Необходимые и специальные использование водных ресурсов. Водные ресурсы

Потребление питьевой воды на душу населения по городам составляет от 180 до 370 л/сутки. Наибольшее удельное хозяйственно-питьевое водопотребление отмечено в городах Минск, Бобруйск, Могилев. В целом, в последние два года, в связи с массовой установкой индивидуальных приборов учета воды, в соответствии с Директивой №3 Президента Республики Беларусь – наметилась положительная тенденция снижения потребления воды населением Республики.

Для хозяйственно-питьевого водоснабжения основным источником в Республике Беларусь остаются подземные воды. Их доля в общем балансе хозяйственно-питьевого водоснабжения составляет около 88%. В Минской области на территории бассейна Днепра отбор подземных вод приближается к 14% от прогнозных ресурсов. По остальным областям использование водных ресурсов по отношению к прогнозным запасам существенно ниже (5,2 – 8,3).

Поверхностные воды используются для этих целей только в г. Минске (около 1/3 от водопотребления) и в незначительной степени в г. Гомеле. Использование поверхностных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения оценивается величиной около 255 тыс. м 3 /сутки.

По сравнению с серединой 90-х годов отмечается значительное снижение (почти в 2 раза) использования свежей воды на производственные и сельскохозяйственные цели, что привело к снижению объема сброшенных сточных вод.

Важным направлением рационального водопользования промышленностью является разработка и утверждение Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды РБ технологических нормативов водопотребления и водоотведения, которые в настоящее время имеют 115 предприятий Республики.

Вследствие преобладания равнинного рельефа энергетические ресурсы рек Республики относительно невелики. В настоящее время выработка энергии на ГЭС составляет менее 0,1% от общего объема вырабатываемой энергии.

В Беларуси построены гидротехнические сооружения осуществляющие межбассейновую переброску стока (Вилейско – Минская водная система), и каналы, служащие главным образом для целей судоходства (Днепро-Бугский канал, соединяющий бассейны Балтийского и Черного морей).

С учетом радиационного загрязнения Республики Беларусь полноценное рекреационное значение в основном имеет ее центральная и северная часть, где расположены наиболее крупные водные объекты и городские агломерации.

Одним из интересных и перспективных направлений использования водных ресурсов республики является прудово-рыбное хозяйство.

Рыбоводством занимаются специализированные организации, за которыми закреплено 8,9 тыс. га прудовой площади (59% пригодных для ведения рыбоводного хозяйства рыболовных угодий), и 224 юридических лица, которым передано в аренду 98,3 тыс. га озер и водохранилищ, 13 тыс. км рек (30,2%).

К 2013 г. планируется увеличить производство рыбы в водоемах Беларуси по сравнению с 2007 г. в 3,2 раза и обеспечить на уровне 19,4 тыс. тонн. Принятой Правительством Беларуси программой предусмотрено провести укрупнение рыболовных хозяйств, организовать на более высоком уровне селекционную работу с тем, чтобы к 2013 г. довести объем выращивания товарной высокоценной рыбы до 197 т, в том числе угря – до 75 т, осетровых – до 50 т и 1,5 т икры, а также карпа – до 350 т в год.

Кроме широко известных видов рыб, водные ресурсы Республики планируется использовать для выращивания их «экзотических собратьев». В частности, несколько искусственных прудов белорусского национального парка «Браславские озера», не имеющих связи с естественными водоемами, планируется зарыбить черным буффало. Этот вид рыбы популярен на американском континенте и широко используется, как объект прудового рыбоводства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Тысячелетиями люди использовали реки, озера, моря для сброса в них загрязненных сточных вод, и практически повсеместно до начала XX в. это не вызывало особого беспокойства. Солнце, воздух и растворенный в воде кислород обеспечивали самоочищение водных объектов. Всего несколько десятилетий назад загрязненные воды ниже какого-либо города через 20-30 км совершенно чистыми и забирались водозаборами другого, расположенного ниже по течению населенного пункта. Однако рост городов, бурное развитие промышленности, энергетики, водного транспорта, увеличение добычи полезных ископаемых, площадей орошаемых земель вели с каждым годом ко все большему загрязнению вод и при жизни нынешнего поколения людей исчезла иллюзия о неисчерпаемости водных ресурсов на Земле.

Количество стоков, спускаемых в реки и озера, во многих районах мира выросло настолько, что, обладая самоочищающей способностью, водоемы и водотоки уже не смогли восстанавливать нарушенное равновесие условий в них. За 30-40 лет в сточные канавы превратились р. Рейн, Сена, Темза, Северн, Тибр, Миссисипи, Огайо, Потомак, оз. Эри. В угрожающем положении оказались Волга, Амур и ряд озер Российской Федерации.

Во многих странах этой проблемой занимаются на уровне правительств, на ее решение выделяются большие средства. Не оказалась в стороне и Республика Беларусь.

Правительством республики разработана Государственная программа «Чистая вода». В рамках реализации данной программы в нашем государстве строятся современные сооружения водоснабжения, обезжелезивания и очистки, чтобы обеспечить население качественной питьевой водой, улучшить экологическую обстановку и снизить антропогенную и техногенную нагрузку на водные объекты. В 2008-м на реализацию программы «Чистая вода» Президентом и Правительством Республики Беларусь направлено 82 миллиона долларов, для реализации двадцати двух проектов по водоснабжению и водоотведению.

В прошлом году станции обезжелезивания в Щучине и Кличеве, которые были введены в эксплуатацию досрочно, стали обеспечивать все население данных городов качественной питьевой водой. В результате строительства станции обезжелезивания в Климовичах население города также получило возможность пользоваться водой нормативного качества, кроме этого, было предотвращено загрязнение сточными водами реки Пульва и «голубой жемчужины» Беларуси – озера Нарочь.

В целом, за последних два года в Республике Беларусь в эксплуатацию было введено 134 объекта. Реализация Государственной программы «Чистая вода» продолжается.

Похожая информация.

Коммунальное, промышленное и сельскохозяйственное водоснабжение

Коммунальное водоснабжение . Доля коммунального водоснабжения в общем объеме потребляемой воды как в целом в мире, так и в России относительно невелика, но для жизни общества оно имеет решающее значение. Отсутствие чистой питьевой воды - одна из главных причин тяжелых инфекционных болезней. Свыше половины населения мира пользуется водой, не отвечающей санитарно-гигиеническим требованиям.

В России в отношении коммунально-бытового водоснабжения принят самый высокий показатель обеспеченности - 97% по числу бесперебойных лет. Коммунально-бытовое водоснабжение призвано удовлетворять потребности населения в воде, поэтому к ее качеству предъявляются очень высокие требования как по физическим свойствам, так и по химическим и бактериологическим показателям. Для приведения качества воды в соответствие с санитарно-гигиеническими нормативами ее фильтруют, коагулируют, с целью дезинфекции хлорируют или фторируют, для улучшения вкусовых качеств обогащают аммиаком.

Нормы хозяйственно-питьевого водоснабжения зависят от благоустройства жилого фонда населенного пункта, климатических, а нередко и исторических условий. Водопотребление на одного человека колеблется от 30-50 до 400 л/сут и более. Существенны колебания водопотребления и за рубежом. Так в Лондоне на одного человека приходится 260, а в Нью-Йорке - 600 л/сут. В среднем по России городское водопотребление оценивается в 450 л/сут, из них 50% идет на хозяйственно-питьевые, 20 - на коммунально-бытовые и 30% - на производственные нужды. Во многих небольших городах и поселках удельное водопотребление в 1,5-2 раза ниже среднего по стране.

Около 60% воды на коммунальное водоснабжение забирается из поверхностных и немногим более 40% из подземных источников, обладающих наилучшим качеством вод в связи с их минимальным загрязнением химическими веществами химическими веществами и патогенными микробами.

Дальнейшее совершенствование водопользования в коммунальном хозяйстве требует проведения ряда мероприятий, среди которых следует назвать: централизованное водоснабжение в ближайшие годы всего городского населения (в настоящее время - 98% городов и 86% поселков городского типа); всемирную экономию и снижение потерь питьевой воды; стабилизацию удельного водопотребления; разработку и внедрение усовершенствованных систем подачи и распределения воды; существенное повышение уровня механизации и автоматизации технологических процессов водопользования.

Водоснабжение промышленности . Промышленность является одним из крупнейших потребителей воды. Разные отрасли предъявляют различные требования к количеству и качеству воды. Так, на производство 1 т хлопчатобумажной ткани расходуется около 250 м 3 воды, 1 т синтетического волокна - 2500-5000 м 3 . Много воды требуется химической промышленности: около 1000 м 3 воды используется при производстве 1 т аммиака и 2000 м 3 - 1 т синтетического каучука. К числу водоемких потребителей относится и цветная металлургия: на 1 т никеля расходуется 4000 м 3 воды. Следует иметь в виду, что на предприятиях одной и той же отрасли в зависимости от технологического уровня производства на получение 1 т продукции используется различное количество воды, например на производство 1 т нефти требуется от 0,1 до 50 м 3 воды. Обычно расход воды на родственных предприятиях различается в 5-10 раз.

Большое внимание на объем потребляемой воды оказывают системы промышленного водоснабжения. При прямоточной системе вода из источников водоснабжения подается на предприятие, а после использования и очистки, а подчас и без нее возвращается в источник. В системах же оборотного водоснабжения воду после технологического процесса охлаждают, очищают и затем снова направляют в производственный цикл. Периодически для компенсации потерь система пополняется свежей водой. При повторной системе водоснабжения воду, использованную в одних процессах, передают для использования в других процессах этого же или иных предприятий и затем после соответствующей очистки сбрасывают в водные объекты. Нередко две последние системы комбинируются. Безвозвратный расход воды в промышленности чаще всего невелик и колеблется от 2 до 20% в зависимости от характера производства и применяемой технологии и лишь в редких случаях, как, например, в нефтеперерабатывающей промышленности достигает 50%. Безвозвратное водопотребление складывается из объема воды, вошедшей в состав продукции, и потерь на всех этапах технологического процесса.

Вода в промышленном производстве используется как сырье, растворитель. Теплоноситель, наконец, как среда, поглощающая и транспортирующая растворенные примеси. Более всего ее в промышленности используется для охлаждения: например в теплоэнергетике - 85% от общего расхода; основное количество воды на эти же цели идет и на металлургических заводах.

Несмотря на широкое внедрение оборотно-повторного водоснабжения - в среднем до 75%, а в некоторых отраслях и больше, промышленность ежегодно забирает из водных объектов около 50 км 3 воды, в том числе примерно 4 км 3 морской. Свыше 30 км 3 воды промышленные предприятия ежегодно сбрасывают в водные объекты, при этом всем видам очистки (механическая, биологическая и физико-химическая) подвергается лишь около половины сбрасываемых вод, примерно 5-7% вод сбрасывается вообще без очистки.

В условиях намечаемого ускорения развития промышленного производства важное значение приобретает выполнение мероприятий, направленных на совершенствование использования водных ресурсов. Важнейшее значение среди этих мероприятий имеют следующие: нормирование количества и качества воды, расходуемой в различных отраслях промышленности на единицу продукции; дальнейшее наращивание мощностей систем оборотно-повторного водоснабжения и замкнутых систем водоснабжения и замкнутых систем водопользования; применение в ряде отраслей промышленности очищенных сточных вод коммунального хозяйства; всемирное сокращение утечки воды; утилизация осадков в стоках промышленных предприятий и их обработка в целях дальнейшего использования в народном хозяйстве.

Следует иметь в виду, что наряду с сокращением удельного расхода свежей воды в некоторых отраслях промышленности, например нефтедобывающей и газовой, в перспективе расход увеличится, так как усложняются условия разработки и эксплуатации скважин.

Сельскохозяйственное потребление. Годовое потребление воды в сельской местности в нашей стране составляет около 12 км 3 . Основными потребителями воды являются сельские населенные пункты, животноводство, предприятия по переработке сельскохозяйственной продукции, а также производственные зоны по обслуживанию техники.

Характерная особенность водоснабжения сельских населенных пунктов - большая внутрисуточная неравномерность, значительные объемы безвозвратного водопотребления из-за слабого развития канализации и относительно невысокое удельное водопотребление на душу населения - 30-100 л/сут. В целом 33% сельских населенных пунктов имеют централизованное водоснабжение. По сравнению с коммунально-бытовым водоснабжением городов состояние водозаборных сооружений в сельской местности находится на более низком техническом уровне.

Для сельскохозяйственного водоснабжения в основном используются подземные воды. Использование поверхностных вод широко распространено лишь в некоторых районах России - Поволжском, Западно-Сибирском и Дальневосточном (30-35%).

Значительным потребителем воды в сельской местности является животноводство. Нормы потребления воды животными колеблются от 2 л/сут (ягненок) до 200 л/сут (корова). Вода, забираемая на нужды животноводства, должна удовлетворять тем же требованиям, которые предъявляются к воде, используемой для хозяйственно-питьевых целей. Поение скота загрязненной водой снижает продуктивность животных на 40-70%. В южных районах страны животноводство не может развиваться без обводнения обширных пастбищ, которые, как правило. Имеют очень ограниченные водные ресурсы.

Для улучшения сельскохозяйственного водоснабжения требуются: внедрение централизованных систем водоснабжения и водоотведения с сооружениями биологической очистки сточных вод; увеличение оборотного и повторного применения вод; тщательная очистка стоков и использование их для полива сельскохозяйственных культур; совершенствование водозаборов из поверхностных источников; опреснение минерализованных вод; использование солнечной энергии и энергии ветра для подъема воды. Повышение благоустройства сельских населенных пунктов и рост объема сельскохозяйственной продукции неизбежно приведут к росту сельскохозяйственного водоснабжения и водоотведения в ближайшей перспективе.

Энергетика.

Свыше 80% электроэнергии во всем мире, включая Россию, вырабатывается тепловыми электростанциями, которые являются наиболее крупными промышленными потребителями воды. Для их работы требуется воды в среднем 35-40 м 3 /с на 1 млн. кВт установленной мощности. Крупные тепловые электростанции обычно размещают на берегах больших рек, водохранилищ, озер или же для их работы создают специальные довольно значительные водохранилища, что требует больших капиталовложений.

Общий объем воды, потребляемой тепловыми электростанциями страны, составляет около 160 км 3 , в том числе свежей 70, оборотной 90 км 3 , что превышает годовой суммарный сток таких рек, как Днепр, Дон, Урал. Системы охлаждения прямотоком характерны для конденсационных электростанций, а для ТЭЦ, как правило, применяются оборотные системы. Около 95% сточных вод тепловых электростанций составляет охлаждающая вода, практически не загрязненная. Небольшая часть потребности электростанций в воде (около 8 км 3) покрывается морской водой. На морской воде работают станции на побережьях Балтийского и Каспийского морей, Тихого океана.

Воздействие электростанций на гидрологический и биологический режимы водоемов многообразно и обусловлено травмированием организмов при прохождении ими агрегатов станции вместе с охлаждающей водой, поступлением вместе со сбрасываемой водой добавочного тепла, повышающего температуру водоемов, и внесением загрязнений со сбросными водами.

При сбрасывании подогретых вод повышается температура воды в водоемах и водотоках, что отражается на фауне и флоре. Повышение ее до 20-25єС и более сказывается положительно, стимулируя рост и размножение организмов, а до 26-30єС и более - подавляет развитие основных групп гидробионтов. Непрерывный поток подогретой воды усиливает течение, которым сносится планктон. Изменяются условия обитания не только планктона, но и зообентоса из-за размыва этим потоком грунтов, нарушается кислородный режим, вода загрязняется нефтепродуктами. Солями тяжелых металлов, кислотами и щелочами, а через атмосферные выбросы - золой, оксидами серы, азота и т.д. Вместе с тем, если тепловые сбросы поступают в придонные слои, тепловой режим водоема и циркуляция водных масс в некоторых случаях могут быть улучшены. Положительно следует оценивать и отсутствие ледового покрова зимой или более короткий период его существования, поскольку это улучшает кислородный режим водоема.

Сказанное свидетельствует о важности выбора системы водоснабжения электростанций, необходимости более рационального размещения их, разработки или совершенствования системы технологических процессов по утилизации тепловых вод в хозяйстве. В этих целях проводятся научно-исследовательские и практические работы по использованию теплых вод для орошения сельскохозяйственных культур, водоснабжению животноводческих ферм, обогреву открытого грунта, выращиванию на корм рыбам зеленых водорослей и разведению рыб в бассейнах.

Учитывая, что в наиболее развитых странах в 2000 г. на охлаждение тепловых электростанций было использовано около 10% водных ресурсов, можно представить, насколько большое хозяйственное и экологическое значение имеет строительство тепловых электростанций на берегах водоемов. Снижению отрицательного воздействия тепловых электростанций на водоемы способствуют: максимальное ограничение прямоточных систем водоснабжения; применение оборотных систем; химическая обработка добавочной воды оборотных систем технического водоснабжения; повторное использование замасленных и мазутных вод после предварительной очистки; нейтрализация сточных вод подготовительных установок.

Важнейшей подотраслью топливно-энергетического и водного хозяйства страны является гидроэнергетика. Гидроэнергетический потенциал освоен в Поволжье и на Урале на 60-80%, в Сибири, на Дальнем Востоке и в Средней Азии от 3-5 до 20%. Установленные мощность и выработка электроэнергии ГЭС в энергосистемах страны составляют за последние десятилетия 18-20 и 12-14% соответственно. Ежегодная экономия топлива за счет работы ГЭС исчисляется в целом по стране 70-80 млн. т условного топлива.

Основная функция гидроэлектростанций в современных энергосистемах - регулирование равномерности суточной нагрузки энергосистем. Разница между максимальной и минимальной нагрузками суточного графика во всех энергосистемах составляет 10-20 млн. кВт. Покрытие пиков графиков нагрузки тепловыми электростанциями не всегда возможно и целесообразно по техническим и экономическим причинам. Частое чередование глубокой разгрузки и полной нагрузки тепловых агрегатов сокращает срок службы оборудования, увеличивает частоту и объем ремонтных работ, повышает аварийность, существенно увеличивает удельный расход топлива на производство электроэнергии. Агрегаты же гидроэлектростанций быстро (в течение 1 мин) и легко воспринимают нагрузку энергосистем. Возможный диапазон регулирования мощности гидроэлектростанций обычно близок к их полной установленной мощности.

На большинстве гидроэнергетических водохранилищ осуществляется суточное и недельное регулирование стока и только на наиболее крупных водохранилищах - сезонное и многолетнее. При отсутствии регулирующих водохранилищ гидроэлектростанции вырабатывали бы энергию не в соответствии с требованием энергетических систем, а в зависимости от водности реки в тот или иной период. Поскольку расход воды в реках в разное время года меняется в десятки и сотни раз, гидроэлектростанции без регулирующих водохранилищ также изменяли бы свою мощность и выработку энергии. Кроме того, при использовании гидроэнергоресурсов без регулирующих водохранилищ чрезвычайно трудно выбрать установленную мощность станции. Если бы мощность станции рассчитывалась в соответствии с максимальным расходом, то большую часть года многие агрегаты простаивали бы из-за недостатка воды. Так, для гидроэлектростанций, не имеющих регулирующих водохранилищ, характерен низкий коэффициент использования стока - нередко 0,1 - 0,2.

Помимо природных предпосылок, вызывающих необходимость создания водохранилищ для гидроэлектростанций, имеются технические и экономические факторы. Среди них - неравномерное потребление электроэнергии в течение как суток и недели, так и года, несовпадение во времени бытовых расходов воды в реке с графиком нагрузки энергосистемы.

В связи с ростом пиков графиков нагрузки в энергосистемах гидроэлектростанции не всюду справляются с их покрытием. Поэтому в последние десятилетия все шире развертывается строительство гидроаккумулирующих станций (ГАЭС), которые также предъявляют свои особые требования к водным ресурсам.

Основные элементы ГАЭС: два бассейна-водохранилища - верховой и низовой, расположенные на разных уровнях, обычно в пределах от нескольких десятков до 200 м; здание гидроэлектростанции с оборотными агрегатами, работающими попеременно в насосном и турбинном режимах; трубопроводы, соединяющие оба бассейна со зданием гидроэлектростанции. В период ночных провалов нагрузок в энергетической системе энергия тепловых и атомных электростанций используется агрегатами, работающими в насосном режиме для подкачки воды из низового бассейна в верховой. В период же пика нагрузки вода из верхового бассейна сбрасывается в низовой и ГАЭС питает энергосистему.

На большинстве эксплуатируемых гидроаккумулирующих станций низовые и верховые бассейны созданы специально: низовой - путем строительства небольшой плотины в русле реки, верховой - посредством выемки и обвалования бассейна, как правило, по всему его периметру. По мере развития ГАЭС и увеличения их установленной мощности (до 2 млн кВт) в качестве низового бассейна используются естественные озера и водохранилища.

Одна из проблем, возникающих при эксплуатации ГАЭС, - их влияние на окружающую среду, прежде всего на низовой бассейн. Забор в течение суток десятков миллионов кубических метров воды в верховой бассейн и сброс этой воды в низовой бассейн оказывают существенное воздействие на режим уровней, течения, а, следовательно, на все гидрологические процессы в водоеме. Значительная ежесуточная амплитуда колебаний уровня воды в водоемах активизирует процессы переработки берегов, влияет на условия нереста и нагула рыбы, растительность, качество воды, состояния и условия использования пляжей. Естественно, чем крупнее водохранилище или озеро, тем меньше меняются природные условия при использовании его в качестве низового бассейна ГАЭС.

Водный транспорт и лесосплав.

Протяженность внутренних водных путей в стране составляет 123,2 тыс. км. Длина искусственных водных путей, пролегающих по водохранилищам, каналам, шлюзованным и зарегулированным рекам, превышает 21 тыс. км.

В грузообороте всех видов транспорта на речной приходится немногим более 4%. В 1996 г. было перевезено 649 млн т грузов, грузооборот достиг 256 млрд т · км. В перевозках речного транспорта превалируют сухогрузы (558 млн. т). Это в основном минеральные строительные материалы, каменный уголь и кокс, нефтепродукты, лес и дрова, зерно, металлы и металлолом. Стоимость перевозок грузов речным транспортом на 1/3 ниже, чем по железной дороге, и в 3-15 раз меньше, чем автотранспортом.

Несмотря на незначительный удельный вес в общем грузообороте, водный транспорт занимает существенное место в народной хозяйстве. В районах Европейского Севера, Северо-Западном, Поволжском, Волго-Вятском, Восточно-Сибирском доля перевозки грузов речным транспортом составляет 20-40% от общего объема перевозок. Значение водного транспорта для развития промышленности и сельского хозяйства северных и восточных районов страны трудно переоценить.

Относительно небольшая доля речного транспорта в общем грузообороте многих стран, в том числе и России, объясняется сезонностью его работы, несовпадением в некоторых районах сети внутренних водных путей с основным направлением грузопотоков, изолированностью речных бассейнов, как правило, малыми глубинами на незарегулированных участках, ступенчатостью глубин в пределах одного и того же бассейна, наличием перекатов и порожистых участков с большой скоростью течения, неустойчивостью судовых фарватеров и другими причинами. Устранить многие из перечисленных недостатков внутренних водных путей можно лишь путем строительства гидроузлов и каналов и создания водохранилищ.

Для речного транспорта желательнее начинать строительство гидроузлов в верховьях рек, поскольку в этих случаях благодаря водохранилищам увеличиваются судоходные глубины на наиболее мелководных участках рек за счет создания как подпора, так и специальных навигационных попусков в нижние бьефы. Иногда в интересах речного транспорта строительство гидроузлов предпочтительно начинать на том участке реки, где имеются пороги, мешающие судоходству.

Превращение рек в каскады водохранилищ и зарегулирование их стока существенным образом изменило и условия лесосплава, играющего в России значительную роль в перевозках леса. Зарегулирование стока привело к ликвидации молевого сплава, при котором отмечаются большие потери древесины, и создало возможности для перехода на транспортировку леса в кошелях, «сигарах», плотах и на грузовых судах, а также для вовлечения в эксплуатацию новых лесных районов благодаря образованию водных путей по рекам, ранее непригодным для лесосплава.

Отрицательные последствия зарегулирования стока для лесосплава заключаются в наличии более трудных ветро-волновых условий, сокращении длительности навигации, резком снижении скорости течения (имеет значение для рек, где лес в основном сплавляется вниз по течению), резком суточном и недельном колебании уровней воды в нижних бьефах гидроэлектростанций, необходимости расчленения плотов на секции для проводки леса через шлюзы и последующего формирования в плоты в нижнем бьефе.

Основные положительные последствия зарегулирования стока для лесосплава, как и для судоходства, заключаются в увеличении глубины, ширины и радиуса закругления судового хода, а следовательно, и сплавопропускной способности рек, в обеспечении более постоянных уровней воды в период навигации, в возможности укрупнения сплоточно-формировочных рейдов, что позволяет повысить механизацию и автоматизацию рейдовых работ.

Из сказанного следует, что положительные факторы при создании гидроузлов и водохранилищ для речного транспорта и лесосплава имеют большее значение, чем отрицательные. Себестоимость перевозок грузов по водохранилищам в зависимости от увеличения гарантируемых глубин по сравнению с себестоимостью перевозок по реке в естественном состоянии уменьшается в 1,5-5 раз, а капиталовложения в речной транспорт - в 1,2-3 раза.

Строительство гидроузлов и образование водохранилищ явилось существенным вкладом в создание единой глубоководной системы внутренних водных путей Европейской части России.

Рыбное хозяйство.

Внутренние моря, озера, реки и водохранилища России богаты рыбными ресурсами. В них обитают более 1000 видов рыб, из которых около 250 служат объектами рыболовства. Жизнь наиболее ценных для промысла проходных и полупроходных рыб теснейшим образом связана с реками. Время пребывания в реке от момента входа в устье для прохода к местам нереста до ската молоди в море составляет для некоторых видов проходных рыб 15-20 мес. Улов рыбы во внутренних водоемах колебался в первой половине XX в. от 600 до 900 тыс. т в год. В 1995 г. общий улов составил 10,5 млн т.

В последние годы резко изменились условия промысла и воспроизводства рыб. Многие водоемы подверглись мощному антропогенному воздействию. Сток ряда рек, имеющих большое рыбохозяйственное значение (Волга, Дон), зарегулирован. Отрезаны нерестилища ценных видов проходных рыб, иными стали условия обводнения нерестилищ сельдевых. Рыба гибнет в турбинах ГЭС и водозаборах. Продолжается крупномасштабное химическое и биологическое загрязнение водоемов. Все это привело к разрушению или значительному нарушению некоторых водных экосистем, а, следовательно, к ухудшению естественного воспроизводства рыбных запасов и резкому сокращению численности многих ценных промысловых рыб. Так, Аральское море практически потеряло рыбохозяйственное значение. Общий улов в Азовском море снизился примерно вдвое. Наиболее ценных видов (судак, лещ, тарань, сельдь и осетровые) - почти в 15 раз. Самым значимым рыбохозяйственным водоемом страны является Каспийское море. На него приходится половина уловов из внутренних водоемов страны, а осетровых - около 90%.

За последние 40 лет уловы во внутренних морях резко ухудшились по качественному составу. Например, если ранее преобладали частиковые, сельди и другие ценные виды рыб, то сейчас их доля снизилась до 20%, а удельный вес кильки вырос до 80% от общего улова.

Во многих озерах и водохранилищах качественный состав уловов также ухудшился, что объясняется антропогенным воздействием.

Для сохранения и повышения продуктивности водоемов наряду с освоением слабоэксплуатируемых районов Мирового океана следует осуществить мероприятия по повышению продуктивности прибрежных районов РФ путем мелиорации, акклиматизации рыб и беспозвоночных. Большие работы предстоит провести и на внутренних водоемах. Диапазон этих мероприятий очень велик: от прекращения загрязнения внутренних водоемов, обеспечения приемлемого для рыбного хозяйства гидрологического режима, организции новых рыбоводных заводов по промышленному разведению молоди осетровых, лососевых и других ценных видов рыб и повышения эффективности более чем 160 имеющихся заводов, создания широкой сети рыбопитомников для обеспечения молодью рыб прудовых и озерных рыбхозов и зарыбления водохранилищ до построения математических моделей функционирования водных экосистем. Важное значение будут иметь также развертывание производства рыбы с использованием тепловых вод электростанций и других энергетических предприятий, организация на водоемах-охладителях промышленного разведения растительноядных рыб, рационализация и регулирование рыбоводства во внутренних водоемах, создание биологически обоснованных рыбозащитных и рыбопропускных сооружений на реках и водотоках.

Рекреация.

Организация отдыха населения становится все более актуальной задачей во многих странах мира. В организации отдыха особая роль принадлежит водоемам. Возможность заниматься разнообразными видами отдыха и спорта, благоприятная температура и влажность воздуха вблизи воды. Эстетическое действие живописных ландшафтов, смена впечатлений - все это позволяет считать водоемы природными лечебницами.

В России моря, озера, водохранилища, крупные и средние реки имеют важное рекреационное значение. Малые реки длиной до 25 км особого интереса для массового рекреационного использования не представляют, так как в естественном состоянии после прохождения весеннего паводка сильно мелеют.

Одним из существенных рекреационных ресурсов являются водные ресурсы морей - Черного, Азовского и Каспийского. Однако для рекреации пригодна лишь небольшая доля береговой линии с благоприятным сочетанием различных природных факторов.

Реки, озера и моря широко используются для целей отдыха, но не могут полностью удовлетворить постоянно возрастающий спрос. Поэтому одним из существенных водных рекреационных ресурсов, значение которого возрастает, являются водохранилища. Их рекреационное использование представляет особенно большой интерес в силу следующих причин:

во многих районах, особенно бедных естественными водоемами, водохранилища повышают рекреационную ценность и емкость ландшафтов, а в некоторых случаях служат ядром, вокруг которого создаются такие ландшафты;

большинство водохранилищ комплексного назначения строятся вблизи городов, нередко города находятся непосредственно на берегах водохранилищ;

небольшие водохранилища рекреационного назначения могут сооружаться и на территории городов;

водохранилища комплексного и одноцелевого назначения в горных и северных районах имеют хорошие подъездные пути, поэтому они больше доступны для рекреационного использования, чем озера;

длина береговой линии водохранилищ в ряде стран мира, в том числе и России, существенно превышает длину береговой линии морей.

Однако нередко создание водохранилищ вызывает и отрицательные последствия для рекреационного использования территории: затопление и подтопление объектов, представляющих большую ценность для организации отдыха (минеральных источников, санаториев, памятников архитектуры и др.).

При оценке рекреационного потенциала водных объектов нельзя ориентироваться только на акваторию или территорию береговой зоны, как это нередко делается, а должны учитываться в совокупности все факторы и условия акваториально-территориального рекреационного комплекса.

Предъявляя высокие требования к качеству окружающей среды, рекреационная деятельность при ее неконтролируемом развитии может оказывать как «массированное», так и «залповое» неблагоприятное воздействие на природную среду.

Оптимизация рекреационного водопользования является сложной проблемой. Целевая установка ее - максимум эффективности рекреационного использования водных объектов при минимальном отрицательном воздействии на качество воды и состояние экосистем при равных единовременных и эксплуатационных затратах. Ее решение невозможно без разработки научных основ определения допустимых рекреационных нагрузок. Эти нормы значительно изменяются по отдельным странам и районам одной страны в зависимости от параметров водных объектов, интенсивности их использования отдыхающими и других факторов. В соответствии с различными нормами на одну весельную лодку требуется от 0,4 до 2 га водной поверхности, моторную и парусную - от 1,2 до 8 га, водные лыжи - от 4 до 16 га, одного купающегося - от 4 до 23м 2 водной поверхности и от 20 до 46 м 2 пляжа. В районах, ощущающих острый недостаток во внутренних водоемах, эти нормы несколько ниже. Желательные параметры водоемов изменяются в зависимости от видов рекреационных занятий в довольно больших пределах: площадь - от 5 га для купания до 300-900 га для парусного спорта, длина - от 50 м для купания до 15 км для водно-моторного спорта и т. п. (4)

Водоресурсный потенциал и водообеспеченность

Из всех видов ресурсов вода является наиболее уникальным ресурсом. Вода - основа всего живого, все растительные и животные организмы содержат в своем составе воду. Большинство химических реакций на Земле протекают в водной среде. В то время как большинство минерально-сырьевых ресурсов взаимозаменимы (например, нефть можно заменить углем, газом; медь – алюминием и т.д.), воду нельзя заменить ничем. Вода – это то, без чего в том или ином виде не может обойтись ни одно современное производство. Тем более незаменима питьевая вода – ресурс, без которого не может существовать ни человек, ни животный мир.

Вода - одно из наиболее распространенных веществ в природе. Мировой океан занимает 71% площади поверхности Земного шара. Однако распределение суши и океана неравномерно: в северном полушарии суша занимает 39%, а в южном – 19% поверхности. Воды Земного шара сосредоточены не только в океанах и морях. Они также заключены в реках, озерах, ледниках, в подземных горизонтах, в атмосфере, в почвах, болотах и т.д. Общий объем всех вод Земли оценивается приблизительно в 1,5 млрд км 3 , и носит название водного потенциала планеты . Однако наибольший интерес для человека представляют пресные воды. На их долю приходится только 2% от всего водного потенциала планеты (остальные 98% - это соленые воды). Именно эти 2% называются потенциальными водными ресурсами . Следует иметь в виду, что к потенциальным водным ресурсам помимо речных, озерных и подземных вод относятся также воды ледников, снежных покровов, атмосферы, многолетнемерзлых пород и др., т.е. те воды, которые в настоящее время пока практически не используются, но составляют около 80% всех пресных вод планеты. Только 20% от потенциальных водных ресурсов (т.е. от всех пресных вод планеты), которые пригодны и реально могут использоваться в хозяйственной деятельности человека, и называются водными ресурсами .

Таблица 6.1.

Приведенные определения общепризнанны, но не являются безусловно верными. Уже сейчас опреснительные установки обеспечивают водой потребителей в ряде стран, расположенных в вододефицитных районах мира. Да и просто морская вода находит все более широкое применение во многих отраслях хозяйства – для технологических нужд, в промышленности, в аграрном секторе. Помимо соленых вод Мирового океана, формально не входящих в «водные ресурсы», все больший потребительский интерес вызывают воды, заключенные в айсбергах, которые тоже, согласно приведенным выше определениям, пока не попадают в категорию «ресурса». Однако в последние годы разрабатываются проекты их транспортировки и использования в вододефицитных районах в качестве источника пресной и питьевой воды. В некоторых странах уже имеется опыт бутылирования айсберговых и ледниковых вод для продажи в качестве питьевой воды высокого качества.

Гидросфера – один из самых подвижных после атмосферы компонентов геосферы. Все воды гидросферы находятся в постоянном движении, составляющем единый круговорот (табл. 6.2), который происходит благодаря силе тяжести и солнечной энергии (около 23 % всей поступающей солнечной энергии расходуется именно на круговорот воды). Круговорот воды обеспечивается такими процессами как выпадение атмосферных осадков, сток, инфильтрация, испарение, конденсация и др. В него вовлечены все без исключения воды Земли, где бы они ни находились: воды областей внутреннего стока, воды ледников, почвенная влага и т.д. Однако происходящий благодаря круговороту постоянный процесс возобновления вод в разных средах протекает с неодинаковой скоростью. Так, воды атмосферы полностью обновляются за 8 суток, речные воды – за 16 суток, вода, содержащаяся в болотах, обновляется – за 5 лет, а в озерах – за 17 лет. Несравненно больше потребуется времени для обновления водной массы в Мировом океане и подземных вод - соответственно 2,5 и 5 тысяч лет. А для полного возобновления вод, заключенных в ледниках, необходимо целых 8 тысяч лет. Будучи, кроме того, труднодоступными для эксплуатации, эти воды фактически находятся в «законсервированном» виде. Таким образом, в глобальном круговороте воды ежегодно в среднем участвует всего 0,04% всех вод планеты, что составляет около 577 тыс.км 3 . Именно эта ежегодно возобновляемая часть является наиболее важной для хозяйственного освоения т.к. она более доступна и ее использование не наносит существенного ущерба общим мировым запасам влаги.

Таблица 6.2.

Глобальные характеристики водного баланса (в тыс. км 3 /в год)

Приходная часть баланса - - расходная часть баланса

Из всех водных ресурсов наибольший практический интерес для удовлетворения потребностей человека представляют прежде всего реки и озера, а также подземные воды. Именно их объемы в основном и определяют водно-ресурсный потенциал территории.

Однако наличие в регионе большого числа водных объектов далеко не всегда является гарантией отсутствия проблем с водоснабжением, поскольку для оптимального водоснабжения должны выполняться следующие условия: вода должна подаваться в нужном объеме, соответствующего качества и в оптимальном режиме. Возможность выполнения названных требований во многом зависит от типа используемых водных объектов, их гидрологического режима и экологического состояния.

В большинстве стран в настоящее время ведущий источник водоснабжения - ресурсы речных вод, основной особенностью которых является способность в процессе круговорота в течение года возобновляются в среднем 23 раза. Поэтому при оценке фактических ресурсов речных вод любого региона единовременный объем воды в реках увеличивается в 23 раза. В целом для мира фактические ресурсы речных вод составляют 47 тыс.куб.км/год. Показатели обеспеченности ресурсами речного стока являются основанием для выделения вододефицитных и избыточно-водообеспеченных территорий. И хотя распределение ресурсов речного стока между частями света не отличается резкой неравномерностью (табл. 6.3), однако, в пределах каждой из них возможны очень сильные региональные различия. Так, основными вододефицитными районами земного шара являются Персидский залив, Центральная Азия, Юг Африки, западные побережья США и Мексики и др., а избыточно обеспеченными – Амазония, Аляска, Канада, экваториальные районы Африки, западная и северо-восточная Океания и др.

Таблица 6.3.

Распределение ресурсов речного стока

Вполне очевидно, что обеспеченность ресурсами речного стока не может анализироваться без учета особенностей его территориального распределения в пределах региона, а также плотности населения и размещения основных хозяйственных объектов. Например, удельные показатели обеспеченности ресурсами речного стока Австралии почти в 20 раз выше, чем Азии. А Украина, находящаяся на первом месте по величине суммарных водных ресурсов среди стран СНГ (не считая России), по удельным показателям занимает фактически последнее место. В России север Европейской части характеризуется недостаточной обеспеченностью ресурсами полного речного стока (5-10 тыс.м 3 /год/чел.), а средняя для страны величина в 29 тыс.м 3 /год/чел. получается за счет азиатских территорий, где обеспеченность водными ресурсами в малонаселенных районах достигает 50 тыс.м 3 /год/чел. Аналогичная ситуация наблюдается, например, в Бразилии. Основная часть водных ресурсов страны приходится на бассейн реки Амазонки, который в хозяйственном отношении освоен очень слабо. А густонаселенные центральные районы страдают от нехватки влаги.

Важной характеристикой водно-ресурсного потенциала территории является также степень транзитности стока . Та часть годового стока рек, которая формируется в пределах рассматриваемого региона, называется местной составляющей стока, в отличие от той его части, которая может приходить из сопредельных территорий, или уходить за ее пределы. Для стран засушливого климата транзитность стока часто превращается в огромную проблему, сдерживающую развитие производства. Например, Судан, на территории которого находится основной водосбор Нила, согласно межправительственному соглашению с Египтом имеет право на использование не более 30% стока реки Нил. Для этого Египет, заинтересованный в гарантированном получении воды и не имеющий на своей территории ни одного притока, с помощью сети режимных наблюдений в Судане (своей бывшей колонии) осуществляет жесткий контроль за прохождением воды на всех притоках Нила для определения суммарного формирующегося стока. Кроме того, контролю и согласованию подлежат все проекты использования воды Суданом. Поэтому, например, в проект строящейся Суданом в настоящее время электростанции в Мерове вынужденно заложено медленное заполнение водохранилища, дающее возможность Судану вписаться вместе с другими видами водопользования в 30%-ый лимит. Экономически это очень не выгодно, т.к. задержит начало эксплуатации электростанции, турбины которой могут начать работать только при определенном напоре воды, определяемом высотой наполнения водохранилища. Из стран СНГ ограниченными местными водными ресурсами обладают Узбекистан (9%), Молдова (7,7%), Украина (24%), Азербайджан (28%). В России на долю местных водных ресурсов приходится около 94 % стока, в Грузии – 90%, Беларуси – 61%, Казахстане –55%.

В некоторых регионах большую роль в обеспечении водой играют естественные озера . Примерами озерных стран могут служить страны Феноскандии, Канада, Северо-Запад Европейской территории России.

Важной частью водохозяйственного комплекса многих стран являются искусственные водоемы и водохранилища. На сегодняшний день в мире насчитывается несколько десятков тысяч водохранилищ различных по размеру, назначению, особенностям функционирования. Площадь водного зеркала водохранилищ Земного шара составляет более 400 тыс. км 2 , а их полный объем – 6 тыс. км 3 . Наибольшее хозяйственное и экологическое значение имеют крупные водохранилища, однако и мелкие запруды, небольшие водохранилища и искусственные озера в некоторых регионах могут играть важную роль, определяя особенности природопользования в них (например, Белорусское Полесье).

Одним из важнейших источников водоснабжения являются подземные воды , которые подразделяются на грунтовые (безнапорные) и артезианские (находящиеся под напором между водонепроницаемыми слоями). В ряде случаев подземные воды используются не только для целей водоснабжения, но и как источник тепла (термальные воды), в лечебной практике (минерализованные). Запасы подземных вод распределены очень не равномерно и не везде одинаково легко доступны.

Важной характеристикой водных ресурсов любого крупного региона следует считать количество выпадающих осадков . Особенно это существенно для земледельческих стран, т.к. недостаточность количества осадков, выпадающих в зоне земледелия, препятствует формированию вод почвенного горизонта в нужном объеме, что может отрицательно сказываться на развитии аграрного производства. Например, особенности физико-географического положения стран СНГ таковы, что в зоне земледелия выпадает меньше всего осадков. Подсчитано, что над зоной распашки выпадает всего 8% общего количества осадков. Конечно, эти показатели очень меняются и в многолетнем разрезе и внутри года. Но по статистике в степной зоне почти каждый третий год, а в сухостепной - практически каждый год, являются засушливыми.

Не менее важной характеристикой местного режима водных ресурсов, помимо пространственной, является ее временная изменчивость. Например, большая внутри- и межгодовая изменчивость речного стока затрудняет гарантированное потребление водных ресурсов в регионах с заданными уровнями объема используемой воды. Это создает трудности для стабильного водообеспечения населения и хозяйственных объектов, а следовательно, требует проведения дорогостоящих мероприятий по регулированию и перераспределению речного стока. Поэтому с точки зрения хозяйственной ценности водно-ресурсный потенциал территории зависит, в первую очередь, от соотношения объемов поверхностного и подземного стока. Поверхностная составляющая стока в хозяйственном отношении является менее ценной т.к. она в большей степени подвержена сезонным и суточным колебаниям. Расход воды в русле во влажный и сухой сезоны может различаться в 2-3, а иногда – в 10 раз. Резким суточным колебаниям расходов воды подвержены реки, имеющие, например, ледниковое питание. Кроме того, поверхностная составляющая стока технически более сложно осваиваема, т.к. включает паводковые и полые воды, которые очень быстро проходят по руслу. Для их улавливания необходимо создание специальных регулирующих устройств (например, строительство водохранилищ). При их отсутствии паводковые и полые воды не только не используются, но и могут представлять угрозу для местного населения, а также для различных хозяйственных объектов. Именно поэтому очень важным параметром для оценки возможности водохозяйственного освоения территории является такой параметр как устойчивая составляющая стока , которая количественно определяется суммой объема подземного стока и меженного руслового стока (т.е. не включающая паводковые и полые воды). В среднем для мира на ее долю приходится только 34% от всего стока.

Кроме того, следует иметь в виду, что XX столетие характеризовалось существенными антропогенными изменениями речного стока. В обжитых районах практически не осталось крупных рек, не испытавших прямого или косвенного воздействия хозяйственной деятельности. Причем, в равной степени существенное влияние на режим стока и качество воды оказывали мероприятия как в руслах самих рек, так и на водосборах: урбанизация (в результате которой сотни квадратных километров поверхности водосборов были покрыты асфальтом), агротехнические и лесомелиоративные мероприятия на водосборах, зарегулированность стока большим числом водохранилищ, различные виды осушительной и оросительной мелиорации, значительные водозаборы на ирригацию, промышленное и коммунальное водоснабжение, загрязнение поверхностных и подземных вод и др. В изменении стока рек России и стран ближнего зарубежья роль отдельных антропогенных факторов изменялась во времени. Так, в XX веке в период до 40-го года основную роль играли агротехнические мероприятия на водосборах (облесение склонов, создание полезащитных полос и т.д.), в 1950-1970-ые годы – русловое регулирование стока (это был период создания крупнейших водохранилищ), позже – на первое место по значимости вышли водные мелиорации (осушение, обводнение, орошение и т.д.).

Теперь вполне очевидно, что существенное трансформирование водного режима, которым часто злоупотребляли (даже если оно осуществлялось в интересах водообеспечения), явилось причиной не только самых разнообразных экологических проблем (таких как засоление, заболачивание, подтопление, уменьшение биологического разнообразия, изменение микроклиматических характеристик территории и т.д.), но и существенно осложнило удовлетворение потребностей водопользования и водопотребления в соответствующих регионах. Поэтому оптимальным следовало бы считать осуществление регионального подхода к решению проблем водного хозяйства с адаптацией к местному режиму водных ресурсов, без существенного его изменения. Любой регион характеризуется своей спецификой режима и территориального распределения водных ресурсов, следовательно, и подходы к развитию водохозяйственного комплекса должны быть индивидуальны.

Важнейшей характеристикой водных ресурсов любого региона является их качество. К сожалению, проблема качественного истощения водных ресурсов , проявляющаяся в сокращении доли незагрязненных человеком вод, стала одной из самых острых глобальных проблем человечества. В ряде районов практически не осталось сколько-нибудь крупных рек, качество воды которых не пострадало бы от хозяйственной деятельности человека. Уже сейчас многие районы мира испытывают дефицит чистой воды. Проблема доступа к чистой воде активно обсуждалась на конференции по устойчивому развитию в Рио-де-Жанейро в 1992 году, где отмечалось, что в развивающихся странах каждый третий житель страдает от недостатка качественной питьевой воды. Обсуждение этой проблемы получило свое дальнейшее развитие в Йоханнесбурге в 2002 году, где с сожалением констатировалось, что за 10 прошедших лет ситуация существенно не улучшилась, а в ряде регионов - наоборот усугубилась. В соответствии с существующим положением, чистая вода, а особенно чистая питьевая вода, постепенно превращается в рыночный товар, далеко не всегда доступный всем категориям населения, особенно в развивающихся странах.

В связи с проблемой качественного истощения водных ресурсов весьма актуальным является определение ценности водно-ресурсного потенциала территории с позиции оценки соотношения объемов поверхностного и подземного стока. Подземные воды в несколько раз менее уязвимы для различных видов загрязнения, чем поверхностные, а следовательно, являются более ценным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения. В первую очередь это касается сельской местности, где очистка стоков, как правило, не осуществляется в должной мере.

Использование водных ресурсов и водное хозяйство

Использование водных ресурсов в хозяйственной деятельности осуществляется в виде водопользования и водопотребления. Водопользование – такой вид деятельности, когда вода не изымается из водоема, а используется для решения тех или иных проблем, являясь только необходимым условием функционирования данной отрасли хозяйства. Крупнейшими водопользователями являются: водный транспорт, рекреация, лесосплав, гидроэнергетика, рыбное хозяйство и т.д. Водопотребление – это вид деятельности, при котором вода фактически является сырьем, изымается из водоема и используется в технологическом процессе, входя в состав конечной продукции или теряясь безвозвратно. Крупнейшие водопотребители: пищевая, химическая и другие отрасли промышленности, коммунально-бытовое, сельское хозяйство и др. Требования к качеству воды у разных отраслей разное. Самые высокие требования у пищевой, химической промышленности, из водопользователей – у рыбного хозяйства. Не высоки требования к качеству воды у горнорудной промышленности, при лесосплаве.

Общемировые объемы водопотребления на протяжении всей истории человечества неуклонно возрастали практически пропорционально росту численности населения т.к. увеличивалось потребление воды для нужд коммунально-бытового снабжения, для развития водоемких отраслей промышленности, в аграрном секторе (прежде всего - в орошаемом земледелии). Однако во второй половине XX века произошло очень резкое увеличение темпов роста водопотребления, что наряду с загрязнением вод фактически привело ряд регионов мира к проблеме острого водного дефицита. Всего за период с 1900 г. по 1990 г. водопотребление увеличилось более чем в 10 раз (с 400 до 4 100 км 3 в год), а на 2000 год еще 10 лет назад оно прогнозировалось в объеме 6 тыс. км 3 в год. Однако осознание ограниченности водных ресурсов и развитие водосберегающих технологий позволило снизить прогнозные оценки на начало третьего тысячелетия до объемов несколько ниже, чем 4,8 тыс. км 3 в год.

Безусловно, при современном уровне развития человечество не может уменьшить количество используемой воды, поэтому вполне очевидно, что прогнозируемое сокращение водопотребления может быть достигнуто только за счет снижения удельной водоемкости производства. В связи с этим среди категорий водохозяйственного баланса следует различать понятие водозабор и водопотребление. Под водозабором подразумевается объем воды, изымаемой для нужд потребителей из искусственных или естественных водоемов. В процессе использования часть отобранной воды безвозвратно теряется на испарение, просачивание, оказывается связанной в технологических производственных процессах. Этот объем воды, вошедший в состав продукции, вместе с потерями на всех этапах технологического цикла формирует так называемые безвозвратные потери (безвозмездные потери). Их величина максимальна (80-90%) для сельского хозяйства, где вода преимущественно идет на орошение. Однако, и в промышленности потребности в воде велики. Так, на производство 1 тонны синтетического волокна требуется 5000 м 3 воды, 1 тонны хлопчатобумажной ткани – 250 м 3 воды, 1 тонны никеля – 4 000 м 3 воды. В сельском хозяйстве снижение потерь возможно только в ограниченном масштабе, т.к. может быть реализовано в основном за счет сокращения норм полива, что не всегда допустимо. Что касается промышленности, то здесь снижение потерь возможно за счет экологизации производства и совершенствования технологий. В настоящее время существуют разные по уровню водоемкости системы водоснабжения (рис.6.1). Например, системы прямоточного водоснабжения реализуются за счет подачи воды на предприятие прямо из источника, затем использованная вода возвращается в источник водоснабжения после очистки или без нее. В этом случае подразумевается постоянное изъятие воды из водоема в достаточно больших объемах. В системах замкнутого или оборотного водоснабжения в производственном цикле предприятия осуществляется неоднократное использование после соответствующей очистки одного и того же объема воды, что требует только дополнительной подачи воды из водного источника для компенсации имеющих место потерь практически без образования сбрасываемых сточных вод. Это обеспечивает снижение объемов водозабора и достаточно высокую экологичность производственного процесса. В системах повторного или многократного водоснабжения вода, использованная в одних процессах, передается для последующего использования в других процессах этого же или другого предприятия, а затем после очистки сбрасывается в водные объекты. Таким образом, в связи с возможностью многократного использования в производстве объемов изъятой воды необходимо иметь в виду, что водопотребление , т.е. общий объем воды, используемый отраслью хозяйства за определенный промежуток времени, может быть существенно выше, чем водозабор. В первую очередь это касается промышленности.

Прямоточная Замкнутая Повторная

Рис.6.1. Технологические системы водоснабжения.

Водохозяйственный баланс во многом определяется структурой водопотребления , которая принципиально отличается для стран с разной специализацией экономики. Поскольку большинство стран мира является аграрными, то и большая часть потребляемых вод приходится на сельскохозяйственный сектор экономики (65%). На долю промышленности в мире приходится 20% потребляемой воды, а на долю коммунально-бытового водоснабжения – 11%. В России картина выглядит несколько по иному: промышленность потребляет 55% всех вод, сельское хозяйство - 20%, коммунально-бытовой сектор - 18%.

Коммунально-бытовое водоснабжение, доля которого в целом в мире относительно не велика, играет огромную роль в жизни общества, являясь фактически показателем уровня социального развития. В последние десятилетия доля воды, используемой на коммунально-бытовые нужды, постоянно растет, что отчасти отражает ускорение процессов урбанизации в мире. Сейчас среднестатистический горожанин расходует воды в 4 раза больше сельского жителя. Именно коммунально-бытовой сектор предъявляет самые высокие требования к качеству воды и в тоже время является поставщиком значительной части загрязненных вод, сбрасываемых в водные объекты. Например, в России более 60% всего объема загрязненных сточных вод приходится на коммунально-бытовой сектор. Объемы коммунально-бытового водоснабжения очень дифференцируются для разных стран, городов и регионов. Так, например, в Лондоне на одного жителя в день тратится 260 литров воды, в Париже – 300, в Нью-Йорке и в Москве – по 600 л, для стран СНГ эта величина в среднем составляет 450 л в день на человека. В тоже время есть страны, где норма потребления всего 15 – 20 л в день, не смотря на то, что согласно документам конференции в Рио-де-Жанейро, минимальное значение не должно опускаться ниже 40 л в день на человека. Такие показатели просто недопустимы, т.к. отсутствие чистой питьевой воды является одной из главнейших причин возникновения инфекционных заболеваний. В тоже время по данным Всемирной организации здравоохранения более 1,5 млрд. человек не обеспечены в достаточной мере чистой питьевой водой.

В промышленном производстве вода используется как сырье, входя в состав производимой продукции, как растворитель, теплоноситель, как среда, поглощающая и транспортирующая примеси. Больше всего воды используется для охлаждения. Например, в теплоэнергетике - более 80% общего расхода. Основное количество воды на эти же цели идет и на металлургических заводах. Промышленность является одним из основных поставщиков загрязненных сточных вод (в России в среднем около 30% всего объема стоков). Несмотря на развитие систем оборотно-повторного водоснабжения в промышленности, в некоторых отраслях, например в нефтедобывающей и газовой, в перспективе ожидается (а в ряде случаев уже фиксируется) увеличение расхода воды, что связано с постепенным усложнением условий разработки и эксплуатации скважин. В структуре промышленного водопользования России явно лидирующая роль (70%) принадлежит электроэнергетике, что связано с использованием огромного объема вод для охлаждения котлов в теплоэнергетике и работы турбин в гидроэнергетике. На втором месте идет машиностроение (7%), затем деревообработка (4%) и другие отрасли.

Сельскохозяйственное водоснабжение, являющееся самым крупным водопотребителем в мире, почти весь объем используемых вод расходует на полив орошаемых угодий. И только менее 10% всех вод идет на нужды животноводства, коммунально-бытовое водоснабжение сельскохозяйственных населенных пунктов и предприятий по переработке сельхозяйственной продукции. Однако следует иметь в виду, что вода, забираемая на нужды животноводства, должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к воде, используемой для хозяйственно-питьевых целей, т.к. например, поение скота загрязненной водой снижает продуктивность животных на 40-70%. В южных странах вода также широко используется для обводнения пастбищ, которые, как правило, имеют ограниченные водные ресурсы и являются основой развития животноводства.

Важнейшим направлением использования водных ресурсов является использование его гидроэнергетического потенциала, который свойственен в основном для текущей воды. Основные функции гидроэлектростанций – это регулирование равномерности графиков суточной нагрузки на энергосистемы (т.к. покрытие пиковых нагрузок с помощью тепловых агрегатов нецелесообразно и не всегда возможно по техническим и экономическим причинам, но вполне осуществимо с помощью турбин гидроэлектростанций) и выполнение функций аварийного резерва. Наличие регулирующих водохранилищ при гидроэлектростанциях на много повышает их возможности, поскольку снимает зависимость от водности реки в тот или иной период, позволяет осуществлять не только суточное, но и недельное, сезонное и даже многолетнее регулирование стока, а следовательно увеличивает гарантированную мощность ГЭС, создает условия для оптимального режима функционирования тепловых электростанций. В разных странах доля ГЭС в общем объеме производимой электроэнергии, очень варьирует: в Норвегии на нее приходится 99,5%, в Бразилия – 92,5%, Новой Зеландии – 80,1%, Чили – 65,3%, Франции –15%, России – 21,2%, Австралии – 9,6%, США – 9%, Японии – 8,6%, Великобритании – 1,4%, ЮАР – 0,3%, Дании – 0,1%. Уровень освоения гидроэнергетического потенциала также очень дифференцирован: более 90% освоено во Франции, Швейцарии, Австрии, 65-90% - в Японии, Германии, Швеции, 45-65% - в США, Канаде, Бразилии, Испании, 20-45% в Китае, Индии, Аргентине. Крупнейшей в мире ГЭС по всей видимости будет ГЭС «Три ущелья» на реке Янцзы (Китай) с проектной мощностью в 18,2 млн.кВт, которая в полном объеме должна вступить в строй к 2009 году. Российские ГЭС Саяно-Шушенская (6,4 млн.кВт), Красноярская (6,0 млн.кВт), Братская (4,5 млн.кВт), Усть-Илимская (4,3 млн.кВт) занимают соответственно пятое, шестое, девятое и десятое место в мире по мощности. Суммарная мощность гидроэлектростанций России составляет 44 млн.кВт (20% мощности электростанций).

Важнейшим элементом, обеспечивающим эффективное функционирование водного хозяйства любой страны или региона, помимо естественных водных объектов, являются специально создаваемые водохозяйственные комплексы и системы. Как правило, они включают один или несколько гидроузлов и водохранилищ (со всеми сопутствующими сооружениями) расположенных в одном или нескольких речных бассейнах, связанных между собой. Примером водохозяйственного комплекса могут служить гидроузлы и водохранилища на Волге (например, Куйбышевский), а водохозяйственной системы – каскады гидроузлов и водохранилищ (на реках Колорадо, Миссури, Волге, Ангаре, Днепре и др.). Московский водохозяйственный комплекс (система) образован четырнадцатью гидроузлами и водохранилищами на р.Волга, Вазуза, Москва и канале им.Москвы. Типы водохозяйственных комплексов, их состав, количество и роль участников (т.е. отраслей хозяйства, связанных с использованием водных ресурсов) различны и зависят от географических условий и особенностей экономики региона. Увеличение числа участников водохозяйственного комплекса не всегда повышает его экономическую эффективность. Объясняется это тем, что требования к функционированию комплекса (уровенному режиму верхних и нижних бьефов гидроузлов, сроков, расходов и объемов попусков и т.д.) у них могут находиться в резком противоречии (например, противоречия между энергетикой и водным транспортом, рыбным и сельским хозяйством и т.д.). Несмотря на это и на целый ряд экологических проблем, возникающих в связи со строительством и функционированием водохозяйственных комплексов, они способны повышать эффективность использования водных ресурсов, обеспечивать регулирование и территориальное перераспределение стока, защищать от разрушительного воздействия вод. Сейчас в мире эксплуатируется более 40 тыс. водохранилищ, а объемы перебрасываемого речного стока колоссальны (только в Канаде до 140 км3 воды в год). В России и странах ближнего зарубежья перебрасывается до 110 км3 воды в год, длина магистральных каналов превышает 5 тыс. км, а их суммарная пропускная способность составляет 7,5 тыс.м3 \сек, длина искусственных водных путей, используемых водным транспортом, – свыше 21 тыс.км, общая протяженность дамб – 10 тыс.км, площадь рыбохозяйственных прудов превышает 200 тыс.га. Для межбассейнового перераспределения стока только в России используется 37 крупных систем.

Несмотря на то что около 70 % земной поверхности покрыто водой, она все же является очень ценным ресурсом. Особенно если речь идет о качестве. Что такое водные ресурсы? Какова их структура и мировые запасы? Какие проблемы водных ресурсов являются самыми острыми в наше время? Обо всем этом пойдет речь в статье.

Что такое водные ресурсы?

Географическая как известно, состоит из пяти сфер: лито-, атмо-, био-, техно- и гидросферы. Что такое водные ресурсы? Это вся вода, которая содержится именно в гидросфере. Она находится в океанах и морях, озерах и реках, ледниках и водохранилищах, в толще грунта и в воздухе (в виде водяного пара).

Около 70 % земной поверхности покрыто водой. Лишь 2,5 % от данного объема составляют пресные воды, в которых нуждается человечество. В абсолютных величинах - это не менее 30 млн кубических километров, что в тысячи раз превышает потребности мировой цивилизации. Однако не стоит забывать, что основная часть этих запасов содержится в "ледяных панцирях" Антарктики, Арктики и Гренландии. К тому же состояние водных ресурсов, доступных человеку, часто оказывается неудовлетворительным.

Структура планетарных водных ресурсов

Водные ресурсы планеты делятся на два класса:

• воды Мирового океана;
• воды суши (или поверхностные).

В реках, озерах, водохранилищах и ледниках содержится всего лишь четыре процента запасов мировых вод. Причем большая их часть (по объему) приурочена именно к ледникам. А самым крупным "резервуаром" пресной воды на планете является Антарктика. К водным ресурсам Земли относят и подземные потоки, однако их количественные оценки очень разнятся в цифрах.

Чистая - ценнейший для человека и любых других живых организмов. Его охрана и рациональное использование - одна из важнейших задач человечества на современном этапе.

Обновление водных ресурсов

Особенности водных ресурсов заключаются в возможности самоочищения и обновления. Однако возобновляемость воды зависит от нескольких факторов, в частности, от типа гидрологического объекта.

Так, например, вода в реках полностью обновляется примерно за две недели, в болоте - за пять лет, а в озере - за 15-17 лет. Дольше всего этот процесс проходит в ледниковых щитах (в среднем на это уходит 10 тысяч лет), а максимально быстро - в биосфере. В живом организме вода проходит полный цикл обновления за несколько часов.

Распределение водных ресурсов по макрорегионам и странам

По общим запасам водных ресурсов в мире лидирует Азиатский регион. За ним идет Южная Америка, Северная Америка и Европа. Беднейший по водным запасам уголок планеты - это Австралия.

Однако здесь есть один немаловажный нюанс. Так, если рассчитать объемы водных запасов на душу населения материка или части света, то выходит совсем иная картина. На первое место при таком подсчете выходит Австралия, а вот Азия оказывается на последнем. Все дело в том, что в Азии население растет стремительными темпами. Сегодня оно уже достигло рубежа в четыре миллиарда человек.

Какие страны могут не беспокоиться о воде? Ниже приведена первая пятерка государств с самыми большими запасами пресной воды. Это:

1. Бразилия (6950 км 3).
2. Россия (4500 км 3).
3. Канада (2900 км 3).
4. Китай (2800 км 3).
5. Индонезия (2530 км 3).

Стоит отметить неравномерность в распределении водных ресурсов на Земле. Так, в экваториальном и умеренном климатическом поясах они находятся даже в избытке. А вот в так называемом "аридном" (тропический и субтропический климат) население испытывает острый дефицит живительной влаги.

Водные ресурсы и человек

Вода востребована в быту, энергетике, промышленности, рекреационной сфере. Использование этого ресурса может сопровождаться извлечением его из природного источника (например, из русла реки) или же проходить без такового (к примеру, для работы водного транспорта).

Самые крупные потребители водных ресурсов - это:

• сельское хозяйство;
• промышленно-энергетические предприятия;
• коммунальная сфера.

Объемы коммунально-бытового потребления воды постоянно растут. По подсчетам экологов, в крупных мегаполисах экономически развитых стран один человек использует ежедневно не менее 300 литров жидкости. Такой уровень потребления может привести к дефициту данного ресурса уже в ближайшее время.

Загрязнение и истощение мировых вод

Загрязнение водных ресурсов является очень острой На сегодняшний день оно достигло катастрофических показателей в некоторых регионах планеты.

Ежегодно в Мировой океан попадают миллионы тонн химикатов, нефти и нефтепродуктов, фосфорных соединений, твердых бытовых отходов. Последние образуют огромные из мусора. Акватории Персидского залива, Северного и Карибского морей очень загрязнены нефтью. Уже около 3 % поверхности северной Атлантики покрыто нефтяной пленкой, которая губительно сказывается на живых организмах океана.

Большой проблемой является также сокращение объемов водных ресурсов планеты. Однако не менее опасно ухудшение качества живительной влаги. Ведь один кубический метр неочищенных сточных отходов может попасть в природное русло реки и испортить десятки кубометров чистой воды.

В развивающихся странах мира, по статистике, от некачественной питьевой воды страдает каждый третий житель. Она служит главной причиной многих болезней населения "аридного пояса" Африки и Латинской Америки.

Основные виды и источники загрязнения мировых вод

В экологии под загрязнением вод понимают превышение гранично-допустимых концентраций содержащихся в них веществ (вредных химических соединений). Также существует такое понятие, как истощение гидроресурсов - ухудшение качества воды под постоянным деятельности.

Выделяют три основных типа загрязнения вод:

• химическое;
• биологическое;
• тепловое;
• радиационное.

В роли загрязнителя может выступать любое вещество, которое попадает в гидрологический объект вследствие человеческой деятельности. При этом данное вещество существенно ухудшает природные качества воды. Одним из самых опасных современных загрязнителей является нефть, а также продукты из нее.

Источники загрязнений могут быть постоянными, периодическими или сезонными. Они могут иметь как антропогенное, так и природное происхождение, быть точечными, линейными либо площадными.

Самым крупным источником загрязнения являются так называемые То есть те, что образуются в результате промышленной, строительной или коммунальной деятельности человека. Они, как правило, перенасыщены вредными органическими и неорганическими веществами, тяжелыми металлами и микроорганизмами. Выделяют промышленные (в том числе шахтные), коммунально-бытовые, сельскохозяйственные и другие виды сточных вод.

Характеристика водных ресурсов России

Россия - одна из стран мира, которая не испытывает дефицита воды. Современные водные ресурсы страны - это 2,5 миллиона рек и водотоков, около двух миллионов озер и сотни тысяч болот. Территория России омывается двенадцатью морями. Огромное количество пресной воды хранится в ледниках (горных и приполярных).

Для улучшения водообеспечения на территории нашего государства созданы тысячи водохранилищ разного размера. В общем в них содержится около 800 км 3 пресной воды. Эти объекты не только служат искусственными резервуарами ценного природного ресурса, но и регулируют режим рек, предотвращают паводки и наводнения. Таким образом, их значение трудно переоценить.

Среди главных проблем водных ресурсов России следует выделить следующие:

• нерациональное водопользование;
• ухудшение качества питьевой воды;
• неудовлетворительное состояние гидроузлов и гидротехнических сооружений.

В заключение...

Что такое водные ресурсы? Это вся та вода, которая содержится в гидросфере. Самыми большими запасами водных ресурсов обладают такие страны, как Бразилия, Россия, Канада, Китай, Индонезия и США.

В современных реалиях проблема загрязнения и нерационального использования мировых вод становится очень актуальной, а в некоторых регионах - особенно острой. Её решение невозможно без консолидации усилий всех стран планеты и эффективной реализации совместных глобальных проектов.

На любом континенте степень развития водного хозяйства и его воздействия на природные процессы формирования и трансформации стока сильно зависят от водообеспеченности территории и численности ее населения. Вследствие межгодовых колебаний речного стока и нерегулярности.переписи населения в различных странах получить сопоставимые оценки удельного обеспечения водными ресурсами населения на отдельных континентах чрезвычайно сложно. Тем не менее такое исследование, существенно дополнившее приведенные в данные по использованию водных ресурсов Земли, выполнено в Государственном гидрологическом институте . Результаты этой работы об уровне развития мирового водного хозяйства на 1980 г. рассматриваются здесь как информационная база для сравнения степени преобразования обществом гидрологического цикла отдельных континентов и их крупнейших регионов. При этом необходимо учитывать, что водохозяйственные балансы 26 таких территорий рассчитаны по данным, имеющим нередко значительные погрешности из-за несовершенства учета объемов воды, забираемой из водных объектов на разнообразные хозяйственные нужды и сбрасываемой в них после ее использования. Разность этих объемов водозабора и сброса сточных вод за расчетный период для конкретной территории называют безвозвратным водопотреблением, поскольку испарившаяся в процессе использования вода выносится в парообразном состоянии за пределы водохозяйственного объекта, а также вывозится в составе продукции предприятий.

Водообеспеченность жителей региона w рассчитана в по формуле

где Q- динамические водные ресурсы; U F - безвозвратные их потери в пределах региона с числом его жителей N.

Величина w скорее потенциальная водообеспеченность жителя, реализуемая лишь тогда, когда регулированием речного стока значение базисного стока будет увеличено до Q, т.е. сток в регионе будет полностью зарегулирован, для чего необходим соответствующий суммарный полезный объем водохранилищ.

Средняя водообеспеченность на Земле в 1980 г. составляла 9,7 тыс. м 3 /год , или 27 м 3 /(сут жит.). В Европе она минимальна (4,6 тыс. м 3 Дод), а если величину Q заменить значением базисного стока, то получим реальную водообеспеченность, ежедневно гарантированную устойчивым речным стоком и равную 1,6 м 3 /(сут - жит.).

В Европе, где особенно велика доля городского населения, обеспеченного водопроводом и канализацией, структура водохозяйственного баланса в 1980 г. включала, км 3 /год:

водозабор..............................................435 (40 % базисного стока)

безвозвратное водопотребление......... 127 (29% водозабора)

сброс сточных вод............................... 308 (28 % базисного стока)

На рис. 4.4 видно, что в Европе главный водопотребитель - промышленность, использующая 55 % забираемой из водных объектов воды, и главный их загрязнитель (более 70 % объема сточных вод). Безвозвратное водопотребление в промышленности составляет в среднем 9 %. Среди ее отраслей наиболее водоемка теплоэнергетика, которая потребляет около половины используемых в промышленном производстве водных ресурсов. Расход воды на мощных ТЭС и АЭС, работающих в прямоточном режиме охлаждения теплоносителей, достигает 80-100 м 3 /с и более. Теплоэнергетическая промышленность отличается повышенной долей безвозвратных потерь и сбросом подогретых вод, которые снижают летом содержание растворенного кислорода в водных объектах в районе их выпуска. Для экономии водных ресурсов и сокращения объема сточных вод в других отраслях промышленности внедряются оборотные системы водоснабжения. Так, с 1970 по 1980 г. в Швеции промышленный водозабор снижен на 230 %, в Великобритании - на 16% .

На орошение 25 млн га в сельском хозяйстве Европы затрачивалось более 130км 3 /год воды (30% отбираемой воды из рек и водоемов, см. рис. 4.4). Две трети этого объема расходуется на транспирацию и урожай растениеводства (доля безвозвратного водо- потребления 66 %). Суммарная площадь орошаемых массивов в Европе составляет около 10% сельскохозяйственных площадей. Орошение имеется во всех европейских странах, даже в районах достаточного и избыточного увлажнения, где сочетается с дренажным осушением мелиорируемых земель, например в Великобритании, Германии, Нидерландах, Польше. Для сокращения непроизводительных потерь воды самотечное орошение с коэффициентом полезного действия (КПД) 0,3 - 0,4 в Европе практически полностью заменено дождеванием с КПД = 0,7 - 0,8. В ряде стран дождевание начало постепенно вытесняться еще более экономичным и эффективным локальным орошением (капельным и мелкодисперсным) с КПД > 0,9, сокращающим удельное водопотребление в 4 -5 раз и обеспечивающим гарантированный в любую погоду и в 1,5 - 2 раза больший урожай .

В коммунальном хозяйстве доля безвозвратных потерь воды (13 %) несколько больше, чем в промышленности, так как кроме питьевого водоснабжения вода используется для пополнения городских водоемов, мойки автотранспорта и дорожной сети,

Рис. 4.4.

а - структура водозабора (435 км 3 /год); б - структура сточных вод (308 км 3 /год); в - водозабор (1) и сброс сточных вод (2) в европейских регионах

полива декоративных насаждений, при тушении пожаров. Поэтому объем сточных вод в коммунальном хозяйстве сопоставим в Европе с объемом сельскохозяйственных сточных вод (см. рис. 4.4).

В крупнейших городах Европы удельное общее водопотребление (коммунальное + промышленное), определяемое по забору воды насосными станциями муниципального водопровода, варьирует от 263 л/(сут жит.) в Лондоне до 500 в Париже и 600 л/(сут? жит.) в Москве, тогда как бытовое удельное водопотребление не превышает 145 л/(суг жит.). Из него более 80 % жители тратят на санитарно-гигиенические цели и лишь 2 % - для приготовления еды и питья.

В опубликованном банке данных по стоку воды, взвешенных наносов и суммарному ионному стоку рек в Мировой океан значения водоносности всех крупнейших рек Западной Европы ниже величин, приведенных выше по данным . Это указывает на сокращение стока на 1 - 2 км 3 /год, а в р. Рейне - на 11 км 3 /год. При этом среднегодовая минерализация воды в реке, исходя из приведенного в данном банке значения ионного стока, равна 725 мг/л (существенно больше природной), а в реках Сене, Луаре и Гаронне она достигает 1,2-1,8 г/л, что, очевидно, является следствием не только муниципального безвозвратного водопотребле- ния, но и сильного загрязнения речных вод.

В состав водопотребления на континенте включают и дополнительные потери воды на испарение с поверхности эксплуатируемых водохранилищ. Потери воды определяют приближенно по произведению разности средних за многолетний период годовых слоев испаряемости и испарения с территории, окружающей водохранилище, и его площади при НПУ. Несмотря на завышенные таким способом расчета значения этого вида безвозвратного водопотребления (11,4км 3 /год в Европе), его доля не превышает 3 % в объеме общего водозабора (см. рис. 4.4).

Распределение водопотребления в Европе неравномерно: оно минимально в Северной Европе и на северном склоне европейской территории бывшего Советского Союза (см. рис. 4.4), максимально в Центральной Европе. В этих трех регионах безвозвратное водопотребление относительно невелико - 12-16% его общей величины. На полуостровах Южной Европы и на южном склоне ЕТС (в пределах водосборов Черного, Азовского и Каспийского морей), где расположены наибольшие массивы орошаемых земель, безвозвратные потери воды достигают 38 %.

В водном хозяйстве Европы наиболее остры две гидроэкологические проблемы. Первая из них состоит в том, что в районе многих крупных городов Европы истощены водные ресурсы подземных водоносных горизонтов, содержавших наиболее чистую воду, не нуждающуюся в дорогостоящей очистке для питьевого водоснабжения. Под такими городами из-за чрезмерного водоотбора образовались депрессионные воронки, в которые начали просачиваться поверхностные загрязненные воды и даже соленые воды из прибрежной зоны морей (Д. Дукич, 1971). Возникла необходимость в замене подземного водоисточника поверхностными, в развитии сети питьевых водохранилищ для водоснабжения крупных городов. Так, в Великобритании построено уже более 300 малых и средних водохранилищ, большинство из которых питьевого назначения. Из водохранилищ по сети дальних водоводов осуществляется подача воды в городские агломерации. Разрабатываются проекты сооружения опресненных речным стоком морских водохранилищ в эстуариях, из которых крупнейшее - в эстуарии р. Северн (верховья Бристольского залива). Десятки водохранилищ Франции обеспечивают коммунальное и промышленное водоснабжение в Парижском районе, в Центральном Французском массиве, в бассейне р. Гаронны. В Испании построено 120 водохранилищ для обеспечения не только Мадрида, но и крупных прибрежных городов - Барселоны, Валенсии, Малаги .

Вторая гидроэкологическая проблема, тесно связанная с первой, - сильное загрязнение самых больших рек - Рейна, Дуная и рек, протекающих через крупнейшие города, таких как Темза и Сена. Так, загрязненные воды Дуная служат причиной эвтрофирования западной части Черного моря. Здесь площадь зоны эвтрофикации в 60- 80-е годы XX в. возросла в 5 -10 раз и достигла не менее 100 тыс. км 2 . В поверхностном 10-метровом слое этой зоны максимальные значения численности и биомассы фитопланктона увеличились в этот период в 10-20 раз. Впервые в Черном море отмечены случаи «красных приливов», вызванные «цветением» перидинеи, возросла численность коловраток, инфузорий, медуз, а на периферии зоны влияния Дуная увеличилась численность кормового зоопланктона и питающихся им рыб (скопления шпрота, сельди и других промысловых видов). В придонном слое воды (до глубины 40 м) у берегов Украины, Румынии и Болгарии с начала 70-х годов XX в. отмечены массовые заморы организмов бентоса и донных рыб, в отдельные годы охватывающие до 20 тыс. км 2 шельфа.

Благодаря ужесточению водоохранного законодательства и вследствие этого увеличению инвестиций в строительство и совершенствованию технологии использования и очистки промышленных и бытовых сточных вод, в последние десятилетия наметилась тенденция к уменьшению загрязнения указанных рек сточными водами из точечных их источников. Отмечены в этих реках признаки восстановления ихтиофауны. Наиболее трудно устранимы загрязняющие вещества рассредоточенных источников, которыми служат ливневые сточные воды, образующиеся в городах при выпадении ливневых осадков, таянии снега. Потому в настоящее время эти воды - главный источник загрязнения большинства европейских рек.

Для уменьшения влияния загрязненных речных вод на формирование качества воды в питаемых ими водохранилищах питьевого назначения в Германии уже построено 19 предводохранилищ, сооружается каскад таких водохранилищ в Венгрии на р. Зала, главном притоке оз. Балатон. Небольшие и мелководные предво- дохранилища, зарастающие макрофитами, предназначены для удержания их экосистемами антропогенных биогенных и органических веществ, что ведет к ослаблению «цветения» в охраняемых таким способом расположенных ниже водных объектах.

Оригинальный крупный водохозяйственный проект по увеличению водных ресурсов разработан в Греции. Предполагается в заливе Арголикос Критского моря отделить дамбой участок мелководья, где имеются мощные, с расходом до 10 м 3 /с, источники пресной воды, формирующейся в карстовом районе полуострова Пелопоннес. Соленая вода из этого прибрежного водохранилища объемом 0,3 км 3 будет вытеснена подземной пресной водой, которая и будет использована для орошения 30 тыс. га .

На основе анализа тенденций развития водного хозяйства в 5 регионах Европы, обобщенные показатели структуры водопо- требления в которых показаны на рис. 4.4, спрогнозировано изменение водопотребления в Европе к 2000 г. и дана оценка его ожидаемого воздействия на в н>тр и континентальный гидрологический цикл . По этому прогнозу составляющие водохозяйственного баланса должны увеличиться:

водозабор - до 673 км 3 /год (с 40 до 62 % базисного стока);

безвозвратное водопотребление - до 232 км 3 /год (с 29 до 34 % водозабора);

сброс сточных вод - с 308 до 441 км 3 /год (с 28 до 40 % базисного стока), что еще сильнее сократит их разбавление РВМ в речных системах в меженные периоды - с почти 4-кратного до менее чем 3-кратного.

При этом местные осадки континентального происхождения возрастут в среднем на 173 км 3 /год (т.е. на 2 %), на 78 % компенсируя безвозвратное водопотреблен ие. Эти дополнительные, преимущественно ливневые осадки вызовут увеличение летне-осеннего стока рек Европы на 55 км 3 /год (т.е. на 1,7 %), что лишь увеличит их паводковый сток, мутность речной воды и ее загрязненность смываемыми с хозяйственно освоенных водосборов загрязняющих воду веществами.

Еще заметнее станет позитивная в экологическом отношении роль регулирования водного режима и трансформации стока наносов рек, в самоочищении водных масс от загрязняющих веществ в самых многочисленных (66 %) среди водохранилищ Европы долинных водоемах ГЭС. Они образуют на многих реках - Волге и Каме, Днепре, Днестре, Сулаке, Западной Двине (Даугаве), Влтаве, Драве, Дрине, Быстрице, Ахелоос, Роне, Дордони, Тахо, Дуэро и Гвадиане - многоступенчатые каскады.

• MiUiman J. D., Rutkowski С., Meybeck М. River Discharge to the Sea - A GlobalRiver Index (GLORI). Den Burg, Texel. - Netherlands, 1995.

Главная » Транскрипции » Необходимые и специальные использование водных ресурсов. Водные ресурсы