваниям, передающимся через воду . На их долю приходится 80% заболеваний во всем мире. [68]
Использование воды для бытовых, пищевых и промышленных целей оказывает серьезное воздействие на экосистемы во многих частях мира. Это может относиться даже к регионам, которые не считаются «дефицитными в воде». [3] Нехватка воды наносит вред окружающей среде во многих отношениях. К ним относятся неблагоприятные воздействия на озера, реки, пруды, водно-болотные угодья и другие ресурсы пресной воды. Это приводит к чрезмерному использованию воды, поскольку воды не хватает. Это часто происходит в районах ирригационного земледелия. Это может нанести вред окружающей среде несколькими способами. Это включает в себя повышенную засоленность , загрязнение биогенными веществами , а также потерю пойм и водно-болотных угодий . [23] [69] Нехватка воды также затрудняет использование стока для восстановления городских ручьев. [70]
За последние сто лет более половины водно-болотных угодий Земли были уничтожены и исчезли. [9] Эти водно-болотные угодья важны как среда обитания многочисленных существ, таких как млекопитающие, птицы, рыбы, амфибии и беспозвоночные . Они также поддерживают выращивание риса и других продовольственных культур. А еще они обеспечивают фильтрацию воды и защиту от ураганов и наводнений. Пресноводные озера, такие как Аральское море в Центральной Азии, также пострадали. Когда-то это было четвертое по величине пресноводное озеро в мире. Но за три десятилетия он потерял более 58 000 квадратных километров площади и значительно увеличил концентрацию соли. [9]
Проседание – еще один результат нехватки воды. По оценкам Геологической службы США , оседание затронуло более 17 000 квадратных миль в 45 штатах США, 80 процентов из них связано с использованием подземных вод. [71]
Растительность и дикая природа нуждаются в достаточном количестве пресной воды. Болота , трясины и прибрежные зоны более явно зависят от устойчивого водоснабжения. Леса и другие горные экосистемы подвергаются одинаковому риску, поскольку вода становится менее доступной. В случае с водно-болотными угодьями большая часть земли просто была изъята из использования дикой природой для того, чтобы прокормить и разместить растущее население. Другие районы также пострадали от постепенного сокращения притока пресной воды, поскольку вода в верховьях реки отводится для использования человеком.
Около пятидесяти лет назад было распространено мнение, что вода — это бесконечный ресурс. В то время на планете проживало менее половины нынешнего числа людей. Люди не были такими богатыми, как сегодня, потребляли меньше калорий и ели меньше мяса, поэтому для производства продуктов питания требовалось меньше воды. Им потребовалась треть того объема воды, который мы сейчас берем из рек. Сегодня конкуренция за водные ресурсы значительно обострилась. Это потому, что сейчас на планете проживает семь миллиардов человек, и их потребление жаждущего воды мяса растет. А промышленность , урбанизация , производство биотоплива и производство продуктов питания, зависящих от воды, все больше и больше конкурируют за воду. В будущем для производства продуктов питания потребуется еще больше воды, поскольку, по прогнозам, к 2050 году население Земли вырастет до 9 миллиардов человек. [72]
В 2000 году население мира составляло 6,2 миллиарда человек. По оценкам ООН, к 2050 году численность населения увеличится еще на 3,5 миллиарда человек, причем большая часть прироста будет приходиться на развивающиеся страны , которые уже страдают от нехватки воды. [73] Это увеличит спрос на воду, если не будет соответствующего увеличения экономии и переработки воды . [74] Опираясь на данные, представленные здесь ООН, Всемирный банк [75] далее объясняет, что доступ к воде для производства продуктов питания станет одной из главных проблем в ближайшие десятилетия. Необходимо будет сбалансировать доступ к воде с устойчивым управлением водными ресурсами. В то же время необходимо будет принять во внимание влияние изменения климата и других экологических и социальных переменных. [76]
В 60% европейских городов с населением более 100 000 человек грунтовые воды используются быстрее, чем их можно пополнить. [77]
Увеличение числа людей усиливает конкуренцию за воду. Это приводит к истощению многих крупнейших водоносных горизонтов мира. У этого есть две причины. Одним из них является прямое потребление человеком. Другой вариант — сельскохозяйственная ирригация. В настоящее время миллионы насосов всех размеров добывают подземные воды по всему миру. Орошение в засушливых регионах, таких как северный Китай , Непал и Индия, использует грунтовые воды. И он извлекает подземные воды с неприемлемой скоростью. Во многих городах произошло падение уровня водоносного горизонта на 10–50 метров. В их число входят Мехико , Бангкок , Пекин , Ченнаи и Шанхай . [79]
До недавнего времени подземные воды не были широко используемым ресурсом. В 1960-е годы появилось все больше и больше водоносных горизонтов подземных вод. [80] Улучшение знаний, технологий и финансирования позволило больше сосредоточиться на заборе воды из подземных вод, а не из поверхностных вод. Это сделало возможной сельскохозяйственную революцию в области подземных вод. Они расширили ирригационный сектор, что позволило увеличить производство продуктов питания и развитие сельских районов. [81] Подземные воды обеспечивают почти половину всей питьевой воды в мире. [82] Большие объемы воды, хранящиеся под землей в большинстве водоносных горизонтов, обладают значительной буферной емкостью. Это дает возможность забирать воду в периоды засухи или небольшого количества осадков. [39] Это имеет решающее значение для людей, живущих в регионах, которые не могут зависеть от осадков или поверхностных вод в качестве единственного источника питания. Это обеспечивает надежный доступ к воде круглый год. По состоянию на 2010 год совокупный забор подземных вод в мире оценивается в 1000 км 3 в год. Из них 67% идет на орошение, 22% на бытовые нужды и 11% на промышленные нужды. [39] На долю десяти крупнейших потребителей забираемой воды приходится 72% всего потребления забираемой воды в мире. Это Индия, Китай, Соединенные Штаты Америки, Пакистан, Иран, Бангладеш, Мексика, Саудовская Аравия, Индонезия и Италия. [39]
Источники подземных вод довольно многочисленны. Но одной из основных проблем является скорость обновления или пополнения некоторых источников подземных вод. Извлечение из невозобновляемых источников подземных вод может истощить их, если они не будут должным образом контролироваться и управляться. [83] Увеличение использования подземных вод также может со временем привести к снижению качества воды. В системах подземных вод часто наблюдается снижение естественного стока, запасенных объемов и уровней воды, а также деградация воды. [39] Истощение подземных вод может причинить вред по-разному. К ним относятся более дорогостоящая откачка грунтовых вод, а также изменение солености и других видов качества воды. Они также могут привести к проседанию земель, деградации родников и уменьшению базового стока.
Основной причиной дефицита воды в результате ее потребления является широкое использование воды в сельском хозяйстве / животноводстве и промышленности . Люди в развитых странах обычно используют примерно в 10 раз больше воды в день, чем люди в развивающихся странах . [86] Большая часть этой суммы приходится на косвенное использование в водоемком сельскохозяйственном и промышленном производстве потребительских товаров . Примерами являются фрукты, масличные культуры и хлопок. Многие из этих производственных цепочек глобализированы, поэтому большая часть потребления воды и загрязнения в развивающихся странах происходит для производства товаров для потребления в развитых странах. [87]
Многие водоносные горизонты были перекачаны и не пополняются быстро. При этом не расходуется весь запас пресной воды. Но это означает, что многое стало загрязненным, засоленным, непригодным или иным образом недоступным для питья, промышленности и сельского хозяйства. Чтобы избежать глобального водного кризиса, фермерам придется повысить производительность, чтобы удовлетворить растущие потребности в продовольствии. В то же время промышленности и городам придется найти способы более эффективного использования воды. [88]
Деловая деятельность, такая как туризм, продолжает расширяться. Они создают потребность в увеличении водоснабжения и канализации . Это, в свою очередь, может привести к усилению давления на водные ресурсы и природные экосистемы . Примерно 50-процентный рост мирового потребления энергии к 2040 году также увеличит потребность в эффективном использовании воды. [88] Это может означать, что некоторые водопользования перейдут от орошения к промышленности. Это связано с тем, что при производстве тепловой энергии используется вода для производства пара и охлаждения. [89]
Загрязнение воды (или водное загрязнение) — это загрязнение водных объектов , оказывающее негативное воздействие на их использование. [90] : 6 Обычно это результат деятельности человека. Водные объекты включают озера , реки , океаны , водоносные горизонты , водохранилища и грунтовые воды . Загрязнение воды происходит в результате смешивания загрязняющих веществ с этими водоемами. Загрязнения могут поступать из одного из четырех основных источников. Это сброс сточных вод , промышленная деятельность, сельскохозяйственная деятельность и городские стоки, включая ливневые воды . [91] Загрязнение воды может затронуть как поверхностные, так и подземные воды . Эта форма загрязнения может привести ко многим проблемам. Одним из них является деградация водных экосистем . Другая причина – распространение болезней, передающихся через воду, когда люди используют загрязненную воду для питья или орошения . [92] Загрязнение воды также снижает экосистемные услуги , такие как питьевая вода, обеспечиваемая водными ресурсами .
Источниками загрязнения воды являются либо точечные , либо неточечные источники . Точечные источники имеют одну идентифицируемую причину, например, ливневую канализацию , станцию очистки сточных вод или разлив нефти . Неточечные источники более рассеяны. Примером являются сельскохозяйственные стоки . [93] Загрязнение является результатом кумулятивного эффекта с течением времени. Загрязнение может принимать различные формы. Одним из них являются токсичные вещества, такие как нефть, металлы, пластмассы, пестициды , стойкие органические загрязнители и промышленные отходы. Другой вариант — стрессовые условия, такие как изменение pH , гипоксия или аноксия, повышение температуры, чрезмерная мутность или изменение солености . Другим примером является внедрение патогенных организмов . Загрязнения могут включать органические и неорганические вещества. Распространенной причиной теплового загрязнения является использование воды в качестве теплоносителя на электростанциях и промышленных предприятиях.Изменение климата может оказать большое влияние на водные ресурсы во всем мире из-за тесной связи между климатом и гидрологическим циклом . Повышение температуры увеличит испарение и приведет к увеличению количества осадков. Однако будут наблюдаться региональные различия в количестве осадков . Как засухи, так и наводнения могут стать более частыми и более серьезными в разных регионах в разное время. В более теплом климате, как правило, будет меньше снегопадов и больше осадков. [94] Также произойдут изменения в снегопадах и таянии снега в горных районах. Более высокие температуры также повлияют на качество воды, но ученые не до конца понимают это. Возможные последствия включают усиление эвтрофикации . Изменение климата также может повысить спрос на ирригационные системы в сельском хозяйстве. В настоящее время имеется достаточно доказательств того, что усиление гидрологической изменчивости и изменение климата оказали глубокое влияние на водный сектор и будут продолжать оказывать это влияние. Это проявится в гидрологическом цикле, доступности воды, спросе на воду и водораспределении на глобальном, региональном, бассейновом и местном уровнях. [95]
ФАО ООН заявляет, что к 2025 году 1,9 миллиарда человек будут жить в странах или регионах с абсолютной нехваткой воды. В нем говорится, что две трети населения мира могут находиться в состоянии стресса. [96] Всемирный банк утверждает, что изменение климата может глубоко изменить будущие модели доступности и использования воды. Это усугубит водный стресс и отсутствие безопасности на глобальном уровне и в секторах, которые зависят от воды. [97]
Ученые обнаружили, что изменение численности населения в четыре раза важнее, чем долгосрочное изменение климата, с точки зрения его воздействия на нехватку воды. [51]
Продолжающееся отступление ледников будет иметь ряд различных количественных последствий. В районах, которые сильно зависят от стока воды с ледников, которые тают в теплые летние месяцы, продолжение нынешнего отступления в конечном итоге приведет к истощению ледникового льда и существенно уменьшит или устранит сток. Сокращение стока повлияет на возможность орошения сельскохозяйственных культур и уменьшит летние стоки, необходимые для пополнения плотин и водохранилищ. Эта ситуация особенно остра для орошения в Южной Америке, где многочисленные искусственные озера заполняются почти исключительно талыми ледниками. [98] Страны Центральной Азии также исторически зависели от сезонной талой воды ледников для орошения и питьевого водоснабжения. В Норвегии, Альпах и на тихоокеанском северо-западе Северной Америки ледниковый сток важен для гидроэнергетики .
В Гималаях отступающие ледники могут сократить летние потоки воды на две трети. В районе Ганга это приведет к нехватке воды для 500 миллионов человек. [99] В районе Гиндукуша в Гималаях около 1,4 миллиарда человек зависят от пяти основных рек Гималаев. [100] Хотя воздействие будет варьироваться от места к месту, количество талой воды , вероятно, сначала увеличится по мере отступления ледников. Затем она будет постепенно уменьшаться за счет падения ледниковой массы. [101] [102]В обзоре 2006 года говорилось: «На удивление трудно определить, действительно ли воды не хватает в физическом смысле в глобальном масштабе (проблема предложения) или она доступна, но ее следует использовать лучше (проблема спроса)». [103]
Международная группа ресурсов ООН заявляет, что правительства вложили значительные средства в неэффективные решения. Это мегапроекты, такие как плотины , каналы, акведуки , трубопроводы и водохранилища. Они, как правило, не являются ни экологически устойчивыми, ни экономически жизнеспособными. [104] По мнению группы, наиболее экономически эффективным способом отделения водопользования от экономического роста является создание правительствами целостных планов управления водными ресурсами . Они будут учитывать весь водный цикл: от источника до распределения, экономического использования, очистки , переработки , повторного использования и возврата в окружающую среду.
В целом воды достаточно в годовом и глобальном масштабе. Проблема скорее в вариациях поставок по времени и по регионам. Резервуары и трубопроводы будут справляться с этим переменным водоснабжением. Необходима хорошо спланированная инфраструктура с управлением спросом. Управление как со стороны предложения, так и со стороны спроса имеет свои преимущества и недостатки. [ нужна цитата ]
Отсутствие сотрудничества может привести к региональным водным конфликтам . Особенно это касается развивающихся стран . Основная причина – споры относительно наличия, использования и управления водными ресурсами. [62] Одним из примеров является спор между Египтом и Эфиопией по поводу плотины Великого Эфиопского Возрождения , который обострился в 2020 году. [105] [106] Египет рассматривает плотину как экзистенциальную угрозу, опасаясь, что плотина уменьшит количество получаемой воды. от Нила . [107]
Сохранение воды направлено на устойчивое управление природными ресурсами пресной воды , защиту гидросферы и удовлетворение текущих и будущих потребностей человека . Это позволяет избежать дефицита воды. Он охватывает всю политику, стратегии и действия, направленные на достижение этих целей. Численность населения, размер домохозяйства, рост и благосостояние – все это влияет на то, сколько воды используется.
Изменение климата и другие факторы увеличили нагрузку на природные водные ресурсы . Это особенно касается промышленности и сельскохозяйственного орошения . [108] Многие страны успешно реализовали политику по сохранению водных ресурсов. [109] Существует несколько ключевых мероприятий по экономии воды. Одним из них является выгодное сокращение потерь воды , использования и растраты ресурсов. [110] Другой – избегать любого ущерба качеству воды . Третьим является совершенствование методов управления водными ресурсами , которые сокращают или повышают полезное использование воды. [111] [112]Очистка сточных вод – это процесс, который удаляет и устраняет загрязнения из сточных вод . Таким образом, он преобразует его в сточные воды , которые можно вернуть в водный цикл . Вернувшись в круговорот воды, сточные воды оказывают приемлемое воздействие на окружающую среду. Также возможно повторное использование. Этот процесс называется рекультивацией воды . [119] Процесс очистки происходит на очистных сооружениях. Существует несколько видов сточных вод, которые очищаются на очистных сооружениях соответствующего типа. Для бытовых сточных вод очистные сооружения называются очистными сооружениями . Муниципальные сточные воды или сточные воды — это другие названия бытовых сточных вод. Очистка промышленных сточных вод осуществляется на отдельных очистных сооружениях промышленных сточных вод или на очистных сооружениях. В последнем случае обычно следует предварительная обработка. Другие типы станций очистки сточных вод включают станции очистки сельскохозяйственных сточных вод и очистные сооружения.
Одним из распространенных процессов очистки сточных вод является разделение фаз, например седиментация. Еще одним примером являются биологические и химические процессы, такие как окисление. Полировка также является примером. Основным побочным продуктом очистных сооружений является тип осадка, который обычно обрабатывается на том же или другом очистном сооружении. [120] : Глава 14 Биогаз может быть еще одним побочным продуктом, если в процессе используется анаэробная обработка. Очищенные сточные воды могут быть повторно использованы в качестве оборотной воды . [121] Основная цель очистки сточных вод заключается в том, чтобы очищенные сточные воды можно было безопасно утилизировать или повторно использовать. Однако перед очисткой необходимо рассмотреть варианты утилизации или повторного использования, чтобы использовать правильный процесс очистки сточных вод. Бангладеш официально открыла крупнейшую станцию очистки сточных вод (СТП) в Южной Азии, расположенную в районе Хилгаон столицы Дакки. STP имеет мощность очистки пяти миллионов сточных вод в день. Это знаменует собой значительный шаг на пути к решению проблем управления сточными водами в стране. [122]Виртуальная торговля водой – это скрытый поток воды в продуктах питания или других товарах , которые продаются из одного места в другое. [126] Другие термины для этого — внедренная или воплощенная вода. Виртуальная торговля водой – это идея, согласно которой виртуальная вода обменивается вместе с товарами и услугами. Эта идея обеспечивает новый, расширенный взгляд на водные проблемы. Он уравновешивает различные точки зрения, основные условия и интересы. Эта концепция позволяет различать глобальный, региональный и местный уровни и их связи. Однако использование виртуальных оценок воды не может служить руководством для политиков, стремящихся обеспечить достижение экологических целей.
Например, зерновые культуры были основными носителями виртуальной воды в странах, где водные ресурсы ограничены. Таким образом, импорт зерновых может компенсировать местный дефицит воды. [127] Однако страны с низкими доходами , возможно, не смогут позволить себе такой импорт в будущем. Это может привести к отсутствию продовольственной безопасности и голоду .
Консультативная группа по международным сельскохозяйственным исследованиям (CGIAR) опубликовала карту, на которой показаны страны и регионы, испытывающие наибольшую нехватку воды. [129] Это Северная Африка , Ближний Восток , [130] Индия , Центральная Азия , Китай , Чили , Колумбия , Южная Африка , Канада и Австралия . Дефицит воды также увеличивается в Южной Азии . [131] По состоянию на 2016 год около четырех миллиардов человек, или две трети населения мира, столкнулись с острой нехваткой воды. [132]
Более развитые страны Северной Америки , Европы и России в целом не увидят серьёзной угрозы водоснабжению к 2025 году. И дело не только в их относительном богатстве. Их население также будет в большей степени соответствовать имеющимся водным ресурсам. [ нужна цитата ] Северная Африка, Ближний Восток, Южная Африка и северный Китай столкнутся с очень серьезной нехваткой воды. Это происходит из-за физической нехватки воды и слишком большого количества людей для имеющейся воды. [ нужна цитата ] Большая часть Южной Америки , стран Африки к югу от Сахары , южный Китай и Индия столкнутся с нехваткой воды к 2025 году. В этих регионах нехватка воды будет вызвана экономическими ограничениями на разработку безопасной питьевой воды и чрезмерным ростом населения . [ нужна цитата ]
Основными причинами нехватки воды в Африке являются физическая и экономическая нехватка воды, быстрый рост населения и влияние изменения климата на круговорот воды . Дефицит воды – это нехватка ресурсов пресной воды для удовлетворения стандартного спроса на воду . [134] Осадки в странах Африки к югу от Сахары носят сезонный характер и распределяются неравномерно, что приводит к частым наводнениям и засухам . [135]
В 2012 году Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций сообщила, что растущая нехватка воды в настоящее время является одной из главных проблем устойчивого развития . [136] Это связано с тем, что все большее число речных бассейнов достигают условий нехватки воды. Причинами этого являются совокупные потребности сельского хозяйства и других секторов. Дефицит воды в Африке имеет несколько последствий. Они варьируются от здравоохранения, особенно затрагивающего женщин и детей, до образования, производительности сельского хозяйства и устойчивого развития. Это также может привести к новым водным конфликтам .Дефицит воды в Йемене (см.: Водоснабжение и канализация в Йемене ) является растущей проблемой. Среди причин – рост населения и изменение климата. Другими являются плохое управление водными ресурсами, изменения в количестве осадков, ухудшение водной инфраструктуры, плохое управление и другие антропогенные последствия. По состоянию на 2011 год нехватка воды имеет политические, экономические и социальные последствия в Йемене. По состоянию на 2015 год [137] Йемен входит в число стран, наиболее страдающих от нехватки воды. Большинство жителей Йемена испытывают нехватку воды как минимум один месяц в году.
В некоторых сообщениях в Нигерии говорится, что усиление сильной жары, засухи и высыхание озера Чад вызывают нехватку воды и экологическую миграцию. Это вынуждает тысячи людей мигрировать в соседний Чад и города. [138]
В крупном докладе более 200 исследователей, опубликованном в 2019 году, говорится, что к 2100 году гималайские ледники могут потерять 66 процентов своего льда. [139] Эти ледники являются истоками крупнейших рек Азии – Ганга , Инда , Брахмапутры , Янцзы , Меконга. , Салуин и Йеллоу . В бассейне гималайских рек проживает около 2,4 миллиарда человек . [140] В ближайшие десятилетия Индия, Китай, Пакистан, Бангладеш , Непал и Мьянма могут столкнуться с наводнениями, за которыми последуют засухи. Только в Индии Ганг обеспечивает водой для питья и ведения сельского хозяйства более 500 миллионов человек. [141] [142] [143]
Даже несмотря на перекачку своих водоносных горизонтов , Китай испытывает дефицит зерна. Когда это произойдет, это почти наверняка приведет к росту цен на зерно. Большая часть из 3 миллиардов человек, которые, по прогнозам, добавятся во всем мире к середине столетия, родятся в странах, уже испытывающих нехватку воды. Если не удастся быстро замедлить рост населения, есть опасения, что не может быть практического ненасильственного или гуманного решения возникающей в мире нехватки воды. [144] [145]
Весьма вероятно, что изменение климата в Турции приведет к тому, что ее южные речные бассейны будут испытывать нехватку воды до 2070 года, а также к усилению засухи в Турции . [146]
В долине Рио-Гранде интенсивный агробизнес усугубил нехватку воды. Это вызвало юрисдикционные споры относительно прав на воду по обе стороны границы США и Мексики . Такие ученые, как Арман Пешар-Свердруп из Мексики , утверждают, что эта напряженность создала потребность в новом стратегическом транснациональном управлении водными ресурсами . [148] Некоторые сравнивают эти споры с войной за истощение природных ресурсов . [149] [150]
Западное побережье Северной Америки , которое получает большую часть воды из ледников горных хребтов, таких как Скалистые горы и Сьерра-Невада , также уязвимо. [151] [152]
Безусловно, большая часть Австралии — это пустыни или полузасушливые земли, широко известные как глубинка . [153] Ограничения на воду введены во многих регионах и городах Австралии в ответ на хроническую нехватку воды, вызванную засухой . Эколог Тим Флэннери предсказал, что Перт в Западной Австралии может стать первым в мире мегаполисом -призраком . Это означало бы, что это заброшенный город, в котором больше нет воды для поддержания своего населения, сказал Флэннери, который был австралийцем 2007 года . [154] В 2010 году в Перте произошла вторая самая засушливая зима за всю историю наблюдений [ 155] ужесточение ограничений на воду весной. [156]
Некоторые страны уже доказали, что отделить использование воды от экономического роста возможно. Например, в Австралии потребление воды снизилось на 40% в период с 2001 по 2009 год, в то время как экономика выросла более чем на 30%. [104]
Дефицит воды или водный кризис в отдельных странах:
Цель 6 устойчивого развития направлена на обеспечение чистой воды и санитарии для всех. [157] Это одна из 17 целей устойчивого развития, установленных Генеральной Ассамблеей Организации Объединенных Наций в 2015 году. Четвертая задача ЦУР 6 касается нехватки воды. В нем говорится: «К 2030 году существенно повысить эффективность водопользования во всех секторах и обеспечить устойчивый забор и поставку пресной воды для решения проблемы нехватки воды и существенно сократить число людей, страдающих от нехватки воды». [10] Он имеет два показателя. Второй: «Уровень водного стресса: забор пресной воды как доля доступных ресурсов пресной воды». Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО) отслеживает эти параметры через свою глобальную информационную систему по водным ресурсам АКВАСТАТ[1] с 1994 года. [35] : xii
{{cite book}}: |website=игнорируется ( помощь )
Текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.{{cite book}}: |work=игнорируется ( помощь ){{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ){{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь ){{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Экологический портал
Водный портал
Мировой портал