Cykl hydrologiczny

Co rozumiemy pod pojęciem cyklu hydrologicznego? Można powiedzieć, że to „my” w każdej cząsteczce! Cykl hydrologiczny to obieg wody w przyrodzie zachodzący na Ziemi, w jej wnętrzu oraz ponad powierzchnią planety. Woda na naszym globie jest w ciągłym ruchu i zmienia swoje formy, od stanu ciekłego, poprzez gazowy do stałego, i na odwrót. Obieg wody trwa od miliardów lat, a zależne od niego jest całe ziemskie życie.

 

Nie można ustalić punktu początkowego obiegu wody, ale najlepiej obserwuje się całe zjawisko, poczynając od procesów zachodzących w oceanie. Siłą napędową obiegu jest Słońce. Podgrzewa ono oceaniczną wodę, która w postaci pary unosi się nad bezkresnym rozlewiskiem. Wznoszące prądy powietrzne przenoszą parę wyżej, do atmosfery, gdzie niska temperatura wywołuje proces kondensacji. Powstają chmury. Poziome prądy powietrzne przenoszą chmury wokół globu ziemskiego. Drobne cząsteczki wody w chmurach zderzają się ze sobą, powiększają swoją masę i w końcu zamieniają się w opad. Opadem może być śnieg, który, gromadząc się na powierzchni określonych zakątków Ziemi, z czasem przekształca się w pokrywę lodową i lodowce. Te ostatnie mogą zatrzymać zamrożoną wodę na tysiące lat. W cieplejszym klimacie pokrywa śnieżna zwykle wiosną roztapia się. Część wód opadowych i roztopowych spływa po powierzchni ziemi, tworząc odpływ powierzchniowy. Dociera on do rzek i podąża w stronę oceanu. Znaczna część spływającej po powierzchni wody przesiąka, infiltruje do gruntu. Utrzymująca się stosunkowo blisko jego powierzchni tworzy odpływ gruntowy zasilający wody powierzchniowe; niekiedy jednak wypływa na powierzchnię w postaci słodkowodnych źródeł. Płytkie wody gruntowe wykorzystywane są przez rośliny. Część wody infiltrującej do gruntu przesiąka głębiej, zasilając warstwy wodonośne, magazynujące ogromne ilości słodkiej wody. Jednak po pewnym czasie woda ta dotrze do oceanu, gdzie cykl hydrologiczny kończy się..., a właściwie – rozpoczyna.

Słona woda w oceanach i morzach
Ocean jest gigantycznym magazynem wody. Ocenia się, że około 1,338 mld km³ wody znajduje się w oceanach. Stanowi to około 96,5% całkowitych jej zasobów. Szacuje się również, że te największe zbiorniki naturalne w 90% zasilają proces parowania.

 

Podczas licznych okresów oziębiania się ziemskiego klimatu znaczna część wody została uwięziona w różnych formach zlodowacenia (pokrywa lodowa, lodowce), zmniejszając tym samym swoją dostępną objętość dla innych elementów cyklu. Zjawisko odwrotne było możliwe podczas okresów ocieplenia klimatu. Podczas ostatniej epoki lodowej jedną trzecią powierzchni Ziemi pokrywały lodowce, a poziom oceanów był o 122 m niższy od dzisiejszego. Około 3 milionów lat temu, kiedy Ziemia była cieplejsza, poziom oceanów mógł być wyższy od obecnego nawet o 50 m.

 

Oceany w ruchu
W oceanach występują prądy wywierające duży wpływ na cykl hydrologiczny i klimat. Najbardziej znaczący z tych prądów, prąd zatokowy Golfsztrom, poprzez Atlantyk przepycha ogromne masy wód z Zatoki Meksykańskiej, aż do Wysp Brytyjskich, pokonując 97 kilometrów w ciągu doby. Golfsztrom niesie sto razy więcej wody niż wszystkie rzeki na naszej planecie.
 

Dlaczego woda paruje?
Parowanie jest procesem, w którym woda zmienia postać z ciekłej na gazową. To najważniejszy etap cyklu hydrologicznego, dzięki któremu woda pojawia się w atmosferze w postaci pary. Badania naukowe wykazały, że oceany, morza, jeziora i rzeki parując dostarczają aż 90% wilgoci do atmosfery. Pozostała część pochodzi z transpiracji roślin i ewaporacji gruntu.

 

Parowanie następuje po dostarczeniu wodzie ciepła. Energia ta sprawia, że rozrywane są wiązania utrzymujące razem poszczególne molekuły wody – dlatego też intensywnie paruje ona podczas gotowania, a zdecydowanie wolniej w temperaturze bliskiej zamarzaniu. Jednak gdy wilgotność względna powietrza wynosi 100%, osiągając stan pełnego nasycenia, parowanie nie następuje. W procesie parowania ciepło pobierane jest z otoczenia. Dlatego kiedy pocimy się, woda parująca z powierzchni skóry schładza rozgrzane ciało.
 

Parowanie jest siłą napędową obiegu wody w przyrodzie
Wielkie powierzchnie oceanów (około 70% powierzchni Ziemi) stwarzają tu ogromne możliwości. W skali globalnej objętość parującej wody jest tego samego rzędu, co objętość wody docierającej do powierzchni Ziemi w postaci opadów. Wygląda to jednak rozmaicie w różnych regionach geograficznych. Tylko 10% objętości wody parującej z oceanów przenoszona jest nad lądy, aby tam spaść w postaci deszczu, śniegu czy gradu. Cząsteczki parującej wody spędzają około 10 dni w powietrzu, zanim wrócą na ląd czy do oceanu w postaci opadów.

Atmosfera jest pełna wody
Mimo że atmosfera nie jest wielkim magazynem wody, pełni funkcję „autostrady'', którą przemieszcza się ona wokół Ziemi. Woda w atmosferze występuje zawsze. Najlepiej widoczną formą jej obecności są chmury. Jednak nawet przejrzyste powietrze w słoneczny dzień zawiera wodę w postaci niewidocznych gołym okiem cząsteczek. Objętość wody w atmosferze wynosi około 12 900 km³. Wydaje się to dużo, ale to tylko 0,001% całkowitej objętości wody na Ziemi. Gdyby cała woda zawarta w atmosferze spadła na Ziemię w jednej chwili, utworzyłaby na powierzchni warstwę o grubości zaledwie 2,5 cm. 

 

Kondensacja
Kondensacja jest procesem odwrotnym od parowania, w którym woda zmienia swą postać z gazowej w ciekłą. Dzięki niej powstają chmury. Z chmur natomiast tworzą się opady będące głównym sposobem powrotu wody na Ziemię. Dzięki kondensacji tworzą się także mgły. To za sprawą tego procesu nasze okulary pokrywają się mgiełką, gdy wychodzimy w upalny dzień z chłodnego pomieszczenia na zewnątrz. Kondensacja sprawia także, że na wychłodzonej szklance z napojem pojawiają się kropelki rosy, a w chłodne dni okna w naszych domach pokrywają się od wewnątrz cienką warstewką wody.
 

W powietrzu
Nawet w bezchmurny dzień woda pod postacią pary stale jest obecna w powietrzu. Kropelki te są jednak zbyt małe, aby je dostrzec gołym okiem. Molekuły wody, łącząc się z drobinami kurzu, soli czy sadzy, tworzą większe kropelki – w efekcie na niebie pojawiają się chmury. Jeśli kropelki wody w obłokach łączą się dalej, chmury rozbudowują się i mogą pojawić się opady.

 

Chmury powstają w atmosferze w wyniku wznoszenia się i ochładzania powietrza zawierającego parę wodną. Istotną częścią tego procesu jest efekt nagrzewania się powietrza w pobliżu powierzchni Ziemi, na skutek promieniowania słonecznego i schładzania w wyższych partiach atmosfery z powodu zmniejszonego ciśnienia. Powietrze bowiem, mimo że tego nie odczuwamy, posiada pewien ciężar. Na poziomie morza ciśnienie słupa powietrza na każdy centymetr kwadratowy naszych głów wynosi około 5 kg. Ciśnienie to, nazywane barycznym, jest wynikiem gęstości powietrza. Na znacznych wysokościach atmosfera jest rozrzedzona, panuje więc dużo niższe ciśnienie, co sprawia, że powietrze jest tam zimniejsze.

Opady
Opady atmosferyczne to uwolnienie się wody z chmur w postaci deszczu, deszczu ze śniegiem, śniegu lub gradu. Jest to podstawowy sposób powrotu wody na Ziemię.

 

Jak tworzą się kropelki deszczu?
Chmury przepływające nad naszymi głowami zawierają parę wodną. Kropelki wody w chmurach są jednak zbyt małe, by mogły spaść na ziemię w postaci deszczu, ale dostatecznie duże, aby dostrzec je jako chmury. W powietrzu nieustannie przebiega proces parowania i kondensacji wody. Jeśli znaleźlibyśmy się bardzo blisko chmury, moglibyśmy dostrzec, że pewne jej części znikają (w procesie parowania), a inne rozbudowują się (w procesie kondensacji). Przeważająca część wody skondensowanej w chmurach nie spada jednak na ziemię za sprawą pionowych prądów wznoszących, utrzymujących małe cząsteczki wody w powietrzu. Zanim zacznie padać deszcz, maleńkie drobinki wody zderzają się i łączą ze sobą. Powstałe w ten sposób cząsteczki stają się w końcu na tyle duże i ciężkie, że mogą już opuścić chmurę. Potrzeba milionów takich cząsteczek wody, aby utworzyć jedną kroplę deszczu. 
 

Nierównomierny rozkład opadów w przestrzeni i czasie
Opady w różnych częściach świata różnią się wielkością i intensywnością. Nawet w granicach jednego miasta mogą występować spore różnice. Na przykład podczas letniej burzy na jednej z ulic będzie lało, podczas gdy
w promieniu kilku kilometrów wokół, opady nie wystąpią w ogóle. Światowy rekord sumy średniego rocznego opadu deszczu wynoszący 11 400 mm (11,4 m!) należy do Mount Waialeale na Hawajach, gdzie zresztą pada przez 350 dni w roku! Dla porównania, wyjątkowo niskie opady występują w Arica w Chile, gdzie przez 14 lat nie spadła ani jedna kropla deszczu. Mapa pokazuje średnie roczne opady na świecie (w milimetrach). Jasnozielonym kolorem oznaczono obszary „pustyń”. Widzimy, że Sahara jest pustynią, ale czy przypuszczaliście, że większa część Grenlandii i Antarktydy to również pustynie?

Czy krople deszczu mają kształt łez?
W kulturze masowej kropla deszczu najczęściej przedstawiana jest jako łza. Ta artystyczna wizja w istocie niewiele ma wspólnego z prawdą. To jedynie popularne wyobrażenie, wynikające często z obserwacji kropli deszczu, które rozbiły się na szybie, przez co zresztą straciły swój pierwotny kształt. Praktycznie każdy, od reklamodawców do ilustratorów bajek dla dzieci, przedstawia krople deszczu w kształcie łez, kiedy tak naprawdę małe krople o promieniu poniżej 1 mm są kuliste, a te większe przybierają kształt hamburgera. Kiedy ich promień jest większy niż około 4,5 mm, zostają gwałtownie zdeformowane, przypominając kształtem spadochron. Zaraz potem rozpadają się na mniejsze krople.

 

Owa niezwykła ewolucja ma swoje źródło w swoistym „przeciąganiu liny” pomiędzy dwiema siłami: napięciem powierzchniowym wody oraz ciśnieniem powietrza, wywierającym nacisk na spadającą kroplę od dołu. Kiedy kropla jest mała, napięcie powierzchniowe wygrywa i kropla zachowuje kształt kulisty. Wraz ze wzrastającym rozmiarem, zwiększa się prędkość spadania, a ciśnienie powietrza działające na spodnią część kropli powoduje jej spłaszczenie, bądź nawet wklęśnięcie. Wreszcie, kiedy promień kropli przekracza 4 mm, wklęsłość rośnie niemal w wybuchowym tempie, tworząc torebkę z pierścieniowatą otoczką wody, co w rezultacie prowadzi do rozerwania kropli na mniejsze części. 

Dlaczego krople deszczu są różnej wielkości?

Nauka wykazuje nam, że jedno pytanie często prowadzi do następnego lub wielu innych. Zanim omówimy różne wielkości kropli deszczu, musimy zrozumieć, czym w ogóle ona jest, jak powstaje, a w końcu, jakie maksymalne rozmiary może osiągać?

 

Nie ma deszczu bez chmury – chmura zaś utworzona jest z pary wodnej znajdującej się w powietrzu. Oprócz wody, w powietrzu występują małe cząsteczki nazywane jądrami kondensacji – na przykład cząstki soli pozostałe po wyparowaniu wody morskiej lub też cząsteczki kurzu czy sadzy. Kondensacja zachodzi, kiedy para wodna „owija się” wokół tych drobinek. Każda cząsteczka otoczona przez wodę staje się mikroskopijną kropelką o średnicy raptem od 0,001 do 0,05 mm. Cząsteczki różnią się rozmiarami, stąd też różne są początkowe wielkości mikrokropelek. Owe kropelki są jeszcze zbyt małe i zbyt lekkie, aby spaść z nieba. Kiedy i w jakich okolicznościach zatem opadają?

 

Wirujące chaotycznie mikrokropelki w chmurze zderzają się ze sobą. Gdy jedna kropelka wpadnie na drugą, większa wchłania, „zjada” tę mniejszą. Ta nowa kropelka wpada na kolejne mniejsze kropelki i „pożerając” je, staje się jeszcze większa. Proces ten nazywa się koalescencją. Wkrótce kropla stanie się tak ciężka, że chmura nie będzie w stanie jej już dłużej utrzymać.

 

Zacznie więc spadać. Jednak w czasie swej podróży ku Ziemi nie próżnuje i „zjada” kolejne kropelki. Możemy mówić o prawdziwej, „dorosłej” kropli deszczu, kiedy osiągnie ona średnicę 0,5 mm lub więcej. Kropla będzie dalej spadać, aż dotrze do gruntu. Jednak podczas spadania wiatr (prąd wstępujący) może spłatać jej figla i jednym solidnym podmuchem cofnąć kroplę do chmury, gdzie będzie ona dalej „pożerać” inne kropelki, rosnąć w siłę i dzielić się na mniejsze. Gdy krople w końcu spadną, największymi z nich będą te, które wchłonęły najwięcej sąsiadek. Jak wynika z powyższego, wpływ na ostateczną wielkość kropli deszczu ma początkowa wielkość cząsteczek zwanych jądrami kondensacji oraz tempo koalescencji.

Po dotarciu na Ziemię, krople deszczu albo przesączają się do gruntu, albo też spływają do rzek i jezior. Wpływ na to, co dzieje się z opadami deszczu, ma wiele czynników:

  • wielkość opadów – obfite opady w krótkim okresie nie są w stanie wsiąknąć do gleby, wobec czego woda spływa po jej powierzchni do cieków wodnych;

  • topografia terenu, czyli jego ukształtowanie: wzgórza, doliny, góry, kaniony – woda spadająca na nierówny teren spływa w dół, po czym staje się częścią cieku wodnego, gromadzi się w zagłębieniach podobnie jak jeziora lub po prostu wsiąka w ziemię;

  • warunki glebowe – tam gdzie ziemia jest bogata w glinę, przez którą deszczowi trudno się przesączyć, większość opadu spływa lub gromadzi się w zagłębieniach; natomiast w przypadku gleb piaszczystych na bardziej pustynnych obszarach woda jest szybko wchłaniana, przynajmniej początkowo;

  • roślinność – od dawna wiadomo, iż bujna roślinność spowalnia przepływ wody, dzięki czemu gleba jest chroniona przed wymywaniem; kiedy natomiast przyjrzeć się nagim, skalistym wzgórzom, widać wąwozy wyryte w nich przez spływającą wodę;

  • stopień urbanizacji – podczas rozbudowy miasta mnóstwo pieniędzy
    i pracy wkłada się w usuwanie wody z terenów pod zabudowę; drogi, chodniki i parkingi tworzą obszary nieprzepuszczalne; woda wędruje więc do strumieni i cieków, które często nie są w stanie jej pomieścić, co prowadzi do podtopień okolicznych terenów.

Pokrywa lodowa na Ziemi

Woda zmagazynowana w lodzie, śniegu i lodowcach także jest częścią cyklu hydrologicznego. Ogromna ilość lodu, prawie 90% całkowitej jego masy na Ziemi, znajduje się na Antarktydzie. Pokrywa lodowa Grenlandii stanowi pozostałe 10%, a jej objętość oceniana jest na 2,5 mln km². Średnia grubość lodu, który narastał tam przez wieki w wyniku dużych opadów śniegu, wynosi około 1500 m, ale miejscami może dochodzić nawet do 4300 m! Lód jest tak ciężki, że ląd znajdujący się pod nim odkształca się, przybierając formę misy.

                

Lód i lodowce w ciągłym ruchu

Klimat w skali globalnej zmieniał się zawsze, ale nie w sposób dostatecznie szybki, by mógł to dostrzec człowiek w ciągu swojego życia. W przeszłości było wiele okresów ciepła, takich jak ten 100 milionów lat temu, kiedy na Ziemi żyły dinozaury. Było też wiele okresów ochłodzenia, np. 20 000 lat temu. Podczas ostatniej epoki lodowej większa część półkuli północnej była pokryta lodem: prawie cała Kanada, większa część północnej Azji i Europy, a także niektóre tereny obecnych Stanów Zjednoczonych.

Odpływ wód roztopowych

Mieszkańcy Kuby czy Egiptu nie muszą martwić się tym, w jaki sposób woda pochodząca z topniejącego śniegu uczestniczy w obiegu wody w przyrodzie. W klimacie chłodniejszym zasilanie rzek i strumieni w większości pochodzi jednak z topniejącego śniegu i lodu. Prócz zagrożenia powodziowego, nagłe topnienie pokrywy śnieżnej może powodować obsunięcia stoków i przemieszczanie się rumowisk skalnych.

 

Odpływ wody roztopowej zmienia się zarówno w ciągu sezonu, jak i lat. Brak wody zmagazynowanej w pokrywie śnieżnej skutkuje niedostatkami
w pozostałej części roku. Może to mieć wpływ na objętość wody gromadzonej w zbiornikach położonych w dole rzeki, co odbije się niekorzystnie na systemach nawadniających i zaopatrujących miasta w wodę.

Odpływ powierzchniowy

Część wody z opadów atmosferycznych występujących nad lądem, spływa po powierzchni gruntu do rzek, by potem dopłynąć do mórz i oceanów. Rzeki zasilane są również źródłami podziemnymi. Jednocześnie tracą wodę, oddając ją do gruntu. Ciągle jednak przeważająca część wody w rzekach pochodzi z odpływu powierzchniowego.

 

Zwykle część opadów przesiąka przez glebę. Gdy woda ta dotrze do warstw wodonośnych, zaczyna spływać w dół zgodnie z nachyleniem warstw skalnych. Podczas intensywnego deszczu w górach można zauważyć wiele rwących strumyczków płynących kamienistym stokiem. Woda w ziemi, po dotarciu do warstw nieprzepuszczalnych, zachowuje się podobnie – spływa kanalikami w kierunku rzeki.

 

Wszystkie procesy obiegu wody w przyrodzie są wynikiem interakcji pomiędzy opadem a odpływem powierzchniowym. Wszystkie one zmieniają się w czasie i przestrzeni. Podobne burze i opady w puszczy i na pustyni wywołują różniący się zasadniczo odpływ powierzchniowy. Wielkość takiego odpływu jest związana zarówno z czynnikami meteorologicznymi, jak i charakterem fizyczno-geograficznym i topograficznym obszaru. Jedna trzecia opadów, jakie mają miejsce nad lądami, dociera do strumieni czy rzek i powraca do oceanów. Pozostałe dwie trzecie wsiąka w ziemię, paruje wprost z gruntu lub transpiruje, czyli paruje poprzez liście roślin. 

Znaczenie rzek

Rzeki odgrywają niezwykle istotną rolę dla człowieka i jego środowiska. Są nie tylko wspaniałym miejscem zabaw i wypoczynku, ale stanowią również główne źródło zaopatrzenia w wodę.

 

Dostarczają jej dla melioracji, produkcji energii elektrycznej, transportu towarów. Pozwalają utrzymać odpowiedni poziom wód podziemnych dzięki zjawisku przesiąkania wody rzecznej do gruntu. Ponadto morza i oceany są pełne wody właśnie dzięki zasilającym je rzekom.

 

Zlewnie i rzeki

Przy każdej rzece ważną naturalną funkcję pełni jej dorzecze, nazywane również zlewnią rzeczną. Czym jest zlewnia? Zlewnia jest obszarem, z którego woda spływa do rzeki lub jej fragmentu. Zlewnia może być tak mała jak ślad stopy odciśnięty w błocie oraz tak duża, jak obszar, z którego woda spływa do Wisły i dalej do Zatoki Gdańskiej. Mniejsze zlewnie zawierają się w większych. Zlewnia ma duże znaczenie w gospodarce wodnej, ponieważ jakość wody w rzece czy strumieniu zależy od tego, jakie działania prowadzi człowiek na obszarze dorzecza położonego „powyżej” ujścia rzeki.

Zmienność przepływu

Przepływ, czyli ilość wody, jaka przepływa przez poprzeczny przekrój koryta rzeki w czasie jednej sekundy, zmienia się z dnia na dzień, a nawet z minuty na minutę. Oczywiście na zmienność przepływu najbardziej oddziałują opady. Jednak poziom wody w rzece podnosi się nawet wtedy, gdy deszcz spadnie bardzo daleko od jej koryta – pamiętajmy bowiem, że woda z opadów mających miejsce w obrębie dorzecza i tak ostatecznie dotrze do rzeki. Zatem obfitość wody w rzece zależy przede wszystkim od wielkości jej zlewni.

 

Rzeki różniące się wielkością odmiennie reagują na opady atmosferyczne. Wielkie rzeki wzbierają i opadają znacznie wolniej niż bystre, górskie potoki. Przy znacznych i gwałtownych opadach woda w małej rzeczce wzbiera w ciągu kilku godzin, a czasem nawet minut. Duże rzeki potrzebują kilku, kilkunastu dni, aby ich poziom widocznie podniósł się, względnie opadł, a powódź wywołana przez wielką rzekę może trwać tygodniami.

 

Jednym z elementów cyklu hydrologicznego, niezbędnym dla utrzymania życia na Ziemi, jest słodka woda zmagazynowana na lądach. Rzeki, stawy, jeziora, sztuczne zbiorniki wodne i słodkowodne mokradła tworzą wody powierzchniowe.

 

Objętość wody w rzekach i jeziorach zmienia się zależnie od ilości wody dopływającej i odpływającej. Rzeki zasilane są przez opady atmosferyczne, odpływ powierzchniowy i gruntowy oraz dopływy boczne. Woda z rzek paruje, ale i zasila wody gruntowe. Również człowiek wykorzystuje tę życiodajną ciecz dla swoich potrzeb. Zasoby wody zmieniają się więc w czasie i przestrzeni w sposób naturalny, a także za sprawą bardziej lub mniej przemyślanych działań człowieka.

 

Woda podtrzymuje życie

Na przykładzie delty Nilu w Egipcie możemy się przekonać, że życie może kwitnąć nawet na pustyni, jeśli tylko dostępna jest dostateczna ilość wody powierzchniowej czy gruntowej. Jednak słodka woda na powierzchni lądów występuje raczej w niedostatecznej ilości. Zaledwie 3% całkowitej objętości wody na Ziemi to woda słodka. Około 20% całkowitych zasobów wody pitnej znajduje się w najstarszym, liczącym 25 mln lat i najgłębszym na świecie (1700 m), jeziorze Bajkał na Syberii. Kolejne 20% znajduje się w Wielkich Jeziorach Ameryki Północnej (Huron, Michigan i Superior). Rzeki niosą zaledwie 0,006% całkowitych rezerwuarów słodkiej wody. Można więc stwierdzić, że życie na Ziemi trwa dzięki zaledwie „kropli” całkowitych zasobów wodnych planety!

 

Infiltracja

Wody gruntowe mają swoje źródło w opadach atmosferycznych. Część wody, która dociera do powierzchni lądu w postaci deszczu czy śniegu, przenika w głąb gruntu. Ilość infiltrującej wody zależy od wielu czynników. Infiltracja opadu, który dotarł do pokrywy lodowej Grenlandii, jest bardzo mała, podczas gdy w niektórych jaskiniach strumień wody znika natychmiast, docierając bezpośrednio do wód podziemnych! Część wsiąkającej w grunt wody pozostaje płytko pod powierzchnią, skąd, przesiąkając, zasila strumienie i rzeki. Część wody przenika dużo głębiej, docierając do wód podziemnych. Jeśli warstwy wodonośne nie są zlokalizowane zbyt głęboko, możliwe jest uwalnianie zgromadzonej tam wody poprzez studnie, z których ludzie czerpią ją dla swoich potrzeb. Woda pod ziemią, zanim zasili strumienie, rzeki i oceany, może pokonywać znaczne odległości i pozostawać w niej przez długi czas.

 

Woda podpowierzchniowa

Infiltrująca woda opadowa tworzy w gruncie dwie strefy: nienasyconą (aeracji) i nasyconą (saturacji). W strefie aeracji może występować woda, ale grunt nie jest nią nasycony. W górnej części strefy nienasyconej mamy warstwę gleby, z której woda wykorzystywana jest przez rośliny. Poniżej strefy nienasyconej znajduje się strefa nasycona, gdzie woda całkowicie wypełnia całą wolną przestrzeń pomiędzy cząsteczkami gruntu. Wiercąc studnie, ludzie docierają właśnie do tej strefy.

 

Odpływ wody z gruntu

Każdego dnia widzimy wodę w jeziorach, rzekach, pokrywie lodowej, w postaci padającego deszczu lub śniegu. W przyrodzie jest jednak duża część wody, której nie dostrzegamy bezpośrednio – jest to woda utrzymująca się i poruszająca w gruncie. Stanowi ona główne źródło zasilania rzek i strumieni. Ludzie od tysięcy lat wykorzystywali tę wodę. Korzystają z niej również obecnie, głównie do picia i nawodnień. Życie na Ziemi zależy w równym stopniu od wód podziemnych, jak i powierzchniowych.

Czym jest źródło?

Źródło jest miejscem, gdzie warstwa wodonośna przecina powierzchnię gruntu, z którego woda wypływa w sposób naturalny. Zródła mogą być różnej wielkości, od małych, pojawiających się jedynie po intensywnym deszczu, do ogromnych, o wydajności milionów litrów dziennie. Tworzą się one w skałach różnego rodzaju, ale najczęściej powstają w łamliwych wapieniach i dolomitach łatwo rozpuszczanych przez kwaśne deszcze. W spękanych skałach powstają przestrzenie pozwalające na swobodny przepływ wody. Jeśli jest to przepływ poziomy, woda może dotrzeć do powierzchni gruntu i pojawić się w źródle.

 

Woda źródlana nie zawsze jest czysta

Woda w źródłach nie zawsze jest czysta. Niekiedy może mieć kolor „herbaty”. Rdzawe zabarwienie nadają jej minerały, z którymi miała kontakt w gruncie. Zresztą kolor wody może być powodowany odpadami organicznymi (liście, drewno), substancjami humusowymi, ściekami przemysłowymi lub erozją gleb. Barwa często jest rezultatem obecności soli żelaza (kolor zielononiebieski), żelaza i manganu (żółty do brązowego), siarki (niebieski), siarkowodoru (szmaragdowy), substancji organicznych (żółty, pomarańczowy, brunatny, rdzawy, czarny), a także planktonu (ma wtedy kolor zielony). Źródła silnie zabarwione mogą świadczyć o tym, że woda szybko przepływa dużymi kanałami w warstwie wodonośnej i nie jest filtrowana przez wapienie.

Gorące źródła

Gorące źródła różnią się od zwyczajnych tym, że woda w nich jest ciepła, a niekiedy wręcz gorąca. Większość gorących źródeł występuje w regionach o przeszłości wulkanicznej, a woda podgrzewana jest przez rozgrzane skały, których temperatura wzrasta wraz z głębokością. Jeśli podgrzana woda dotrze do odpowiednio dużej szczeliny wyprowadzającej ją na powierzchnię, pojawia się tam w postaci gorącego źródła. Źródła termalne rozrzucone są po całym świecie i mogą występować nawet w pobliżu gór lodowych, tak jak ma to miejsce na Grenlandii.

 

Transpiracja

Transpiracja jest procesem, w którym wilgoć przechodzi przez rośliny, od korzeni do małych porów na spodniej stronie liści. Tam zamieniana jest w parę i uwalniana do atmosfery. Ocenia się, że około 10% wilgoci dostaje się do atmosfery właśnie dzięki procesowi transpiracji. Transpiracja roślin jest prawie niezauważalna. Pomimo że woda paruje z roślin, nie widać, żeby się one „pociły”. W okresie wzrostu rośliny transpirują znacznie więcej wody niż same ważą. Jeden hektar zboża (czyli kwadrat o boku 100 m) uwalnia do atmosfery około 28 000 – 37 000 litrów wody każdego dnia, a wielki dąb może transpirować 151 000 litrów wody w ciągu roku.

 

Wielkość transpiracji roślin zmienia się w czasie i przestrzeni. Istnieje wiele czynników wpływających na ten proces:

  • temperatura – transpiracja zwiększa się wraz ze wzrostem temperatury otoczenia, szczególnie w okresie rozwoju roślin;

  • względna wilgotność – jeśli wilgotność w powietrzu otaczającym roślinę podnosi się, spada wielkość transpiracji - łatwiej bowiem jest parować wodzie w powietrzu bardziej suchym niż wilgotnym;

  • wiatr i ruch powietrza – intensywniejszy ruch powietrza wokół rośliny sprawia, że transpiracja wzrasta;

  • gatunek roślin – rośliny transpirują wodę w różnym stopniu;
    te z jałowych regionów, np. kaktusy, transpirują jej mniej niż inne.

Wody podziemne

Ogromna ilość wody jest zatrzymywana w gruncie. Porusza się tam znacznie wolniej, ale nadal jest elementem cyklu hydrologicznego. Większość wody w gruncie pochodzi z opadów. Górna warstwa gleby jest strefą nienasyconą. Poniżej znajduje się strefa nasycona, gdzie wszystkie wolne przestrzenie między cząsteczkami gruntu wypełnione są wodą. Obszar ten nazywany jest wodami podziemnymi lub warstwą wodonośną. Jest to olbrzymi magazyn, od którego zależy codzienne życie ludzi na całym świecie.

 

Aby znaleźć wodę, zajrzyj pod lustro... lustro wody

Kopanie dołka w piasku na plaży to najlepszy sposób, by przekonać się, że na pewnej głębokości, grunt jest nasycony wodą. W wykopanym dołku pojawi się w końcu woda. Jej powierzchnię tworzy zwierciadło, którego poziom zmienia się wraz z rytmem falowania morza. Jeśli woda w morzu podnosi się lub opada, takie same ruchy wykonuje zwierciadło wody w wykopanym na plaży dołku.

 

Nasze zagłębienie działa więc jak studnia, z której czerpie się wody podziemne. Gdyby była to woda słodka, moglibyśmy wykorzystać ją do picia. Wiadomo, że jeśli za pomocą wiaderka będziemy próbowali wybrać tę wodę, dołek szybko napełni się ponownie. Oznacza to, że piasek wokół jest tak przepuszczalny, że woda łatwo przezeń przenika i nasza „studnia” ma „dużą wydajność”. Aby dotrzeć do słodkiej wody, ludzie wiercą głębokie studnie sięgające warstw wodonośnych. Ujęcia takie mogą mieć głębokość nawet setek metrów. Jednak czy to dołek na plaży, czy potężna studnia, zasada jest taka sama – woda pojawia się, gdy docieramy do warstwy wodonośnej, w której wszystkie pory gruntu wypełnione są wodą. 

Powódź

Powódź to zjawisko polegające na wezbraniu wód rzecznych lub morskich powodujące, po przekroczeniu przez wodę stanu brzegowego, zatopienie znacznych obszarów lądu – dolin rzecznych, terenów nadbrzeżnych lub depresyjnych. Jest jedną z najbardziej niszczycielskich klęsk żywiołowych. Największa powódź we współczesnej historii Polski wystąpiła w lipcu 1997 r. Objęła południową i zachodnią Polskę oraz Czechy, niemieckie Łużyce, a także północno-zachodnią Słowację i wschodnią Austrię. W Polsce życie straciło wówczas 55 osób (114 osób łącznie w Czechach, Polsce i Niemczech). Szkody materialne oszacowano na ok. 3,5 miliarda dolarów. Na terenie Polski wylały wówczas wody dorzeczy rzek: Bobru, Nysy Łużyckiej, Kwisy, Szprotawy, Oławy, Ślęzy, Bystrzycy, Nysy Kłodzkiej, Olzy, Odry, Skory, Widawy oraz wody górnej Wisły i górnej Łaby.

 

W dniach 3–10 lipca 1997 r. na obszarze południowej Polski, Czech i Austrii wystąpiły obfite opady. Deszcze w Sudetach Wschodnich oraz południowej części Śląska objęły dorzecze Odry i spowodowały, że już 6 lipca pierwsze miejscowości (Głuchołazy) zostały zalane przez Nysę Kłodzką i Odrę. 8 lipca woda rozlała się na odcinku od Chałupek aż do Raciborza. Lokalnie opady przekroczyły 500 mm. Oznaczało to, że trzy- a nawet czterokrotnie przekroczyły średnie sumy miesięczne. Skala na wodomierzach przestała wystarczać. Pod wodą znalazło się Kłodzko i Krapkowice. 10 lipca 1997 r. Odra zalała lewobrzeżne Opole i Racibórz, gdzie w ciągu dwóch dni woda podniosła się o ponad trzy metry, przy czym nie wiadomo o ile dokładnie, bo wodowskaz w Raciborzu-Miedoni został całkowicie zatopiony. Dwa dni później zalana została blisko połowa Wrocławia oraz Rybnik. W krótkim czasie Odra zatopiła też część Głogowa oraz pobliskie miejscowości.

 

Druga fala opadów wystąpiła pomiędzy 18 a 22 lipca. Spowodowały one jeszcze gorsze następstwa. Ocenia się, że przepływy maksymalne były w niektórych miejscach bliskie przepływom, jakie statystycznie mogą się zdarzyć z prawdopodobieństwem 0,1%. Nic dziwnego zatem, że katastrofę tę określono mianem „Powodzi Tysiąclecia”. Na górnej Odrze maksymalne jak dotąd poziomy wody zostały przekroczone o 2–3 metry na odcinku przeszło 500 kilometrów!

 

W wyniku powodzi dach nad głową straciło 7000 ludzi. Straty poniosło także 9000 firm. Woda zniszczyła lub uszkodziła 680 000 mieszkań, 4000 mostów, 14 400 km dróg, 613 km wałów przeciwpowodziowych i 500 000 ha upraw.

Powody występowania powodzi

Powodzie w Polsce, ze względu na proces powstawania, można podzielić na:

  • opadowe – wywołane przez gwałtowne, obfite opady (nawałnice) powiązane z burzami; występują one na potokach górskich i strugach nizinnych, o powierzchni zlewni mniejszych niż 50 km²; pojawiają się zazwyczaj w lipcu i sierpniu, najczęściej na terenach wysoczyzn, wznoszących się nad płaskimi i podmokłymi obszarami; mają krótkotrwały i gwałtowny przebieg;

  • opadowe – wywoływane przez długo trwałe opady rozlewne, kiedy to na metr kwadratowy spada powyżej 200 mm wody w ciągu 3 dni; ujawniają się na terenach górskich, podgórskich i na nizinach, w okresie od czerwca do września i charakteryzują się dużym zasięgiem terytorialnym, obejmując nieraz całe dorzecze;

  • roztopowe – powstają wskutek gwałtownego topnienia pokrywy śnieżnej; najczęściej występują w marcu i kwietniu; ostatnia taka powódź zdarzyła się w Polsce podczas zimy 1978/1979 r.;

  • zatorowe, zimowe – pojawiają się w czasie zamarzania rzeki, gdy powstaje śryż (w wodzie pojawiają się kryształki lodu spowalniające przepływ i stanowiące poważne zagrożenie dla tam i mostów) lub gdy rzeka zamarza aż do samego dna (lód denny); powyższe zjawiska powodują zmniejszenie przekroju przepływu albo spiętrzanie spływającej kry na ostrych zakrętach, a także pod mostami; wezbrania tego typu zdarzają się zwykle w grudniu i styczniu; ostatnia taka powódź miała miejsce w styczniu 1982 r. w rejonie Płocka;

  • sztormowe – przyczyną ich są silne wiatry i sztormy spychające masy wodne ku brzegowi, powodując zalewanie terenu i cofkę, czyli „wpychanie” wody do ujścia rzek; zagrożenie powodzią sztormową na wybrzeżu Morza Bałtyckiego występuje kilka,  kilkanaście razy w roku;

  • błyskawiczne – będące następstwem zerwania tamy lub wału przeciwpowodziowego.

 

Widać więc wyraźnie, że przyczyn powodzi może być wiele. Jednak dwa podstawowe czynniki wylewania rzek to intensywność i czas trwania opadów. Do tego dochodzi szczególna topografia, określone warunki glebowe i pokrycie terenu. Dynamiczny rozwój miast sprawia, że pola i tereny leśne są przekształcane w drogi i parkingi, wskutek czego tracą zdolność do absorbowania wody opadowej. Urbanizacja zwiększa ilość terenów nieprzepuszczalnych, skutkiem czego spływ jest tam od dwóch do sześciu razy większy niż na naturalnym podłożu. Podczas powodzi w mieście, ulice zamieniają się w bystre potoki, stwarzając poważne zagrożenie – woda może porywać ludzi i samochody. Inną z przyczyn powodzi jest nadmierna regulacja rzek, zwężanie średnic koryta, betonowanie nabrzeży oraz zły stan wałów przeciwpowodziowych. 

Okres nawrotu

Nawet jeżeli nigdy nie słyszeliście o „okresie nawrotu”, zapewne znacie to zjawisko. Kiedy bowiem pojawia się większa powódź, mówi się, że woda osiągnęła „poziom powodzi stuletniej”. Wiele osób jest przekonanych, że takie powodzie zdarzają się raz na sto lat, ale to nieprawda. Powódź stuletnia to – według fachowców – takie wydarzenie, którego ryzyko wystąpienia w ciągu roku wynosi 1%. Prawdopodobieństwo to wydaje się małe, ale warto pamiętać, że jeśli się mieszka nad rzeką przez 20 lat, to możliwość wystąpienia powodzi jest duża – wynosi aż 18%, jeśli 30 lat – ta możliwość jest jeszcze większa – 26%. Jeśli więc powódź zdarzyła się w danym miejscu niedawno, nie znaczy to wcale, że nie zdarzy się również za rok, dwa lub pięć. Lepiej być na to przygotowanym. Nasuwa się więc pytanie: czy dwie „powodzie stuletnie” mogą wystąpić w odstępie kilku lat, a nawet w ciągu jednego roku? Oczywiście tak. Jednak gdyby powodzie stuletnie występowały dwa lata z rzędu, wówczas ich większa częstotliwość zmieniłaby statystyczne prawdopodobieństwo powodzi, a przez to powodzie te można by określić mianem pięćdziesięcioletnich.

 

W analizie częstotliwości występowania zjawisk meteorologicznych i hydrologicznych stosuje się techniki statystyczne. Okres nawrotu opiera się na prawdopodobieństwie, że w danym roku wystąpi zjawisko o takiej samej lub większej skali. Do określenia okresu nawrotu metodą analizy częstotliwości potrzebne są dane z przynajmniej dziesięciu lat. Warto zwrócić uwagę, że z im dłuższego okresu będą one pochodziły, tym szacunki będą bardziej wiarygodne. 

Susza

Łatwo nam wyjaśnić, czym jest huragan czy trzęsienie ziemi, natomiast definicja suszy jest bardziej złożona. Dla rolnika susza jest okresem niedostatecznej wilgotności, który wywiera negatywny wpływ na plony – już dwa tygodnie bez opadów mogą w pewnych momentach cyklu wegetatywnego zniszczyć wiele upraw. Dla meteorologa susza stanowi dłuższy okres mniej intensywnych niż zazwyczaj opadów. Dla zarządcy wodociągów termin ten definiuje ubytek w zasobach wodnych, wpływający na dostępność i jakość wód. Dla hydrologa susza oznacza czas, kiedy opady są słabsze i zmniejsza się strumień przepływu w rzekach. Konsekwencje suszy są ogromne, a jej skutki porównywalne z innymi klęskami. W USA straty wynikłe z suszy w latach 1987-1989 oceniono na 39 mld dolarów. W analogicznym okresie straty powstałe w wyniku huraganów oszacowano na 7 mld dolarów, a skutki trzęsienia ziemi na 30–50 mld USD.

 

W Polsce susze występują najczęściej wtedy, gdy w okresie wegetacyjnym napływa bardzo ciepłe i suche powietrze. Jeśli okres ten poprzedzony jest opadami mniejszymi od przeciętnych, zjawisko suszy może się pogłębić. Statystycznie w Polsce taka sytuacja zdarza się raz na 4–7 lat. W minionym stuleciu za najbardziej dotkliwe uważa się susze z 1921 i 1992 r.

Susza 1992 r. w Polsce

Niedobór opadów na przeważającym obszarze Polski rozpoczął się już w 1982 r. Od 1982 do 1992 r. było aż sześć lat suchych lub bardzo suchych. W 1992 r. czas drastycznie małych opadów rozpoczął się w kwietniu. W niektórych rejonach Polski nie padało nawet przez 50 dni, np. w Koszalinie miesięczny opad w czerwcu tegoż roku wyniósł zaledwie 1 mm. Najbardziej ucierpiała zachodnia część naszego terytorium, choć należy uznać, że suszą objęta została prawie cała Polska. Na wielu wodowskazach stan wód powierzchniowych spadł poniżej wartości dotychczas obserwowanych. Ilość wody w rzekach w sierpniu była na poziomie 20–50% wieloletnich wartości średnich. Niedostatecznie zasilanych w wodę w niektórych rejonach Polski, było nawet 90% studni. Zbiorniki retencyjne napełniane były wodą w niewielkim procencie – od 20 do 40%. Najbardziej zagrożona brakiem wody była Łódź i duży obszar Śląska, gdzie do wielu miejscowości wodę dowożono beczkowozami. Pojawiła się groźba całkowitego opróżnienia zbiornika Sulejów na Pilicy, zaopatrującego w wodę Łódź i Tomaszów Mazowiecki.

W rolnictwie nastąpił spadek plonów, brak pasz i w konsekwencji wzrost cen żywności. Szacuje się, że w 1992 r. plony wynosiły 35–65% potencjalnych możliwości glebowych. Mniejszy przepływ wody w rzekach spowodował zagęszczenie substancji chemicznych pochodzących z punktowych źródeł zanieczyszczeń. Szczególnie wzrosło zasolenie Wisły, gdzie normy zostały przekroczone o 500%. Wskutek braku opadów został jednak ograniczony dopływ toksyn pochodzących z nawozów i środków ochrony roślin. W efekcie nie doprowadziło to do drastycznego pogorszenia stanu wód. Gwałtownie wzrosła liczba pożarów. We wrześniu 1992 r. pożar strawił 10 tys. ha lasów w okolicy Kuźni Raciborskiej.

 

Czy wiesz, że...

W XVII wieku w Europie zapanowała tzw. mała epoka lodowcowa. Bałtyk skuty był lodem, stały na nim pocztowe stacje przeprzęgowe i karczmy, a jazda Stefana Czarnieckiego podczas „potopu szwedzkiego”, bez zsiadania
z wierzchowców, po lodowej tafli dotarła do Gotlandii!

Całkowita objętość wody na Ziemi wynosi około 1386 mln km³, z czego 97% to wody słone. Wody słodkie w 68% zmagazynowane są w lodach i lodowcach. Pozostałe 30% wód słodkich znajduje się pod ziemią. Powierzchniowe zasoby słodkiej wody, w rzekach czy jeziorach, wynoszą około 93 000 km³, co stanowi zaledwie ułamek procenta całkowitych zasobów wodnych Ziemi. Pomimo tego rzeki i jeziora są podstawowym źródłem wody w codziennym życiu człowieka.

 

W Polsce panuje klimat umiarkowany o charakterze przejściowym pomiędzy klimatem morskim a lądowym, charakteryzujący się dużymi zmianami meteorologicznymi w cyklu rocznym i wieloletnim. Suma opadów wynosi średnio nieco powyżej 600 mm i waha się od 500 mm w pasie nizin do około 1100 mm w rejonach górskich.

 

Zasoby wodne Polski to wody powierzchniowe w rzekach, jeziorach, stawach i sztucznych zbiornikach oraz wody podziemne. Obejmują zarówno zasoby własne kraju, których źródłem są opady na jego obszarze, jak i zasoby pochodzące z dopływu wód spoza granic Polski (ok. 13% zasobów całkowitych). Całkowite zasoby wód płynących Polski wynoszą średnio 61,9 mld km³/rok, z czego zasoby własne to 54,3 mld km³/rok. Na obszarze kraju znajduje się 2856 jezior o powierzchni ponad 10 ha i sumarycznej pojemności ok. 18,2 mld km³ oraz 99 zbiorników retencyjnych o łącznej pojemność ok. 4 mld km³. Objętość zmagazynowanych słodkich wód podziemnych w obszarze kraju szacuje się na około 6000 mld km³.

 

Wielkość zasobów wód płynących charakteryzuje się dużą nierównomiernością (zmiennością) przestrzenną. Obszarem najmniej zasobnym w wodę jest pas środkowej Polski. Zasoby wód płynących charakteryzują się także dużą zmiennością czasową wartości średnich rocznych oraz rozkładu wielkości zasobów w poszczególnych latach.
W okresach mokrych prowadzi to do występowania powodzi i podtopień, a w suchych powoduje występowanie niedoborów wody, co jest przyczyną strat gospodarczych. Jednak z punktu widzenia zachowania różnorodności biologicznej, zmienność przepływów jest zjawiskiem pozytywnym. Występujące w rzekach wezbrania i niżówki warunkują zróżnicowanie biologiczne ekosystemów wodnych i od wód zależnych oraz decydują o ich prawidłowym funkcjonowaniu.

Po uwzględnieniu wymagań przepływu nienaruszalnego, wynoszącego wg kryterium hydrobiologicznego ok. 15 mld km³/rok, zasoby dyspozycyjne wód płynących szacuje się na ok. 10 mld km³/rok, czyli ok. 260 m³ na mieszkańca Polski rocznie. Przyjęty w tym szacunku przepływ nienaruszalny nie odzwierciedla jednak w pełni potrzeb środowiska przyrodniczego (m.in. zachowania reżimu hydrologicznego zbliżonego do naturalnego).

 

Stosunkowo niewielka całkowita pojemność zbiorników retencyjnych
w Polsce, wynosząca ok. 4 mld m³ stanowiąca niespełna 6% objętości średniego rocznego odpływu, nie daje pełnej możliwości ochrony przed powodzią i suszą, a także nie gwarantuje odpowiedniego zaopatrzenia
w wodę. Możliwości retencyjne sztucznych zbiorników w Polsce są zatem bardzo niewielkie zważywszy, że warunki fizyczno-geograficzne stwarzają możliwość zmagazynowania 15% średniego rocznego odpływu. Większość wód jest retencjonowana w zbiornikach o pojemności powyżej 3 mln m³ ,
a połowa wód gromadzona jest w zaledwie 10 największych zbiornikach, których łączna pojemność wynosi ponad 2100 mln m³.

 

Zasoby wód podziemnych dostępne do zagospodarowania określa się jako zasoby dyspozycyjne lub – przy braku dostatecznego rozpoznania – jako zasoby perspektywiczne. Zasoby dyspozycyjne wód podziemnych ustalono dla 44% powierzchni kraju i wynoszą one 15,2 mln m³/dobę, tj. 5,6 mldm³/rok (2008 r.). Zasoby perspektywiczne określone dla pozostałej części kraju wynoszą 22,5 mln m³/dobę, tj. 8,2 mld m³/rok. Sumaryczna ilość zasobów wód podziemnych dostępnych do zagospodarowania wynosi zatem 37,7 mln m³/dobę, tj. 13,8 mld m³/rok, co w przeliczeniu na jednego mieszkańca Polski daje 1 m³ wody na dobę. Użytkowe poziomy wodonośne – o jakości i zasobności zaspakajającej typowe wymagania zbiorowego zaopatrzenia w wodę pitną – występują na obszarze 96% powierzchni kraju. W strukturach hydrogeologicznych o znaczeniu regionalnym i zasobności umożliwiającej eksploatację z dużych ujęć (o wydajności ponad 10 tys. m³/dobę) wydzielono w Polsce 162 główne zbiorniki wód podziemnych.

O możliwości wykorzystania zasobów wodnych, oprócz ich przestrzennej i czasowej zmienności, w dużej mierze decyduje ich jakość. Zanieczyszczenie wód oddziałuje także na stan ekosystemów wodnych i od wody zależnych, powodując zmiany struktury gatunkowej zasiedlających je organizmów, w szczególności zanikanie niektórych z nich. Od 1980 roku obserwuje się systematyczne zmniejszanie ilości ścieków ze źródeł komunalnych i przemysłowych odprowadzanych do wód powierzchniowych. Wyraźnie wzrosła liczba ludności korzystającej z kanalizacji i oczyszczalni ścieków. Jednakże Polska nadal znajduje się na jednym z ostatnich miejsc w Europie pod względem procentowego udziału ludności korzystającej z kanalizacji (57%). Niewiele lepsza jest sytuacja pod względem udziału ludności korzystającej z oczyszczalni ścieków (60%). Ponadto wiele starszych oczyszczalni ścieków wymaga modernizacji, głównie w zakresie usuwania związków azotu i fosforu.

 

W wyniku działań podejmowanych dla ochrony wód od wielu lat obserwuje się stopniową poprawę ich jakości. Maleją również ładunki zanieczyszczeń, a w szczególności metali ciężkich, odprowadzanych rzekami do Morza Bałtyckiego.

Pomimo tego stan jakościowy wód w rzekach i jeziorach jest nadal niezadowalający:

  • wyniki monitoringu diagnostycznego rzek z 2008 roku wskazują, że wody I klasy jakości stwierdzono w 3 punktach kontrolno-pomiarowych (0,32%), w 40 punktach spełniały wymagania II klasy (4,23%), w 264 punktach – III klasy (27,91%), w 55 punktach – IV klasy (5,81%), a w 53 punktach – V klasy (5,60%);

  • na podstawie monitoringu 110 jezior w 2008 roku do I klasy jakości zaliczono zaledwie 12 jezior (10,9%), do II klasy 36 jezior (32,7%), do III klasy 26 jezior (23,6%), do IV klasy 19 jezior (17,3%), a do V klasy czystości 17 jezior (15,5%).

 

Podsumowanie:

  • woda pokrywa ok. 70% powierzchni globu, jest to jednak w większości woda słona;

  • głównym źródłem zaopatrzenia ludzi w wodę są wody powierzchniowe, przede wszystkim wody płynące oraz wody podziemne, zalegające w płytkich warstwach geologicznych – stanowią one jedynie ok. 1% wody na Ziemi;

  • 88% słodkich zasobów wody na ziemi stanowią lodowce;

  • dziennie człowiek zużywa średnio 110 litrów wody, przy czym do celów konsumpcyjnych jedynie 2,5-3 litry;

  • do roku 2025 ilość wody zmniejszy się o połowę w krajach rozwijających się i o 18% w krajach uprzemysłowionych;

  • żywe stworzenia do życia wykorzystują jedynie 0,4% zasobów wody słodkiej, co stanowi około 139 tys. km³. Objętość ta rozlana na powierzchnię Ziemi utworzyłaby warstwę o wysokości zaledwie 2,5 cm;

  • 1/3 ludności żyje w krajach, które cierpią na niedostatek wody. Za kilkanaście lat tylko 1/3 ludności będzie mieszkała w krajach, które mają jej pod dostatkiem.

 

Czy wiesz, że...

  • Lodowce pokrywają 10–11% powierzchni wszystkich lądów.

  • Gdyby dzisiaj stopniały wszystkie lodowce, poziom mórz i oceanów podniósłby się o ok. 70 m.

  • Podczas ostatniego zlodowacenia poziom mórz był o 122 m niższy od obecnego, a lodowce pokrywały prawie jedną trzecią lądów.

  • Podczas ostatniego ocieplenia, 125 000 lat temu, powierzchnia mórz utrzymywała się o ok. 5,5 m wyżej niż dzisiaj. Około 3 mln lat temu poziom mórz mógł być wyższy nawet o 50 m.