Wpływ człowieka na systemy rzeczne
Wiele systemów rzecznych jest kształtowanych przez działalność człowieka i siły antropogeniczne. Proces oddziaływania człowieka na przyrodę, w tym na rzeki, określany jest początkiem antropocenu , który zastąpił holocen . [ potrzebne źródło ] Ten długoterminowy wpływ jest analizowany i wyjaśniany przez wiele różnych nauk i znajduje się w kontekście interdyscyplinarnym. Naturalny obieg wody a przepływ strumieni podlega wpływom globalnym i jest powiązany z globalnymi połączeniami. Rzeki są istotnym składnikiem królestwa ziemskiego i były preferowanym miejscem osadnictwa ludzkiego w historii. Rzeka jest głównym określeniem samych koryt rzecznych, stref nadbrzeżnych , równin zalewowych i tarasów, przyległych wyżyn rozciętych przez niższe kanały i delty rzeczne .
Wpływ człowieka
Relacje między ludźmi a rzekami, które reprezentują środowiska słodkowodne , są skomplikowane. Rzeki służą przede wszystkim jako zasoby słodkiej wody i pochłaniają ścieki domowe i przemysłowe . Konsekwencje tego użycia wynikają z różnych działań i zakorzenione są w złożonych, interdyscyplinarnych systemach i praktykach.
Zmiany środowiskowe w rzekach zwykle wynikają z rozwoju człowieka, takiego jak wzrost liczby ludności , zależność od zasobów kopalnych , urbanizacja , handel światowy oraz emisje przemysłowe i rolnicze . Działania antropogeniczne obejmują również odrębne elementy, takie jak używanie ognia, udomowienie roślin i zwierząt, rozwój gleby, zakładanie osad i nawadnianie. Ekosystemy rzeczne zostały przekształcone poniżej miejsca zanieczyszczenia. Aktywne przemiany człowieka, inżynieria rzeczna , zmieniły systemy rzeczne i ekosystemy.
Inżynieria rzeczna
Inżynieria rzeczna, gałąź inżynierii lądowej , zajmuje się procesem planowanej interwencji człowieka w celu poprawy i przywrócenia rzek do potrzeb człowieka i środowiska. Dzięki nowoczesnym technologiom, gromadzeniu i modelowaniu danych można usprawnić nawigację, ograniczyć pogłębianie i stworzyć nowe siedliska. Inżynieria rzeczna zajmuje się również kontrolą osadów i erozji , które mogą stanowić zagrożenie dla ludzkości poprzez niszczenie infrastruktury, utrudnianie zaopatrzenia w wodę i powodowanie poważnych odcięć rzek . Struktury regulacji rzek pomogą zmodyfikować przepływ hydrauliczny i reakcję osadów w rzece.
Ludzie modyfikowali naturalne zachowanie rzek na dłużej, niż zapisywana jest historia. Zarządzanie zasobami wodnymi , ochrona przeciwpowodziowa i energetyka wodna nie są koncepcjami nowymi. Niezależnie od tego inżynieria rzeczna zmieniła się w ubiegłym stuleciu ze względu na kwestie środowiskowe. Dostępna ilość i rodzaj danych o rzekach wzrosła, co dostarcza bardziej użytecznych informacji o zachowaniu rzek i ich ekosystemów. Eksperci inżynieryjni są w stanie analizować i dostosowywać w sposób bardziej świadomy dla środowiska. Renaturyzacja projekty zwiększają świadomość ekologiczną, jednak szybko rosnąca i urbanizująca się populacja musi mieć zapewnione wystarczające zasoby wody i energię wodną, co wymaga bardziej zrównoważonych rozwiązań.
Zanieczyszczenie rzeki
Zanieczyszczenie wody występuje, gdy zbiorniki wodne , takie jak rzeki, jeziora i oceany, są zanieczyszczone szkodliwymi substancjami. Substancje te pogarszają jakość wody i są toksyczne dla ludzi jako konsumentów oraz dla środowiska. Zanieczyszczenia w rzece mogą pochodzić ze źródeł punktowych lub niepunktowych . Najczęstsze rodzaje zanieczyszczenia wód powierzchniowych to rolnictwo, ścieki i ścieki (w tym ścieki burzowe ), zanieczyszczenie olejami i substancjami radioaktywnymi . Sektor rolnictwa zużywa dużo słodkiej wody i jest głównym źródłem degradacji wody .
Oś czasu
Większość osad w historii ludzkości znajdowała się wzdłuż rzek, przekształcając się w miasta nadrzeczne i identyfikowalne dzięki ich znacznemu śladowi środowiskowemu. Wpływ człowieka na rzeki można podzielić na sześć chronologicznych etapów:
| Okres czasu | Era | Wpływy |
|---|---|---|
| Przed 15 000 lat temu | Minimalne efekty | Używanie ognia i zbieranie roślin i zasobów wodnych |
| Po 15 000 lat temu | Drobne efekty | Zwiększona uprawa , udomowienie roślin i zwierząt |
| Po 9800 lat temu | Era rolnicza | Stare osady , powszechne użycie ognia, pierwsze tamy i nawadnianie , produkcja cegły mułowej |
| Po 6500 lat temu | Era nawadniania | Nawadnianie na dużą skalę, duże miasta, pierwsza duża tama, miejskie zaopatrzenie w wodę, rozszerzone wykorzystanie wód podziemnych , floty rzeczne, górnictwo aluwialne |
| Po 3000 lat temu | Era inżynierii | Nasypy , tamy, młyny wodne , zwłaszcza w cesarstwie chińskim i rzymskim |
| Po 1800 roku n.e | Era technologiczna | Bardziej zróżnicowane i intensywne efekty antropologiczne rzeki |
Konsekwencje
Podczas gdy inżynieria rzeczna może poprawić zachowanie rzeki lub powstrzymać ją, aby dostosować się do naszej infrastruktury, a zatem może zostać oceniona jako pozytywny lub negatywny wpływ, zanieczyszczenie niewątpliwie ma negatywny wpływ na nasze środowisko. Konsekwencje są bardzo złożone i trudne do zmierzenia i sklasyfikowania, ponieważ często korzyści dla ludzkości oznaczają wady dla środowiska i odwrotnie. [ potrzebne źródło ]
Wskaźniki
Wskaźnikami , dzięki którym oddziaływanie człowieka jest mierzalne i ilościowe, są: współczynnik sztucznego zwierciadła wody, wskaźnik zagęszczenia sztucznego zwierciadła wody, wskaźnik zakłócenia łączności podłużnej, współczynnik sztucznej rzeki, krętość sztucznego odcięcia, współczynnik skanalizowania, współczynnik sztucznych wałów przeciwpowodziowych, stosunek drogi wzdłuż rzeki, współczynnik transportu osadów sztucznych oraz zintegrowany wskaźnik wpływu na strukturę rzeki.
Strumień materiału i osadu
W wyniku oddziaływania antropogenicznego zmienił się przepływ materiału rzek, który wpływa do morza i ma silny wpływ na środowiska przybrzeżne i szelfowe .
Spływ
Alternatywne użytkowanie gruntów, wylesianie , zalesianie i różne rodzaje inżynierii rzecznej również doprowadziły do zmian w procesach hydrologicznych, takich jak odpływ wody . Grzybobranie nielegalnej działalności wydobywczej może na przykład zmienić strukturę gleby , gradient ciśnienia między przepływem strumienia a wodami gruntowymi oraz pokrywę roślinną, a tym samym doprowadzić do zwiększenia lub zmniejszenia odpływu. [ potrzebne źródło ] W południowej Ghanie w dorzeczu Dolnej Pra odsetek zmian odpływu, który jest związany z działalnością człowieka, wynosi około 66%. Obecność ludzi i infrastruktura skorzystały na zarządzaniu rzekami poprzez zmianę i prostowanie rzek, aby uczynić cenne tereny wokół nich bardziej nadającymi się do zamieszkania.
Jakość wody
Spożycie zanieczyszczonej wody prowadzi do wielu zgonów. W 2015 roku 1,8 miliona ludzi na całym świecie zmarło z powodu zanieczyszczenia wody, a ponad 1 miliard ludzi zachorowało. o niskich dochodach i kraje trzeciego świata , ponieważ często mieszkają w pobliżu przemysłu o wysokiej emisji. Zagrożenia, takie jak patogeny i choroby przenoszone przez wodę, rozprzestrzeniają się szybko w zbiornikach powierzchniowych, takich jak rzeki, i są szczególnie groźne w krajach trzeciego świata bez systemów oczyszczania ścieków.
Ekosystem i różnorodność biologiczna
Duże tamy i produkcja energii wodnej są ważną częścią dzisiejszego zaopatrzenia w energię i obejmują znaczną część inżynierii rzecznej. [ potrzebne źródło ] Podejście polegające na uwalnianiu niewielkich ilości wody przez turbiny jest odpowiedzią na rosnące zapotrzebowanie na energię ze strony szybko rozwijających się miast; spłaszcza jednak hydrografy rzek i odpowiada za spadek sezonowej zmienności hydraulicznej oraz utratę dynamiki budowania delt w miarę magazynowania osadów w zbiorniku . Drobni użytkownicy delt tracą bioróżnorodność i produktywność ekosystemów, od których są zależni. Ekosystem wodny składa się z łańcucha organizmów, które są od siebie zależne. Kiedy zanieczyszczenie wyrządza szkodę tylko jednemu organizmowi, proces ten może rozpocząć reakcję łańcuchową i zagrozić całemu środowisku wodnemu. Kiedy namnażanie się nowo wprowadzonych składników odżywczych wywołuje wzrost roślin i glonów, poziom tlenu w wodzie spada. [ potrzebne źródło ] Ten proces, znany jako eutrofizacja , dusi rośliny i zwierzęta oraz prowadzi do martwych stref tj. siedliska wodne bez życia. Chemikalia i metale ciężkie ze ścieków przemysłowych są również toksyczne dla organizmów wodnych. Mogą skrócić żywotność organizmu i jego zdolność do rozmnażania się, jednocześnie zagrażając ludziom, ponieważ ludzie mogą żywić się tymi organizmami, a wszelkie toksyczne oddziaływanie na te organizmy może niekorzystnie wpływać na ludzi.
Skutki globalne i społeczne
Rzeki zawsze były niezawodnym źródłem dla społeczności ludzkich. Były preferowanym miejscem osadnictwa we wczesnej historii i nadal zapewniają bogate środowisko dla dużych miast. Wiele szlaków handlowych prowadzi wzdłuż rzek i buduje globalne połączenia.