Охрана и использование водных ресурсов

Экологизация водных проблем

Как известно, под водными ресурсами понимают не все виды вод на планете, которые могут быть использованы человеком, но прежде всего ресурсы природных пресных вод. Между тем в современном мире обостряется диспропорция между потреблением пресной воды и её доступными запасами. Уже сегодня говорят об угрозе "водного голода", нависшего над человечеством, и дефицит пресной воды теперь не только хозяйственная, но и экологическая проблема.

В этой связи и возникает вопрос: в чём суть экологизации региональных водных проблем? Что значит охранять водные ресурсы сегодня?

Наши учёные не разделяют пессимистический взгляд на неизбежность "водного голода", хотя проблема водообеспечения в результате стремительного развития производительных сил, роста народонаселения буквально на глазах нашего поколения стала "проблемой номер один", одной из трудных проблем человечества именно в силу своей экологической специфики.

Речь идёт прежде всего о нежелательных эффектах хозяйственного освоения человеком гидросферы Земли. Сейчас используется менее десятой части глобального стока рек, но именно с их загрязнением связана угроза истощения водных ресурсов, необратимого изменения уникальных водоёмов, нарушения экологического равновесия в природе.

Так "хозяйственное" вторжение в круговорот воды в природе (а биологически человек задействован в нём) порождает экосистемные проблемы, которые так или иначе оборачиваются для человека и водоснабженческими проблемами - круг в конце концов замыкается, а дефицит воды возрастает.

Обострение водных проблем во многом объясняется антропогенными изменениями речного стока.

Это и агротехнические, и лесомелиоративные мероприятия, развитие промышлености и урбанизация, наконец оросительные и осушительные мелиорации, охватившие ныне площади в десятки миллионов гектаров. Например, в результате забора воды из водоисточников для различных нужд хозяйства годовой сток многих крупных рек России снизился на 17-25 процентов. В маловодные годы снижение стока доходит до 40-60 процентов, а ведь всего лишь 30 лет назад снижение стока в бассейнах этих рек из-за хозяйственного использования не превышало 2-5 процентов. Решающее влияние на сток и качество воды в реках оказало зарегулирование их водохранилищами, число которых в стране превышает 1200.Хозяйственная деятельность сказалась не только на бассейнах таких рек, как Днепр, Дон, Кубань, Днестр, Урал, Терек.

"Водные" противоречия возникли между сушей и внутренними морями и озёрами. В последнее время Азовское море недополучало 23 процента некогда поступавшей в него воды.

Трудности в решении водных проблем вызываются также значительными, а подчас непримиримыми противоречиями интересов водопотребителей, что особенно резко проявляется именно в условиях острого недостатка водных ресурсов. В частности, по мере развития отраслей водного хозяйства, а также каскадного строительства водохранилищ и межбассейновых соединений происходит обострение некоторых межрегиональных, межотраслевых противоречий, например, между энергетикой и водным транспортом, с одной стороны, и рыбным и сельским хозяйством - с другой, а также и внутрирегиональных и внутриотраслевых противоречий, проявляющихся в основном требованиях к режимам регулирования стока выше и ниже плотин.

В связи с осуществлением территориального перераспределения стока всё более обостряются межрегиональные противоречия...

Естественные(природные) трудности в решении водных проблем начинаются и решаются в природе.

До недавнего времени причины трудностей с пресной водой и пути их разрешения имели чисто гидрологический характер. Природные трудности водообеспечения хозяйства и населения обусловлены прежде всего территориальной и временной неравномерностью распределения ресурсов воды на Земле. Одни населённые районы страдают от недостатка воды (сейчас это на 60 процентах населённой территории планеты),а другие имеют её избыток.

Например, в Европе и Азии сосредоточено 70 процентов населения Земли, а располагают они лишь третью мировых запасов речных вод. Более 80 процентов ресурсов поверхностных вод приходится у нас на бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов, в то время как на южные и юго-западные бассейны Чёрного и Азовского морей и Арало-Каспийской низменности, где сосредоточено 75 процентов населения и 80% промышленности и сельскохозяйственного производства, приходится всего лишь 16% ресурсов поверхностных вод, к тому же и более половины годового стока здешних рек "проходит" всего за два весенних месяца.

Неравномерность сезонная и значительные колебания водоносности рек от года к году повсеместно обостряют дефицит пресной воды...

Создаётся впечатление, что реки текут не туда, куда это надо человеку. Собственно, давно уже гидротехники говорят, например, о "бесполезности" стока в Арктику северных рек всего полушария с точки зрения водообеспечения человечества. И возникает вопрос о потребностях. Какие темпы и масштабы водопотребления характеризуют сейчас эту мировую "жажду" человечества?

Вода - не просто универсальный хозяйственный ресурс промышленности и сельского хозяйства, энергетики и транспорта, коммунально-бытовое удобство или объект рекреации населения, могущественное санитарно-гигиеническое средство, наконец.

Это незаменимый жизненный ресурс человечества, основа жизни на Земле. Не будет преувеличением сказать, что современная цивилизация немыслима без регулирования ресурсов вод человеком и что возможности социально-экономического развития в современную эпоху в значительной мере зависят от обеспеченности водой.

Темпы глобального водопотребления стремительно растут. Если в 1900 году оно составляло(в кубических километрах) 400 (в том числе "безозвратное" - 270),то уже в 1950 году достигло 1100(650),в 1975 году - 3000(1800),а по прогнозам на 2000 год составит 6000(3000).Крупнейший потребитель воды - орошаемое земледелие.

Занимая лишь шестую часть всей площади сельскохозяйственных угодий, оно даёт примерно половину всей продукции, а 2/3 посевов хлопчатника в мире существует благодаря орошению...

"Возвратные" воды, например, промышленных и коммунальных стоков, направляемые в реки и водоёмы, как известно, даже после основательной очистки необходимо разбавлять чистой водой...

Фабрики и заводы в определённой степени превращаются и в предприятия по обработке воды. Наиболее совершенные современные очистные сооружения при этом обеспечивают освобождение сточных вод, например, от органических загрязнений, как правило, только на 85-90%.Поэтому и после очистки необходимо 6-12 кратное, а в ряде случаев и большее разбавление их чистой водой для сохранения нормальной жизнедеятельности водных экосистем.

Значение очистки и доочистки сточных вод определяется сегодня и тем, что теперь в обжитых районах страны в результате строительства новых городов и деятельности промышленных предприятий створы водопользования расположены столь плотно, что нередко места сброса сточных вод и водозаборы находятся рядом.

Что именно необходимо учитывать с экологической точки зрения при решении водных проблем? Каковы пути и перспективы формирования, использования и охраны водных ресурсов?

Решение водохозяйственных проблем путём зарегулирования стока, его территориального перераспределения выдвигает в свою очередь не только сложнейшие технические, экономические и социальные, но и экологические проблемы. Исследования показывают, что проблема водообеспечения человечества может быть решена только при условии рационального и комплексного использования водных объектов(включая простую экономию воды),охраны их от загрязнения и научно обоснованном управлении круговоротом воды в природе.

Охрана гидросферы у нас является важнейшей государственной задачей, поскольку нежелательные изменения в ней затрагивают не только гидробиологические ресурсы водных экосистем, но и разрушающе действуют на экологические системы суши.

Сегодня водные проблемы не могут решаться изолированно, без учёта возможных экологических последствий, и это становится понятным прежде всего при разработке долгосрочных планов развития хозяйства. Ведь водные проблемы, проблемы формирования и использования ресурсов пресной воды - это неотъемлемая часть взаимосвязанных проблем оптимального использования растительного и животного мира, энергетических, земельных ресурсов и охраны главного "ресурса" - экологического равновесия в природе.

Говоря о путях и перспективах решения водных проблем и охраны водных ресурсов, следует учитывать, что каждому уровню развития человеческого общества соответствует тот или иной характер использования водных объектов, те или иные масштабы воздействия водохозяйственных мероприятий на окружающую среду. Если до 1940 года в СССР основное значение имели агротехнические мероприятия на водосборах, а в период 1950-1970 годов ведущее значение принадлежало русловому регулированию рек, то в перспективе, когда всё большее значение приобретает орошение, значительную роль будет иметь территориальное перераспределение стока.

Уже существующей системой каналов возможно перераспределение до 100 кубических километров воды. Однако, учитывая, что возможности зарегулирования и территориального перераспределения поверхностного стока в общем-то ограничены и будут исчерпаны (включая крупномасштабные) в ближайшие 30-50 лет, уже в наши дни, и в особенности в перспективе, к доступным водным ресурсам следует отнести пресные, солоноватые и солёные подземные воды, а также воды морей.

Ведь даже при максимально возможном развитии территориального перераспределения стока за счёт вод северных рек в Средней Азии и Казахстане можно будет оросить только 8-10% пригодной для орошения территории, а хозяйственное освоение всей остальной может быть осуществлено только при использовании местных ресурсов солоноватых и солёных вод: запасы их только в артезианских бассейнах Амударьи и Сырдарьи оценивают в общем в 33 тысячи км. кубических (но и пресной водой богаты среднеазиатские пустыни - открыты большие запасы их в самом центре Каракумов).

В настоящее время уже назрела необходимость в мероприятиях по искусственному восполнению, а также управлению качеством и использованием подземных вод во многих районах нашей страны.

Искусственное восполнение запасов подземных вод (магазинирование) - накопление воды под землёй в многоводные и средние по водности годы для использования её в маловодные и засушливые сезоны - важный метод борьбы с истощением водных ресурсов.

В мире сейчас имеются сотни подземных водохранилищ, и у нас их несколько десятков, а в перспективе значение магазинирования и опреснения (деминерализации) с каждым десятилетием будет возрастать. Опреснение необходимо не только для использования солоноватых и солёных вод (включая минерализованные дренажные воды и воды шахтных колодцев),а также воды озёр и морей, но и вод, находящихся в оборотном водоснабжении промышленных предприятий.

Уже началась эпоха промышленной деминерализации воды, и надо полагать, что в перспективе, учитывая ограниченность пресных вод, деминерализованные воды займут должное место в удовлетворении потребностей человечества...

Неравномерное распределение водных ресурсов, населения, промышленности и сельскохозяйственного производства в настоящее время не позволяет уже решать водные проблемы в масштабах страны только путём регулирования стока водохранилищами.

Необходимость крупномасштабного территориального перераспределения водных ресурсов осознана сейчас во многих странах.

Опыт крупного гидротехнического строительства как в СССР, так и за рубежом показывает, что при осуществлении межбассейновых соединений кроме желательных целенаправленных изменений в природе и хозяйстве происходят и нежелательные (неблагоприятные) изменения, которые могут проявиться достаточно интенсивно на больших территориях, вот почему необходимо соизмерять их с положительным эффектом территориального перераспределения.

Следует также иметь в виду, что в пределах зоны косвенного воздействия изменения могут быть не менее существенными, чем в зоне непосредственного влияния перераспределения вод. Если в первоначальных проектах стремились в основном пополнить водные ресурсы при минимальном ущербе, наносимом окружающей среде и природопользованию в районах изъятия стока, то в настоящее время определить желательность улучшения окружающей среды не только в зоне распределения стока, но и в зонах его сокращения и накопления (аккумуляции),ведь переброска стока северных рек на юг затрагивает природу и хозяйство на больших территориях страны.

Сегодня для определения целесообразности осуществления крупных водохозяйственных мероприятий и их эффективности требуются научно обоснованные прогнозы (включая долгосрочные) проявления вероятных изменений в окружающей среде, оценки этих изменений с позиций охраны природы и природопользования.

Но и этого не достаточно. Необходимо также знать возможные пути предотвращения нежелательных последствий, наметить соответствующие мероприятия.

Требуется и сравнительная оценка стоимости этих мероприятий, потому что не исключена возможность, что стоимость мероприятий "по предотвращению" может превысить стоимость прогнозируемого ущерба. Отсюда и необходимость разработки рекомендаций по максимальному предотвращению отрицательных последствий, с учётом обеспечения оптимальных условий жизни и деятельности человека, оценки экономической эффективности мероприятий, разработанных на их основе. Более того, прогноз проявления нежелательных изменений возможно получить лишь на основе прогноза общих закономерностей развития окружающей среды.

Многообразные и многосторонние последствия, которые могут иметь проектные решения, требуют как фундаментальных исследований во многих направлениях, так и комплексного, системного подхода: именно многогранность, взаимовлияние и взаимообусловленность природных и антропогенных процессов определяет необходимость системного подхода, например, к созданию и эксплуатации водохранилищ. А ведь до недавнего времени их рассматривали только как регуляторы стока.

Однако чтобы создавать и эффективно использовать водохранилище как объект, вносящий существенное изменение в природу и хозяйство речных долин, дельт, а также озёр, внутренних морей и приустьевых участков окраинных морей, грамотно "вписать" его в природу экологически, надо видеть в нём одновременно и склад воды - важнейшего ресурса для многих отраслей хозяйства; и объект, существенно изменяющий качество речной воды, в отдельных случаях улучшая, а в других - ухудшая его; и регулятор стока, преобразующий режим реки в направлении, наиболее благоприятном для использования водных ресурсов ведущими отраслями водного хозяйства; и источник, аккумулятор гидроэнергии, способный в наибольшей степени отвечать потребностям энергетических систем в покрытии пиковых нагрузок, в регулировании частоты и обеспечении аварийного резерва; и акваторию, используемую водным транспортом, рыбным хозяйством, предоставляющую также и широкие возможности для организации отдыха и спорта населения; и потребителя земли (затопление, подтопление, переработка берегов); и объект, позволяющий в ряде районов существенно увеличить использование земельных ресурсов (за счёт ирригации, борьбы с наводнениями, территориального перераспределения стока).

Развитие водного хозяйства, ведущее к непрерывному усложнению системы водохранилищ как в пределах бассейна одной реки, так и в особенности при межбассейновых соединениях, постоянно выдвигает перед наукой и практикой всё новые проблемы - экологические, медико-биологические, социальные.

Сегодня осознано, что проектирование и создание крупных водохранилищ должно вестись с особой тщательностью и осторожностью. Всё здесь должно быть подчинено оптимальным условиям комплексного использования водохранилищ на каждом прогнозируемом этапе развития водного хозяйства. В центре внимания учёных, проектировщиков и государственных организаций должно быть водохранилище, а не гидроузел...

При всевозрастающем неблагоприятном воздействии на водоёмы, по-видимому, только на основе последовательного и практического применения принципов акваториального районирования, планировки и инженерного обустройства возможно успешное выполнение многих противоречивых функций, возлагаемых на комплексные водохранилища. Особенно возрастает роль акваториального районирования и планировки в связи с необходимостью комплексного управления водоёмами. Районирование и создаёт необходимую основу для выбора направления хозяйственного использования отдельных участков акваторий и береговых зон, для акваториальной планировки водоёмов, которая должна производиться с целью определения наиболее целесообразных видов хозяйственной и природоохранной деятельности на участках данной акватории побережья.

Всё это и будет определять практическое обустройство акватории, то есть систему инженерно-технических мероприятий для создания независимого гидрологического, гидрохимического и гидробиологического управления режимами отдельных участков водоёмов.

Например, воздействие на круговорот вещества и энергии путём изъятия излишних масс органики или же усиления "питания" (трофики) водоёма внесением удобрений; аэрация воды, физико-химическая и биологическая подготовка её в районах водозабора; создание заповедных, водоохранных и буферных зон; направленное формирование экосистем и многие другие мероприятия по управлению водоёмом. Крайне важно, чтобы воздействие на водоём осуществлялось по единому плану.

В небольших масштабах на отдельных участках водохранилищ и сейчас осуществляются мероприятия, которые являются аналогом акваториальной планировки, но они осуществляются разными отраслями хозяйства, как правило, несогласованно и не достигают требуемой степени комплексности, а зачастую и противоречат друг другу...

Российским водным законодательством установлен приоритет использования воды для питья и хозяйственно-бытовых целей перед всеми другими видами использования...

В ряде районов качество воды будет важным фактором, определяющим возможность и целесообразность осуществления тех или иных проектов гидротехнического строительства.

Например, при территориальном перераспределении стока в бассейнах рек, из которых намечается забор воды, заметно сократится интенсивность процессов самоочищения, что может сказаться на качестве воды. И здесь в особенности важна оценка условий водопользования населения - санитарно-технические и водоохранные мероприятия, контроль природных условий формирования качества воды. Отсюда и новые научные задачи осуществления мониторинга (наблюдение, оценка и контроль) всей системы перераспределения стока.

В защите водных источников от истощения и загрязнения путём всемерного снижения водопотребления и водоотведения наряду с совершенствованием технологии использования воды во всех звеньях хозяйства, а именно совершенствованием и расширением очистных сооружений, переводом предприятий на оборотное водоснабжение и безотходную технологию, большое значение имеет создание комплексных районных схем водопотребления, водоотведения и очистки сточных вод, автоматизации контроля за качеством воды.

Комплексные районные схемы позволят реализовать практически возможность повторного многократного использования воды, эффективно использовать общие для района очистные сооружения и автоматизировать процессы управления работой водопровода и канализации.

Сегодня проблема качества воды питьевого назначения особенно волнует учёных. На повестке дня проблема "качество воды и жизнь". Было установлено, что предельно допустимые концентрации веществ (ПДК) для водоёмов питьевого назначения недостаточны для поддержания условий жизни гидробионтов - обитателей акваторий, водоёмов, рек. Поэтому были разработаны рыбохозяйственные нормы, и сегодня многие учёные считают необходимым разработать экологические ПДК, которые обеспечивали бы не только безвредность воды для человека, но и нормальную жизнь в водных экосистемах, а тем самым и сохранение самоочищающей способности водных объектов.

Путь развития управления водными ресурсами - рациональное распределение водных ресурсов по территории и по сезонам года. Этот путь означает управление процессами формирования водных ресурсов и их качеством на основе прогноза развития основных отраслей хозяйства для оценки масштабов развития водопотребления и требований к водным ресурсам.

При этом необходим учёт всеобщей взаимосвязи природных вод при разработке мероприятий по их использованию и охране - прежде всего для принятия оптимальных решений, сочетающих текущие и перспективные интересы хозяйства. А это и есть путь экологизации водных проблем.

Что касается государственного управления водными ресурсами, следует отметить, что из-за бытовавшего в прошлом представления об обилии водных ресурсов, а также по ряду других причин у нас не сформировалось до сего времени особой хозяйственной отрасли - "водное хозяйство". Да в пошлом, по-видимому, в этом и не было нужды: известно, что вопросом управления водными ресурсами в нашей стране всегда уделялось первостепенное внимание.

Говоря об экологизации водных проблем, хотелось бы отметить здесь следующее. Сегодня, когда необходимость рационального использования природных ресурсов осознана человечеством в полной мере, поскольку многие ресурсы природы находятся сейчас на грани истощения, необходимо оптимально сочетать водные, земельные и энергетические ресурсы в каждом районе страны, на каждом этапе развития хозяйства, а это требует и соблюдения принципа: разумно управлять формированием, использованием и охраной всех видов вод, имеющихся на планете.