Поверхностные воды — это воды , расположенные на поверхности суши , образующие наземные (окруженные сушей со всех сторон) водоемы , и их также можно назвать голубой водой , в отличие от морской воды и водоемов, таких как океан .
Подавляющее большинство поверхностных вод образуется в результате осадков . По мере того, как климат теплеет весной, талая вода стекает в близлежащие ручьи и реки, внося большой вклад в обеспечение питьевой водой людей . Уровни поверхностных вод уменьшаются в результате испарения , а также из-за того, что вода, попадающая в почву, становится грунтовой . Помимо использования в качестве питьевой воды, поверхностные воды также используются для орошения, очистки сточных вод , животноводства , промышленных нужд, гидроэнергетики и отдыха. [1] В отчетах USGS о водопользовании поверхностные воды считаются пресными, если они содержат менее 1000 миллиграммов на литр (мг/л) растворенных твердых веществ. [2]
Существует три основных типа поверхностных вод. Постоянные (многолетние) поверхностные воды присутствуют круглый год и включают озера , реки и водно-болотные угодья ( болота и топи ). Полупостоянные (эфемерные) поверхностные воды относятся к водоемам, которые присутствуют только в определенное время года, включая сезонно сухие каналы, такие как ручьи , лагуны и водопои . Искусственно созданные поверхностные воды — это вода, которая может быть продолжена инфраструктурами , собранными людьми. Это будут запруженные искусственные озера , каналы и искусственные пруды (например, садовые пруды ) или болота. [3] Поверхностные воды, удерживаемые плотинами, могут использоваться для возобновляемой энергии в виде гидроэнергетики. Гидроэнергетика — это принуждение поверхностных вод, полученных из рек и ручьев, для производства энергии. [4]
Поверхностные воды можно измерить как годовой сток. Это включает в себя количество дождевых осадков и талых вод, оставшихся после поглощения природой, испарение с земли и транспирацию с растительности. В таких областях, как Калифорния , Калифорнийский центр водных наук регистрирует поток поверхностных вод и годовой сток, используя сеть из примерно 500 гидрометрических постов, собирающих данные в режиме реального времени со всего штата. Затем это вносит вклад в 8000 гидрометрических станций, которые контролируются национальной службой USGS . Это, в свою очередь, предоставило на сегодняшний день записи и документы с данными о воде за эти годы. Управленческие группы, которые контролируют распределение воды, затем могут принимать решения о достаточном водоснабжении секторов. К ним относятся муниципальные, промышленные, сельскохозяйственные, возобновляемые источники энергии (гидроэнергетика) и хранение в водохранилищах. [5]
Из-за изменения климата морской лед и ледники тают, способствуя повышению уровня моря. В результате соленая вода из океана начинает просачиваться в наши пресноводные водоносные горизонты, загрязняя воду, используемую для городских и сельскохозяйственных нужд. Это также влияет на окружающие экосистемы , поскольку создает нагрузку на диких животных, населяющих эти районы. NOAA зафиксировало в 2012–2016 годах, что ледяные щиты в Гренландии и Антарктике сократились на 247 миллиардов тонн в год. [6] Это число будет продолжать расти по мере сохранения глобального потепления.
Изменение климата напрямую связано с круговоротом воды . Оно увеличило испарение, но уменьшило осадки, сток, грунтовые воды и влажность почвы. Это изменило уровни поверхностных вод. Изменение климата также усиливает существующие проблемы, с которыми мы сталкиваемся в отношении качества воды. Качество поверхностных вод основано на химических поступлениях из окружающих элементов, таких как воздух и близлежащий ландшафт. Когда эти элементы загрязняются из-за деятельности человека, это изменяет химию воды. [7]
Поверхностные и грунтовые воды — это два отдельных объекта, поэтому их следует рассматривать как таковые. Однако существует постоянно растущая потребность в управлении ими, поскольку они являются частью взаимосвязанной системы, которая становится первостепенной, когда спрос на воду превышает доступное предложение (Fetter 464). Истощение поверхностных и грунтовых источников воды для общественного потребления (включая промышленные, коммерческие и жилые) вызвано чрезмерной откачкой. Известно, что водоносные горизонты вблизи речных систем, которые чрезмерно откачиваются, также истощают источники поверхностных вод. Исследования, подтверждающие это, были обнаружены в многочисленных водных бюджетах для множества городов.
Время реагирования для водоносного слоя велико (Young & Bredehoeft 1972). Однако полный запрет на использование грунтовых вод во время спада воды позволит поверхностным водам сохранять лучшие уровни, необходимые для устойчивой водной жизни . За счет сокращения откачки грунтовых вод поверхностные водные ресурсы смогут поддерживать свои уровни, поскольку они пополняются за счет прямых осадков , поверхностного стока и т. д.
По данным Агентства по охране окружающей среды (EPA), около 68 процентов воды, поставляемой населенным пунктам в Соединенных Штатах, поступает из поверхностных вод. [8]
