Водные ресурсы

Общий объем гидросферы Земли огромен и составляет почти 1,4 млрд. км. Однако ресурсы пресной воды, необходимой человечеству, животным и растениям, составляют всего 2-2,5% этого объема. Мировое водопотребление в 1985 году составляло 4 тыс. км3, по прогнозам специалистов в 2000 году оно должно увеличиться до 6 тыс. км3. К тому же примерно половина всей используемой пресной воды (63%) расходуется безвозвратно, особенно в сельском хозяйстве. На водопотребление промышленное идет 27% от общего объема, на коммунально-бытовое — 6%, а на создание водохранилищ — всего 4%. Такое положение создает реальную угрозу возникновения дефицита пресной воды в глобальном масштабе.

Запасы пресной воды невелики, да и то большая часть ее находится в твердом состоянии в виде ледников Антарктиды, Арктики и в горах. Эта часть пока еще практически недоступна для использования. Если этот лед равномерно распределить по Земле, он покроет ее слоем в 53 см, а если растопить, уровень Мирового океана поднимется на 64 метра.

Ценным источником пресной воды являются реки и озера, но распределены они по поверхности Земли неравномерно. В экваториальном и в северной части умеренного пояса пресная вода имеется в избытке, и на душу населения приходится 25 тыс. м в год. Втропических поясах планеты, которые охватывают 1/3 суши, очень остро ощущается дефицит воды. Здесь на душу населения приходится менее 5 тыс. м в год, а сельскоехозяйство возможно только в условиях искусственного орошения. Эти контрасты объясняются прежде всего климатическим своеобразием областей и характером их поверхности.

Россия занимает одно из первых мест в мире по запасам пресной воды. Особенно много ее в озерах, площадь которых в России больше территории Великобритании. В одном только Байкале сосредоточено примерно 20% мировых запасов пресной воды.

С развитием хозяйства в мире растет и потребность в пресной воде. Если в древности человек потреблял до 18 литров в сутки, то в настоящее время в развитых странах — 200-300 л, а в крупных городах еще больше, так как сюда включаются расходы промышленности и городского хозяйства.

В мире растет не только потребление воды, но и ее дефицит. Он грозит и засушливым, и достаточно обеспеченным водным ресурсами странам. Это связано не только с увеличением расходов, но и с возрастающим загрязнением гидросферы. Необходимо учитывать не только количество, но и качество воды. Многие африканцы используют воду из водоемов, которые часто служат средой размножения паразитов. Не случайно более 80% заболеваний здесь связано с потреблением воды, которая по санитарным нормам не считается питьевой. Доброкачественной водой пользуется лишь 1/3 населения Земли.

Одним из путей преодоления нарастающего дефицита пресной воды является ее экономия в производстве и при удовлетворении бытовых нужд, прекращение сброса промышленных, сельскохозяйственных и бытовых вод во внутренние водоемы и моря. Другой путь связан с использованием других источников: предлагается буксироватьайсберги из Арктики и Антарктиды, опреснять морскую воду, конденсировать водуатмосферы. Для добывания пресной воды путем опреснения морской (соленой) на морских судах строят опреснительные станции. В мире уже имеются около ста их. Крупнейшим в мире производителем такой воды является Кувейт.

Пресная вода уже стала товаром мировой торговли: ее транспортируют в танкерах, по дальним водопроводам. Например, Нидерланды импортируют такую воду из Норвегии,Саудовская Аравия — с Филиппин, Сингапур — из Малайзии. Существуют проекты перекачки воды по водопроводам из Гренландии и Антарктиды в Европу, из Амазонки вАфрику. Разрабатываются установки, где тепло атомных реакторов будет использоваться одновременно для опреснения воды и производства электроэнергии. Стоимость одного литра будет невысока, так как производительность установок очень значительна. Эта опресненная вода будет использоваться для полива.

В качестве пути преодоления дефицита пресной воды выступает сооружение водохранилищ, регулирующих речной сток. Всего в мире создано более 30 тыс. водохранилищ По числу наиболее крупных из них выделяются США и Россия.

Во многих странах разработаны проекты перераспределения речного стока с помощью его переброски. Однако наиболее крупные проекты были отвергнуты по природоохранным соображениям. Такие проекты разрабатывались в США, Канаде, Австралии, Индии, Мексике, Китае, Египте.

Круговорот воды в природе охватывает все оболочки Земли и связывает между собой все водные ресурсы, и если непродуманная деятельность человека вмешивается в этот процесс, то это может привести к непредсказуемым результатам.

Различают два вида использования воды, один специалисты по водному хозяйству называют водопользованием, другой - водопотреблением. При водопользовании вода не изымается из водных объектов (рек, озер), они не становятся беднее водой. Водопользование применяется в гидроэнергетике (на гидроэлектрических станциях вода никуда не исчезает, ее только пропускают через турбины соединенные с генераторами тока, и затем она снова возвращается в реку), на водном транспорте, в целях рекреации (для спорта, отдыха и т. п.), для рыбоводства и рыболовства.

При водопотреблении вода изымается из водных объектов и в них количество ее уменьшается, а качество обычно ухудшается. Водопотребление применяется в таких отраслях хозяйства, как промышленность и сельское хозяйство (главным образом для орошения), а также хозяйственно-бытовое водоснабжение населения.

Строгую границу между водопользованием и водопотреблением, однако, провести трудно.

Дальше мы будем говорить в основном о водопотреблении, т. е. о том виде использования воды, который связан с изъятием ее из водных объектов. Часть изъятой воды возвращается после использования в гидрографическую сеть (например, промышленные и бытовые стоки, оросительные воды, не усвоенные растениями), часть (для данного водосбора) исчезает - входит в состав вырабатываемой продукции или испаряется и переносится в другие водоемы - это безвозвратное потребление.

Вода, которая изымается из водных объектов, включая и безвозвратное потребление, называется полным водопотреблением. В табл. 4 в Приложении перечислены величины безвозвратного и полного водопотребления на континентах четырьмя основными видами потребителей: городским и сельским населением (питьевая и бытовая вода), промышленными предприятиями, включая теплоэнергетические установки, сельским хозяйством, водохранилищами.

Население. В оборудованных водопроводом и канализацией городах в настоящее время водопотребление (на одного человека) значительно выше, чем в сельской местности. Современный крупный город потребляет 300-600 л воды в сутки на человека (Москва и Нью-Йорк - 600, Париж - 500, Ленинград - 370, Лондон - 263 и т. д.). В это количество входит и вода, затрачиваемая на городское хозяйство (поливка и мытье улиц, городской транспорт и т. д.).

В сельской местности даже в высокоразвитых странах водопотребление не превышает 100-120 л в сутки, а в слаборазвитых - 20-30 л в сутки на человека.

Снабжение населения водой составляет самую меньшую часть мировой затраты воды: всего 147 км³ (или 5% общих затрат), в том числе 25 км³ приходится на безвозвратное водопотребление. Основное количество забранной для нужд населения воды после использования снова возвращается в гидрографическую сеть, но в крайне загрязненном состоянии.

Промышленность и теплоэнергетика. Нет ни одной отрасли промышленности, в которой не использовалась бы вода. Она расходуется в производственном процессе как растворитель, теплоноситель (пар, горячая вода), охладитель. В зависимости от уровня технологии водопотребление одной и той же отрасли производства колеблется в довольно значительных пределах.

На металлургических предприятиях на производство 1 т чугуна затрачивается от 20 до 50 т воды, на производство 1 т стали - 150 т воды, на изготовление 1 т проката - 10-15 т воды. Особенно много воды потребляет целлюлозно-бумажная и нефтехимическая промышленность: на изготовление 1 т бумаги требуется 250 т воды, 1 т целлюлозы - 400-500 т воды, 1 т вискозного шелка - 1000-1100 т воды, 1 т искусственного волокна - 2000-3000 т воды. На 1 т хлопчатобумажных тканей затрачивается от 300 до 1100 т воды.

Значительны затраты воды и в пищевой промышленности: на бойнях при убое и разделке туши затрачивается не менее 0,5 т воды на голову убойного скота, на молочных фермах на мытье тары и посуды (ведер, бидонов, бутылок) затрачивается на 1 т молока 5 т воды, на сахарных заводах на 1 т изготовленного сахара уходит 100 т воды.

Теплоэнергетика требует огромного количества воды для охлаждения агрегатов. Так, для тепловых станций на 1 млн. кВт мощности необходимо 1,2-1,6 км³ воды в год. Это соответствует расходу воды свыше 40 м³/с, т. е. довольно значительной реки. На атомных станциях воды требуется в 1,5-2 раза больше, чем на обычных тепловых

Бурное развитие промышленности в 20 в. и вызванное им огромное, все возрастающее водопотребление и главным образом усиливающееся загрязнение природных вод промышленными отходами является, пожалуй, главной причиной нехватки пресной воды на земном шаре, хотя промышленность и занимает второе место (после сельского хозяйства) по общей затрате воды: более 600 км³ в год по земному шару, причем половина этого количества приходится на долю США.

Сельское хозяйство. Основная затрата воды в сельском хозяйстве приходится на орошение. В настоящее время во всем мире орошается свыше 230 млн. га, из них почти три четверти (170 млн. га, или 73%) в Азии. Площадь орошаемых земель составляет в СССР свыше 15 млн. га, в США - свыше 20 млн. га, в Индии - 27,5 млн. га. Количество воды, затрачиваемое на полив 1 га посевов, зависит от климата, почв и других физико-географических условий, состава сельскохозяйственных культур, способов полива (бороздами, дождеванием и т. п.).

В европейских странах на орошение 1 га затрачивается 4-6 тыс. м³ воды, в США и Мексике - 7,5-8,5 тыс. м³, в Индии и Индонезии - 9-10 тыс. м³, в СССР - 12,5 тыс. м³. Такие высокие значения для СССР объясняются отводом большого количества воды крупными каналами.

Расход воды на сельское хозяйство занимает среди всех видов использования вод первое место и превосходит 2000 км³ в год (или 70% мирового водопотребления), из них свыше 1500 км³ составляет безвозвратное водопотребление. Например, в настоящее время в СССР и США на орошение используется около 80% общего безвозвратного водопотребления этих стран.

Водохранилища. Еще один вид потерь воды в результате использования природных вод человеком - испарение с поверхности водохранилищ. Общая площадь зеркала водохранилищ в мире оценивается в 300-400 тыс. км².

Поверхность водохранилищ испаряет больше воды, чем поверхность суши, которая была затоплена при их создании. Общий объем потерь на дополнительное испарение с водохранилищ превосходит 100 км³ в год.

Итак, на четыре основных вида потребления воды человечество тратит в год в общей сложности почти 3000 км³ пресной воды, т. е. всего 7% годового стока рек мира, равного 44 540 км³ ("сток" полярных ледниковых покровов нами исключен). Эти цифры, очевидно, не совсем точны, но порядок их не вызывает сомнений.

На первый взгляд результаты подсчета общих затрат воды кажутся обнадеживающими. Становится даже не совсем понятным, почему в середине нашего века появились в мировой прессе панические заголовки о нехватке пресной воды, о "проблеме номер один" - обеспечении человечества водой. При этом надо еще иметь в виду, что лишь незначительная часть используемой в процессе промышленного производства воды как бы исчезает - химически связывается и входит в состав изготовляемой продукции. Подавляющее же количество ее после использования никуда не исчезает, остается той же водой (хотя обычно загрязненной), иногда меняя лишь свое агрегатное состояние, например, обращаясь в пар. Вся использованная вода продолжает участвовать в круговороте. По выражению одного французского гидротехника, "воду не потребляют, ее используют".

Угроза нехватки воды возникла в результате все ускоряющегося роста населения земного шара (каждую секунду население увеличивается на 2 человека), и бурного развития промышленности, в которой появляются все новые и новые водоемкие отрасли.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДЫ
Потребление воды. Водопотребление повсюду быстро растет, однако не только из-за увеличениячисленности населения, а также вследствие урбанизации, индустриализации и в особенности развитиясельскохозяйственного производства, в частности орошаемого земледелия. К 2000 суточное мировоепотребление воды достигло 26 540 млрд. л, или 4280 л на человека. 72% от этого объема расходуется наорошение, а 17,5% - на промышленные нужды. Около 69% ирригационных вод утрачено безвозвратно.Качество воды, используемой для разных целей, определяется в зависимости от количественного икачественного содержания растворенных солей (т.е. ее минерализации), а также органических веществ;твердых взвесей (ил, песок); токсичных химических веществ и патогенных микроорганизмов (бактерий ивирусов); запаха и температуры. Обычно пресная вода содержит растворенных солей менее 1 г/л,солоноватая 1-10, а соленая 10-100 г/л. Вода с большим содержанием солей называется рассолом, или рапй. Очевидно, что для навигационных целей качество воды (соленость морской воды достигает 35 г/л, или35‰) не имеет существенного значения. Многие виды рыб приспособились к жизни в соленой воде, однакодругие обитают только в пресной. Некоторые мигрирующие рыбы (например, лосось) начинают и заканчивают жизненный цикл во внутренних пресных водах, но большую часть жизни проводят в океане. Одним рыбам(например, форели) жизненно необходима холодная вода, а другие (подобно окуню) предпочитают теплую.В большинстве отраслей промышленности используется пресная вода. Но если такая вода являетсядефицитом, то некоторые технологические процессы, например охлаждение, могут протекать на основеиспользования низкокачественной воды. Вода для бытовых целей должна быть высокого качества, но неабсолютно чистой, так как такую воду слишком дорого производить, а отсутствие растворенных солей делает ее безвкусной. В некоторых районах земного шара люди еще вынуждены для повседневных потребностейиспользовать низкокачественную мутную воду открытых водоемов и родников. Однако в промышленныхстранах сейчас все города снабжаются водопроводной, отфильтрованной и прошедшей специальнуюобработку водой, которая соответствует хотя бы минимальным потребительским стандартам, особенно вотношении пригодности для питья. Важной характеристикой качества воды являются ее жесткость илимягкость. Вода считается жесткой, если содержание карбонатов кальция и магния превышает 12 мг/л. Этисоли связываются некоторыми компонентами моющих средств, и таким образом ухудшается пенообразование, на выстиранных изделиях остается нерастворимый осадок, придающий им матовый серый оттенок.Карбонат кальция жесткой воды образует в чайниках и котлах накипь (известковую корку), которая сокращает срок их службы и теплопроводность стенок. Воду смягчают добавлением солей натрия, замещающихкальций и магний. В мягкой воде (содержащей менее 6 мг/л карбонатов кальция и магния) мыло хорошопенится, она больше подходит для стирки и мытья. Такая вода не должна использоваться для орошения, так как избыток натрия вреден для многих растений и может нарушать рыхлую комковатую структуру почв. Хотя повышенные концентрации микроэлементов вредны и даже ядовиты, их небольшое содержание можетблаготворно влиять на здоровье людей. Примером служит фторирование воды с целью профилактики кариеса.
Повторное использование воды. Использованная вода не всегда утрачивается полностью, часть ее илидаже вся она может быть возвращена в круговорот и вновь использована. Например, вода из ванны или душа по канализационным трубам попадает в городские очистные сооружения, где проходит обработку и затем используется повторно. Как правило, более 70% городских стоков возвращается в реки или подземныеводоносные горизонты. К сожалению, во многих больших приморских городах муниципальные ипромышленные сточные воды просто сбрасываются в океан и не утилизируются. Хотя такой способ избавляет от затрат на их очистку и возвращение в оборот, происходит потеря потенциально пригодной купотреблению воды и загрязнение морских акваторий. При орошаемом земледелии посевы потребляютогромное количество воды, высасывая ее корнями и безвозвратно теряя до 99% в процессе транспирации.Однако при орошении фермеры обычно расходуют больше воды, чем необходимо для посевов. Часть еестекает к периферии поля и возвращается в оросительную сеть, а остальная - просачивается в почву,пополняя запасы грунтовых вод, которые можно откачивать с помощью насосов.
Использование воды в сельском хозяйстве. Земледелие - самый крупный потребитель воды. В Египте, где почти не бывает дождей, все земледелие основано на орошении, тогда как в Великобритании практически все сельскохозяйственные культуры обеспечиваются влагой за счет атмосферных осадков. В СШАорошается 10% сельскохозяйственных земель, в основном на западе страны. Значительная частьсельскохозяйственных угодий искусственно орошается в следующих азиатских странах: Китае (68%), Японии(57%), Ираке (53%), Иране (45%), Саудовской Аравии (43%), Пакистане (42%), Израиле (38%), Индии иИндонезии (по 27%), Таиланде (25%), Сирии (16%), Филиппинах (12%) и Вьетнаме (10%). В Африке, кромеЕгипта, существенна доля орошаемых земель в Судане (22%), Свазиленде (20%) и Сомали (17%), а в Америке - в Гайане (62%), Чили (46%), Мексике (22%) и на Кубе (18%). В Европе орошаемое земледелие развито вГреции (15%), Франции (12%), Испании и Италии (по 11%). В Австралии орошается ок. 9%сельскохозяйственных угодий и ок. 5% - в бывшем СССР.

ТЕРРАСИРОВАННЫЕ РИСОВЫЕ ЧЕКИ на о. Бали (Индонезия).

Потребление воды разными культурами. Для получения высоких урожаев требуется много воды: так,например, на выращивание 1 кг вишни расходуется 3000 л воды, риса - 2400 л, кукурузы в початках и пшеницы - 1000 л, зеленых бобов - 800 л, винограда - 590 л, шпината - 510 л, картофеля - 200 л и лука - 130 л.Примерное количество воды, затрачиваемое только на выращивание (а не на переработку или приготовление) пищевых культур, потребляемых ежедневно одним человеком в западных странах, - на завтрак ок. 760 л,на обед (ланч) 5300 л и на ужин - 10 600 л, что в целом за сутки составляет 16 600 л. В сельском хозяйствевода идет не только на полив посевов, но также на пополнение запасов подземных вод (чтобы предупредить слишком быстрое опускание уровня грунтовых вод); на вымывание (или выщелачивание) солей,накопившихся в почве, на глубину ниже корнеобитаемой зоны возделываемых культур; для опрыскиванияпротив вредителей и болезней; защиты от заморозков; внесения удобрений; снижения температуры воздухаи почвы летом; для ухода за домашним скотом; эвакуации обработанных сточных вод, используемых дляорошения (преимущественно зерновых культур); и переработки собранного урожая.
Пищевая промышленность. Для переработки разных пищевых культур требуется неодинаковое количество воды в зависимости от продукта, технологии изготовления и доступности воды соответствующего качества в достаточном объеме. В США на производство 1 т хлеба расходуется от 2000 до 4000 л воды, а в Европе- лишь 1000 л и всего 600 л в некоторых других странах. Для консервирования фруктов и овощей требуетсяот 10 000 до 50 000 л воды на 1 т в Канаде, а в Израиле, где вода представляет собой большой дефицит, -только 4000-1500. "Чемпионом" по затратам воды является лимская фасоль, на консервирование 1 т которой в США расходуется 70 000 л воды. На переработку 1 т сахарной свеклы затрачивается 1800 л воды вИзраиле, 11 000 л во Франции и 15 000 л в Великобритании. На переработку 1 т молока требуется от 2000до 5000 л воды, а на производство 1000 л пива в Великобритании - 6000 л, а в Канаде - 20 000 л.
Промышленное водопотребление. Целлюлозно-бумажная промышленность - одна из самых водоемкихвследствие огромного объема перерабатываемого сырья. На производство каждой тонны целлюлозы и бумаги в среднем затрачивается 150 000 л воды во Франции и 236 000 л в США. В процессе производства газетной бумаги на Тайване и в Канаде расходуется ок. 190 000 л воды на 1 т продукции, производство же тоннывысококачественной бумаги в Швеции требует 1 млн. л воды.
Топливная промышленность. Для производства 1000 л высококачественного авиационного бензинанеобходимо 25 000 л воды, а автомобильного бензина - на две трети меньше. Текстильная промышленность требует много воды для замачивания сырья, его очистки и промывки, отбеливания, крашения и отделкитканей и для других технологических процессов. Для производства каждой тонны хлопчатобумажной тканинеобходимо от 10 000 до 250 000 л воды, шерстяной - до 400 000 л. Изготовление синтетических тканейтребует значительно больше воды - до 2 млн. л на 1 т продукции.
Металлургическая промышленность. В ЮАР при добыче 1 т золотой руды расходуется 1000 л воды, в США при добыче 1 т железной руды 4000 л и 1 т бокситов - 12 000 л. Для производства железа и стали в СШАтребуется примерно 86 000 л воды на каждую тонну продукции, но до 4000 л из них составляют безвозвратные потери (главным образом, на испарение), и, следовательно, примерно 82 000 л воды может бытьиспользовано повторно. Водопотребление в черной металлургии значительно варьирует по странам. Напроизводство 1 т чугуна в чушках в Канаде тратится 130 000 л воды, на выплавку 1 т чугуна в доменной печив США - 103 000 л, стали в электропечах во Франции - 40 000 л, а в Германии - 8000-12 000 л.
Электроэнергетика. Для производства электроэнергии на ГЭС используется энергия падающей воды,приводящая в движение гидравлические турбины. В США на ГЭС ежедневно расходуется 10 600 млрд. л воды
(см. также ГИДРОЭНЕРГЕТИКА).
Сточные воды. Вода необходима для эвакуации бытовых, промышленных и сельскохозяйственных стоков.Хотя около половины населения, например США, обслуживается канализационными системами, стоки измногих домов все еще просто сбрасываются в отстойники. Но все большая осведомленность о том, к какимпоследствиями приводит загрязнение воды через подобные устаревшие канализационные системы,стимулировала прокладку новых систем и сооружение водоочистных станций для предотвращенияинфильтрации загрязняющих веществ в подземные воды и поступления неочищенных стоков в реки, озера иморя
(см. также ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДЫ).
ДЕФИЦИТ ВОДЫ
Когда водопотребление превышает поступление воды, разница обычно компенсируется ее запасами вводохранилищах, так как обычно и спрос и поступление воды варьируют по сезонам. Отрицательный водный баланс формируется в условиях, когда испарение превышает количество осадков, поэтому умеренноеснижение запасов воды - обычное явление. Острый дефицит наступает, когда приток воды оказываетсянедостаточным из-за продолжительной засухи или когда вследствие неудовлетворительного планированияпотребление воды постоянно растет более быстрыми темпами, чем это ожидалось. На протяжении всей своей истории человечество время от времени страдало из-за нехватки воды. Чтобы не испытывать недостаткав воде даже во время засух, во многих городах и районах стараются ее запасать в водохранилищах иподземных коллекторах, но временами необходимы дополнительные водосберегающие мероприятия, а также ее нормированный расход.
ПРЕОДОЛЕНИЕ ДЕФИЦИТА ВОДЫ
Перераспределение стока направлено на обеспечение водой тех районов, где ее не хватает, а охрана водных ресурсов - на уменьшение невосполнимых потерь воды и сокращение потребности в ней на местах.
Перераспределение стока. Хотя традиционно многие крупные поселения возникали близ постоянных водных источников, в настоящее время некоторые населенные пункты создают также в районах, которые получают воду издалека. Даже в тех случаях, когда источник дополнительного водоснабжения находится в пределах того же штата или страны, что и пункт назначения, возникают технические, экологические илиэкономические проблемы, но если импортируемая вода пересекает государственные границы, то числопотенциальных осложнений возрастает. Например, распыление йодистого серебра в облаках приводит кувеличению количества осадков в одном районе, но это может повлиять на уменьшение осадков в другихрайонах. Один из масштабных проектов переброски стока, предложенный в Северной Америке,предусматривает отведение 20% избыточной воды из северо-западных районов в аридные области. При этом ежегодно перераспределялось бы до 310 млн.м3 воды, сквозная система водохранилищ, каналов и рекспособствовала бы развитию навигации во внутренних районах, Великие озера ежегодно получали быдополнительно 50 млн.м3 воды (что компенсировало бы понижение их уровня), и вырабатывалось бы до150 млн. кВт электроэнергии. Другой грандиозный план переброски стока связан с сооружением БольшогоКанадского канала, по которому вода направлялась бы из северо-восточных районов Канады в западные, аоттуда - в США и Мексику. Большое внимание привлекает проект буксировки айсбергов из Антарктики варидные районы, например на Аравийский п-ов, что позволит ежегодно обеспечивать пресной водой от 4 до6 млрд. человек или орошать ок. 80 млн. га земель. Одним из альтернативных методов водоснабженияявляется опреснение соленой воды, главным образом океанической, и транспортировка ее к местампотребления, что технически осуществимо благодаря применению электродиализа, вымораживания иразличных систем дистилляции. Чем крупнее опреснительная установка, тем дешевле обходится получениепресной воды. Но с увеличением стоимости электроэнергии опреснение становится экономически невыгодным. Его используют лишь в тех случаях, когда энергия легкодоступна и другие способы получения преснойводы нецелесообразны. Коммерческие опреснительные установки действуют на островах Кюрасао и Аруба(в Карибском море), в Кувейте, Бахрейне, Израиле, Гибралтаре, на о. Гернси и в США. В других странах были построены многочисленные демонстрационные установки меньшей мощности.
Охрана водных ресурсов. Существует два широко распространенных способа сбережения водных ресурсов: сохранение существующих запасов пригодной к употреблению воды и приумножение ее запасов путемсооружения боле совершенных коллекторов. Накопление воды в водохранилищах предотвращает ее сток вокеан, откуда она может быть вновь извлечена лишь в процессе круговорота воды в природе или путемопреснения. Водохранилища тоже облегчают водопользование в нужное время. Вода может храниться вподземных полостях. При этом не происходит потерь влаги на испарение, и сберегаются ценные земли.Сохранению существующих запасов воды способствуют каналы, не допускающие просачивание воды в грунти обеспечивающие ее эффективную транспортировку; применение более эффективных методов орошения сиспользованием сточных вод; сокращение объема воды, стекающей с полей или фильтрующейся нижекорнеобитаемой зоны посевных культур; бережное использование воды на бытовые нужды. Однако каждыйиз этих способов сбережения водных ресурсов оказывает то или иное воздействие на окружающую среду.Например, плотины портят естественную красоту незарегулированных рек и препятствуют аккумуляции напоймах плодородных илистых наносов. Предотвращение потерь воды в результате фильтрации в каналахможет нарушить водообеспечение болот и тем самым неблагоприятно отразиться на состоянии их экосистем. Это может также препятствовать пополнению запасов грунтовых вод, влияя таким образом наводоснабжение других потребителей. А для уменьшения объема испарения и транспирациисельскохозяйственными культурами необходимо сокращать посевные площади. Последняя мера оправданав районах, страдающих от нехватки воды, где при этом проводится режим экономии за счет сокращениярасходов на ирригацию из-за высокой стоимости энергии, необходимой для подачи воды.
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
Сами источники водоснабжения и водохранилища имеют значение лишь когда вода доставляется вдостаточном объеме к потребителям - в жилые дома и учреждения, к пожарным гидрантам (устройствам для отбора воды на пожарные нужды) и другим объектам коммунального хозяйства, на промышленные исельскохозяйственные объекты. Современные системы фильтрации, очистки и распределения воды не только удобны, но и способствуют предотвращению распространения таких передающихся через воду болезней,как тиф и дизентерия. Типичная городская система водоснабжения включает забор воды из реки, пропуск еечерез грубый фильтр для устранения основной массы загрязнителей, а затем через измерительный пост, где фиксируются ее объем и скорость течения. После этого вода поступает в водонапорную башню, откудапропускается через аэрационную установку (где происходит окисление примесей), микрофильтр для удаления ила и глины и песчаный фильтр для удаления оставшихся примесей. Хлор, убивающий микроорганизмы,добавляется в воду в магистральной трубе перед поступлением в смеситель. В конечном итоге передотправкой в распределительную сеть потребителям очищенная вода закачивается в накопительныйрезервуар. Трубы на центральной водопроводной станции обычно чугунные, большого диаметра, которыйпостепенно, по мере разветвления распределительной сети, уменьшается. От уличных водопроводныхмагистралей с трубами диаметром 10-25 см вода подается к отдельным домам по оцинкованным медным или пластиковым трубам.
Орошение в сельском хозяйстве. Поскольку орошение требует огромных расходов воды, системыводоснабжения сельскохозяйственных районов должны иметь большую пропускную способность, особеннов аридных условиях. Вода из водохранилища направляется в облицованный, а чаще необлицованныймагистральный канал и затем по ответвлениям в распределительные ирригационные каналы разного порядка на фермы. На поля вода выпускается разливом или по оросительным бороздам. Поскольку многиеводохранилища расположены выше орошаемых земель, вода в основном течет под действием силы тяжести. Фермеры, которые сами запасают воду, откачивают ее из скважин прямо в арыки или накопительныеводоемы.

ДОЖДЕВАЛЬНАЯ СИСТЕМА - весьма распространенный способ орошения.

Для полива дождеванием или капельного орошения, практикующегося в последнее время, используют насосы небольшой мощности. Кроме того, существуют гигантские центрально-стержневые ирригационныеустановки, откачивающие воду из скважин прямо посреди поля непосредственно в трубу, снабженнуюдождевальными приспособлениями и вращающуюся по кругу. Орошаемые таким образом поля с воздухакажутся гигантскими зелеными кругами, некоторые из них достигают в диаметре 1,5 км. Такие установкиобычны для Среднего Запада США. Они также используются в ливийской части Сахары, где из глубокогонубийского водоносного пласта откачивается более 3785 л воды в минуту.

ВОЗМОЖНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ БАЙКАЛА

В ИНТЕРЕСАХ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ

В 1957 г., после строительства Иркутской ГЭС, уровень оз. Байкал повысился более чем на один

метр, и, таким образом, самое глубокое озеро планеты стало частью искусственного водохранилища.

Байкальская вода стала вращать турбины каскада ангарских ГЭС — Иркутской, Братской, Усть-Илим-

ской, вырабатывающих самую дешевую электроэнергию в стране, благодаря чему в Иркутской облас-

ти появились металлургические, химические и другие производства, дающие конкурентоспо собную

продукцию на мировой рынок.

С этого времени естественные колебания уровня озера сменились колебаниями, определяемыми

условиями работы ангарских гидроузлов. В первой половине 1990-х гг. в результате почти ежегодно-

го форсирования уровня озера начались подтопление прибрежных населенных пунктов, размыв же-

лезных и автомобильных дорог, деградация лесных массивов вдоль берега. Холостые попуски воды

через плотину Иркутской ГЭС вызывали затопления прибрежных дачных поселков Иркутска.

В результате анализа этих последствий Правительством Республики Бурятия по согласованию с

ад министрацией Иркутской области и Министерством природных ресурсов РФ было инициировано

при нятие постановления Правительства РФ № 234 от 26 марта 2001 г. «О предельных значениях уров-

ня оз. Байкал при осуществлении хозяйственной и иной деятельности». Этот документ регламентиру-

ет из менения уровня оз. Байкал в интервале от 456 до 457 м в тихоокеанской системе высот. Однако

ука занный режим уровня озера ограничил возможности энергетиков в получении дополнительной

энер гии, поэтому вполне понятно желание новых собственников получать еще больше дешевой про-

дукции за счет увеличения мощности ангарских гидростанций. Для достижения указанных целей ру-

ко водителями администрации Иркутской области в адрес Правительства Российской Федерации на-

правлено предложение о выводе уровня оз. Байкал за пределы указанных в Постановлении отметок.

Многолетние наблюдения показывают, что при повышении уровня воды выше отметки 457 м

про исходит интенсивное разрушение береговой линии. На отдельных участках южного Байкала же-

лезная дорога уже дважды переносилась от озера. При высоком уровневом режиме необратимо изме-

няются прибрежные леса, а подъем грунтовых вод приводит к гибели деревьев в низинах даже на

значительном удалении от берега. Подтопление снижает продуктивность многих сенокосов и пастбищ.

За полувековой период нового уровневого режима озера размыв аккумулятивных берегов на отдельных

участках Селенгинского Прибайкалья составил более 200 м. Перенесены на более вы сокие места

десятки населенных пунктов.

Наибольший ущерб высоким уровнем байкальских вод нанесен экосистеме островов Ярки, отде-

ляю щих дельты Верх. Ангары и Кичеры от оз. Байкал. При превышении максимально разрешенной

от метки эти баровые отмели могут в ближайшее время исчезнуть, что приведет к разрушению самой

про дуктивной экосистемы Северного Прибайкалья — мелководья в устьях рек Кичера и Верх. Анга-

ра. С целью сохранения этих островов Министерство природных ресурсов РФ выделяет средства на

бере гоукрепительные работы. Однако бетонирование береговой линии полностью меняет условия

жизни био ты, нарушая тем самым постановление Правительства РФ № 643 от 30 августа 2001 г. «Об

ут верждении перечня видов деятельности, запрещенных в Центральной экологической зоне Байкаль-

ской природной территории».

Кроме того, высокий уровень байкальских вод может вызвать необходимость холостых сбросов

через плотину Иркутской ГЭС и, как следствие, подтопление прибрежной зоны Иркутска ниже пло-

тины. Пользу же от увеличения объема сброса байкальских вод получает только енисейский флот,

доставляющий грузы на север Красноярского края [10].

Не меньшие отрицательные результаты возможны при снижении уровня оз. Байкал ниже отмет-

ки 456 м. В этом случае обнажаются отмели, где расположена кормовая база ценных пород рыб и

око ловодных животных. Особенно катастрофичны последствия обмеления малых проток и озер в

дельте Селенги с их последующей эвтрофикацией и заболачиванием.

За полвека, прошедшего после строительства Иркутской ГЭС, прибрежная экосистема Байкала

адаптировалась к новому, более высокому, уровню вод. И основная цель — сохранить действующий

ре жим эксплуатации ГЭС за счет более точного прогноза речного стока в бассейне оз. Байкал. В лю бом

случае, попытки получения дополнительной сверхдешевой электроэнергии на каскаде ангарских ГЭС

должны сопровождаться системным анализом возможных последствий изменения уровня озера.

Понижение уровня воды в Байкале не является следствием работы энергетиков, причины этого явления - сугубо природного характера, говорилось на пресс-конференции в Москве, в которой участвовали ученые, федеральные чиновники и представители МЧС.

Конференция была устроена в связи с сообщениями из Иркутской области и Бурятии - регионов, которые находятся на берегах Байкала - о том, что понижение уровня грозит экологическими и техногенными последствиями.

В настоящее время уровень Байкала составляет 456,07 м в тихоокеанской системе высот. Предельный минимальный уровень озера, согласно постановлению российского правительства, должен быть не ниже 456 м и не выше 457 м.

Ниже 456 метров уровень Байкала опустится до 1 апреля и составит, возможно, от 455,88 до 455,92 м, сообщил участвовавший в пресс-конференции директор Гидрометцентра России Роман Вильфанд.

Далее, по его словам, к 1 мая, когда обычно фиксируется самый низкий уровень воды, он будет на 13-16 сантиметров ниже порогового уровня.

Однако приказа по ограничению сброса воды энергетикам правительство пока давать не собирается. Напротив - власти готовятся временно формально допустить возможность снижения уровня воды ниже критического.

ГЭС

Уровень воды в Байкале регулирует Иркутская ГЭС, принадлежащая "Иркутскэнерго", которая расположена на реке Ангаре, вытекающей из Байкала.

ГЭС осуществляет сброс воды с определенной скоростью (в настоящее время 1300 куб. м в секунду) и может изменением скорости сброса менять уровень воды в озере.

Однако это окажет влияние на производительность гидроэлектростанции, и, соответственно, приведет к сокращению поставок электроэнергии потребителям - промышленности и населению.

Комиссия по чрезвычайным ситуациям Иркутской области уже рекомендовала жителям Иркутска экономить электричество и воду, поскольку уровень воды в озере не позволяет гидроэлектростанциям вырабатывать достаточно электроэнергии.

"Падение уровня верхнего бьефа (часть водоема, расположенная по течению выше водонапорного сооружения - Ред.) сказывается на мощности работы гидроагрегатов электростанции. Поэтому комиссия по чрезвычайным ситуациям Иркутской области обращается к иркутянам с просьбой по возможности ограничить потребление воды и электрической энергии", - поясняется в сообщении комиссии.

Дата добавления: 2015-08-26