Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

• екосистема водний безпека правовий
• Вступ
• 1. Моделювання стану водної екосистеми
• 1.1 Екосистема, як складна термодинамічна система
• 1.2 Управління водними ресурсами на всіх рівнях
• 2. Прогнозування стану водної екосистеми
• 2.1 Водна безпека, основна мета та основа для адаптації
• 2.2 Інституціоналізація адаптації стану водної системи
• Висновок
• Список використаних джерел


Вступ

Сучасна академічна екологія часто виявляється безсилою під час вирішення практичних завдань прогнозування, необхідність управління користуванням ресурсами. Екологія може давати корисні, кількісні, загальні прогнози, якщо її теорії будуть емпіричними, оскільки лише емпіризм дозволяє більш реально оцінювати невизначеність, пов'язану з неврахованими факторами; холістичними та спрощеними, оскільки складні чи механістичні теорії показали себе практично непридатними; практичними, більш пов'язаними з насущними питаннями про природу, ніж з академічною схоластикою.

Біологічна система як ціле безперервно отримує потоки енергії і речовин і перетворює їх у різні відходи, що виділяються в зовнішнє середовище. Рівні організації живих систем можнарозглядати, як біологічного спектра, де взаємодія кожного рівня організації життя з середовищем зумовлює існування певних функціональних систем. Доведено, що виробництво ентропії в лінійних системах у нерівноважному стані прагне до мінімуму. Переважна більшість моделей екології, на жаль, враховували лише взаємодії між особинами різних видів, залишаючи поза увагою фізичні обмеження термодинаміки.

В останні десятиліття картина почала змінюватись, і тепер ми досить повно можемо описати екосистему, як термодинамічну систему.

Визнано, що для отримання точної картини водогосподарської ситуації в країні необхідно встановити та зміцнити партнерські відносини між водогосподарськими організаціями та водокористувачами. При зміні клімату потрібно приділяти більше уваги динаміці якості води, чим й продиктована актуальність теми курсової роботи.

В результаті повеней вода поширюється по поверхні землі, збагачуючись додатковими наносами, хвороботворними мікроорганізмами та пестицидами. Інтрузія морських вод є іншим аспектом проблеми збереження якості води, що посилюється зміною клімату. Розуміння цієї динаміки важливе для запобігання шкоді, що завдається екосистемам та здоров'ю людей, а також для забезпечення надійності водогосподарських систем та зниження експлуатаційних витрат. Це інший вимір, де потенціал фахівців, які займаються управлінням водними ресурсами, необхідно збільшити.

Якщо врахувати, що для передбачення поведінки в навколишньому середовищі кожної наявноїсполуки ми повинні знати, принаймні 25 характеристик і для прогнозу її впливу на біоту потрібно вивчити її взаємодію нехай не з 5000000 видів, що населяють планету, а лише з 25 000 «ключових» видів, то ми отримаємо кількість необхідних досліджень ? 7,25·1010, що, природно, зовсім нереально. Еволюція не зупинилася і тест-об'єкти схильні до змін при культивуванні. Звісно ж, що математичне моделювання та експерименти з модельними екосистемами на сьогодні чи не єдино можливі підходи до передбачення наслідків антропогенних впливів на екосистеми мають собі за мету розробити методологічні підходи до оцінки функціонування водних екосистем в умовах антропогенного навантаження, чим і обумовлений акт.

Об'єктом дослідження є процес моделювання та прогнозування стану водної екосистеми.

Предметом - форми, методи моделювання та прогнозування стану водної системи.

Метою дослідження є вивчення сутності моделювання та прогнозування стану водної екосистеми.

Досягнення поставленої мети передбачає постановку наступних завдань:

- визначення поняття екосистеми, як складної термодинамічної системи;

- аналіз управління водними ресурсами на всіх рівнях;

- аналіз водної безпеки, її основної мети та її основа для адаптації;

- характеристика інституціоналізації адаптації стану водної системи.

Теоретико-методологічну основу дослідження становлять положення загальної теорії планування розвитку територій, дослідження зарубіжних та українських фахівців в галузі водної екосистеми. У курсовій роботі застосовувалися такі методи дослідження: аналітичний, порівняльний, статистичний. Структура курсової роботи зумовлена цілями дослідження і включає в себе: вступ, два розділи, висновок, список використаних джерел.

1. Моделювання стану водної екосистеми

1.1 Екосистема, як складна термодинамічна система

Системою називають сукупність взаємозалежних елементів, які можуть виступати як єдине ціле при взаємодії з зовнішнім, по відношенню до системи, середовищем. У своїй динаміці ізольовані системи неминуче приходять до стану термодинамічної рівноваги і не можуть спонтанно вийти з нього.

Закриті та відкриті системи функціонують далеко від рівноваги. Це зумовлено нерівноважними обмеженнями, тобто обміном із зовнішнім середовищем речовиною та енергією. Такі системи можуть досягати виділених нерівноважних станів, які називаються стаціонарними, коли параметри системи залишаються постійними.

Крім того, системи діляться за характером процесів, що протікають в них, на консервативні і дисипативні. Найяскравіше різниця між ними проявляється при спробі макроскопічного опису останніх, коли для визначення миттєвого стану системи використовуються такі колективні змінні, як температура, концентрація, тиск, конвективна швидкість і т.д. При розгляді рівнянь, що управляють поведінкою цих змінних, з'ясовується наступна їх важлива особливість: вони інваріантні щодо операції звернення часу. На цій основі очікується, що чергування відповідних подій у дисипативних системах буде незворотним. Навпаки, процеси, які у консервативних системах, оборотні. Однак ця теорема справедлива для систем, що задовольняють наступним умовам:

1. Локальна прикладність рівноважної термодинаміки.

2. Потоки можуть бути виражені як лінійна комбінація потоків, що підкоряються принципу Онзагера.

3. Потоки є незалежними від часу.

4. Граничні умови незалежні від часу.

5. Система ізотермічна.

6. Середовище ізотропне.

7. Система перебуває у механічному і тепловому рівновазі з середовищем, обмінюючись із нею лише речовиною [5, с. 42].

Екологічні системи, безумовно, не входять у клас систем, котрим ці ознаки характерні.

Теорема про мінімальне виробництво ентропії вірна лише поблизу рівноваги, і за довгі роки було витрачено безліч зусиль, щоб розширити цю теорему для систем далеко від рівноваги. Яке ж було здивування, коли виявилося, що в нерівноважних системах термодинаміка поводиться зовсім по-іншому, фактично, навіть протилежним чином щодо прогнозів теореми про мінімальне виробництво ентропії. Екосистема - це система, що включає всі спільно функціонуючі організми на даній ділянці і взаємодіє з фізичним середовищем таким чином, що потік енергії створює чітко визначені структури та кругообіг речовин між живою та неживою частинами.

Екосистеми є складними (великомасштабними) системами і мають такі характеристики: Складність - велика кількість та різноманітність видів зв'язків між підсистемами та самою системою та навколишнім середовищем. Цілісність - наявність властивостей, що виникають в результаті взаємодії підсистем. Багатомірна стійкість - наявність кількох областей стійкості. Керованість - здатність переходити з одного стану в інший при цілеспрямованому впливі. Спостережуваність - можливість отримання інформації про попередньому стані системи виходячи з реального стану. Буферність - поступовість переходу з одного стану в інший [4, с. 45].

Обробка та зберігання інформації - перетворення інформації, що отримується ззовні та видача нової інформації. Гетерогенність - наявність якісних відмінностей між елементами. До цих характеристик можна додати: відсутність жорсткості. Якщо компоненти жорстко пов'язані між собою, це не система, а одиничний об'єкт; пластичність, що забезпечує самототожність і виживання при збоях; самовідтворюваність підсистем.

Будь-яка екосистема неспроможна існувати без припливу енергії ззовні. Здебільшого це сонячна енергія. За допомогою неї продуценти виробляють органічну речовину, з якої й будуються. Фаготрофи одержують енергію, харчуючись продуцентами. Бактерії харчуються останками фаготрофів та продуцентів. Таким чином, енергія проходить через всю систему. Якась її частина губиться, а якась частина запасається. В ідеальному випадку кількість речовини, що циркулює в екосистемі, величина постійна. Необхідною умовою існування екосистеми є наявність низькоентропійного джерела енергії та високоентропійного «скидання» енергії, чим у земних умовах є сонячне випромінювання та довгохвильове теплове випромінювання.

При цьому надлишок ентропії скидається в довкілля, екосистеми працюють як насоси, що викачують ентропію зовні, тим самим знижуючи організованість середовища. Багатомірна стійкість - наявність кількох областей стійкості. Керованість - здатність переходити з одного стану в інший при цілеспрямованому впливі. Спостережуваність - можливість отримання інформації про попередній стан системи виходячи із цього стану. Буферність-поступовість переходу з одного стану в інший. Обробка та зберігання інформації - перетворення інформації, що отримується ззовні та видача нової інформації. Гетерогенність - наявність якісних відмінностей між елементами.

До цих характеристик можна додати: відсутність жорсткості. Якщо компоненти жорстко пов'язані між собою, це не система, а одиничний об'єкт; пластичність, що забезпечує самототожність і виживання при збояхсамовідтворюваності підсистем. Переважна більшість моделей екології, на жаль, враховували лише взаємодії між особами різних видів, залишаючи поза увагою фізичні обмеження термодинаміки.

В останні десятиліття картина почала змінюватися, і тепер досить повно можемо описати екосистему як термодинамічну систему. Будь-яка екосистема неспроможна існувати без припливу енергії ззовні. Здебільшого це сонячна енергія. За допомогою неї продуценти виробляють органічну речовину, з якої будуються [5, с. 47]. Фаготрофи одержують енергію, харчуючись продуцентами. Бактерії харчуються останками фаготрофів та продуцентів. Отже, енергія проходить через всю систему. Якась її частина губиться, а якась частина запасається. В ідеальному випадку кількість речовини, що циркулює в екосистемі, величина постійна. Необхідною умовою існування екосистеми є наявність низькоентропійного джерела енергії та високоентропійного «скидання» енергії, ніж у земних умовах, є сонячне випромінювання та довгохвильове теплове випромінювання.

1.2 Управління водними ресурсами на всіх рівнях

Як було зазначено, управління наростаючою невизначеністю і гідрологічною мінливістю масштабу всієї системи підвищить віддачу інформації та співробітництва у керуванні водними ресурсами на всіх рівнях. У цьому контексті особливо зростає потреба в надійній інформації. У той час як можна здійснити теоретичні оцінки можливих обставин і характеру їх виникнення, зростає необхідність проведення моніторингу трендів з метою зниження рівня невизначеності та забезпечення більшої ефективності заходів. В даний час, надійна інформація про фактичне водокористування обмежена та фрагментарна. Наприклад, у той час, як міські підприємства комунального обслуговування можуть надати звітність з певною детальністю про обсяги води, які вони виробляють та розподіляють, їх дані не включають інші джерела води (наприклад, колодязі чи свердловини), які можуть відігравати важливу роль для деяких міських громад.

Сільськогосподарське водокористування часто оцінюється на основі даних минулих спостережень, що ускладнює оцінку поточних рівнів використання та змін ефективності. Ще важче оцінити ситуацію з якістю води, особливо якщо за багатьох юрисдикцій забруднювачі мають можливість не надавати дані про їх скидання із-за наявності страху судового переслідування [5, с. 42]. Використання обліку води - важливий початок.

У той час, як деякі країни все ще мають можливість здійснювати повний облік своїх водних ресурсів, зростання тиску, що накладається зміною клімату, створює додатковий стимул для нарощування діяльності в цій галузі. З достатнім ступенем впевненості, міжурядова група експертів зі зміни клімату (МГЕЗК) говорить про те, що більш високі температури води та посилені повені та посухи вплинуть на якість води та посилять багато форм забруднення водних ресурсів. Частково це буде наслідком простого факту, що річки з меншими витратами меншою мірою здатні розчиняти і нейтралізувати забруднюючі речовини.

Зі збільшенням кількості екстремальних кліматичних подій за їх непередбачуваності, водні права та механізми розподілу води становлять сферу діяльності, яка потребує серйозного аналізу політиків та фахівців водного господарства. Водні права та розподіл водних ресурсів в основному базуються на даних минулих спостережень водозабезпеченості. Оскільки внаслідок зміни клімату водозабезпеченість у майбутньому відрізнятиметься від водозабезпеченості у минулому, обсяги водних ресурсів більше не відповідатимуть узгодженим схемам розподілу. Попередні права та механізми перестануть діяти. Системи водних прав та механізми розподілу водних ресурсів та вирішення конфліктів необхідно переглянути та посилити, для реагування на нові реалії. Потрібно створення більш гнучких систем, щоб протистояти різким змінам водозабезпеченості та непередбачуваності. У той час, як часто вказується, що плата за воду і торгівля водою являють собою найкращі механізми для розподілу водних ресурсів між користувачами в умовах, що змінюються, вони часто не в змозі врахувати довгостроковий характер водокористування і проблем, обмежених можливостей для перерозподілу води від однієї групи користувачів інший, для згладжування короткострокової мінливості [7, с. 140].

Протягом останніх багаторічних посух у басейні річки Мюррей-Дарлінг в Австралії економічні збитки були незначними завдяки створенню чіткої системи пріоритетів при розподілі води між користувачами. Особливою проблемою для країн, де водозабезпеченість, як очікується, зменшиться під впливом зміни клімату, стане пошук механізмів для коригування існуючих водних прав. У той час, як торгівля не наддасть суттєвої допомоги, важливіше, щоб керівники систем розподілу визнали, що вони працюють в умовах, коли доступні кількості водних ресурсів змінюються і тому необхідно встановити правила, що дозволяють врахувати ці зміни. Південноафриканське водне законодавство вирішує цю проблему, обмежуючи термін, протягом якого діє дозвіл на водокористування (максимально до сорока років). Він також передбачає аналіз розподілу водних ресурсів у всьому басейні кожні п'ять років, якщо потрібно.

Там, де цей вид регулярного аналізу не передбачено, можуть виникнути важкі ситуації. Наприклад, в Австралії існує спільна угода, що навіть до оцінки будь-яких впливів зміни клімату, водозабори повинні бути зменшені, щоб забезпечити адекватне постачання води для захисту екосистем [8, с. 124]. У відсутності інших механізмів федеральні та національні уряди змушені реалізовувати дорогі програми «викупу» (перегляду) вже розподілених квот водоподання та компенсації водокористувачам їх часткової втрати об'ємів води.

Створення запасів води, по суті, є перешкодою для втрати вигоди, у разі низької водозабезпеченості. Стратегічні запаси зерна можуть розглядатися як склади «вкладеної води», накопиченої протягом років із високим рівнем виробництва та перерозподіляються протягом періодів із низьким рівнем виробництва. Схеми страхування виробництва культур залежно від погодних умов можуть бути відзначені як фінансові механізми «зберігання», які страхують сільськогосподарські доходи фінансовими коштами, замість того, щоб страхувати сільськогосподарську продукцію через підвищену надійність іригації (тобто великі обсяги зрошувальної води в управлінні). Там, де створення запасів води бажано для підвищення надійності забезпечення водоємними товарами (сільськогосподарськими або промисловими), торгівля водозаймистою продукцією або «віртуальною водою» може бути відзначена як серйозна альтернатива фізичним запасам водних ресурсів. Порівняльні переваги та недоліки різних варіантів створення запасів води змінюються при зміні клімату [10, с. 123].

Варіанти, які були свого часу небажані чи не потрібні, можуть стати корисними варіантами. А ті, що були добрими варіантами у минулому, можуть не підійти у майбутньому. Нові водосховища можуть знадобитися, а деякі існуючі втратити свою життєздатність. У деяких випадках інфраструктура може бути реконструйована, забезпечуючи її відповідність умовам, що змінилися, наприклад, будівництво додаткових водозаборів при нижчих рівнях водосховища або змінюючи методи і режими експлуатації. Стратегічні запаси зерна можуть розглядатися як склади «вкладеної води», накопиченої протягом років із високим рівнем виробництва та перерозподіляється протягом періодів із низьким рівнем виробництва.

Схеми страхування виробництва культур залежно від погодних умов можуть бути відзначені, як фінансові механізми «зберігання», які страхують сільськогосподарські доходи фінансовими коштами, замість того, щоб страхувати сільськогосподарську продукцію через підвищену надійність іригації (тобто великі обсяги зрошувальної води в управлінні). Там, де створення запасів води бажано для підвищення надійності забезпечення водоємними товарами (сільськогосподарськими або промисловими), торгівля водозаймистою продукцією або «віртуальною водою» може бути відзначена як серйозна альтернатива фізичним запасам водних ресурсів. Порівняльні переваги та недоліки різних варіантів створення запасів води змінюються при зміні клімату. Варіанти, які були свого часу небажані чи не потрібні, можуть стати корисними варіантами. А ті, що були добрими варіантами у минулому, можуть не підійти у майбутньому.

Нові водосховища можуть знадобитися, а деякі існуючі втратить свою життєздатність. У деяких випадках інфраструктура може бути реконструйована, забезпечуючи її відповідність умовам, що змінилися, наприклад, будівництво додаткових водозаборів при нижчих рівнях водосховища або змінюючи методи і режими експлуатації інфраструктури. В інших випадках, списання може бути раціональною альтернативою, коли повторне використання стічних вод стане більш важливим [11, с. 214].

Наприклад, у Китаї здійснено перекидання великих обсягів води з басейну річки Янцзи до басейну річки Жовта, і подібні схеми є предметом інтенсивних дебатів у різних країнах, таких як Індія, Австралія та Іспанія. Такі країни, як Південна Африка, Мексика та США, вже використовують такі перекидання. Перекидання забезпечують перерозподіл води від однієї території до іншої. Важливо, що вони підвищують надійність водопостачання, і тому стійкість систем, оскільки різні водозбірні площі, як правило, характеризуються різним характером мінливості. Цей внесок у підвищення стійкості, ймовірно, зробить міжбасейнові перекидання стоку більш актуальними за різних сценаріїв зміни клімату, якщо екологічні проблеми під час їх здійснення будуть вирішені.

Зі збільшенням кількості екстремальних кліматичних подій за їх непередбачуваності, водні права та механізми розподілу води становлять сферу діяльності, яка потребує серйозного аналізу політиків та фахівців водного господарства. Водні права та розподіл водних ресурсів в основному базуються на даних минулих спостережень водозабезпеченості [11, с. 221].

Оскільки внаслідок зміни клімату водозабезпеченість у майбутньому відрізнятиметься від водозабезпеченості у минулому, обсяги водних ресурсів більше не відповідатимуть узгодженим схемам розподілу. Попередні права та механізми перестануть діяти. Системи водних прав та механізми розподілу водних ресурсів та вирішення конфліктів необхідно переглянути та посилити, для реагування на нові реалії. Потрібно створення більш гнучких систем, щоб протистояти різким змінам водозабезпеченості та непередбачуваності.

У той час як часто вказується, що плата за воду і торгівля водою являють собою найкращі механізми для розподілу водних ресурсів між користувачами в умовах, що змінюються, вони часто не в змозі врахувати довгостроковий характер водокористування і проблем, обмежених можливостей для перерозподілу води від однієї групи користувачів для іншої, для згладжування короткострокової мінливості. Протягом останніх багаторічних посух у басейні Мюррей-Дарлінг в Австралії економічні збитки були незначними завдяки створенню чіткої системи пріоритетів при розподілі води між користувачами. Особливою проблемою для країн, де водозабезпеченість, як очікується, зменшиться під впливом зміни клімату, стане пошук механізмів коригування існуючих водних прав. Поки торгівля не надасть суттєвої допомоги, важливіше, щоб керівники систем розподілу визнали, що вони працюють в умовах, коли доступні кількості водних ресурсів змінюються і тому необхідно встановити правила, що дозволяють врахувати ці зміни.

Південноафриканське водне законодавство вирішує цю проблему, обмежуючи термін, протягом якого діє дозвіл на водокористування (максимально до сорока років). Воно також передбачає аналіз розподілу водних ресурсів у всьому басейні кожніп'ять років, якщо потрібно. Там, де цей вид регулярного аналізу не передбачено, можуть виникнути важкі ситуації. Наприклад, в Австралії існує спільна угода, що навіть до оцінки будь-яких впливів зміни клімату, водозабори повинні бути зменшені, щоб забезпечити адекватне постачання води для захисту екосистем [13, с. 214].

У відсутності інших механізмів уряди змушені реалізовувати дорогі програми «викупу» (перегляду) вже розподілених квот водопостачання та компенсації водокористувачам їх часткової втрати обсягів води. Перегляд колишніх підходів до створення запасів води, перекидання та повторного використання водних ресурсів. Зміна клімату впливатиме не лише на обсяги запасів води, що відповідають поточним вимогам, але також і на відповідні типи інфраструктури накопичення води (природні, штучні, невеликі або великі водосховища).

На додаток до природних та штучних запасів води, «віртуальні» та «фінансові» механізми можуть бути розроблені для «збереження» вигоди від води.

Наприклад, у Китаї здійснено перекидання великих обсягів води з басейну річки Янцзи до басейну річки Жовта, і подібні схеми є предметом інтенсивних дебатів у різних країнах, таких як Індія, Австралія та Іспанія. Такі країни, як Південна Африка, Мексика та США, вже використовують такі перекидання. Перекидання забезпечують перерозподіл води від однієї території до іншої. Важливо, що вони підвищують надійність водопостачання, і тому стійкість систем, оскільки різні водозбірні площі, як правило, характеризуються різним характером мінливості. Цей внесок у підвищення стійкості, ймовірно, зробить міжбасейнові перекидання стоку більш актуальними за різних сценаріїв зміни клімату, якщо екологічні проблеми під час їх здійснення будуть вирішені.

2. Прогнозування стану водної екосистеми

2.1 Воднабезпека, основнаметатаосновадляадаптації

При всьому різноманітті методів використання води для підвищення комфортності життя та доходів, які можуть призвести до виснаження водних ресурсів, досягнення водної безпеки стає першочерговим завданням. Це проблема, яку багато країн вже намагаються вирішити, нині посилюється перспективою зміни клімату, впливи якого відіб'ються непропорційно, насамперед, на більш бідних та виразних верствах населення в усьому світі.

У той час як «водна безпека» не вирішує, сама по собі, ширших соціально-економічних завдань, які багато спільнот прагнуть вирішити, і не призводить до досягнення повного спектру природоохоронних цілей, вона фактично створює умови, за яких водні ресурси не стануть перешкодою для досягнення цих цілей та вирішення поставлених завдань.

Надійна та безпечна подача води з джерела користувачам зазвичай потребує будівництва інфраструктури та її постійної експлуатації організаціями - постачальниками послуг, особливо у великих містах. У той час як розгляд питань ефективності роботи організацій - постачальників послуг виходять за рамки, ясно, що якщо ресурс спочатку недостатній, важче забезпечити адекватні послуги. Якщо водогосподарські послуги плануються, не беручи до уваги можливі зміни клімату, а також інші навантаження на водні ресурси, це може призвести до невдачі. З огляду на ці міркування слід негайно ініціювати зусилля щодо адаптації, тому що ті організації, які ми створюємо, та інфраструктура, яку ми будуємо сьогодні, ставлять нас у певні рамки поведінки на багато років уперед. Якщо ми не почнемо діяти зараз, ми пропустимо можливості пристосуватися до змін у більш сприятливих умовах і, таким чином, гарантувати стійкіше довгострокове майбутнє. Крім того, досягнення водної безпеки не є питанням, яке вирішується раз і назавжди, особливо перед зміною клімату. Потрібні систематичні зусилля для підтримки водної безпеки та управління впливами зміни клімату, поряд з усіма іншими «рушійними силами», які чинять тиск на водні ресурси [17, с. 80]. Забезпечення водної безпеки потребує впровадження технічних та інституційних інновацій та може сприяти появі можливостей для покращення сфери постачання послуг, а також ініціювати нові види економічної діяльності. Як гарний приклад можна навести Сінгапур, який продемонстрував, як країна може вийти за рамки нагальних проблем, наполегливо здійснюючи всебічні та скоординовані заходи (розробляючи додаткові важелі) для досягнення водної безпеки.

У разі коду необхідно забезпечити та зберегти водну безпеку, управління водними ресурсами має відображати інтегровану природу водного циклу, беручи до уваги різних користувачів та види використання, а також ризики та ресурси, що знаходяться під загрозою зникнення. ІУВР (Інтегроване управління водними ресурсами) є таким підходом до управління. ІУВР чітко орієнтоване на потребу структурувати та керувати неминучими компромісами, які необхідні при управлінні водними ресурсами. При цьому визнається, що одне використання зачіпає інші, та всі залежать від цілісності ресурсної бази [17, с. 80]. Проблема пом'якшення наслідків зміни клімату вирішується за допомогою низки фундаментальних змін у методах, за допомогою яких суспільство виробляє та використовує енергію. Зміни починаються з використання енергетичних ресурсів для економічної діяльності, способів виробництва та використання електроенергії, планування містобудування та систем громадського транспорту. Далі здійснюються зміни у технологіях виробництва, споживання та торгівлі, все з метою скорочення виробництва вуглекислого газу та інших парникових газів. Подібний підхід потрібний і при використанні води. Вирішення проблеми адаптації до зміни клімату може початися з проведення ряду фундаментальних змін у тих способах, якими суспільство керує та розвиває свої водні ресурси. На відміну від енергії, воду важко транспортувати на великі відстані, і схеми її використання великою мірою прив'язані до певної місцевості та умов, які значно змінюються від країни до країни, а також усередині країн.

Очевидно, різні джерела води часто пов'язані один з одним через водний цикл. Лісопосадки на схилах можуть виснажити запаси підземних вод у долинах; надмірне відкачування підземних вод на окремій території може призвести до осушення водотоків у її околицях; використання річок для виробництва гідроелектроенергії може негативно вплинути на популяції риб та доходи рибалок у пониззі річок [16, с. 85]. Тому водні ресурси повинні керуватися, а вода використовуватись і повторно використовуватись з урахуванням мінливості водного циклу, існуючих невизначеностей, дефіциту чи достатку, а також взаємозв'язку різних користувачів у місцевому, регіональному та глобальному масштабі. Ключовим завданням є ознайомлення всіх водокористувачів та інших бенефіціарів країни з інформацією про водні проблеми, що впливають на них, з різними підходами, які можуть допомогти їм адаптуватися, а також проведення інституційних та управлінських заходів, які дозволять їм це зробити. Це також гарантує вирішення водних проблем у рамках ширших стратегій розвитку з урахуванням зміни клімату.

Більш важливо, однак, мати чітке уявлення про цілі управління водними ресурсами - починаючи з концентрування на досягненні базової водної безпеки. Крім того, необхідно знайти способи використання та управління водними ресурсами, за допомогою яких можна зробити більший внесок у програми соціально-економічного розвитку у стійкій манері.

2.2 Інституціоналізація адаптації стану водної системи

Основний акцент має бути зроблено на те, щоб інституційні структури управління водними ресурсами працювали ефективно. Водна політика та практика повинні бути спрямовані на створення організацій, інформаційних систем та потенціалу для прогнозування, планування та протидії сезонній та річній мінливості клімату, в рамках стратегії адаптації до довгострокової зміни клімату. При цьому ці організації мають бути спроможними полегшити процеси соціально-економічних реформ, які вимагатимуть суттєвих компромісів. У цьому контексті дані інститути не є лише формальними організаціями; переважно, щоб формальні організації з'являлися лише тоді, коли ключові проблеми та ключові функції, які необхідно виконувати, відомі. Ці організації повинні охоплювати ширше коло питань, наприклад, виконувати неформальні дії щодо координації, збирання та перевірки інформації, введення в дію правил через законодавство або в результаті колективних рішень, а також моніторинг та контроль їх виконання. Всі ці дії важливі і можуть бути ініційовані на різних рівнях навіть без формальних організацій [16, с. 62].

Хороші управлінські методи, які розвинені в користувальницьких спільнотах, ймовірно, будуть стійкішими, ніж правила, встановлені формальними організаціями. Для досягнення цілей водної безпеки та розвитку, користувачі та розпорядники ресурсів повинні працювати, взаємодіючих один з одним, що підвищує їх можливості подолання невизначеностей та дозволяє реагувати на виклики у міру їх появи. Невід'ємна частина досконалішого управління водними ресурсами - забезпечення умов, коли всі водокористувачі мають інформацію про водні проблеми, які торкаються їх, і знають про різні підходи, які можуть допомогти їм адаптуватися. Це також гарантує, що вирішення водних проблем буде враховано у ширших стратегіях розвитку за умов зміни клімату.

Пошук компромісів між різними видами водокористування є однією з проблем, якою необхідно займатися водогосподарським організаціям, особливо у країнах, водні ресурси яких обмежені. Можливо найбільш невідкладний та спірний з них - компроміс між водною безпекою, що забезпечується при нарощуванні ємності водоймищ для боротьби з повенями та маловоддям, та впливом проектів їх будівництва на населення даних територій. У той час як соціальні вигоди від підвищених запасів водних ресурсів можуть бути величезними, впливу на засоби існування, соціальні структури та довкілля можуть бути руйнівними.

У багатьох країнах доводиться шукати складні компроміси між задоволенням потреб сільського господарства, яке часто забезпечує доходи більшості населення, та розвитком міської економіки, що генерує підвищені доходи, хоча вони розподіляються нерівномірно. Розробка механізмів для визначення, хто має отримувати і яку частку доходів у періоди достатку та періоди дефіциту води, є, по суті, політичним завданням, яке вимагає, щоб відповідні інститути забезпечили рішення, які прийнятні для всіх [17, с. 42]. І оскільки попит на водні ресурси підвищується та змушує вводити ліміти на постачання води, необхідно буде ухвалити рішення про баланс між вимогами охорони навколишнього середовища та тих доходів, що залежать від нього, та вимогами інших видів соціально-економічної діяльності. Враховуючи роль води майже в усіх аспектах соціально-економічного життя та її фундаментальне значення для навколишнього середовища, будь-яка зміна в режимі водокористування та управлінні торкнеться багатьох різних бенефіціарів.

У той час як метою управління завжди є пошук безпрограшних спільних рішень, майже завжди будуть потрібні певні компроміси і процес, за допомогою якого вони повинні бути реалізовані на практиці. Інвестиції - «тверді» та «м'які» бувають в водній системі. Важливим результатом оцінки методів управління водними ресурсами, що застосовуються в останні кілька десятиліть, стало визнання того факту, що технічні рішення, хоча вони є життєво важливими і є невід'ємною частиною будь-якого майбутнього підходу, самі по собі не можуть вирішити глобальні водні проблеми.

Існує низка соціальних, економічних та політичних проблем, які необхідно вирішувати, та різноманітність «м'яких» інституційних інструментів, які можуть бути використані на додаток до «твердих» інфраструктурних рішень [19, с. 87].

При ІУВР використовуються як «тверді» інфраструктурні, і «м'які» інституційні стратегії. Справді, цілком розумним є об'єднання «твердих» і «м'яких» стратегій, які пропонують країнам кращий шанс успішної протидії мінливості та зміні клімату. «Тверді» опції є одним із способів керування впливами мінливості клімату на водні ресурси, прикладом є використання «твердих» опцій для здійснення водозабору та керування водними ресурсами. Ці опції варіюють від великих гребель до споруд зі збирання дощових вод у домогосподарствах. Іншими важливими гідротехнічними спорудами є канали, тунелі та трубопроводи, які служать не тільки для безпосереднього задоволення потреб людей, але і, що менш очевидно, створюють взаємопов'язані системи, які через використання різних джерел води, менш схильні до впливу мінливості клімату, забезпечують велику гнучкість і вищий рівень безпеки водопостачання. У однаковій мірі, працездатні системи очищення стічних вод та відведення зливових вод роблять свій внесок, забезпечуючи умови для виконання господарської діяльності громад та охорони здоров'я людей при надзвичайних кліматичних подіях, тоді як повторне використання знижує рівень загального попиту.

Арсенал фахівців водного господарства, призначений для вирішення проблем мінливості клімату та надзвичайних кліматичних подій, не обмежується фізичною інфраструктурою. У рівній мірі важливими є інституційні механізми, які допомагають адаптуватися до мінливості клімату та в досягненні таких цілей як водопостачання населення, галузей промисловості та фермерських господарств, а також захисту громад від повеней та підтримки екосистем [20, с. 118].

Ці «м'які» інструменти використовуються для управління попитом, а також підвищують водозабезпеченість за рахунок раціонального водорозділу, водозбереження, підвищення ефективності водокористування та планування землекористування. Часто ці «м'які» інструменти дешевші та можуть бути ефективнішими, порівняно з їхніми інфраструктурними еквівалентами, і можуть, природно, доповнювати інфраструктурні рішення, забезпечуючи їхню ефективну роботу. Таким чином, при вирішенні проблем потенційного дефіциту води, велику увагу слід приділити управлінню попитом при збільшенні водопостачання, впроваджуючи більш ефективні технології, а також просто підвищуючи культуру водозбереження.

Це особливо важливо у регіонах, де загальна водозабезпеченість зменшується. У багатьох країнах це вже зроблено елементарним способом, наприклад, застосовуючи організовані обмеження в сільському господарстві в періодпосух.

Сплановані технічні заходи, такі як програми скорочення витоків води в муніципальних розподільчих мережах можуть не тільки окупитися за рахунок водозбереження, але також забезпечити енергозбереження, сприяючи пом'якшенню наслідків зміни клімату.

Управління попитом з метою стимулювання ефективного водокористування також має величезний потенціал. Домогосподарства можуть суттєво зменшити своє споживання, і фермери можуть отримувати набагато більше врожаю на краплю води; промисловці часто виробляють великі обсяги продукції на одиничний обсяг води в умовах пресингу регулюючих органів і можуть навіть передислокувати частину процесів з інтенсивним водоспоживанням в райони з ряснішими водними ресурсами. Стимули для обміну водокористувачами їх поточними водними квотами за допомогою адміністративних систем або «торгівлі» можуть допомогти досягти ефективнішого водокористування, хоча при цьому соціальні впливи необхідно ретельно відстежувати.

У більшому масштабі система глобальної торгівлі має суттєві впливи - позитивні та негативні - на водокористування, які необхідно зрозуміти та використовувати. У цьому контексті, як зазначалося, просування біологічного палива, як джерело енергії, може серйозно посилити проблеми дефіциту води, якщо ретельно не планувати і не регулювати цей процес. Крім прямого управління водними ресурсами, інституційні інструменти, типу планування землекористування можуть істотно зменшити вразливість громад від природних лих, пов'язаних з водною стихією, якщо у них будуть надійні дані про нововведення.

Таким чином, здатність протистояти повеням може бути досягнута за допомогою будівництва захисної інфраструктури або плануванням, яке обмежує розміщення селищ на вразливих територіях. Планування розвитку міст також може зробити свій внесок, використовуючи інші підходи. Хоча швидка урбанізація часто сприймається як екологічна проблема, вона також приносить екологічні вигоди, однією з яких є, як правило, менше водоспоживання домогосподарств у густонаселених міських районах, порівняно з менш населеними (не в останню чергу тому, що менше води використовується для поливів садів). Планування та будівництво компактних міст може виявитися одним з найбільш ефективних методів приборкання внутрішнього попиту на воду [21, с. 64].

Фактично, за всіх обставин, водна безпека вимагатиме об'єднання інвестицій і в «твердих» (інфраструктурних) та «м'яких» (інституційних) варіантах. Правильне поєднання буде функцією безлічі гідрологічних, економічних, соціально-політичних та екологічних факторів. Історично склалося так, що коли гідротехнічна інфраструктура не розвинена, інвестиції в (створювану та природну) інфраструктура забезпечують відносно швидшу окупність. Інвестиції в нарощування управлінського потенціалу та у підтримку та експлуатацію інфраструктури стають все більш важливими, оскільки будується масштабніша і технічно складніша інфраструктура. Підвищена інтенсивність надзвичайних повеней та посух свідчить про те, що зміна клімату підвищить окупність інвестицій в інфраструктуру, що дозволить керівникам водного сектора працювати за «комфортніших» умов [21, с. 70].

З іншого боку, підвищення мінливості та гідрологічної невизначеності означає, що значення інформації та гнучких адаптивних управлінських організацій значно підвищиться. Різні компоненти систем необхідно будувати у відповідній послідовності. Нові системи розподілу води не повинні будуватись, перш ніж не буде вирішено питання про виділення додаткових водних ресурсів, можливо, за рахунок будівництва нових водоймищ. Але перш, ніж це станеться, необхідно зібрати достатню інформацію про водні ресурси, що дозволяє запроектувати ефективні та стійкі водосховища. Відповідні поєднання та послідовність будівництва також повинні відображати пов'язані проблеми забезпечення необхідного балансу соціальної справедливості, економічної ефективності та екологічної стійкості.

Існує реальна небезпека того, що поточні інвестиції в інфраструктуру не відповідатимуть майбутнім вимогам. Ряд свідчень говорить про те, що частина існуючої інфраструктури більше не буде життєздатною і краще її реконструювати або списати. Там, де опади значно скоротилися, існуючі іригаційні водосховища або греблі ГЕС більше не зможуть забезпечити постачання тих самих обсягів води - і, отже, вигод - у розрахунку на які вони були запроектовані.

З іншого боку, якщо опади значно збільшуються, є ризик надлишкових навантажень на інфраструктуру, що потенційно може призвести до розриву трубопроводів або переливу води через греблі водосховищ. Інша проблема тривалої експлуатації полягає в тому, що існуючі проектні стандарти стануть неприйнятними для майбутнього. Гідрологічні проектні параметри повинні відображати ризики мінливості, які посилюються зміною клімату. Щоб досягти успіху в цьому напрямку, необхідно відновити інфраструктуру гідрологічного моніторингу, а також відновити існуючі бази даних та розпочати збирання нових даних. Якщо не почати відновлювати основні системи збору даних по водних ресурсах, виникає небезпека, що нові греблі не забезпечать очікувані обсяги води або вироблення електроенергії, і нові системи водорозподілу виявляться «сухими».

Крім невідкладної та очевидної задачі забезпечення даних, що гарантують адекватне проектування інфраструктури, у ширшому плані необхідно налагодити моніторинг тенденцій водозабезпеченості та водокористування [24, с. 170]. Якщо успішна адаптація залежить від підвищеної ефективності використання водних ресурсів у сільському господарстві, необхідно розпочати моніторинг водокористування та продуктивності господарств. Якщо є стурбованість щодо впливу міських стічних вод на якість річкової води, необхідно налагодити моніторинг роботи очисних споруд та виконати оцінку якості річкового стоку.

В даний час, моніторинг фрагментарний, і є тенденцією зосереджуватися на «гарячих» точках, тому важко виявити будь-які тенденції поки не вибухне криза. Систематична робота має бути налагоджена для ліквідації цього пропуску. Для початку відділ статистики Організації Об'єднаних Націй (ВС ООН) ініціював ряд стимулів, що спонукають країни організувати роботи з «водообліку», як компонент діяльності національних статистичних систем. Однією з проблем управління водними ресурсами є організація планування та виконання необхідних дій на відповідному рівні. На проектному рівні інвестиції у водне господарство повинні плануватися з урахуванням забезпечення стійкості при зміні клімату. На рівні сільського колективу заходи мають бути спрямовані на зниження рівня соціальної, економічної та екологічної вразливості щодо мінливості клімату. Планування всієї економіки має здійснюватися з урахуванням зміни клімату та їхнього впливу на окремі сектори економіки чи економічні території. У глобальному масштабі, сприяння торгівлі водозаймистою продукцією (торгівля віртуальною водою) та цілеспрямована передача технологій могли б сприяти адаптації. Енергетичні компанії повинні мати у своєму розпорядженні інформацію про можливі витрати річок і відповідно планувати свою діяльність. А жителі міст вимагатимуть, щоб рішення, які приймаються від їхнього імені, могли забезпечити надійне постачання води для комунальних та комерційних цілей [21, с. 150]. В ідеалі, ефективні процеси прийняття рішень будуть «вбудовані» у діяльність організацій, які створюються для управління водними ресурсами. Різноманітні впливи зміни клімату в різних місцях означають, що не може бути загальних рекомендацій щодо необхідних дій. Компроміси все ще неминучі Нерадісна реальність полягає в тому, що зміна клімату змусить розпочати пошук компромісів з багатьох питань.

Висновок

екосистема водний безпека правовий

Політики повинні оцінитирольводивякостіпервинногосередовища, задопомогоюякогозмінакліматувпливатименасоціально-економічнийрозвиток, івраховуватимецюоцінкупризагальномуплануваннірозвитку і управління. Важливо, щобфахівціводногогосподарстваіводокористувачітакожадаптувалисядоприйдешньогомайбутнього.

Потрібнітакі підходи доуправлінняводнимиресурсами, які дозволяютьідентифікуватиі вирішувати проблемизанаявностічинниканевизначеності. Проблема пом'якшеннянаслідківзміникліматувирішуєтьсязадопомогоюрядуфундаментальних змін в методах, задопомогоюякихсуспільстворобить і використовуєенергію.

Створення запасів води, по суті, є перешкодою для втрати вигід, у разі низької водозабезпеченості. Стратегічні запаси зерна можуть розглядатися як склади «вкладеної води», накопиченої протягом років із високим рівнем виробництва та перерозподіляється протягом періодів із низьким рівнем виробництва. Порівняльні переваги та недоліки різних варіантів створення запасів води змінюються при зміні клімату. Варіанти, які були свого часу небажані чи не потрібні, можуть стати корисними варіантами. А ті, що були добрими варіантами у минулому, можуть не підійти у майбутньому. Нові водосховища можуть знадобитися; а деякі існуючі втратить свою життєздатність. У деяких випадках інфраструктура може бути реконструйована, забезпечуючи її відповідність умовам, що змінилися, наприклад, будівництво додаткових водозаборів при нижчих рівнях водосховища або змінюючи методи та режими експлуатації інфраструктури. В інших випадках, списання може бути раціональною альтернативою, коли повторне використання стічних вод стане більш важливим.

З усіх природних об'єктів біологічні системи, безперечно, і функціонально, і морфологічно є найбільш складними та високоорганізованими. Живі системи абсолютно безумовно функціонують далеко від рівноваги.

Ще в 60-ті гг. XX ст. було показано, що саме потік енергії від джерела до «викиду» створює внутрішню організацію екосистеми та служить «двигуном» кругообігу речовини. Висловлювалася навіть пропозиція вважати екосистеми не речовими системами, конкуруючими за енергію, а енергетичними, конкуруючими за речовину. Енергія в екосистемі витрачається на самоорганізацію, тобто зростання впорядкованості (зниження рівня ентропії).

Перегляд колишніх підходів до створення запасів води, перекидання та повторного використання водних ресурсів. Зміна клімату впливатиме не лише на обсяги запасів води, що відповідають поточним вимогам, але також і на відповідні типи інфраструктури накопичення води (природні, штучні, невеликі або великі водосховища).

Дискусії з питань створення запасів води мають тенденцію фокусуватися лише на будівництві великих гребель, за наявності ширшого діапазону варіантів. Вони включають природні системи запасів води, типу водоносних горизонтів (природно або штучно поповнюваних), верланів та озер, а також штучне зберігання води всіх видів та масштабів, включаючи збирання дощової води в домогосподарствах, традиційні ставки в селищах, невеликі греблі та греблі, та великомасштабні На додаток до природних та штучних запасів води, «віртуальні» та «фінансові» механізми можуть бути розроблені для «збереження» вигід від води.

Необхідно переглядати весь діапазон варіантів інфраструктури, з урахуванням нових умов, та переоцінювати відносні вигоди та недоліки. Іншим аспектом є можливість перекидання стоку між різними водозбірними басейнами. У ситуації мінливості, що підвищується, і зростаючого навантаження на водні ресурси, можливість перекидати водні ресурси з одного річкового басейну в інший може виявитися привабливою, особливо там, де попит на воду міських конгломератів і ключових економічних секторів швидко зростає.

Дискусії з питань створення запасів води мають тенденцію фокусуватися лише на будівництві великих гребель, за наявності ширшого діапазону варіантів. Тому водна безпека є основою адаптації до зміни клімату. Водна безпека, яка визначається як «надійна забезпеченість прийнятною кількістю та якістю водних ресурсів для підтримки здоров'я людей, засобів існування та виробництва, поряд із прийнятним рівнем пов'язаних з водою ризиків» є мінімальним, але реалістичним набором необхідних якостей. Неможливо повністю уникнути ризиків, але вони зберігатимуться на прийнятному рівні. Так само, підтримка здоров'я людей та засобів існування не буде максимальною, але управління водними ресурсами підтримає досягнення прийнятних мінімальних рівнів соціального розвитку. Імператив захисту природного довкілля мається на увазі, оскільки у багатьох випадках здоров'я людей, засоби існування та захист від природних лих залежать від збереження природного довкілля.

Необхідно також зазначити, що водна безпека не є результатом виключно захисту та забезпечення адекватних обсягів води як ресурсу. Захист, розвиток та управління водними ресурсами, а також управління та надання водогосподарських послуг є взаємопов'язаними, але різними напрямками діяльності. Обидва напрями є аспектами водної безпеки.

Потрібно переглядати весь діапазон варіантів інфраструктури, з урахуванням нових умов, та переоцінювати відносні вигоди та недоліки. Іншим аспектом є можливість перекидання стоку між різними водозбірними басейнами. У ситуації мінливості, що підвищується, і зростаючого навантаження на водні ресурси, можливість перекидати водні ресурси з одного річкового басейну в інший може виявитися привабливою, особливо там, де попит на воду міських конгломератів і ключових економічних секторів швидко зростає.

Список використаних джерел

1. Андрусишин Т., Грубінко В. Cезонна динаміка вмісту важких металів у воді та донних відкладах річки Збруч. Вісник Львівського університету. 2021. Вип. 58.С. 165-174.

2. BioOneComplete. Повнотекстова база даних публікацій в галузі біології, біохімії, екології та наук про навколишнє середовище, URL: https://library.gov.ua/svitovi-e-resursy/3988/bio-one/.

3. Вавилин В.А. Нелинейныемоделибиологической очистки и процессовсамоочищения в реках: моногр. / В.А. Вавилин. - Київ: Наука, 2017. - 158 с.

4. Войцицкий В.М., Мідик С.В., Полтавченко Т.В., Березовський А.В. Моніторинг екосистем: цілі і необхідність, роль біоіндикації. Х: ХНУМГ, 2017. - 153 с.

5. Велинска А.А. Моніторинг екосистем: цілі і необхідність, роль біоіндикації. Біоресурси и природокористування. 2019. 11, №3-4. С. 39-46.

6. Гадзало А.Я. Проблеми раціонального природокористування в процесі забезпечення збалансованого розвитку України. Науковий вісник Ужгородського національного університету. Ужгород. 2016. С. 71-73.

7. Гуменюк Г.Б. Порівняльна характеристика розподілу важких металів у гідроекосистемах різного типу. Наукові записки ТНПУ ім. В. Гнатюка. Серія: Біологія. Спец. вип.: Гідроекологія.2016. №2 (43).C.139-148.

8. Моніторинг довкілля: підручник / В.М. Боголюбов та ін. Киів: НУБіПУ, 2018. - 435 с.

9. Ладиженський В.М., Дмитренко Т.В., Іващенко А.В. Прикладна гідроекологія. Харк. нац. ун-т. міськ. госп-ва. ім. О.М. Бекетова, Х: ХНУМГ, 2021. -153 с.

10. Ісаєнко В.М., Маджд С.М. Теоретична концепція формування екологонебезпечних ризиків у процесі розвитку техноприродних водних екосистем. Вісник Кременчуцького національного університету.2019. №1 (114). С. 121-127.