Geografia resurselor _______________________________________________________________

RESURSELE HIDROSFEREI

Hidrosfera reprezint nveliul de ap al Pmntului, care n funcie de particularitile reliefului se difereniaz n ape subterane, ape curgtoare, lacuri, mri i oceane, ntre care exist o legtur permanent prin intermediul circuitului apei n natur. Ea a rmas aproximativ constant din punct de vedere cantitativ nc de la nceputurile formrii ei, acum mai bine de 3 mld ani, doar raporturile dintre extinderea uscatului i a bazinelor oceanice i cele dintre apa lichid, n stare de vapori sau sub form de ghea variind. 1. RESURSELE OCEANULUI PLANETAR Din suprafaa total a Pmntului, de aproximativ 510 mil. km2, Oceanul Planetar ocup 361 mil. km2, adic 71%, avnd un volum de ap de peste 1350 mil km3, ceea ce reprezint peste 97% din volumul total al hidrosferei. 1.1. Resursele minerale din mri i oceane Oceanul Planetar constituie un imens rezervor de substane minerale utile, care sunt exploatate n regiunile continentale. Resursele minerale sunt repartizate fie n disoluie n ap, sub form de sruri (resurse chimice), fie concentrate n zcminte. Resursele minerale dizolvate n apa de mare (resursele chimice) constituie, bogii importante. Ele provin n parte de pe uscat, fiind aduse de fluvii, dar cu deosebire din dezintegrarea rocilor litosferei, din activitatea vulcanic submarin sau din descompunerea organismelor marine. O alt parte a acestor sruri s-a format prin condensarea vaporilor de ap din atmosfera primitiv, la nceputurile existenei geologice ale planetei. n apa marin au fost identificate peste 60 de elemente. Cu toate acestea, numai civa compui sunt recuperai n prezent din ocean, i anume: clorura de sodiu, magneziul, bromul, unii compui metalici i apa potabil. Clorura de sodiu (sarea) predomin n proporie de 80%, ea recuperndu-se din apa mrilor de peste 5000 de ani. Ea se extrage prin evaporarea apei, procedeu prin care se obin anual aproape 30% din producia mondial de sare (SUA, Australia, Japonia, Israel, China etc.). salinele marine sunt amplasate cu deosebire n zona cald, unde insolaia este mare, polile puine i vnturile frecvente, antrennd evaporaia. Instalaiile sunt pe rmurile joase, n lagune sau golfuri, unde adncimea apei nu este mare, pentru ca evaporarea stratului de ap s se fac repede. n afar de sare, din apa mrii se obin pn la 2/3 din producia mondial de brom. Resursele minerale. n afara substanelor dizolvate, n ocean exist i imense cantiti de resurse minerale, fie depuse pe fundul oceanului (pe platforma continental nisipuri i pietriuri, pe abruptul continental nisipuri i fosforite, sau n zonele abisale noduli metalici i polimetalici), fie n subsolul consolidat al oceanului (reprezentate n principal de zcminte de hidrocarburi, crbuni i sulf). Cu prilejul forajelor i prospeciunilor pentru identificarea cmpurilor petrolifere, au fost descoperite zcminte de sulf (exploatate n Golful Mexic de ctre SUA), fier (exploatat prin galerii submarine n G. Finic de ctre Finlanda), depozite de crbuni (n apele Japoniei, Noii Zeelande i n Marea Nordului, ns costurile mari implicate de exploatare nu au permis valorificarea acestora). Depozitele detritice sunt alte resurse ale Oceanului Planetar, cele mai abundente fiind reprezentate de nisipuri i pietriuri, utilizate ca material de construcie. Cei mai importani din punct de vedere economic sunt nodulii polimetalici concreiuni minerale aflate la adncimi mari, de 4000-6000 m, alctuii din diferite elemente (predomin nichelul, cobaltul, fierul sau cupru). Prelevarea i prelucrarea nodulilor polimetalici sunt foarte costisitoare, exploatarea acestora nefiind nc rentabil pe scar larg. Japonia a obinut ns primele succese n acest sens, n anul 2000 reuind s-i acopere ntregul consum de mangan prin exploatarea nodulilor feromanganai din Marea Japoniei. 1

________________________________________________________________ Resursele hidrosferei 1.2. Resursele biologice Mediul biologic oceanic este foarte variat, cele mai multe specii de plante i animale fiind concentrate ns n pturile superioare, de la suprafa. Se apreciaz c n total n oceanul Planetar triesc aproape 500 000 specii de plante i animale, care pot fi utilizate pentru hran sau pentru extragerea unor substane farmaceutice. Dintre organismele oceanice vegetale, rolul principal l au algele, nu numai ca surs de hran, ci i ca materie prim n industrie, fiind bogate n proteine, uleiuri, vitamine, zaharuri i oligoelemente. Ele au fost folosite nc din Antichitate, cu deosebire n Asia Oriental (China, Japonia), n alimentaie i ca ngrmnt organic. Pescuitul maritim reprezint principalul mijloc de valorificare a resurselor alimentare ale oceanului planetar, sub forma pescuitului alimentar sau cu caracter industrial-comercial. 1.3. Desalinizarea apei marine Ca urmare a creterii consumului i necesarului de ap dulce la nivel mondial (n statele slab dezvoltate se consum n medie 30 l/loc/zi, fa de 2000 l/loc/zi n rile industrializate), i mai ales datorit repartiiei inegale a resurselor de ap pe suprafaa uscatului, tot mai multe state se orienteaz spre o nou surs de ap, i anume mrile i oceanele. Consumul de ap marin nu ar fi o problem dac acesta ar putea fi utilizat direct, i de ctre toate rile. Problema principal este reprezentat de faptul c att n industrie, ct i n agricultur (irigaii) i consumul casnic este nevoie de ap dulce, nu srat. Procesul tehnologic de desalinizare a apei marine este cunoscut, dar foarte costisitor. Forma de energie utilizat pentru desalinizare este reprezentat de hidrocarburi (ndeosebi n rile din Orientul Mijlociu), energia solar i atomic (SUA, CSI, Israel, Japonia, Marea Britanie etc.). Desalinizarea apei marine reprezint procesul prin care se extrag srurile i alte minerale din apa marin, avnd ca rezultat final obinerea de ap dulce potabil. (Fig. 1)

Fig. 1 Schi a unei uzine de desalinizare a apei marine

Cele mai multe uzine de desalinizare a apei marine funcioneaz n zona Golfului Persic (75%), n statele cu rezerve i producii importante de petrol, cu resurse financiare importante, cu o cretere numeric a populaiei destul de accentuat, i cu mari proiecte industriale i chiar de dezvoltare a 2

Geografia resurselor _______________________________________________________________ agriculturii bazat pe irigaii (Fig. 2). Cea mai mare uzin de desalinizare a apei marine se afl n Emiratele Arabe Unite, la Jebel Ali, care produce aproximativ 300 mil mc/an. Cea mai mare capacitate de desalinizare a apei marine exist n Arabia Saudit, de circa 3 mil mc/zi de ap potabil, la care se adaug i E.A.U., Kuwait, Iran.

Fig. 2 Amplasarea uzinelor de desalinizare a apelor marine n Orientul Mijlociu (dup La documentation Francaise, Documentation photographique n. 8014)

1.4. Oceanul Planetar surs de energie Oceanul Planetar este dispune de cantiti impresionante de energie dinamic, generat de micrile apei sau de origine termic i chimic. Energia mareelor este valorificat n centralele mareemotrice, acolo unde amplitudinea acestora este n medie ntre 5 i 12 m. Energia mareic prezint avantajul de a fi inepuizabil, ns este discontinu, iar posibilitile de utilizare sunt ca urmare limitate. Exploatarea sa implic o anumit configuraie a rmului (estuare i golfuri nguste), care s permit amplasamente economice. Cele mai favorabile condiii sunt pe rmul estic al Americii de Nord (aproape 17 m amplitudine mareic n Golful Fundy), sudul Pen. Alaska, litoralul atlantic francez, rmul Mrii Albe i Ohotsks etc. Centrale care valorificau fluxul i refluxul au fost construite nc din sec. XII n Pen. Bretagne, pentru acionarea unor mori. Recent, au fost proiectate centrale complexe, majoritatea implicnd construirea unui baraj care nchide golful, avnd o turbin implantat n baraj, care este acionat att la flux, ct i la reflux. Centrale mareemotrice funcioneaz n Frana, la Rance i n Pen. Kola, n nordul Rusiei. Preul energiei obinute este comparabil cu cel al energiei furnizate de termocentralele ce funcioneaz pe crbuni. Energia valurilor este determinat de dinamica apei, n principal valurile, care se formeaz sub aciunea vnturilor asupra masei de ap, potenialul lor depinznd deci foarte mult de frecvena i intensitatea vntului. 3

________________________________________________________________ Resursele hidrosferei Prima central din lume care folosea fora valurilor pentru producerea de energie electric a fost construit n anul 1978 n Japonia. China a costruit i ea o astfel de central, amplasat pe litoralul Mrii Chinei de Est. Dintre dezavantajele pe care le implic construirea i funcionarea unor astfel de centrale electrice, amintim uzura rapid a instalaiilor metalice n apa srat a mrii, costuri mari de ntreinere, costul mai ridicat al energiei obinute. Pentru producerea de energie electric ar mai putea fi folosii i curenii marini , purttorii unor cantiti nsemnate de energie cinetic, diferenele de temperatur ntre diferite straturi de ap ale Oceanului, precum i hidrogenul.

2. APELE CONTINENTALE Resursele de ap continentale sunt mult mai puine cantitativ comparativ cu cele ale oceanului, fiind constituite aproape numai din ap dulce, iar aceasta este blocat aproape n proporie de 98-99% sub form de ghea. Apele continentale sunt folosite n mai multe scopuri. Cele mai mari consumuri se nregistreaz n industrie, n agricultur (la irigaii) i pentru consumul uman (folosite att ca liment, ct i pentru asigurarea igienei). De asemenea, apele continentale de suprafa sunt folosite la producerea de energie electric. 2.1. Producerea de energie electric Energia apelor curgtoare este cea mai ieftin surs de obinere a electricitii, iar valorificarea sa, n aceast direcie, apare n a doua jumtate a sec. al XIX-lea. Astzi, hidrocentralele produc 19% din electricitatea mondial, transformnd energia primar a apelor curgtoare n energie electric. Avantajele pe care le ofer hidrocentralele sunt date de: costul mic al energiei produse (n general de 3-4 ori mai mic dect n cazul energiei produse n termocentrale, datorit cheltuielilor reduse de exploatare), grad foarte redus de poluare, mbuntirea navigaiei, posibilitatea utilizrii apei pentru agricultur, industrie, consum casnic, prevenirea inundaiilor prin regularizarea debitelor. Construcia unor asemenea centrale necesit ns un timp mai lung de execuie, investiiile sunt mai mari, datorit lucrrilor complexe ce trebuie realizate (centrala electric, baraje, canale de aduciune etc.), iar n unele situaii se produc modificri substaniale n mediul nconjurtor, au loc strmutri de populaie. Repartiia teritorial a potenialul hidroenergetic este foarte inegal la nivel mondial. Valoarea potenialul hidroenergetic depinde de mai muli factori, cei mai importani fiind: debitul fluviului i profilul longitudinal al acestuia, care sunt influenate n mod direct de repartiia precipitaiilor i de particularitile reliefului. Cu ct debitul nu prezint mari oscilaii de la un anotimp la altul, cu att echiparea hidroenergetic este mai rentabil, ntruct nu mai este necesar acumularea apei; relieful i substratul geologic cele mai favorabile puncte pentru valorificarea hidroenergetic sunt pragurile, cataractele i cascadele, precum i defileele adnci, spate n roca dur, acolo unde construcia barajelor necesit un efort minim. Astfel de condiii extrem de favorabile se ntlnesc n Pen. Scandinav, Scutul Canadian i Brazilia, Munii Anzi i Himalaya. Potenialul hidroenergetic economic amenajabil este concentrat n Asia (27,5%) i America Latin (20%), celelalte continente deinnd ponderi mai reduse. Dintre statele cu cel mai mare potenial hidroenergetic amenajabil menionm Rusia (8% din totalul mondial), Zairul i China, iar dintre fluvii menionm Zairul, Ienisei, Brahmaputra, Yangtze, Columbia, Parana. Dei n urm cu 15-20 de ani se aprecia c pn n anul 2000 potenialul hidroenergetic va fi valorificat n proporie de aproape 2/3, nu s-a reuit acest lucru, ntruct pe lng costurile relative ridicate i amortizabile ntr-un timp mai mare, au ctigat teren mai rapid alte forme de energie (nuclear ndeosebi). Valorificarea resurselor hidroenergetice este destul de redus, sub 20% din potenialul tehnic amenajabil, cu ponderi mai mari n Europa i America de Nord. Sub medie se nscriu Asia, America de Sud, Africa, Oceania. Cele mai mari capaciti instalate n centrale 4

Geografia resurselor _______________________________________________________________ hidroenergetice sunt deinute de ctre Europa, Asia i America de Nord. Dintre rile cu valori mai mari ale puterilor instalate n hidrocentrale menionm: SUA, Canada, China, Brazilia, Fed. Rus. n prezent, centralele hidroelectrice asigur 20% din producia mondial de electricitate, reprezentnd ns 88% din producia de energie electric din surse regenerabile. Unele state i asigur cea mai mare parte a consumului intern de electricitate din hidroenergie. Este vorba de state cu producie mic de energie electric Paraguay, Uruguay i Costa rica, Zambia, Congo, Ghana, Uganda, Malawi, Zair, Nepal (pn la 90%), dar i de ri cu producie important de energie electric, precum Norvegia, Elveia, Austria i Suedia n Europa, Brazilia, Columbia i Argentina n America Latin, Noua Zeeland etc. 2.2. Repartiia geografic a hidrocentralelor America de Nord este continentul cu cea mai bun valorificare a potenialului hidroenergetic, Canada i SUA totaliznd 28% din producia mondial de hidroenergie. n SUA, cele mai importante amenajri se afl n Munii Stncoi i ai Cascadelor, remarcnduse cele de pe fluviile Columbia (Fig. 3) n total 25 de hidrocentrale, din care 21 n SUA, cea mai mare fiind Grand Coulee, cu aproape 11 000 MW putere instalat n final i Colorado, n aval de Marele Canion. Alte lanuri de hidrocentrale se afl pe fluviile Missouri i Tennessee, precum i la cascada Niagara.

Foto 1 Barajul Grand Coulee, Columbia

Fig. 3 Principalele baraje construite n bazinul fluviului Columbia (SUA)

Canada reprezint al doilea stat cu cel mai mare volum al produciei de hidroenergie la nivel mondial (locul 1 fiind ocupat din 2008 de China), avnd cele mai importante amenajri pe fluviul Sf. Laureniu i afluenii si i la Cascada Niagara. n America de Sud, cea mai bun valorificare a potenialului hidroenergetic se nregistreaz n Brazilia (al treilea productor de hidroenergie la nivel mondial), Argentina, Paraguay i Venezuela. n Brazilia se remarc hidrocentralele construite pe fluviul Parana (Fig. 4) i afluenii si Paranaibo i Rio Grande, cea mai important fiind Itaipu (construit n colaborare cu Paraguay), una dintre cele mai mari din lume, avnd o putere instalat n prezent de 8000 MW. n Venezuela, se afl o alt mare hidrocentral la Guri, cu o putere instalat n final de peste 10000 MW. 5

________________________________________________________________ Resursele hidrosferei

Fig. 4 Amenajarea hidroenergetic a fluviului Parana (sursa: La Documentation Francaise)

Asia posed 25% din puterea total instalat a hidrocentralelor, producia acestora reprezentnd 22% din cea mondial. n China, unde mult vreme a dominat construcia microhidrocentralelor (n prezent existnd peste 10 000), n ultimii ani s-a trecut la realizarea de mari hidrocentrale pe fluviile principale: Yangtze, HuangHe, China fiind din 2008 cel mai mare productor de hidroenergie din lume. Unul din cele mai ambiioase proiecte din lume a fost construirea barajului (2 km lungime i 100 m nlime) i hidrocentralei Trei Defilee, de pe fluviul Yangtze (foto 2), care a implicat strmutarea a peste 1,2 mil. persoane, lacul ce se formeaz n spatele barajului avnd peste 600 km lungime.

Foto 2 Barajul Trei Defilee, China

Fig. 3 Fluviul Yangtze i Barajul Trei Defilee (China)

n Japonia exist numeroase hidrocentrale, cu puteri instalate reduse datorit seismicitii accentuate. India, care dispune de un imens potenial hidroenergetic (2% din cel mondial) a nceput valorificarea acestuia pe Indus, Gange i Brahmaputra i afluenii lor.

6

Geografia resurselor _______________________________________________________________ Africa, dei dispune de un nsemnat potenial hidroenergetic, valorificarea sa este foarte redus. Cele mai importante amenajri exist sau se afl n curs de realizare pe fluviile Nil (Fig. 4), Zair, Niger, Senegal, Zambezi. Cea mai mare hidrocentral n funciune din Africa se afl pe Zambezi n Mozambic. Cel mai mare sistem hidroenergetic de pe acest continent se afl ns n construcie pe Zair sistemul Inga. Hidrocentralele din Europa au de regul puteri instalate care nu depesc 1000-1500 MW, cu excepia celei de pe Dunre de la Porile de Fier I, cosntruit de Romnia i Serbia. CSI reprezint unul din cei mari mari productori de hidroenergie la nivel mondial, valorificnd potenialul unor fluvii din partea european, ntre care Volga (, cu 13 hidrocentrale, Fig. 5) i Nipru. Cea mai mare putere instalat o au ns hidrocentralele de pe rurile siberiene Ienisei i afluentul su Angara, Irt i Tunguska Inferioar, unde se afl n construcie cea mai mare hidrocentral din lume: Turuhansk 20 000 MW.

Fig. 4 Amenajrile de pe fluviul Nil

Fig. 5 Amenajrile de pe fluviul Volga

7