2 skyrius vandens savybės ir ištekliai PDF

3. VANDENS FIZINĖS-CHEMINĖS SAVYBĖS IR IŠTEKLIAI Molekulių išsidėstymo struktūriniai skirtumai įvairių agregatinių būsenų medžiagoje. Keičiantis agregatinei būsenai, medžiagos cheminė sudėtis išlieka ta pati, tačiau jos fizinės savybės kinta. Pagrindinės medžiagų agre...

3. VANDENS FIZINĖS-CHEMINĖS SAVYBĖS IR IŠTEKLIAI Molekulių išsidėstymo struktūriniai skirtumai įvairių agregatinių būsenų medžiagoje. Keičiantis agregatinei būsenai, medžiagos cheminė sudėtis išlieka ta pati, tačiau jos fizinės savybės kinta. Pagrindinės medžiagų agregatinės būsenos ir virsmo procesai (Daintith, 2000)  Medžiagos agregatinė būsena labiausiai priklauso nuo aplinkos temperatūros ir slėgio. Esant stabiliam slėgiui ir kylant temperatūrai, skystis paprastai virsta dujomis. Temperatūros kilimas, nesikeičiant slėgiui, gali sukelti ir kietų kūnų lydymosi procesą. Greičiau tirpti ir garuoti linkę tie junginiai, kurių molekulės silpniau chemiškai susietos.  Kietosios agregatinės būsenos medžiagos esant pastoviam slėgiui ir temperatūrai, išlaiko stabilią formą ir tūrį. Skystos būsenos medžiagos nekintant aplinkos sąlygoms išlaiko tūrį, bet neturi formos (joms būdingas takumas). Dujinės būsenos medžiagos neišlaiko nei formos, nei tūrio. Vandens molekulės (H2O) struktūra Trikampio formos H2O molekulės suteikia vandeniui specifinių savybių (pvz., būtent dėl to ledo kristalai yra šešiakampiai, kas lemia vandens plėtimąsi šąlant). Teigiami vandenilio atomai ir neigiami deguonies atomai poliarizuoja vandens molekulę. Todėl ji traukia prie savęs greta esančias molekules.  Specifinės vandens molekulės savybės Vandenilio apvalkale gali tilpti du elektronai – yra viena „laisva“ vieta. Deguonies atomo apvalkalo antrame sluoksnyje gali tilpti aštuoni elektronai, tad yra dvi „laisvos“ vietos. Deguonies ir vandenilio atomų apvalkalo „laisvos“ vietos gali būti abipusiškai užpildytos kovalentiniu ryšiu. Vandens molekulės kovalentiniai ryšiai yra stiprūs. Kovalentinių jungčių susidarymas  Vandenilinių jungčių susidarymas Dvi vandens molekulės gali sudaryti tarpusavio vandenilinę jungtį. Esant greta pakankamam skaičiui molekulių, kiekviena vandens molekulė yra surišta su keturiomis kitomis molekulėmis. Vandeniui šąlant tai lemia šešiakampę ledo kristalo struktūrą. Kadangi šias jungtis sunku nutraukti, vanduo pasižymi aukštesne virimo ir lydymosi temperatūra, lyginant su panašiais, bet vandenilio ryšiais nesujungtais skysčiais. Vandenilinių jungčių tarp vandens molekulių schema, kai šalia yra daug vandens molekulių https://youtu.be/DhPVhIzMaqg (Dingman, 2002)  https://en.wikipedia.org/wiki/Water_memory https://en.wikipedia.org/wiki/Benveniste_affair „Yra svarių priežasčių, dėl kurių protingi žmonės kol kas turėtų susilaikyti nuo sprendimo patikėti šiuo straipsniu“ Esant standartiniam slėgiui (1 atm = 101 325 Pa), vandens užšalimo temperatūra lygi 0 °C, virimo – 100 °C. Slėgiui krintant, užšalimo temperatūra kyla, o virimo – krinta. 0,00603 atm slėgyje užšalimo ir virimo temperatūra tampa identiška (0,0098 °C) – pasiekiamos „trigubo taško“ sąlygos. Žemesniame slėgyje vanduo negali būti skystas. 218 atm slėgyje prie 374 °C temperatūros vanduo pasiekia „kritinį tašką“ – skysto vandens ir Vandens fazinė diagrama rodo jo agregatinės būsenos kaitą, garų tankis bei kitos savybės kintant temperatūrai ir slėgiui. sutampa: didesniame slėgyje arba Trigubas taškas T žymi sąlygas, kuriose vanduo gali būti visų aukštesnėje temperatūroje vanduo trijų agregatinių būsenų. pereina į „superkritinio skysčio“ būseną, Kritinis taškas C žymi skysčio ir garų skirtumus lemiančių kur dujos nesiskiria nuo skysčio. sąlygų viršutinę ribą. Vandeniui būdingas santykinai mažas (lyginant su dauguma skysčių) klampumas, dėl kurio vandens srovės lengvai ir greitai išlygina slėgio skirtumus. Vandeniliniai ryšiai tarp vandens ir kitų medžiagų molekulių leidžia vandeniui judėti siaurais kapiliarais: Menisko susidarymas kapiliare esančiame vandens stulpelyje: a) didelio skersmens kapiliaras, kuriame meniskas nesusidaro dėl per menko kapiliaro sienelių traukos poveikio vandens stulpeliui; b) siauras kapiliaras su mažu vandens kiekiu, kuriame susidaro vandens stulpelis su apatiniu ir viršutiniu menisku; c) siauras kapiliaras su dideliu vandens kiekiu, kuriame susidaro tik viršutinis meniskas. Takumas – kūno gebėjimas negrįžtamai deformuotis veikiant mechaniniam įtempiui. Takumas būdingas dujoms, skysčiams ir plastiškumu pasižymintiems kietiems kūnams. Kuo didesnis kūno takumas, tuo mažesnis jo klampumas. Skysčių takumą sukelia spartesnė molekulių difuzija (procesas, kai skystos arba dujinės medžiagos molekulės skverbiasi iš didesnės koncentracijos vietų ten, kur jų koncentracija mažesnė, kol pasiskirsto vienodai) veikiančio įtempimo kryptimi. Su menku klampumu susiję ir tai, kad vandeniui dažniau būdingas turbulentinis, o ne laminarinis tekėjimas. http://www.yout ube.com/watch ?v=_dbnH- BBSNo Esant mažam srovės greičiui vanduo teka laminariškai ir įvairūs srauto sluoksniai nesimaišo net judėdami skirtingu greičiu. Pasiekus kritinį greitį laminarinis tekėjimas pereina į turbulentinį, kuomet visi sluoksniai sraute nuolat maišosi. Vanduo – itin turbulentiškas skystis, tad laminarinis tekėjimas natūralioje aplinkoje sutinkamas retai (dažnesnis tik požeminio vandenyse). Pati kritinio greičio reikšmė ir realios sąlygos, kuriose tekančio vandens srautas pasiekia kritinį greitį, priklauso nuo Reinoldso skaičiaus (Re). vs H Re = vs H = Re Čia: vs – vandens srauto greitis (cm/s); H – srauto gylis (cm); – kinematinio klampumo koeficientas (cm²/s). Kanaluose su glotniomis sienelėmis kritinis Reinoldso skaičius, kurį viršijus srautas tampa turbulentiniu  360. Esant 16 °C temperatūrai, vandens kinematinio klampumo koeficientas = 0,01. Tuomet gautume, kad: vs H  3,6 arba 3,6 vs = H Vadinasi, kai srauto gylis lygus 10 cm, kritinis greitis lygus 0,36 cm/s; kai gylis – 100 cm, kritinis greitis – 0,036 cm/s; kai gylis 200 cm, kritinis greitis – 0,018 cm/s. Tokie duomenys rodo, kad natūraliuose srautuose (upėse) laminarinio tekėjimo nebūna. Va n d e n s t e k ė j i m o d ė s n i n g u m a i lemia upių vagų formą ir upių tinklo susidarymo ypatumus. https://upload.wikim Paviršinis vanduo Žemėje dažniausiai (išskyrus šlaitinį nuotėkį) teka edia.org/wikipedia/c turbulentiškai. Prasidėjus turbulentiniam vandens srauto tekėjimui formuojasi ommons/b/b4/Vortex vagų tinklai ir upynai. -street-animation.gif  Vanduo – universalus tirpiklis Poliarizuota molekulės struktūra leidžia vandeniui lengvai ištirpinti daugumą kitų junginių. Tirpimo metu molekulė prijungiama prie laisvos jungties. Itin svarbi vandens savybė – netolydi jo tankio kaita įvairioje temperatūroje. Maksimalus tankis pasiekiamas 4 °C temperatūroje: šiltam vandeniui vėstant iki šios temperatūros, jo tankis didėja, paskui vėl sumažėja. Vanduo pasižymi didžiausia šilumine talpa tarp visų skysčių. Principinė vandens tankio priklausomybės nuo temperatūros schema. Detalus vandens tankio priklausomybės nuo temperatūros grafikas  Esant 24,69 ‰ druskingumui, susilygina užšalimo ir didžiausio tankio vandens temperatūra, todėl druskingi telkiniai užšąla ne tik vėliau, bet ir pats užšalimo procesas juose trunka ilgiau. Gėlas vanduo vėsdamas pradžioje pasiekia didžiausio tankio temperatūrą ir įvairiame gylyje esantys sluoksniai išsimaišo, o tik vėliau užšąla. Druskingų telkinių vanduo toliau maišosi ir pasiekęs užšalimo temperatūrą, todėl užšalimo procesas užtrunka. Vandens užšalimo temperatūros (Tu) ir didžiausio tankio vandens temperatūros (Tm) priklausomybė nuo vandens druskingumo Skirtingų agregatinių būsenų vanduo gamtinėje aplinkoje dažniausiai išsidėsto savotiškais „sluoksniais“: Garai Ledas Skystas vanduo Greita apytaka Vidutinė apytaka Lėta apytaka  Terminė vandens telkinių terminė stratifikacija Vandens tankio skirtumus sukelia nevienoda vandens temperatūra arba cheminė sudėtis. Dėl tankio skirtumų stovinčio vandens telkiniuose vanduo susisluoksniuoja. Vandens temperatūros skirtumų sukelta vandens stratifikacija vadinama termine stratifikacija. Cheminės sudėties skirtumai stovinčio vandens telkiniuose sukelia cheminę stratifikaciją. Tuomet dėl vandens druskingumo skirtumų, telkinyje susidaro chemoklina (vandenynuose, jūrose ir sūriuose ežeruose). Skirtingu tankiu pasižymintys vandens sluoksniai gamtoje dažniausiai pasižymi ir skirtingu jame ištirpusių dujų kiekiu. Šios priežastys lemia ir pagrindinių pasaulinio vandenyno srovių išsidėstymą pagal gylį bei jų kryptis. Svarbiausi cirkuliaciniai srautai pasauliniame vandenyne: giliau tekančios šaltos srovės pažymėtos mėlynai, paviršinės šiltos srovės – juodai. Vandenynų vandens masės stratifikacijos pokyčiai sukelia ir daugelį atmosferos cirkuliacijos procesų. Ramiojo vandenyno pjūvis, atspindintis tipinę atmosferos cirkuliacijos procesų formą šiame regione. Ramiojo vandenyno pjūvis, atspindintis cirkuliacijos procesus, sukeliančius El Niño susidarymą. Dinamiškuose vandens objektuose (pvz., upėse) vandens stratifikacija labai nežymi. Stovinčio vandens telkiniuose terminė ir cheminė stratifikacija kartais būdinga ne tik vandeniui, bet ir dugno nuoguloms. Vandens ir paviršinių dugno nuogulų temperatūros pasiskirstymas Tapelių ežere (Vilniaus r.) 2009-03-12 Vandeniui būdinga ypač didelė, lyginant su kitais skysčiais, savitoji šiluma – šilumos kiekis (J), kurio reikia 1 kg kūno masės temperatūrai pakelti 1 °C. Vandens savitoji šiluma ~4200 J/(kgꞏ°C. Dėl to hidrosferos objektų vandens paviršiaus temperatūra svyruoja žymiai lėčiau nei greta esančio oro. Vandens temperatūros Kauno mariose ties Darsūniškiu ir oro temperatūros Kauno MS kaita 2018 m. liepą. Pagal masės santykį vanduo (vandenilio oksidas) sudarytas iš ~88,8 % deguonies ir ~11,2 % vandenilio. Skysčio agregatinėje būsenoje vanduo – bespalvis ir bekvapis. Kitas spalvas bei kvapus dėl priemaišų. Grynas vanduo yra gėlas. Ledo agregatinėje būsenoje vanduo gali būti itin įvairus. Šiuo metu žinomi trys amorfinio ledo tipai ir keliolika kristalinių jo modifikacijų. Beveik visas hidrosferoje sukauptas ledas yra pirmos kristalinės modifikacijos (lh). Amorfinio ledo beveik neįmanoma aptikti esant natūralioms Žemės sąlygoms. https://www.youtube.com/shorts/BERYyZvKzV0  LEDO KRISTALO STRUKTŪRA Vaizdas iš šono Vaizdas iš priekio Ledo kristaluose H2O molekulės išsidėstę šešiakampiuose keliomis plokštumomis. Smulkūs ledo kristalai, susidarantys iš mažų vandens lašelių, esant žemai aplinkos temperatūrai, vadinami snaigėmis. Sniego sluoksniui kelis kartus ištirpus ir pakartotinai užšalus susidaro ledas. Viena dažniausiai sutinkamų snaigių atmainų – dendritai Ledas susidaro ir ant vandens telkinių paviršiaus, temperatūrai nukritus žemiau užšalimo ribos. Garų agregatinės būsenos vanduo (vandens garai) susidaro skysto vandens garavimo arba ledo sublimacijos metu. Normaliomis sąlygomis vandens garai yra nematomi. Prasidėjus kondensacijai garai ima koncentruotis į kristalus arba lašelius, kurie atmosferoje sudaro debesis arba rūką. Lašeliams arba kristalams paaugus ir negalint išsilaikyti ore, iškrinta krituliai. Ar garai virs skysčiu, ar ledu priklauso nuo aplinkos temperatūros ir santykinio vandens garų slėgio. Garai lengvesni už orą, todėl svarbūs konvekcinių srovių susidarymui atmosferoje. Garai atmosferoje yra vienos pagrindinių šiltnamio efektą sukeliančių dujų. 99,13 % atmosferoje esančių vandens garų aptinkami arčiausiai Žemės paviršiaus – troposferoje. https://www.youtube.com/watch?v=iD FZb_xO8dI Kuo aukščiau nuo Žemės paviršiaus kyla garai, tuo aktyviau jie kondensuojasi.  Vanduo visatoje Duomenys apie vandenį kitose Saulės sistemos planetose ir už jos ribų kol kas nėra tikslūs. Anksčiau buvusio vandens pėdsakų ir smulkių ledo telkinių Du galimi požymių rasta Mėnulyje bei Jupiterio Marse. palydovo Europos vidinės Žinoma, kad vandens gali būti sandaros modeliai. Jupiterio, Saturno, Urano ir Neptūno palydovuose. Manoma, kad ledas yra svarbiausia kometų branduolių sudėtinė dalis. Apie vandenį Marse: https://www.youtube.com/watch?v=gksddX9N26w Įsidėmėtina, kad sąlygos Žemėje įvairiu laiku smarkiai keitėsi. Žemiau pateikta nuoroda leidžia modeliuoti Žemės sąlygas pagal įvairius rodiklius: http://earthlike.world/?fbclid=IwAR2- LPl0aFcvrcpat2x8rteezzZ8ZSIHbQ- 4bQs1trYeigST57qnDlf3AH8 Įvairių agregatinių būsenų vandens susidarymo galimybė skirtingose planetose ir jos priklausomybė nuo aplinkos temperatūros bei slėgio (Dingman, 2002)  Vanduo Žemėje Žmonėms aktualiausi gėlo vandens ištekliai, tačiau didžiąją dalį vandens Žemėje sudaro sūrus vanduo. Apytikris gėlo ir sūraus vandens tūrio santykis hidrosferoje Gėlo ir sūraus vandens pasiskirstymas pagal tūrį įvairiose hidrosferos dalyse Sūrus vanduo Gėlas vanduo  Gėlo ir sūraus vandens pasiskirstymas pagal plotą įvairiose hidrosferos dalyse Sūrus vanduo Gėlas vanduo Vandens tūrio pasiskirstymas hidrosferoje, % Vandens druskingumas įvairiose hidrosferos dalyse smarkiai skiriasi. Todėl dažnai vanduo pagal druskingumą skirstomas į kelias sūrumo kategorijas: Vandens druskingumas, ‰ < 0,5 0,5–30 30–50 > 50 Sūrumo kategorija Gėlas Sūrokas Sūrus Druskingas Vidutinis vandens druskingumas vandenyne ~ 35 ‰. practical salinity unit Visiškai gėlas (distiliuotas) vanduo skysčio agregatinėje būsenoje hidrosferoje beveik neaptinkamas. Vyrauja gėlas Atmosfera vanduo Mažiausiai priemaišų turi ką tik susiformavę ir Žemės paviršiaus nepasiekę krituliai. Vandeniui sunkiantis per gruntą, dalis jo nepakeičia Paviršinio Vyrauja sūrus sudėties ir net papildomai vandens vanduo „prasivalo“. Todėl požeminio telkiniai vandens kloduose taip pat slūgso daug gėlo vandens. Ypač druskingas stovinčiuose Paviršiniuose paviršiniuose telkiniuose Požeminio sluoksniuose susitelkęs vanduo. vandens vyrauja gėlas telkiniai vanduo Neproporcingai didelė sūraus vandens dalis hidrosferoje susidaro dėl vienos iš jo cheminių savybių – H2O yra ženkliai polinis tirpalas, aktyviai tirpdinantis įvairias chemines druskas. Didžioji dalis vandens Beveik visi valgomosios druskos klodai Žemėje susidarė, druskingumo gamtoje vykstant intensyviam garavimui iš nykstančių jūrų. susidaro dėl ištirpusios valgomosios druskos (NaCl). Druskos kasyklos. Salar de Uyuni, Bolivija.  10 000 m³/metus ~ 0,3 l/s arba 27 000 l/parą (vienam gyventojui) Žmones ypač domina gėlas vanduo, kurio ištekliai Žemėje pasiskirstę itin netolygiai. Gėlo vandens išteklių, tenkančių vienam gyventojui per metus, pasiskirstymas įvairiose pasaulio šalyse (m3). Didžioji gėlo vandens dalis susikaupusi ledynuose bei požeminiame vandenyje. Tačiau aktyviausiai pasaulyje eksploatuojami paviršiniai vandens telkiniai. Juose sukauptą gėlo vandens kiekį galima apytikriai įvertinti pagal upių nuotėkio rodiklius. Iš dalies upių nuotėkis atspindi ir aktyvioje apytakoje dalyvaujančio požeminio vandens išteklius. Upių nuotėkis kaip pagrindinis gėlo vandens išteklius apibūdinantis rodiklis dažnai naudojamas ne tik todėl, kad šis vanduo intensyviausiai naudojamas, bet ir dėl to, kad jis leidžia įvertinti gėlo vandens atsinaujinimo galimybes įvairiuose regionuose. Bendro metinio upių nuotėkio, nuotėkio tenkančio 1 km2 baseino ploto ir nuotėkio tenkančio vienam gyventojui pasiskirstymas įvairiuose žemynuose. Raudonai pažymėti blogiausiais, mėlynai – geriausiais rodikliais pasižymintys žemynai. Gyventojų sk., Metinis upių Metinis nuotėkis iš Nuotėkis vienam Žemynas Plotas, km2 mln. nuotėkis, km3 km2, m3/m. gyventojui, m3/m. Afrika 30221532 1460,48 4225 139801 2893 Australija 8560000 46,00 1965 229556 42717 Azija 43810582 4753,08 13190 301069 2775 Europa 10180000 740,43 3100 304519 4187 P. Amerika 17840000 439,72 10380 581839 23606 Š. Amerika 24709000 604,18 5950 240803 9848 Iš viso 135321114 8043,90 38830 286947 4827 Nuotėkį galima apibūdinti naudojant įvairias dimensijas. Populiariausios nuotėkio išraiškos formos yra šios: Momentinis debitas (Q) – apibūdina upės nuotėkį konkrečiu momentu. Dažniausiai išreiškiamas m³/s arba l/s. Momentinio debito modelis Nuotėkio tūris (W) – apibūdina ilgalaikį nuotėkį (per metus, mėnesį ar pan.). Dažniausiai išreiškiamas km³ arba m³. W  Populiariausios nuotėkio išraiškos formos (tęsinys): Nuotėkio modulis (q) – rodo vandens kiekį, nutekantį per tam tikrą laiką iš tam tikro ploto. Skirtas įvairių baseinų vandeningumo palyginimui. Dažniausiai išreiškiamas l/(s·km²) arba (rečiau) m³/(s·km²). Vidutinio daugiamečio nuotėkio modulio (l/s·km²) pasiskirstymas Lietuvoje. Nuotėkio sluoksnis (h) – rodo kokiu vandens sluoksniu būtų padengtas baseino paviršius per tam tikrą laiką, jei sukauptas nuotėkio tūris negalėtų nutekėti. Skirtas nuotėkio ir kritulių kiekio palyginimui. Išreiškiamas mm. Vidutinio daugiamečio nuotėkio sluoksnio (mm) pasiskirstymas Lietuvoje.  Nuotėkio modulio q (l/s·km²) priklausomybė 1000Q nuo debito Q (m³/s): q= Vieni nuotėkio rodikliai gali būti A apskaičiuoti pagal kitų rodiklių reikšmes. h q= Nuotėkio modulio q (l/s·km²) priklausomybė nuo N nuotėkio sluoksnio h (mm): arba h = qN Nuotėkio tūrio W (m³) priklausomybė Čia: A – baseino plotas nuo to ties laikotarpio nuotėkio (km²), N – nagrinėjamo laikotarpio sekundžių sluoksnio h (mm): W = 1000  h  A skaičius (milijonais). Teritorinį nuotėkio pasiskirstymą geriausiai apibūdina nuotėkio sluoksnis arba nuotėkio modulis. Nuotėkio sluoksnis – aukščio dimensija (mm) išreikštas nuotėkis. Metinio nuotėkio sluoksnio (mm) geografinis pasiskirstymas pasaulyje. Gėlas vanduo labai netolygiai vartojamas įvairiose srityse. Daugelyje drėmės pertekliumi pasižyminčių šalių (taip pat ir Lietuvoje) daugiausia vandens naudojama hidroenergetikai. Tačiau absoliutūs lyderiai pagal suvartojamą vandens kiekį pasaulyje yra žemdirbiai. Vandens panaudojimo chronologinė kaita daugiausiai gėlo vandens pasaulyje sueikvojančiose srityse (pagal I. Shiklomanov). Dalis panaudoto vandens išvaloma ir gražinama. Likusi dalis suvartojama negrįžtamai. Nors jo procentinė dalis mažėja, bendras negrįžtamai suvartoto vandens kiekis nuolat auga. Žemės ūkio sektorius per paskutinius kelis dešimtmečius padidino suvartojamo vandens kiekius apie 10 kartų! ir tapo daugiausiai „negrįžtamai“ vandens suvartojančia ūkio šaka. Pasaulinio vandens vartojimo rodikliai: https://www.worldometers.info/water/  Didelė dalis vandens, kurį įprasta vadinti negrįžtamai sunaudotu, sugrįžta į vandens apytakos ciklą. Intensyvus vandens naudojimas pažeidžia teritorijai būdingą vandens balanso elementų santykį. Dėl to pasikeičia ir vandens cheminės bei fizikinės savybės. Nuotėkų pavidalu grąžinamo vandens kokybę ir tolimesnes jo savybes labiausiai nulemia konkrečiose šalyse pasirinkti nuotėkų valymo lygio kriterijai. 2007-2021 m. į paviršinius vandens telkinius išleistų buitinių, gamybinių ir komunalinių nuotekų kokybės kitimo dinamika (https://aaa.lrv.lt/lt/veiklos-sritys/vanduo/nuoteku-tvarkymas/nuoteku-tvarkymo-apskaitos-duomenys ) Vandens balansui ir jo savybėms poveikį daro net vartotojai, kurie grąžina visą panaudotą vandenį atgal (į natūralią terpę). Antai, hidroenergetika formaliai laikoma mažiausiai kenkiančia vandeniui vartojimo sritimi. Tačiau tvenkiniuose vanduo sušyla, todėl smarkiai padidėja garavimas, pasikeičia ekologinės telkinių sąlygos. Mėnesinio papildomo garavimo iš Drūkšių ežero priklausomybė nuo projektuojamos Visagino AE galios (PAV ataskaita, Pöyry-LEI, 2008). Netolygus gėlo vandens išteklių bei žmonių populiacijos pasiskirstymas lemia nevienodas gyventojų galimybes naudotis geros kokybės vandeniu įvairiuose regionuose. http://chartsbin.c om/view/1473 Gyventojų, turinčių galimybę naudotis pakankamai geros kokybės vandeniu pasiskirstymas įvairiose pasaulio šalyse (% nuo bendro gyventojų skaičiaus). Didžiausios vandentvarkos problemos būdingos besivystantiems regionams. Šiuo metu išsivysčiusiose šalyse vienas gyventojas per parą sunaudoja maždaug 500-800 l vandens. Besivystančiose šalyse šis rodiklis siekia vos 60-150 l (šešis kartus mažiau). Nepaisant vandens stygiaus, besivystančiuose regionuose daug didesnė santykinė vandens dalis suvartojama negrįžtamai. Vandens naudojimo įvairiuose regionuose kaita ir prognozė (km³/metus). Jei mėgintume pavaizduoti žemėlapyje įvairias šalis taip, kad jų užimamas plotas būtų proporcingas buityje sunaudojamo vandens kiekiui, matytume tokį pasaulio vaizdą. Apytikris vandens kiekis (l) sunaudojamas 100 g maisto produktų pagaminti (išauginti) Didelė problema yra ir tai, kad gėlo vandens itin dažnai stokoja tie regionai, kuriuose jis intensyviausiai naudojamas žemės ūkiui. Daugumoje jų būtina dirbtinai laistyti auginamas kultūras, nes 75% žemės ūkio naudmenų pasaulyje bent kartą per mėnesį kenčia nuo sausros. Tinkamo naudojimui vandens poreikių ir išteklių santykis („blue water scarcity“) ir žemės ūkyje dirbančių gyventojų skaičius. Pastaruoju metu ypač ryški geriamojo vandens stygiaus problema. Gyventojų, negalinčių pilnai patenkinti geriamojo vandens poreikių, dalis (%) įvairiose šalyse. Kol kas gėlo ir geriamo vandens gamybos ar atnaujinimo technologijos pasaulyje nėra plačiai taikomos dėl savo brangumo. Tad svarbiausiu veiksniu, lemiančiu suvartojamo vandens kiekio didėjimą, vis dar lieka gyventojų populiacijos augimas. Siekiant vartoti mažiau vandens, šiuo metu siekiama jį kuo taupiau naudoti tose srityse, kur galima išvengti didelių vandens kiekių sunaudojimo. Tačiau kol kas labiau apčiuopiamus šios politikos rezultatus galima įžvelgti tik itin išsivysčiusiose šalyse. JAV gyventojų skaičiaus ir vandens kiekio, kurį JAV gyventojai suvartoja per parą kaita 1950–2015 m. laikotarpiu. ( www.usgs.gov ) Vandens vartojimas nuo 1980 m. labiausiai mažėja dėl pasikeitusių termofikacinių elektrinių aušinimo ir laukų drėkinimo technologijų. Vandens suvartojimo mastai didžiojoje pasaulio dalyje ypač smarkiai pakito apie XX a. vidurį. 60 Vandens sunaudojimas, km³/m. 50 40 30 20 10 0 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 Vakarų ir Centrinė Europa Metai Vakarų Afrika Vandens sunaudojimo kaita ir jos prognozė (km³/metus) kai kuriuose regionuose (Shiklomanov, 2006). Regionuose, kuriuose vandentvarkos problemos pastebėtos anksčiau, šiuo metu jau juntamos vandens suvartojimo mažėjimo tendencijos. Išsivysčiusiose šalyse vandens vartojimą dauguma atvejų pavyko sumažinti aktyviai reguliuojant pramonės sektoriuje sunaudojamo vandens kiekį. Suvartojamo vandens kiekio (stulpeliai) ir gyventojų skaičiaus (linija) kaitos tendencijos Anglijoje ir Velse (Davie, 2008).  6000 5000 4000 km³/metus 3000 2000 1000 0 1900 1940 1950 1960 1970 1980 1990 1995 2000 2010 2025 Bendras suvartoto vandens kiekis Negrįžtamai suvartoto vandens kiekis Iki 1970 m. didžioji dalis vandens tūrio, įrašyto į panaudoto kiekio eilutę, grįždavo į paviršinius sausumos vandenis (pirmiausia – upes) beveik nevalyta. Situacija buvo kiek pagerėjusi 1980 – 1990 m., kai santykinai didelius vandens kiekius suvartodavo Šiaurės Amerikos, Europos, Australijos regionai. Ten neblogai išvystyta vandens valymo sistema, todėl nemažai vandens sugrįždavo atgal gana geros būklės. Vėliau į „priekį“ pagal suvartojamo vandens kiekius smarkiai išsiveržė Azija (Kinija, Indija, Centrinės Azijos šalys) bei Afrika, tad situacija vėl ėmė blogėti.