Эколого-экономическая оценка использования и охраны водных ресурсов

Скачати

Все природные воды на Земле находятся в непрерывном круговороте. Круговорот воды в природе происходит под воздействием солнечной энергии и силы тяжести. Подсчитано, что на его осуществление расходуется около 23% всей достигающей Землю солнечной энергии. Распределение вод Мирового океана и суши неравномерно (в северном полушарии суша занимает 39, в южном – только 19% его поверхности), и количество поступающей в различные районы Земли солнечной энергии изменяется по сезонам года, что приводит к фазовым переходам воды (ее замерзанию, таянию, конденсации водяных паров и испарению).

Благодаря постоянному круговороту общее количество воды в гидросфере не уменьшается. Ежегодно в нем участвует 577 тыс. км3 воды, что составляет 0,04% от всех ее запасов на Земле. С поверхности океана испаряется 505 тыс., суши – 72 тыс. км3 воды в год; выпадает в виде атмосферных осадков: на поверхность океана – 458 тыс., суши – 119 тыс. км3 /год. Разность между осадками и испарением с поверхности океана, равная 47 тыс. км3 /год, представляет собой объем воды, который идет на пополнение рек, озер, болот, подземных вод и ледников.

Круговорот воды объединяет в единый механизм все водные ресурсы, где бы они не находились – в океане, атмосфере, биосфере, земной коре. В результате круговорота возникает единство всех природных вод Земли, на что указывали В. И. Вернадский, В. Г. Глушков.

Большой круговорот на Земле, по М. И. Львовичу, состоит из трех основных звеньев: океанического, химического и материкового. В материковом звене выделяют звенья меньших размеров: литогенное, почвенное, речное, озерное, ледниковое, биологической и хозяйственное. Различные звенья круговорота неравнозначны по их хозяйственной ценности. Так, самые значимые – биологическое и почвенное звенья круговорота являются основой обеспечения водой населения и развития сельского хозяйства. Именно эти звенья подвергаются наибольшему целенаправленному преобразованию в результате создания водохранилищ и прудов, проведения мелиоративных мероприятий. Гидротехнической строительство и мелиоративные мероприятия осуществляются с целью искусственного замедления круговорота воды, а в некоторых случаях – ускорения, образуя в целом его хозяйственное звено.

В качестве водных ресурсов обычно рассматриваются не все пресные воды, а только доступные для использования. Они оцениваются двумя основными показателями: статическими, или вековыми, запасами воды (км3 или м3) и возобновляемыми (км3/год или м3/сек). К статическим запасам относятся воды, единовременно находящиеся в таких водных объектах, как реки, озера. Болота и ледники, в водоносных породах земли. Возобновляемые воды – та их часть, которая периодически возобновляется в водных объектах благодаря происходящему на Земле круговороту воды.

В России общий  статический запас пресных поверхностных вод составляет 43,7 тыс. км3. Больше всего их в озерах (27,5тыс. км3) и ледниках (около 13 тыс. км3), меньше в болотах (около 3 тыс. км3), водохранилищах (1,2 тыс. км3) и руслах рек (200 км3). Объем подземных пресных вод достигает 1 млн. 480 тыс. км3.

Суммарный объем возобновляемых водных ресурсов принято определять как ежегодно возобновляемый речной сток, следовательно, в России он равен 4,74 тыс. км3/год. На подземную составляющую речного стока приходится 1 тыс. км3/год.

Возобновление и накопление воды на любой территории за определенное время в результате круговорота можно оценить уравнением водного баланса, включающего приходную расходную его части. Наиболее общие уравнения, рассмотренные М. И. Львовичем, следующие:

для периферийной части суши – Еп = РпRп;

для бессточных областей – Еб = Рб;

для Мирового океана – Ео = Ро + Rп ;

для всего земного шара – Е = Ес + Ео = Р,

где Еп – испарение с периферийной части суши; Рп – атмосферные осадки в этой части суши; Rп – речной сток с периферийной части суши; Еб и Рб – испарение и осадки в бессточных областях; Ео и Ро – испарение и осадки в Мировом океане; Е и Р – испарение и осадки на всем земном шаре; Ес – испарение с поверхности всей суши. Уравнение водного баланса для земного шара или его отдельных областей справедливо только при условии, что средний годовой объем воды, участвующей в круговороте, постоянен, а основные элементы водных балансов находятся в равновесном состоянии. Баланс среднегодового объема воды, участвующей в круговороте на Земле, приведен в таблице 1, (7).

 

Таблица 1 – Водный баланс земного шара



Области земного шара


Площадь, тыс. км2


Осадки


Испарение


Сток


тыс. км3


мм


тыс. км3


мм


тыс. км3


мм


Мировой океан


361


411


1140


453


1254


41


114


Периферийные части суши


107


106


910


65


560


41


350


Замкнутые части суши


42


75


238


75


238




Вся суша


149


181


1148


140


798


41


350


Весь земной шар


510


525


1030


525


1030



 

 

 

2. Водные ресурсы, их значение и роль в жизни общества.

 

Водные ресурсы – это запасы поверхностных и подземных вод суши, которые используются в процессе материального производства или могут быть вовлечены в него. К концу ХХ в. они стали фактором, лимитирующим развитие производительных сил во многих странах и даже на континентах. Это связано с тем, что ряд регионов мира начали испытывать дефицит воды. Такое положение обусловило необходимость качественного и количественного сохранения водных ресурсов.

Достижения научно-технического прогресса постоянно создают предпосылки для более полного использования вод благодаря рациональной организации водосберегающих технологий, включение в хозяйственный оборот ранее не использовавшихся вод (солоноватых, соленых и др.), созданию различных гидротехнических сооружений, регулирующих речной сток для хозяйственных целей. Все большее внимание уделяется изучению многолетних и сезонных колебаний, процессам возобновления водных ресурсов, асинхронности их распределения по крупным регионам. Учет этих особенностей при оценке водных ресурсов позволяет более равномерно и рационально организовывать их использование. (19)

 

2.1. Водные ресурсы мира и России.

 

Вода – одно из наиболее распространенных веществ в природе. Из общих запасов воды на Мировой океан приходится 361 млн. км2, или около 71% площади поверхности земного шара, равной 510 млн. км2. Суммарная площадь всех внутренних водоемов суши составляет менее 3% ее площади, равной 149 млн. км2. Около 10% территории суши покрыто ледниками. Представление о распределении воды в различных частях гидросферы дает таблица 2.

 

Таблица 2 – Объем воды и активность водообмена различных частей гидросферы земного шара

 



Часть гидросферы


Объем воды


Продолжительность условного водообмена


тыс. км3


доля от общего объема всех вод, %


доля от объема пресных вод, %


Мировой океан


1338000


96,5



2500 лет


Подземные воды


23700


1,72


30,9


1400- 10000 лет


Ледники


26064


1,74


68,7


9700 лет


Озера


176


0,013


0,26


17 лет


Почвенная влага


16,5


0,001


0,05


1 год


Воды атмосферы


12,9


0,001


0,037


8 сут


Болота


11,5


0,0008


0,033


5 лет


Водохранилища


6,0


0,0004


0,016


0,5 года


Реки


2,0


0,0002


0,006


16 сут

 

Наибольший практический интерес для удовлетворения потребностей человека представляют воды рек. Их единовременный объем, как видно из таблицы 1, ничтожно мал. Однако в процессе круговорота влаги он возобновляется в течение года в среднем 23 раза и, таким образом, фактические ресурсы речных вод могут быть оценены в 47 тыс. км3 /год.

Водные ресурсы рек, выраженные в слое стока, составляют в среднем 315 мм/год. Речной сток резко изменяется по территории (таблица 2): от 10-20 мм в год в аридных районах до 9000 мм в год в некоторых хорошо увлажненных горных массивах.

 

Таблица 3 – Возобновляемые ресурсы пресных вод (речной сток) и водообеспеченность на земном шаре

 



Территория


Площадь, млн км2


Население, млн. чел


Сток


общий, тыс. км3/год


удельный, л/(с· км2)


На душу населения, м3/сут


Европа


10,5


670


3,2


9,7


13,1


Азия


43,5


2930


14,4


10,5


13,4


Африка


30,1


503


4,6


4,8


25,0


Северная и Центральная Америка


24,2


380


8,2


10,7


59,0


Южная Америка


17,8


250


11,8


21,0


129,0


Австралия


7,6


15


0,4


1,4


63,5


Океания


1,3


8


2,0


51,1


685,0


Антарктида


14,0


0


2,2


5,1


   


Вся суша


149,0


4756


46,8


10,0


27,1

 

Представление о суммарной величине поверхностных и подземных вод России дает таблица 4. Кроме того, примерно по 3 тыс. км3 воды содержится в болотах и почвах в виде почвенной влаги. Практически наибольшее значение для страны имеют воды рек. Годовой сток всех рек России оценивается в 4,74 тыс. км3. Россия по этому показателю занимает второе место в мире, существенно уступая Бразилии (9,9 тыс. км3 ), по территории которой протекает Амазонка.

 

Таблица 4 – Суммарные запасы поверхностных и подземных вод России

 



Запасы воды


Объем, км3


Доля, %


от общих запасов вод


от запасов пресных вод


Озерные

В том числе пресные


104 000

27 500


2,77

0,73


   

1,81


Водохранилищные


1 200


0,03


0,08


Речные


200


0,005


0,01


Ледниковые

В том числе горные


12 956

1 171


0,35

0,03


0,85

0,08


Подземные

В том числе 1-я зона

                      2-я зона

                      3-я зона


3 630 000

550 000

930 000

2 150 000


96,845

14,67

24,81

57,36


 

36,14

 61,12

 


Всего

В том числе пресных


3 748 356

1 521 856


100

  


  

100

 

Таблица 5 – Водные ресурсы крупнейших рек России

 



Река


Средний годовой сток


Площадь водосбора, тыс. км2


км3


тыс. м3


л/(с·км2)


Енисей


630


19,9


7,7


2 580


Лена


532


16,8


7,0


2 490


Обь (Салехард)


404


12,8


4,3


2 990


Амур


344


10,9


5,9


1 855


Волга (Волгоград)


254


8,04


5,8


1 380


Печора


130


4,12


12,8


322


Колыма


127


4,03


6,2


647


Северная Двина


109


3,46


9,7


357


Нева


78,5


2,48


8,8


281


Амударья (Керки)


69,5


2,20


9,7


227


Днепр


53,9


1,71


3,4


504


Дон


28,1


0,89


2,1


422

 

Вода на Земле находится в непрерывном движении – влагообороте, в процессе которого происходят ее фазовые превращения и перемещение по территории. Гидросфера проникает в другие сферы земли – литосферу и атмосферу, составляет важнейший компонент биосферы.

Основная масса влаги поступает на территорию России из Атлантического океана. В виде осадков выпадает 11,7 тыс. км3. Значительная часть атмосферных осадков, фильтруясь через почвы и горные породы, пополняет запасы подземных вод. На транспирацию всеми видами растительности и испарение с поверхности водоемов и почвы расходуется 7300 км3/год.

Ресурсы подземных вод в нашей стране широко используются для различных хозяйственных целей. Этому способствуют большая равномерность их территориального распределения и чистота. Ресурсы подземных вод делятся на естественные и эксплуатационные. Объем естественных ресурсов оценивается на территории России  в 1100 км3, или примерно ј речного стока, эксплуатационные ресурсы пресных подземных вод составляют около 340 км3/год, причем половина из них связана с поверхностным стоком. Для водоснабжения используется до 5% этих запасов. Подземные воды, гидравлически не связанные с поверхностными (около 170 км3), представляют собой дополнительные водные ресурсы.

В ряде промышленно развитых районов страны (Москва, Санкт-Петербург и др.) интенсивная эксплуатация подземных вод вызывает постоянное снижение их уровня (до 1 м в год). Воронки депрессии в зонах сосредоточенного водоотбора подземных вод развились уже на площади в сотни квадратных километров. В этих районах ухудшается качество подземных вод, отмечаются подсос морских вод к водозаборам, например в Крыму, просадки земной поверхности, активизируются карстовые процессы.

Таким образом, назрела необходимость в мероприятиях по искусственному восполнению подземных вод и управлению их качеством и использованием во многих районах нашей страны. (15)

 

2.2. Особенности распределения водных ресурсов в России

 

Россия принадлежит к числу стран, богатых водными ресурсами, однако и здесь существуют водные проблемы. Для водоснабжения населения, промышленности, сельского хозяйства необходимо, чтобы их потребности были определены определенным объемом воды, который подавался бы потребителям в оптимальном режиме и соответствующего качества. При нарушении хотя бы одного из этих условий возникают водные проблемы. Не меньшее значение для природы и водообеспечения населения, сельского хозяйства и промышленности имеет гидрологический режим самих водных объектов.

Водные проблемы в нашей стране обусловлены как природными, так и антропогенными факторами.

Один из природных факторов – неравномерное распределение стока по территории: 84% ресурсов поверхностных вод приходится на бассейны Северного Ледовитого (3030 км3/год) и Тихого океанов (950 км3/год). В них впадают крупнейшие реки нашей страны: Енисей, Лена, Обь и Амур, которые дают 44% объема стока всех рек. На Южные и Юго-западные районы (бассейны Черного и Азовского морей, Арало-Каспийская низменность), где сосредоточено 75% населения и 80% промышленности и сельскохозяйственного производства, приходится всего 750 км3, или 16% ресурсов поверхностных вод. На европейской территории страны сток рек южного склона (Волга, Урал, Днестр, Днепр, Дон, Кубань, Кура, Терек и др.) составляет 605 км3, или 50% от речного стока этой части России.

Другим природным фактором, вызывающим возникновение водных проблем, является неравномерное распределение стока по сезонам года. На большинстве рек Европейской части России, Западной и Восточной Сибири, а также Дальнего Востока свыше 2/3 стока проходит за 2-3 месяца весеннего половодья.

Значительны колебания речного стока в бассейнах отдельных рек от года к году. Это особенно сильно сказывается в засушливых районах страны, где сток рек в маловодные годы может составлять всего 3-4% от стока в средний по водности год и 1% от стока в многоводный год. Кроме того, как многоводные, так и маловодные годы имеют тенденцию группироваться, то есть повторяются несколько лет подряд. И если многоводные годы обычно бывают в течение 2-3 лет, то маловодные нередко следуют друг за другом в течение 6-7 лет, а в отдельных случаях маловодья наблюдались на протяжении 15-20 лет.

За последние годы водные проблемы существенно обострились в связи с антропогенными изменениями речного стока и бесхозяйственностью. В наиболее обжитых районах страны не осталось крупных рек, не нарушенных хозяйственной деятельностью, причем как на водосборах, так и в руслах самих рек. Существенное влияние на сток и качество воды оказали: агротехнические лесомелиоративные мероприятия; урбанизация, в результате которой сотни квадратных километров поверхности земли в каждом городе покрылись асфальтом; оросительные и осушительные мелиорации, охватившие ныне площади во многие миллионы гектаров; зарегулирование стока большим числом водохранилищ; значительные заборы воды на ирригацию, промышленное и коммунальное водоснабжение; сброс загрязненных вод в водоисточники. В последние десятилетия среди антропогенных причин существенное влияние на сток рек оказал забор воды для передачи ее каналами в районы с острым дефицитом воды. Каналами перераспределяется уже более 100 км3 воды, а это равно двум годовым стокам такой крупной реки, как Днепр. В результате забора воды из водоисточников для различных нужд народного хозяйства годовой сток Днепра, Дона, Урала, Терека снизился на 17-25%. В маловодные годы сток уменьшается на 40-60%. А еще несколько десятилетий назад снижение стока в бассейнах этих рек не превышало 2-5%. Сток Амударьи и Сырдарьи в последние годы разбирается на хозяйственные нужды практически полностью.

Особенно негативное влияние на реки, озера и моря оказывает загрязнение вод. Большинство рек, протекающих в экономически развитых районах, загрязнены в той или иной степени промышленными и коммунально-бытовыми стоками, стоками с животноводческих ферм, сельскохозяйственных полей. Загрязняют реки также водный транспорт, атмосферные выбросы промышленных предприятий, добыча полезных ископаемых, массовый неорганизованный отдых, особенно связанный с использованием маломерного флота.

Ко всем указанным причинам обострения водных проблем следует добавить возрастающую и усложняющуюся взаимосвязь региональных водных проблем, необходимость обеспечения оптимального гидрологического, гидрохимического и гидробиологического режима внутренних морей. Немалые сложности создают и противоречия, имеющие место при решении и взаимной увязке текущих задач и задач отдаленной перспективы. Кроме того, современные методы решения водохозяйственных проблем, такие как зарегулирование стока, его территориальное перераспределение, выдвигают в свою очередь множество не только технических, но и других, прежде всего экологических и экономических, проблем. (1)

 

3. Использование водных ресурсов в народном хозяйстве

 

Коммунальное, промышленное и сельскохозяйственное водоснабжение

 

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

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

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

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

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

Водоснабжение промышленности. Промышленность является одним из крупнейших потребителей воды. Разные отрасли предъявляют различные требования к количеству и качеству воды. Так, на производство 1 т хлопчатобумажной ткани расходуется около 250 м3 воды, 1 т синтетического волокна – 2500-5000 м3. Много воды требуется химической промышленности: около 1000 м3 воды используется при производстве 1 т аммиака и 2000 м3 – 1 т синтетического каучука. К числу водоемких потребителей относится и цветная металлургия: на 1 т никеля расходуется 4000 м3 воды. Следует иметь в виду, что на предприятиях одной и той же отрасли в зависимости от технологического уровня производства на получение 1 т продукции используется различное количество воды, например на производство 1 т нефти требуется от 0,1 до 50 м3 воды. Обычно расход воды на родственных предприятиях различается в 5-10 раз.

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

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

Несмотря на широкое внедрение оборотно-повторного водоснабжения – в среднем до 75%, а в некоторых отраслях и больше, промышленность ежегодно забирает из водных объектов около 50 км3 воды, в том числе примерно 4 км3 морской. Свыше 30 км3 воды промышленные предприятия ежегодно сбрасывают в водные объекты, при этом всем видам очистки (механическая, биологическая и физико-химическая) подвергается лишь около половины сбрасываемых вод, примерно 5-7% вод сбрасывается вообще без очистки.

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

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

Сельскохозяйственное потребление. Годовое потребление воды в сельской местности в нашей стране составляет около 12 км3. Основными потребителями воды являются сельские населенные пункты, животноводство, предприятия по переработке сельскохозяйственной продукции, а также производственные зоны по обслуживанию техники.

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

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

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

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

 

Энергетика.

 

Свыше 80% электроэнергии во всем мире, включая Россию, вырабатывается тепловыми электростанциями, которые являются наиболее крупными промышленными потребителями воды. Для их работы требуется воды в среднем 35-40 м3/с на 1 млн. кВт установленной мощности. Крупные тепловые электростанции обычно размещают на берегах больших рек, водохранилищ, озер или же для их работы создают специальные довольно значительные водохранилища, что требует больших капиталовложений.

Общий объем воды, потребляемой тепловыми электростанциями страны, составляет около 160 км3, в том числе свежей 70, оборотной 90 км3, что превышает годовой суммарный сток таких рек, как Днепр, Дон, Урал. Системы охлаждения прямотоком характерны для конденсационных электростанций, а для ТЭЦ, как правило, применяются оборотные системы. Около 95% сточных вод тепловых электростанций составляет охлаждающая вода, практически не загрязненная. Небольшая часть потребности электростанций в воде (около 8 км3) покрывается морской водой. На морской воде работают станции на побережьях Балтийского и Каспийского морей, Тихого океана.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

 

Водный транспорт и лесосплав.

 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

 

Рыбное хозяйство.

 

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

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

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

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

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

 

Рекреация.

 

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

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

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

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

1)     

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

2)     

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

3)     

небольшие водохранилища рекреационного назначения могут сооружаться и на территории городов;

4)     

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

5)     

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

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

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

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

Оптимизация рекреационного водопользования является сложной проблемой. Целевая установка ее – максимум эффективности рекреационного использования водных объектов при минимальном отрицательном воздействии на качество воды и состояние экосистем при равных единовременных и эксплуатационных затратах. Ее решение невозможно без разработки научных основ определения допустимых рекреационных нагрузок. Эти нормы значительно изменяются по отдельным странам и районам одной страны в зависимости от параметров водных объектов, интенсивности их использования отдыхающими и других факторов. В соответствии с различными нормами на одну весельную лодку требуется от 0,4 до 2 га водной поверхности, моторную и парусную – от 1,2 до 8 га, водные лыжи – от 4 до 16 га, одного купающегося – от 4 до 23м2 водной поверхности и от 20 до 46 м2 пляжа. В районах, ощущающих острый недостаток во внутренних водоемах, эти нормы несколько ниже. Желательные параметры водоемов изменяются в зависимости от видов рекреационных занятий в довольно больших пределах: площадь – от 5 га для купания до 300-900 га для парусного спорта, длина – от 50 м для купания до 15 км для водно-моторного спорта и т. п. (4)

 

4. Охрана вод от загрязнения

 

Тысячелетиями люди использовали реки, озера, моря для сброса в них загрязненных сточных вод, и практически повсеместно до начала XX в. это не вызывало особого беспокойства. Солнце, воздух и растворенный           в воде кислород обеспечивали самоочищение водных объектов. Всего несколько десятилетий назад загрязненные воды ниже какого-либо города через 20-30 км совершенно чистыми и забирались водозаборами другого, расположенного ниже по течению населенного пункта. Однако рост городов, бурное развитие промышленности, энергетики, водного транспорта, увеличение добычи полезных ископаемых, площадей орошаемых земель вели с каждым годом ко все большему загрязнению вод. Загрязненными оказались не только ручьи, небольшие реки и озера, но и моря и даже океаны. (20)

 

4.1. Современное состояние качества воды в водных объектах

 

При жизни нынешнего поколения людей исчезла иллюзия о неисчерпаемости водных ресурсов на Земле. Количество стоков, спускаемых в реки и озера, во многих районах мира выросло настолько, что, обладая самоочищающей способностью, водоемы и водотоки уже не смогли восстанавливать нарушенное равновесие условий в них. За 30-40 лет в сточные канавы превратились р. Рейн, Сена, Темза, Северн, Тибр, Миссисипи, Огайо, Потомак, оз. Эри. В угрожающем положении оказались Волга, Амур, Днепр, ряд озер нашей страны. Когда пленки нефтяного загрязнения, распространявшиеся от берегов Западной Европы и Северной Америки, сомкнулись в северной части Атлантического океана, стало ясно, что дальнейшее непринятие мер по сохранению чистоты воды грозит человечеству гибелью.

Во многих странах этой проблемой начали заниматься на уровне правительств, на ее решение были выделены большие средства. Однако ряд капиталистических индустриальных стран весьма своеобразно подошли к наведению порядка в своих внутренних водоемах. С одной стороны, они разработали мероприятия по предотвращению или ликвидации загрязнения, вложив в это крупные средства, с другой – стали переводить предприятия, наиболее сильно загрязняющие водные объекты, в развивающиеся страны. Это помогло улучшить ситуацию в индустриальных странах, но не сняло проблему на планете в целом, поскольку началось катастрофическое загрязнение рек и водоемов в развивающихся странах, загрязнение Мирового океана. (10)

 

4.2. Источники и возможные пути загрязнения поверхностных и подземных вод

 

Источники загрязнения водных объектов чрезвычайно многообразны. Прежде всего это стоки городов и промышленных предприятий. В последние годы в ряде районов с ними «конкурируют» стоки животноводческих комплексов и воды, поступающие с ирригационных массивов и богарных земель. В целом по стране в водные объекты сбрасывается 163 км3 сточных вод, в том числе 7 км3 неочищенных и 9 км3 недостаточно очищенных. Сказываясь на состоянии водных объектов, загрязнение наносит ущерб и экономике, так как, например, со стоками промышленных предприятий теряются ценные продукты.

Во многих регионах мира загрязнение вод все больше связывается с атмосферными осадками. Определенную роль в ухудшении качества воды играет изменение режима рек и озер. Загрязнение водосборной площади, закачка промышленных стоков в подземные горизонты, фильтрация и утечка вод из различных отстойников и накопителей приводят к загрязнению и подземных вод.

Все это вызывает нарушение функционирования экосистем, снижает их биопродуктивность, в ряде случаев вырождаются ценные виды флоры и фауны, причиняется прямой ущерб здоровью человека. По данным санитарно-эпидемиологической службы, ј часть водопроводов коммунального хозяйства и 1/3 ведомственных подают воду без достаточной очистки, в результате чего водопроводная вода не отвечает гигиеническим требованиям ни по химическим, ни по бактериологическим показателям, что обусловливает высокий уровень как инфекционной, так и неинфекционной заболеваемости.

Доля промышленности в загрязнении поверхностных вод в целом по России, по некоторым расчетам, составляет около 70-80%.

Наиболее распространенным, опасным и повсеместным источником загрязнения воды являются нефтепродукты. Этому способствуют широкое использование нефти и нефтепродуктов в различных отраслях народного хозяйства, добыча нефти в прибрежных районах и на шельфах внутренних морей, транспортировка ее водным, железнодорожным и автомобильным транспортом, а также по трубопроводам. Попав в водоем, 1 т нефти растекается по поверхности площадью 12 км3. Особо сильные бедствия народное хозяйство терпит во время тех или иных аварий при добыче и транспортировке нефти. Даже незначительное содержание ее (0,2-0,4 мг/л) придает воде специфический запах, который в течение долгого времени не устраняется никакими способами.

В сточных водах химических предприятий находится много фенолов, которые придают воде резкий, неприятный запах, нарушают биологические процессы. Стоки многих предприятий, а также шахтные и рудничные воды содержат значительное количество цинка и меди. В последние десятилетия появившиеся в сточных водах синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) резко ухудшают биохимическую очистительную способность воды. Даже относительно небольшие концентрации СПАВ ведут к прекращению роста водной растительности, усилению неприятного запаха, нередко образуют стойкие скопления пены.

Тепловые и атомные электростанции, потребляющие огромные количества воды и сбрасывающие в водоемы подогретые воды, ведут к тепловому загрязнению водоемов, что нарушает термический, гидрохимический и гидробиологический режимы водных объектов.

Существенный источник загрязнения воды – коммунальное хозяйство населенных пунктов. В составе коммунальных стоков наряду с фекальными водами, которые содержат особо опасные для здоровья человека яйца гельминтов, а также болезнетворные микробы и вирусы, имеется много вредных соединений, сбрасываемых предприятиями пищевой промышленности, автомобильного транспорта, общественного питания, торговли. Причем, если в настоящее время по количеству отводимых в водные объекты стоков на первом месте стоит промышленность, то в перспективе, при повышении культуры производства и по мере роста благоустройства населенных пунктов и их числа, это соотношение будет изменяться и количество бытовых сточных вод возрастет. Ливневые стоки с городских территорий, общая площадь которых составляет многие десятки тысяч квадратных километров, включают значительное количество нефти, органических продуктов. В отличие от бытовых и промышленных они большей частью не подвергаются очистке. Эти стоки поступают в водоемы в период весеннего снеготаяния и интенсивных и продолжительных дождей.

Одним из источников загрязнения вод является сельское хозяйство. Основными загрязняющими ингредиентами в поверхностном стоке с сельскохозяйственных угодий выступают частицы почвы, органическое вещество (гумус), удобрения и пестициды, вредные микроорганизмы. Из внесенных на склоновые земли удобрений вымывается до 20% азота, 2-5% фосфора и 10-70% калия. Вынос пестицидов с богарных земель достигает 1%, с орошаемых – до 4% от внесенного количества. Поскольку стоки с полей невозможно пропустить через очистные сооружения, опасность загрязнения вод удобрениями и пестицидами трудно переоценить. Биогенные вещества способствуют интенсивному «цветению» воды, вызывают прогрессирующую эвтрофикацию водных объектов и приводят к нарушению процессов самоочищения.

Животноводческие комплексы и фермы, как правило, располагаются на берегах водоемов и рек. При отсутствии жижесборников и навозохранилищ их отходы смываются ливневыми стоками или спускаются в водные объекты. Эти отходы содержат яйца гельминтов и патогенные микроорганизмы. В России в год животноводческими комплексами и фермами спускается в водоемы более 1 млрд м3 отходов, что соответствует по степени загрязнения биогенными элементами количеству бытовых вод от городов с суммарной численностью населения около 300 млн. человек. Общий годовой сток крупных птицефабрик в 1,5 раза превышает объем сточных вод животноводства.

Водный транспорт представляет угрозу для чистоты водоемов и водотоков в случае прямого сброса в них отходов, особенно подсланевых вод, сильно загрязненных нефтепродуктами. Значительное количество нефти попадает в водные объекты при перевозке ее танкерами, сливании балластной воды, которой заполняются танкеры для придания им устойчивости во время холостых ходов и которую нередко сбрасывают в водоемы, чтобы не терять время на станциях промывки. Аварии же танкеров приводят к неисчислимым бедствиям, губят флору и фауну, нарушая условия водоснабжения населенных пунктов и выводя из строя пляжи.

Многие реки нашей страны, преимущественно на севере и в горных районах, загрязняются при сплаве леса, прежде всего на тех участках, где имеется молевой сплав. До 10% бревен тонут и остаются лежать на дне; на дно же оседает и кора. Затонувшая древесина, медленно разлагаясь, поглощает кислород и отравляет воду фенолами и др. вредными веществами. Особенно большой ущерб молевой лесосплав наносит рыбному хозяйству, разрушая нерестилища, травмируя рыбу и кормовые организмы.

Такой источник загрязнения водных объектов, как атмосферные осадки, содержит промышленные выбросы. Ежегодно в атмосферу Земли поступает более 53 млн. т оксидов азота, 200 млн. т оксида углерода, около 150 млн. т диоксида серы, 200-250 млн. т пыли и 120 млн. т золы. Твердые частицы перемещаются воздушными потоками на большие или меньшие расстояния и нередко выпадают непосредственно на водную поверхность. Газообразные выбросы, растворяясь в атмосферной влаге, выпадают на поверхность Земли в виде «кислотных» дождей иногда на расстоянии многих сотен километров от мест их зарождения. От «кислотных» дождей особенно сильно страдают озера и леса.

В ряде районов водные объекты загрязняются при добыче полезных ископаемых, торфоразработках. За последние десятилетия существенным источником загрязнения рек и водоемов стала рекреация, особенно такие ее виды, как массовое купание и маломерный флот. Все большую роль в загрязнении водоемов и водотоков играет гидротехническое строительство. Зарегулирование стока рек и создание водохранилищ привело к значительному замедлению водообмена, в частности в Волге примерно в 10 раз. Уменьшение скорости водообмена явилось одной из причин массового развития синезеленых водорослей, «цветения» воды.

Среди подземных вод в наибольшей степени от загрязнения страдают грунтовые, поскольку артезианские водные горизонты, перекрытые водоупорными породами, находятся в более благоприятных условиях.

Отмечается как бактериальное, так и химическое загрязнение подземных вод. Основными источниками бактериального загрязнения подземных вод служат поля ассенизации и фильтрации, скотные дворы, разного рода выгребные ямы, неисправные канализационные сети. В случае перекрытия источника загрязнения самоочищение бактериально загрязненных вод происходит очень быстро.

Химическому загрязнению подземные воды подвергаются вследствие воздействие воздействия сточных вод промышленных предприятий, которые фильтруются в подземные горизонты из разного рода прудов-отстойников, прудов-накопителей, прудов-испарителей, шламовых прудов, а также из хвостохранилищ, золоотвалов и т. п. Немало загрязняющих веществ поступает в подземные воды с атмосферными осадками, выпадающими на территории, на которых находятся хранилища отходов химических предприятий, склады сырья и готовой химической продукции, на загрязненные территории различных промышленных предприятий или сельскохозяйственные поля, где широко применяются удобрения и ядохимикаты. Нередко поставщиком загрязняющих веществ могут явиться минерализованные подземные воды. Загрязнение подземных вод также происходит в районах добычи полезных ископаемых.

Проникновение и распространение химического загрязнения в меньшей степени, чем бактериального, определяется свойствами горных пород, через которые фильтруются загрязненные растворы. Самоочищение подземных вод от химических загрязнений происходит очень медленно, особенно от нефтепродуктов и детергентов, и загрязняющие вещества перемещаются по водоносным пластам на большие расстояния.

Итак, деятельность человека существенно изменила объем и скорость массоэнергетических потоков, в результате чего водные объекты теряют возможность самоочищения и в некоторых случаях превращаются в мертвые. (5)

 

4.3. Требования к качеству воды

 

Обеспечение безопасного водопользования, охрана водных объектов от загрязнения немыслимы без регламентирования качества водной среды. В конце 30-х гг. нынешнего столетия завершился переход к регламентации спуска сточных вод в водоемы и водотоки исходя из видов водопользования и предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ (ПДК). Разработка ПДК шла весьма энергично. В наше время число гигиенических ПДК для водных объектов приближается к 1000, а рыбохозяйственных – к 300. Ежегодно разрабатываются десятки новых нормативов.

Понятие о ПДК базируется на концепции пороговости действия химических веществ. Установлено, что для каждого вещества, вызывающие те или иные неблагоприятные последствия в организме, существуют и могут быть определены дозы, при которых изменения функций организма минимальны (пороговые). При более низких концентрациях вещество не оказывает вредного действия и его наличие рассматривается как безопасное для жизни настоящего и последующего поколений людей.

В водном законодательстве нашей страны в основе гигиенических критериев качества воды лежат следующие требования. Вода, используемая населением для питьевых и других целей, должна соответствовать физиологическим потребностям человека по органолептическим свойствам (запах, привкус. Окраска) и солевому составу, быть безвредной и безопасной. Действующие гигиенические нормативы играют большую организующую роль при проектировании новых и реконструкции старых промышленных предприятий. Они выступают научно обоснованным критерием оценки качества воды в водоемах и водотоках, позволяют контролирующим организациям объективно оценить их состояние, в ряде случаев способствуют совершенствованию методов очистки сточных вод многих промышленных и коммунально-бытовых предприятий.

Требования к качеству вод, используемых для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых нужд, изложены в специальном документе «Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами».

Основные требования, предъявляемые к качеству воды, заключаются в следующем:

1)     

на поверхности воды не должно быть плавающих примесей;

2)     

вода не должна приобретать запахи и привкусы интенсивностью более 2 баллов, обнаруживаемые непосредственно или при последующем хлорировании;

3)     

полная биохимическая потребность 1 л воды в кислороде при температуре 20°С не должна превышать 30 мг;

4)     

с целью устранения нежелательных вкусовых качеств воды и возможных последствий для состояния человека общая минерализация не должна превышать 1000 мг/л (по сухому остатку), в том числе содержание хлоридов – 350, сульфатов – 500 мг/л;

5)     

 для безопасности воды в эпидемиологическом отношении в ней должны отсутствовать возбудители кишечных заболеваний, а число кишечных палочек в 1 л воды (коли-индекс) не должно превышать 10 000;

6)     

содержание взвешенных веществ в воде после спуска стоков не должно увеличиваться более чем на 0,25 мг/л для водных объектов, используемых для пищевого водоснабжения, и 0,75 мг/л для водоемов, предназначенных для купания, спорта и отдыха населения;

7)     

повышение температуры в водных объектах при спуске в них различных стоков допускается не более чем на 3°С по сравнению с максимальной температурой воды в летний период;

8)     

окраска не должна обнаруживаться в столбике высотой 20 см;

9)     

показатель рН должен составлять 6,5 - 8,5;

10) 

не допускается содержание ядовитых веществ в концентрациях, могущих оказать вредное воздействие на людей и животных. (12)

 

4.4. Самоочищение природных вод

 

Одним из наиболее ценных свойств природных вод является их способность к самоочищению. Самоочищение вод – это восстановление их природных свойств в реках, озерах и других водных объектах, происходящее естественным путем в результате протекания взаимосвязанных физико-химических, биохимических и других процессов (турбулентная диффузия, окисление, сорбция, адсорбция и т. д.) способность рек и озер к самоочищению находится в тесной зависимости от многих других природных факторов, в частности физико-географических условий, солнечной радиации, деятельности микроорганизмов в воде, влияния водной растительности и особенно гидрометеорологического режима. Наиболее интенсивно самоочищение воды в водоемах и водотоках осуществляется в теплый период года, когда биологическая активность в водных экосистемах наибольшая. Быстрее оно протекает на реках с быстрым течением и густыми зарослями тростника, камыша и рогоза вдоль их берегов, особенно в лесостепной и степной зонах страны. Полная смена воды в реках занимает в среднем 16 сут, болотах – 5, озерах – 17 лет. Такая разница во времени связана с разными сроками полного водообмена в разных водотоках и водоемах.

Уменьшение концентрации загрязняющих водные объекты неорганических веществ происходит путем нейтрализации кислот и щелочей за счет естественной буферности природных вод, образования труднорастворимых соединений, гидролиза, сорбции и осаждения. Концентрация органических веществ и их токсичность снижаются вследствие химического и биохимического окисления. Эти природные способы самоочищения нашли отражение в принятых методах очистки загрязненных вод в промышленности и сельском хозяйстве.

Для поддержания в водоемах и водотоках необходимого природного качества вод большое значение имеет распространение водной растительности, которая выполняет в них роль своеобразного биофильтра. Высокую очищающую способность водных растений широко используют на многих промышленных предприятиях как в нашей стране, так и за рубежом. Для этого создают разнообразные искусственные отстойники, в которых сажают озерную и болотную растительность, хорошо очищающую загрязненные воды.

В последние годы получила распространение искусственная аэрация – один из эффективных способов очищения загрязненных вод, когда процесс самоочищения резко сокращается при дефиците растворенного в воде кислорода. Для этого специальные аэраторы устанавливают в водоемах и водотоках или ан станциях аэрации перед сбросом загрязненных вод. (2)

 

4.5. Охрана водных ресурсов от загрязнения

 

Охрана водных ресурсов заключается в запрещении сброса в водоемы и водотоки неочищенных вод, создании водоохранных зон, содействии процессам самоочищения в водных объектах, сохранении и улучшении условий формирования поверхностного и подземного стока на водосборах.

Вопросами охраны вод в нашей стране длительное время занималось Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР, в состав которого входили Государственная инспекция по охране водных источников и Главное управление комплексного использования водных ресурсов. В настоящее время эти функции выполняют Комитет по водному хозяйству, Государственный комитет по стандартизации, метрологии и сертификации, Федеральная служба по мониторингу окружающей среды. Главным аналитическим и координирующим центром природоохранной деятельности является Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации.

Несколько десятилетий назад реки благодаря самоочищающей функции справлялись с очищением вод. Теперь же в наиболее обжитых районах страны в результате строительства новых городов и промышленных предприятий створы водопользования расположены столь плотно, что нередко места сброса сточных вод и водозаборы находятся практически рядом, Поэтому разработке и внедрению эффективных методов очистки и доочистки сточных вод, очистки и обезвреживания водопроводной воды уделяется все больше внимания. На некоторых предприятиях операции, связанные с водным хозяйством, играют все большую роль. Особенно высоки затраты на водоснабжение, очистку и отведение стоков в целлюлозно-бумажной, горнодобывающей и нефтехимической промышленности.

Последовательная очистка сточных вод на современных предприятиях предполагает проведение первичной, механической очистки (удаляются легко осаждающиеся и всплывающие вещества) и вторичной, биологической (удаляются биологически разрушающиеся органические вещества). При этом осуществляются коагуляция – для осаждения взвешенных и коллоидных веществ, а также фосфора, адсорбция – с целью удаления растворенных органических веществ и электролиз – для снижения содержания растворенных веществ органического и минерального происхождения. Обеззараживание сточных вод проводится посредством их хлорирования и озонирования. Важный элемент технологического процесса очистки – удаление и обеззараживание образующегося осадка. В некоторых случаях заключительной операцией является дистилляция воды.

Наиболее совершенные современные очистные сооружения обеспечивают освобождение сточных вод от органических загрязнений только на 85-90% и лишь в отдельных случаях – на 95%. Поэтому и после очистки необходимо 6 –12-кратное, а часто и большее разбавление их чистой водой для сохранения нормальной жизнедеятельности водных экосистем. Дело в том, что естественная самоочищающая способность водоемов и водотоков очень незначительна. Самоочищение наступает только в том случае, если сбрасываемые воды прошли полную очистку, а в водном объекте они были разбавлены водой в соотношении 1 : 12-15. Если же в водоемы и водотоки сточные воды поступают в большом объеме, а тем более и неочищенными, постепенно теряется устойчивое природное равновесие водных экосистем, нарушается их нормальное функционирование.

В последнее время разрабатываются и внедряются все более эффективные методы очистки и доочистки сточных вод после их биологической очистки с применением новейших способов обработки стоков: радиационных, электрохимических, сорбционных, магнитных и др. совершенствование технологии очистки сточных вод, дальнейшее повышение степени очистки – важнейшие задачи в области охраны вод от загрязнения.

Значительно шире следует применять доочистку очищенных сточных вод на земледельческих полях орошения (ЗПО). При доочистке сточных вод на ЗПО не затрачиваются средства на их индустриальную доочистку, создается возможность получать дополнительную сельскохозяйственную продукцию, значительно экономится вода, так как уменьшается забор свежей воды для орошения и отпадает необходимость в расходовании воды для разбавления сточных вод. При использовании на ЗПО городских сточных вод содержащиеся в них питательные вещества и микроэлементы усваиваются растениями быстрее и полнее, чем искусственные минеральные удобрения.

К числу важных задач относится также предотвращение загрязнения водоемов пестицидами и ядохимикатами. Для этого требуется ускорить проведение противоэрозионных мероприятий, создать пестициды, которые разлагались бы в течение 1-3 недель без сохранения ядовитых остатков в культуре. До решения же этих вопросов необходимо ограничить сельскохозяйственное использование прибрежных зон вдоль водотоков или не применять в них пестициды. Большего внимание требует и создание водоохранных зон.

В защите водных источников от загрязнения важное значение имеет введение платы за сброс сточных вод, создание комплексных районных схем водопотребления, водоотведения и очистки сточных вод, автоматизация контроля за качеством воды в водоисточниках и разработка методов управления качеством. Следует отметить, что комплексные районные схемы позволяют перейти к повторному и многократному использованию воды, эксплуатации общих для района очистных сооружений, а также автоматизировать процессы управления работой водопровода и канализации.

В предотвращении загрязнения природных вод велика роль охраны гидросферы, поскольку приобретенные гидросферой отрицательные свойства не только видоизменяют водную экосистему и угнетающе действуют на ее гидробиологические ресурсы, но и разрушают экосистемы суши, ее биологические системы, а также литосферу.

Необходимо подчеркнуть, что одной из радикальных мер борьбы с загрязнением служит преодоление укоренившейся традиции рассматривать водные объекты в качестве приемников сточных вод. Там, где это возможно, следует исключить в одних и тех же водотоках и водоемах либо забор воды, либо сброс сточных вод. (13)

 

5. Проблемы рационального использования водных ресурсов и пути их решения

5.1. Регулирование стока рек водохранилищами

 

Одно из наиболее существенных водохозяйственных мероприятий по преобразованию гидрологического режима рек с целью выравнивания естественной неравномерности стока во времени   - создание искусственных водоемов. Влияние этих водоемов на сток рек проявляется во внутригодовом и многолетнем перераспределении водности, смене русловых процессов, изменении особенностей затопления русл и пойм рек, режима наносов, теплового стока рек и ледовых условий, а также характера и интенсивности испарения с водной поверхности, водного режима рек ниже плотины, жидкого и твердого стока.

Наиболее распространено сезонное регулирование, основанное на задержании в водохранилище и использовании в первую очередь весенних расходов. Оно необходимо в случаях несоответствия между режимом водопотребления и годовым распределением стока. Когда приходится распределять и межгодовой сток, регулирование носит многолетний характер. Для этого требуются довольно крупные водохранилища, что ведет к дополнительным затоплениям земель при их создании. Суточное и недельное регулирование стока реки заключается в его перераспределении в течение суток (обычно между дневными и ночными часами) и недели (с уменьшением стока воды в нижний бьеф в выходные и праздничные дни). Кроме того, регулирование стока может быть раздельным и совместным. При раздельном регулировании режим эксплуатации водохранилищ в бассейне автономен, при совместном – режимы на всех ГЭС бассейна взаимоувязываются. Причем во втором случае крупные ГЭС с энергетически более емкими водохранилищами компенсируют колебания отдачи энергии менее емкими.

Чтобы учесть все особенности регулирования речного стока для каждой конкретной ГЭС и ее водохранилища, составляются основные правила использования водных ресурсов этих объектов. Правила определяют режим эксплуатации прежде всего крупных водохранилищ.

В результате регулирования речного стока меженный сток увеличивается на 25%, что существенно улучшает обеспечение народного хозяйства водой.

С развитием работ по регулированию стока рек появляется необходимость в специализированных попусках из водохранилищ в нижний бьеф для дополнительного обводнения, а часто и для создания искусственных паводков на нижележащих участках. Они выполняются по разным причинам: в интересах рыбного хозяйства в низовьях реки, для ликвидации иссушения и остепнения поймы, поддержания хорошего санитарно-экологического состояния воды в нижнем бьефе. Если раньше эта мера считалась временной, связанной с крайним маловодьем года или другими подобными обстоятельствами, то теперь такие попуски стали регулярными, хорошо улучшающими природно-экологические условия в нижнем бьефе. Например, управляемый весенний паводок, который осуществляется ежегодно из Волгоградского водохранилища, имеет место на нижней Волге.

В последние годы создано множество малых и средних водохранилищ, отличающихся по ряду показателей от крупных. Поэтому особое значение приобретает оценка влияния таких водохранилищ на зарегулированный ими сток рек.

Воздействие водохранилищ на потери речного стока во времени можно оценивать в виде суммы одноразовых и постоянных затрат воды. К одноразовым потерям относятся затраты воды на заполнение водохранилищ, пополнение запасов подземных вод за счет поверхностного стока до момента наступления установившегося режима. Постоянные потери воды определяются испарением с дополнительной водной поверхности и безвозвратным водопотреблением на хозяйственные нужды (орошение, водоснабжение и др.)

Значительная часть малых и средних водохранилищ предназначается для суточного или недельно-суточного регулирования стока, т.е. достаточно плавный ход суточных и недельных колебаний расходов воды в реке необходимо перераспределить в соответствии с хозяйственными нуждами. Преобразование гидрологического режима реки при наличии водохранилища суточного регулирования наиболее ярко проявляется в увеличении суточной амплитуды колебания расходов воды. Для количественной оценки этих изменений в гидрологическом режиме реки рекомендуется построение гистограмм распределения суточных амплитуд расходов воды по пунктам в верхнем и нижнем бьефе водохранилища, так и за время его эксплуатации. Подобные построения дают четкое количественное представление о происшедших изменениях в режиме зарегулированной реки.

Наиболее отчетливо результат зарегулирования обнаруживается в снижении относительной доли стока за тот месяц, на который приходится основная доля стока при естественном режиме. Для рассмотренной территории максимальная доля стока отмечается в основном в марте-апреле. Повышение же доли стока за летний период незначительно, так как сработка водохранилища осуществляется обычно в течение 5-6 месяцев, а иногда и более.

  При малых долях полезного объема водохранилища от годового объема стока изменение внутригодового распределения стока происходит в пределах естественной изменчивости исследуемого процесса, которая для рассмотренных районов велика. В случаях наиболее значительного внутригодового распределения стока изменение доли стока, приходящейся на месяц с максимальными значениями, достигает 20-25%. (11)

 

 

 

5.2. Территориальное перераспределение стока рек

 

Многие ученые и проектные организации страны ведут исследования по освоению земель, рассуждают о мерах по дальнейшему развитию мелиорации земель и их сельскохозяйственному использованию с целью наращивания производства сельскохозяйственной продукции. В ряде районов, особенно южных, для такого развития нужны не только сельскохозяйственные угодья, но и значительные водные ресурсы. Чтобы обеспечить наличие этих ресурсов в районах, где они исчерпаны, необходимы большие работы  по перераспределению речного стока. Такие работы ведутся в стране давно, созданы многочисленные системы перераспределения вод, общий объем которых оценивается более чем в 110 км3. Только крупных каналов с забором воды в их головной части свыше 1,0 км3/год около 20. Они пропускают в зависимости от водности года от 75 до 90 км3. Их суммарная пропускная способность составляет 7,5 тыс. м3/с.

При разработке схемы перераспределения стока сибирских рек на юг вопросам изменения природных условий Западной Сибири не уделялось должного внимания. Широкое обсуждение этой проблемы позволило бы определить ряд специфических природных изменений, которые могут возникнуть в Западной Сибири при изъятии части речного стока для Средней Азии. Наиболее существенные задачи в научной разработке комплексной оценки изменения природной среды при переброске части стока рек Сибири на юг и создании методики эколого-географического прогноза этих явлений в будущем следующие:

1) выработка научно обоснованных рекомендаций по характеру использования различных видов природных ресурсов в условиях преобразования режима сибирских рек;

2) разработка методики эколого-географического и экономико-географического обоснования оптимальных вариантов переброски части стока сибирских рек с учетом максимальной эффективности намечаемых мероприятий по мелиорации не только засушливых районов Средней Азии, но и переувлажненных районов Сибири;

3) оценка ожидаемых изменений гидрологического режима рек при частичной переброске их стока на юг и выработка рекомендаций по устранению отрицательного влияния перераспределения стока на народное хозяйство Сибири;

4) создание методики инженерно-геологических, гидрогеологических расчетов и гидрологических расчетов и прогнозов изменения водного режима рек и их влияния на прилегающие территории суши у создаваемых водохранилищ и каналов по трассам переброски стока. (11)

 

5.3. Использование и восполнение подземных вод

 

Основными типами разведанных месторождений являются: грунтовые воды аллювиальных отложений речных долин (60% от разведанных запасов вод); напорные воды артезианских бассейнов платформенного и геосинклинального типа (15%); напорные воды межгорных впадин и конусов выноса (10%); трещинно-карстовые воды карбонатных пород (8%).

Подземные воды используются весьма широко и главным образом для питьевого водоснабжения, так как они более стабильны по своим качествам, менее подвержены загрязнению, чем поверхностные.

Общее потребление подземных вод в целом по стране составляет примерно 50% от потенциальных эксплуатационных. В связи с широким использованием подземных вод, необходимостью охраны встает проблема рациональной эксплуатации и защиты их от истощения.

Наиболее существенные изменения в режиме подземных вод отмечаются при различных видах эксплуатации недр (добыча полезных ископаемых), гидротехническом и жилищном строительстве. Велико воздействие на качество подземных вод сельского и коммунального хозяйства. В результате возникает ряд отрицательных последствий, связанных в первую очередь с загрязнением и засолением прилегающих земель, истощением водоносных горизонтов, деформацией поверхности и возникновением просадок грунта. Часто эти явления оказываются необратимыми и потребление таких подземных вод становится недопустимым.

В то же время при научно обоснованном планировании использования подземных вод и проведения всех необходимых охранных мероприятий имеются реальные возможности для длительной их эксплуатации.

Искусственное восполнение подземных вод осуществляется путем применения инженерно-геологических методов при благоприятных условиях просачивания в грунт поверхностных вод. В результате становится возможным сезонное искусственное восполнение запасов подземных вод. Оно реализуется за счет перевода поверхностных вод в водовмещающие породы посредством инфильтрационного питания подземных вод. Естественно, это предполагает наличие подземных водовмещающих водоносных горизонтов или специальных подземных емкостей.

Следует указать, что во всех случаях пополнения подземных вод за счет закачки поверхностных и их последующей фильтрации создаются условия для улучшения качественного состава вод.

Широко известны и частично обратимые процессы, когда уровень подземных вод восстанавливается после откачки подземных вод при их движении от областей питания к водозаборам. Но эти процессы не могут быть сопоставимы с разнообразным влиянием хозяйственной деятельности человека на подземные воды и их загрязнением. (10)

 

5.4. Современное и перспективное использование вод повышенной

минерализации

 

Как было показано, запасы пресных вод на планете сокращаются. В ряде районов земного шара, в которых потребность в пресной воде ранее удовлетворялась, теперь возник острый дефицит воды. Речь идет прежде всего о пустынных районах, где были открыты и начали разрабатываться месторождения нефти, цветных металлов и т. д., например на Аравийском полуострове, в Средней Азии, а также о многих преимущественно небольших островах в Мировом Океане, ставших в последние десятилетия центрами международного туризма или превращенных в военные базы.

Один из путей пополнения запасов пресных вод – опреснение солоноватых и соленых. Опреснение вод повышенной минерализации обходится подчас значительно дешевле, чем доставка пресной воды из других районов. Ареал распространения солоноватых и соленых вод за последние десятилетия несколько расширился в связи с уменьшением стока рек вследствие забора воды на хозяйственные нужды и вторжения в заливы, эстуарии и дельты рек соленых морских вод. Но, пожалуй, об опреснении как глобальной проблеме можно было бы не вести речь, если бы пресные воды не осолонялись в процессе промышленного и сельскохозяйственного производства. Минерализация речных вод во всех районах орошения постепенно нарастает, достигнув кое-где 2-3 г/л, и продолжает увеличиваться. То же происходит и в ряде промышленных районов. Постоянно повышается соленость поверхностных вод практически во всех районах размещения добывающей промышленности. Особенно много соленых вод откачивается в угольных бассейнах. Непрерывно возрастает соленость оборотных вод в связи с переводом большинства предприятий на оборотное водоснабжение. Вот почему в настоящее время мы являемся свидетелями первых, но существенных шагов, которые делает человечество в области уже не экспериментальной, а производственной деминерализации воды.

Опреснение соленой воды производится либо удалением из нее солей, либо извлечением молекул воды. Наиболее развит метод дистилляции (выпаривание воды с последующей конденсацией пара). Этим методом сегодня получают свыше 60% опресненной воды, предназначенной для питьевых целей. Все более широко распространяется метод опреснения обратным осмосом. Он основан на фильтровании воды через полупроницаемые мембраны, пропускающие молекулы воды, но задерживающие ионы солей в их гидратной оболочке.

Особый интерес был проявлен к изучению пригодности для питьевых целей воды, получаемой опреснением, поскольку дистиллят, по внешним признакам принимаемый за чистейшую питьевую воду, на самом деле весьма далек по своим показателям от биологически полноценных вод. Ему свойственны крайне низкое содержание солей, а возможно, и особенности физической структуры. Это определило появление гигиенических требований к улучшению качества дистиллята, когда предполагается его использование для хозяйственно-питьевых целей. Были научно обоснованы и разработаны различные технологические приемы коррекции солевого состава глубокообессоленных вод.

Опреснительные установки работают более чем в 100 странах мира. Наиболее обеспечены опресненной водой (в пересчете на душу населения) прибрежные территории и острова в засушливой зоне планеты. Крупные опреснительные установки, практически полностью удовлетворяющие потребности отдельных объектов в пресной питьевой воде, расположены на юге США, юго-востоке Италии, средиземноморском побережье Ливии.

Перспективы опреснения соленых и солоноватых вод в значительной мере прояснены. Встает, однако, проблема снижения себестоимости опреснения воды. Сегодня в зависимости от мощности и типа опреснительных установок себестоимость опреснения 1 м3 воды на один-два порядка выше себестоимости 1 м3 воды, получаемого при зарегулировании и территориальном перераспределении речного стока. Но поскольку возможности обеспечения водой указанными способами не беспредельны и через 40-50лет будут практически исчерпаны, значение проблемы опреснения воды становится все более очевидным. Обессоливание вод, несомненно, сыграет важную роль и в спасении рек и озер от судьбы сточных водных трактов, в которые они постепенно превращаются в связи со сбросом вод промышленностью и мелиоративными системами.

Мировой и отечественный опыт решения проблемы опреснения убедительно демонстрирует необходимость интеграции научных сил, когда речь идет о жизни человечества. На решение общих задач направлены усилия физиков-теоретиков и технологов, электрохимиков, специалистов по очистке воды и гигиенистов, конструкторов и микробиологов, инженеров по водоснабжению и физиологов, экономистов и географов… К числу труднейших задач относится энергетическое обеспечение предполагаемых технологических решений. Наиболее рациональные подходы связаны с развитием многоцелевых атомно-энергетических комплексов. Необходимы еще более продуктивные поиски методов опреснения воды и соответствующие научно-технические разработки. Мембранная технология опреснения, занимая все большее место в решении проблемы, требует качественного скачка в создании более совершенных и экономически приемлемых мембран, их массового производства. Еще не полностью раскрыты тайны биологической полноценности пресной воды, значимости ее состава для живущих и будущих поколений людей. Не ясна в технологическом и энергетическом плане и проблема утилизации рассолов, образующихся при опреснении вод, - еще одного источника минерального сырья.

Глобальность проблемы опреснения воды не вызывает сомнений. Ее решение позволит обеспечить жизнь в пустынях, на побережьях океанов и морей, спасти погибающие от засоления почв огромные массивы сельскохозяйственных угодий. Наконец, это один из эффективнейших способов очистки сточных вод промышленных предприятий. Однако следует помнить, что для широкого применения опреснения при решении водных проблем предстоит еще многое совершить и открыть. (5)

 

 

 

 

 

6. Экономика использования водных ресурсов

 

Ценность воды, как и других природных ресурсов,  заключается в том, что при ее использовании возникают доходы. Аналогично другим факторам производства вода участвует в создании продукта, величина которого зависит в том числе и от естественных свойств водоема. При наилучшем из возможных способов использования водоем приносит ренту. Проблема заключается в том, что, как и в случае с «ассимиляционным потенциалом» природной среды, достаточно трудно интернализировать эти доходы или потери, связанные с нерациональным использованием водоемов.

 

6.1. Максимизация доходов от использования водных ресурсов

 

Рассмотрим, какие меры должны быть приняты для того, чтобы максимизировать экономические результаты от эксплуатации водного объекта. Таким объектом может быть замкнутый водоем, участок реки, артезианская скважина и т. п. сами по себе или в совокупности с иммобильными фондами, обеспечивающими процесс их эксплуатации (гидротехнические сооружения и пр.). Тот, кто владеет фондами, обеспечивающими доступ к водоему, может оказывать существенное влияние на процесс образования и распределения рентных доходов.

Возрастающая потребность в воде вызывает необходимость хозяйственного освоения ее новых источников, различающихся по эксплуатационным свойствам (качество воды, удаленность от потребителя и т. п.), что создает объективные условия для образования дифференциальной ренты ǀ. Наращивание дополнительных затрат материальных и трудовых ресурсов на улучшение качественного состояния водного объекта, снижение потерь воды и т. д., способствует возникновению дифференциальной ренты ǁ.

  Рассмотрим следующую обобщенную модель:

                                                              n                

                                        ui(Ci,Vi) → max                                          (1)

                                                                             i=1

 

                                                 n                

                                {Ci + Ni + Fi (Vi) + φi (Mi)} L                        (2)

                                                                i=1

                              ViVi – Mi, i = 1, … , n                                       (3)

                                i                    i

                               Vj  {Vj  + Vj(Nj) }, i = 1, … , n              (4)

                                                                j=1                j=1

                              Ci  0; Nj 0; Vi 0; Mi 0.                            (5)

 

где ui (Ci,Vi) – доходы предприятий-водопользователей, получающих воду из водохозяйственной системы участка i; Ci – затраты предприятия; Vi – объем конечного потребления воды; Vj – объем воды, забираемой из водохозяйственной системы i; Mi – потери воды при ее подаче потребителю; Nj – затраты по переводу дополнительных ресурсов из категории потенциальных в категорию располагаемых (т. е. издержки по увеличению приходной части водохозяйственного баланса (ВБХ); Vj (Nj) – прирост располагаемых водных ресурсов источника i (на водохозяйственном участке i) при затратах Nj; Fi (Vi) – затраты по забору, подготовке, подаче и отведению воды; φi Mi – затраты по сокращению потерь воды или эксплуатации источника i до уровня M; Vj - объем располагаемых водных ресурсов (естественная продуктивность) источника i.

Критерий (1) означает, что выбирается такая стратегия водопотребления, при которой достигается наибольший эффект от использования водных ресурсов, относящихся к рассматриваемой системе взаимосвязанных источников (в практике они называются водохозяйственными участками). При этом неважно, что именно представляют собой источники. Главное, что между ними существует взаимосвязь и все они связаны последовательно. Ресурсы, на использовавшиеся полностью (за вычетом санитарного попуска Тє, т. е. минимального количества воды, которое должно обязательно быть в водоеме) на участке i, автоматически становятся дополнительными ресурсами на участке i+1. Это свойство формализовано при помощи неравенства (4).

Неравенство (2) означает, что суммарные затраты не должны превышать определенного уровня. Следует заметить, что и функциональная зависимость ui(Ci,Vi), и вид ограничения (2) выбирались таким образом, чтобы формализовать возможность замещения водного фактора затратами на другие виды деятельности. Подразумевается, что потребность в воде может удовлетворяться как за счет дополнительного вовлечения водных ресурсов в сферу хозяйственной деятельности (увеличение Vi), так и путем сокращения водоемкости производства – увеличение ui(Ci,Vi) при фиксированном значении Vi, благодаря наращиванию Ci.

Неравенство (3) устанавливает взаимосвязь между забором воды Vi, потерями при ее доставке потребителю Mi и конечным потреблением Vi. сокращение потерь как бы увеличивает приходную часть ВХБ. Поэтому борьбу  с потерями можно весьма условно отнести к интенсивным мероприятиям, так как она направлена на улучшение промежуточных результатов функционирования водохозяйственного комплекса.

Рассматриваемая модель дает возможность определить предельные затраты на воду и рентную оценку водных ресурсов для всех участков, а также установить принципы водохозяйственного районирования, т. е. принципы выделения независимых друг от друга в экономическом отношении участков водной системы.

Рассмотрим основные свойства, полученные нами при анализе необходимых условий оптимальности. Пусть μ – двойственная оценка к ограничению (2), а η и λ – к системам ограничений (3) и (4). Тогда

 

 

 

 

Равенство (6) означает, что оценка воды на водохозяйственном участке i

 

(обозначим ее                     ) равна разности между доходами от использования воды и затратами по удовлетворению потребностей в воде на заданном уровне.

    Рассмотрим закономерности образования           . Если каждый створ критический, т. е. на каждом водохозяйственном участке водохозяйственные ресурсы получают полное использование, то             ; j=1, … , n и, следовательно,                   ; i=1, … , n-1. Иными словами, оценка воды в районах, расположенных ниже по  течению реки, меньше, чем в расположенных выше. Это свойство вполне объяснимо. Если бы, например, выполнялось обратное и степень лимитированности воды на участке i оказалась выше, чем на участке i-1, то, сократив водопотребление выше по течению, несложно было бы добиться прироста критерия и уравнивания оценок.

Модель (1)-(5) позволяет обосновать критерий водохозяйственного районирования: если для некоторого                    , то на реке имеется критический створ, расположенный на выходе      источника i. В этом случае образуется изолированный хозяйственный район с собственным водохозяйственным балансом. На практике это означает, что, решая вопрос об управлении водными ресурсами в конкретном районе, оптимизируя их использование. Не надо согласовывать данную стратегию со стратегией водопользования в других районах. Если для всех j                 , то все районы, лежащие выше по течению, включаются в рассматриваемый район.

Таким образом, критерием выделения обособленного водохозяйственного района является положительное значение        . Тогда между районами i и i+1 имеет место критический створ, через который проходит только санитарный попуск.

Имеется еще один случай выделения обособленных водохозяйственных районов – при нелимитированности водного фактора. В терминах модели – это равенство нулю всех         , i = 1, … , n. Наращивание потребления воды на одном участке не препятствует приросту водопотребления на других. Поэтому для каждого из них может быть составлен особый водохозяйственный баланс, оптимизируемый в пределах отдельно взятого района.

Затраты по привлечению дополнительных водных ресурсов путем перевода их из категории потенциальных в категорию располагаемых соответствует оценке ограниченности воды. Рассмотрим следующую ситуацию:     = 0; i = 1, … , k-1;           , или, что то же самое,       = 0; i = 1; … ; k – 1, а         0. Предельные затраты по привлечению дополнительных водных ресурсов в районе k и во всех вышерасположенных районах совпадают и равны рентной оценке воды    . Это означает. Что пополнение приходной части ВХБ района k может быть распределено в пространстве – главное, чтобы выполнялось приростных характеристик. 

Предельные издержки по экономии воды составляют                                   . Они определяются ее ценностью в конечном потреблении, когда вода выступает не только как природный ресурс, но и как продукт деятельности предприятий водообеспечения. Разница в оценке воды          (как природного ресурса) и

                                     

                                    (как природного ресурса и продукта производственной деятельности) может быть существенной.

В модели была принята гипотеза, что основная масса потерь приходится на заключительные стадии водоснабжения. Это действительно так, поскольку в крупных городах вода теряется в основном во внутрирайонных (60 - 70% потерь) и во внутридомовых сетях. Осуществляя затраты по экономии воды на данных объектах, мы тем самым экономим на издержках по водоснабжению и сохраняем естественный ресурс. Снижая нагрузку на источник. Этим и объясняется высокий уровень приемлемых – с точки зрения рационального использования – предельных издержек, которые связаны с реализацией мероприятий, направленных на борьбу с потерями.

Говоря о предельных затратах на воду, следует выделять две ее характеристики: вода в источнике, выступающая как природный ресурс, и вода в конечном потреблении (вобравшая в себя затраты по ее доставке потребителю, предварительной очистке и водоотведению). Наряду с этим вода может удовлетворять и новый спектр потребностей, а ее использование – приносить большие доходы.

Таким образом, мы имеем дело с несколькими категориями. Ценность воды, или цена воды, находящейся в источнике, определяется суммой, которую водопотребитель, осуществляющий забор воды, платит за нее. Оценка источника – разность между выручкой от продажи забранной из него воды и затратами на содержание источника. Оценка воды у конечного потребителя – цена воды, которую он платит за воду, получаемую из водопровода. Наконец, доход организации, осуществляющей забор воды из источника и ее подачу потребителю, - это разница между ценой водопроводной воды и затратами на ее подачу, включая цену, затраченную на забор воды из источника.

Разграничение названных категорий имеет принципиальное значение при установлении тарифов на воду. Потребитель может забирать воду непосредственно из источника и, следовательно, участвовать в его эксплуатации наряду с другими предприятиями, включая систему водопровода, управления оросительных систем и т. п., а может получать воду опосредованно, пользуясь услугами указанных организаций. (8)

 

 

 

6.2. Экономическая оценка воды и плата за ее использование

 

Рассмотрим сначала предельные затраты на воду в источнике. Они, как было установлено, равны        . в приведенной выше модели мы абстрагировались от текущих затрат по эксплуатации источника, принимая их равными нулю. В результате мы сделали вывод о том, что рентная оценка равна предельным затратам. Если же предусмотреть, что на поддержание продуктивности водоемов нам надо затрачивать средства в объеме f, то мы получим вполне традиционную формулу для измерения ренты в расчете на 1 м3 воды: R =     - f. Затраты по переводу водных ресурсов из категории потенциальных в категорию располагаемых формируют вложения в иммобильные фонды. Их эффект отражен в рентной оценке воды. Поэтому, учитывая эксплуатационные затраты, можно заключить, что размер предельных издержек по данному кругу мероприятий не должен превышать разницы          - f. Это следует из проводившегося ранее анализа оптимальных затрат при освоении природного объекта. Итак, предельные затраты на воду         , должны лежать в основе тарифа за ее забор из источника, независимо от того, кем этот забор осуществляется.

                                                                                  

Тариф                                                                              1

 

 

       S4

Р*                                                                                                                                                                                                                                                                       

       S3                                                                         2

                                                       S2

Р0                                         S1

                                                                                   

                                                           V*                                  Объем водоподачи

 

Рисунок 1 – Определение равновесного тарифа на воду

 

1 – кривая предельных затрат водной компании на подачу воды с учетом того, что Р0 было заплачено за забор воды из источника; 2 – кривая спроса на воду; S1заплачено водной компанией за забор воды из источника; S2 – затраты водной компании по забору воды, на ее подачу и т. п.; S3 – рента, которую приносит водохозяйственный комплекс; S4 – рента, которую получает потребитель.

 

Теперь обратимся к другой величине, характеризующей доходы то использования воды в конечном потреблении

 

Величина конечного потребления должна интерпретироваться как цена на воду или как тариф, который водная компания получает с потребителя воды, с точки зрения теории, этот тариф определяется доходом от использования воды самым последним потребителем, чьи потребности удовлетворяются водной компанией. Таким образом, должно соблюдаться соотношение, приведенное на рисунке 1.

Р*V* = S1+S2+S3такова будет выручка водной компании, если вода будет продана по тарифу Р*. В реальности дело обстоит совсем не так. Водная компания – это монополия, и практически абсолютная. К тому же монополия, которая в буквальном смысле слова контролирует трубу и регулирует воду, подаваемую каждому потребителю, а вместе с тем и тариф. Поэтому рисунок 1 не очень соответствует ситуации. С точки зрения теории здесь складываются все предпосылки для ценовой дискриминации. Монополия старается отнять у потребителя полученную им ренту S4путем введения дифференцированных тарифов.

В свою очередь государство старается регулировать монополию, добиваясь не только того, чтобы монополия не отнимала у потребителей S4, но и для того, чтобы монополия не получила рентный доход S3. Реальные тарифы складываются в процессе переговоров. В конечном счете возникающая рента каким-то образом перераспределяется.

Особый интерес представляют вопросы оценки запасов подземных вод. Если их источники расположены в пределах территории, обслуживаемой централизованной системой водоснабжения, то предельные затраты определяются, исходя из уровня Р*. последние корректируются в большую или меньшую сторону в зависимости от качества подземных вод и воды, получаемой из водопровода.

В основе рентной оценки подземной воды наряду с эффектом, приносимым водными ресурсами данного региона, лежит еще и экономия затрат по ее доставке потребителю (так. Скважину можно пробурить достаточно близко к потребителю). Если же централизованная система водоснабжения отсутствует или оцениваемый источник находится вне сферы ее обслуживания, то 1 м3 подземной воды оценивается по предельному эффекту у потребителя, определяемому экономией затрат по удовлетворению потребности из поверхностных источников.

Нередки ситуации, когда подземный источник не имеет самостоятельного значения и используется только в совокупности с другими ресурсами, находящимися в монопольном пользовании предприятия, к которому он относится. Тогда оценка подземного источника отдельно не рассчитывается, а измеряется общая оценка объекта природопользования, в основе которой лежит эффект совместного использования подземных вод и других ресурсов. Аналогично поступают, когда идет речь о локализованном источнике поверхностных вод. (8)

 

6.3. Экономическая оценка воды и плата за загрязнение водоемов

 

Рассмотрим взаимосвязи оценок водных ресурсов и ассимиляционного потенциала водоемов. Решение этой проблемы имеет большое значение при разработке согласованной системы тарифов за забор свежей воды и сброс загрязненных стоков.

Для того чтобы уяснить взаимосвязь платежей за забор свежей воды и сброс в водоем загрязненных примесей, обратимся к абстрактной модели рационального использования водных ресурсов в рамках региона (изолированного водохозяйственного района).

В модели, разработанной для обособленного водохозяйственного района, рассматриваются следующие зависимости: u(C, D) – доход от использования продукции, произведенной в данном регионе при уровне загрязнения водоема D.                                            , так как рост загрязнения водоема, выражающийся

 

в увеличении D, приводит  к потерям дохода. Величина D показывает, насколько концентрация загрязнителей, содержащихся в водоеме, превосходит уровень предельно допустимой концентрации (ПДК). Если фактическая концентрация загрязнителя не превосходит ПДК, то D равно 0. В противном случае D › 0. Сложив значения D и ПДК и умножив полученную сумму на объем водных ресурсов, получим количество примесей, содержащихся в водоеме. F(C, D) – затраты на производство продукции в объеме c при качестве воды на уровне D. Предполагается, что, забирая  загрязненную воду, производители вынуждены осуществлять дополнительные затраты по доведению ее качества до требуемых норм.

Ухудшение качества продукции и условий жизнедеятельности отражено введением функциональной зависимости между доходами от эксплуатации источников и уровнем загрязнения.           – затраты по переводу водных ресурсов из категории потенциальных в категорию располагаемых;           - прирост располагаемых водных ресурсов;           - затраты по обезвреживанию вредных примесей, содержащихся в сбрасываемых стоках (затраты по предотвращению загрязнения водоема); y – объем обезвреженных примесей; w – водоемкость производства конечной продукции; р – санитарный попуск; kобразование вредных примесей в расчете на единицу производимой продукции; r – предельно допустимая концентрация примесей в водоеме.

Запишем модель:

 

       {u (C, D) – F (C, D) – F (V) – φ(y)} max                    (7)

 

                  wC ≤ V + V – p                                                                 (8)

 

                  kC – y ≤ (D+1) pρ                                                              (9)          

 

                  p ≤ p0                                                                                                                               (10)                      

 

                  C0 ≥ 0; D ≥ 0; V ≥ 0; y ≥ 0                                                  (11)

В модели (7) – (11) максимизируется прибыль от использования воды. неравенство (8) означает, что безвозвратный водозабор (w), который рассчитывается с учетом последующего возврата воды в источник, не должен превышать располагаемые водные ресурсы за вычетом санитарного попуска. Размер последнего – оптимизируемая переменная. Его наращивание увеличивает ассимиляционные способности водоема, и тем самым сокращается ущерб от загрязнения. Поэтому следствием прироста безвозвратного водопотребления становится не только количественное, но и качественное исчерпание водоема.

Неравенство (9) определяет соотношение между количеством вредных примесей, попавших в водоем (kC – y), и переменной, характеризующей его состояние D. Эта переменная строится по принципу, предложенному ранее. Если концентрация вредных веществ                           не превышает ПДК, то D = 0,

 

если нет – то D приобретает положительное значение.

Таким образом, коэффициент 1+D показывает, во сколько раз концентрация вредных примесей превышает ПДК.

Ограничение (10) означает, что на величину санитарного попуска могут налагаться ограничения, устанавливаемые исходя из гидрологических, социальных и других соображений (р0 – нижняя граница санитарного попуска).

Из необходимых условий оптимальности можно получить следующие выводы (λ и μ – двойственные оценки ограничений (8) и (9) ):

 
 



Цена произведенной продукции складывается из затрат по ее производству, издержек, связанных с безвозвратным забором свежей воды, и издержек загрязнения. λ – это оценка воды или ресурса, а μ – оценка «ассимиляционного потенциала» водоема.

 

Наибольший интерес представляет соотношение (13):

 

                                               λ = (D+1) μρ                                               (13)

Оно устанавливает взаимосвязь оценки воды λ и оценки предельных природоохранных затрат:

 
 



Если трактовать μ как плату за загрязнение водоема, то плата за загрязнение прямо пропорциональна оценке воды и обратно пропорциональна уровню ПДК и индексу загрязнения водоема D. Поскольку (D+1)ρ представляет собой значение концентрации загрязнителей водоема, допустимое в оптимальном плане, постольку плата за загрязнение или оценка ущерба может интерпретироваться как экономическая оценка такого количества воды, в котором нужно растворить сбрасываемый загрязнитель, чтобы его концентрация равнялась оптимальному значению.

 

Предположим, что не допускается загрязнение водоема выше уровня ПДК, т. е. D = 0. Тогда плата за загрязнение (или ущерб от загрязнения) определяется оценкой воды, необходимой для разбавления стоков (доведения концентраций примесей до уровня ПДК).

Выполнение (10) в форме равенства означает ограниченную свободу маневра при решении вопроса о степени выполнения водоемом ассимиляционных и производственных функций. В этой ситуации может нарушиться установленное выше соотношение между тарифом на воду и сбросами в нее.

Конечно, предложенный подход к определению тарифов на воду и ставок платежей за сброс в водоем загрязнителей может использоваться, но тогда, когда основные параметры водопользования близки к оптимальным. В противном случае необходимы специальные приемы для расчета тарифов, выбираемые в результате анализа конкретной ситуации. По предложенным выше формулам могут определяться ориентировочные тарифы. Они должны корректироваться в процессе функционирования экономики на основе результатов содержательного анализа состояния водных систем, проводимого с использованием формализованных процедур и экспертных оценок. При этом очень важным представляется вывод о прямой зависимости между платежами за сброс в водоем вредных примесей и тарифом за забор свежей воды, полученной нами при исследовании модели (7) – (11). Если водоем находится на грани исчерпания, то необходимо одновременно повышать и тариф на воду, и плату за сброс загрязнителя. То же самое – при угрожающем увеличении уровня загрязнения водоема.

Этот конкретный вывод подтверждает более общий вывод о том, что плата за загрязнение базируется на экономической оценке «ассимиляционного потенциала» природной среды. «Ассимиляционный потенциал» водоема напрямую зависит от объема воды, содержащегося в источнике. Следовательно, его оценка измеряется оценкой водных ресурсов. Чем больше забирается воды на нужды промышленности, сельского и коммунального хозяйств, тем меньше способности водной среды к самоочищению. Таким образом, и безвозвратный водозабор, и сброс в водоем примесей приводят к одинаковому результату – расходованию ассимиляционной емкости водного источника. (8)

 

7. Качество природных вод в России

Качество поверхностных вод. Анализ динамики качества поверхностных вод на тер­ритории Российской Федерации дан на основе статистической обработки данных гидро­химической сети по наиболее характерным для каждого водного объекта показателям. Эта сеть режимных наблюдений за загрязнением поверхностных вод на начало 1997 г. включа­ла 1795 пунктов, 2360 створов, расположенных на 1343 водных объектах (на 1190 водотоках и 153 водоемах).

К 1998 г. указанная сеть охватывала уже 1928 пунктов, 2617 створов, расположенных на 1363 водных объектах; в 1999 г. мониторинг осуществлялся на 1145 водных объектах по 2417 створам.

Итоговая информация, получаемая наблюдательной сетью, свидетельствует, что каче­ство воды большинства водных объектов по-прежнему не отвечает нормативным требова­ниям. Несмотря на спад промышленного и сельскохозяйственного производства, загрязне­ние и засорение многих водных объектов не снизилось, а в ряде мест даже возросло. За­грязнению вод во многом способствует массовая застройка водоохранных зон водных объ­ектов и особенно их прибрежных защитных полос.

Наиболее распространенными веществами, загрязняющими поверхностные воды России, остаются нефтепродукты, фонолы, легкоокисляемые органические вещества (по БПКз), соединения металлов, аммонийный и нитритный азот, а также специфические вредные вещества — лигнин, ксантогенаты, формальдегид и др. Основным источником пе­речисленных загрязнителей являются сточные воды различных промышленных произ­водств, предприятий сельского и жилищно-коммунального хозяйства, неорганизованный сток и т.п.

Группировка наиболее крупных рек России по степени загрязненности представлена в таблице 6.

Таблица 6 – Характеристика  качества воды основных рек России (по итогам последних лет)

 


Река


Качество воды


Восточный склон территории Российской Федерации


Амур


От условно чистой до грязной


Реки Камчатки


От условно чистой до слабо загрязненной


Реки Сахалина


От слабо загрязненной до чрезвычайно грязной


Южный склон территории Российской Федерации


Урал


От умеренно загрязненной до загрязненной


Волга, в том числе притоки


Загрязненная


Ока


От умеренно загрязненной до грязной


Москва


От умеренно загрязненной до чрезвычайно грязной


Терек


От слабо загрязненной до очень грязной


Дон


От загрязненной до чрезвычайно грязной


Кубань


От умеренно загрязненной до грязной


Днепр


От слабо загрязненной до грязной


Западный склон территории Российской Федерации


Нева


От умеренно загрязненной до загрязненной


Северный склон территории Российской Федерации


Северная Двина


От весьма загрязненной до грязной


Печора


От весьма загрязненной до грязной


Реки Кольского полуострова


От загрязненной до чрезвычайно грязной


Обь


От слабо загрязненной до чрезвычайно грязной


Енисей


Загрязненная


Лена


От условно чистой до грязной

 

Неблагополучным является состояние малых рек (особенно в зонах крупных про­мышленных центров) из-за поступления в них с поверхностным стоком и сточными вода­ми больших количеств вредных примесей. Значительный ущерб малым рекам наносится в сельской местности в результате нарушения режима хозяйственной деятельности в водоохранных зонах и поступления в водотоки органических и минеральных веществ, а также смыва почвы в результате водной эрозии.

Качество морских вод. Территорию Российской Федерации омывают 12 океанических морей, а также внутриматериковое Каспийское море. Общая площадь морской акватории, подпадающей под юрисдикцию России, составляет 7 млн. км2. Все внутренние и окраин­ные моря России испытывают интенсивную антропогенную нагрузку как на самой аквато­рии, так и в результате хозяйственной деятельности на водосборном бассейне. Для мор­ских берегов, особенно для берегов южных морей, характерно развитие абразионных про­цессов: более 60% береговой линии испытывает разрушение, размыв и подтопление, что наносит значительный ущерб народному хозяйству и является дополнительной причиной ухудшения качества морской среды.

Основная масса загрязняющих веществ поступает в Азовское море со стоками р. Дон, Кубань, Миус и примерно 40 малых водотоков (здесь и далее см. рис. 8 по данным за 1999 г.). Источниками загрязнения являются также: организованные морские свалки грун­та; глубоководные выпуски очищенных сточных вод городов Приазовья; ливневые стоки;

шламонакопитель ОАО «Красный котельщик» (г. Таганрог); производственное управление «Водоканал»; предприятия химической и угольной промышленности г. Мариуполя, Бер­дянска, Керчи; орошаемое земледелие (особенно рисовые чеки); водный транспорт в пе­риод навигации. Уровень загрязнения воды Таганрогского и Темрюкского заливов в 1996-1997 гг. превышал ПДК по содержанию нефтяных углеводородов, тяжелых металлов, рту­ти.

В 1998 г. содержание нефтяных углеводородов в водах Азовского моря, принадлежа­щих России, уменьшилось по сравнению с предыдущими годами и составляло не более 6 ПДК (в 1997 г. ~ не более 10 ПДК). Содержание СПАВ (синтетических поверхностно-активных веществ) во всех районах осталось ниже уровня ПДК, как и среднее содержание растворенной ртути. Загрязнение фонолами сохранилось на уровне 2 ПДК. Донные осадки Таганрогского залива сильно загрязнены хлорорганическими пестицидами и нефтепродук­тами. Максимальные концентрации нефтепродуктов в осадках составили 47,6 ПДК в рай­оне г. Ейска, 22 ПДК - в районе г. Мариуполя. Результаты анализов донных отложений Азовского моря и Керченского пролива свидетельствуют о повышенном содержании тяже

лых металлов: железа, кадмия, никеля в пределах 15-30 ПДК, свинца - до 11 ПДК, ме­ди - до 4 ПДК.

В 1999 г. в целом уровень загрязненности вод Темрюкского и Таганрогского заливов Азовского моря по сравнению с предыдущим годом изменился незначительно. Количество нефтяных углеводородов в водах контролируемой акватории составляло в среднем менее 1 ПДК, этот уровень превышался только в дельте р. Кубань (3 ПДК) и устье р. Дон (макси­мум 1,6 ПДК). По сравнению с 1998 г. среднегодовые концентрации нефтеуглеводородов уменьшились в водах устьевой области р. Кубань (в 1,2—1,6 раза в разных гирлах); в дельте р. Кубань в устье Петрушина рукава и у хутора Слободка (в 2,2—1,2 раза соответственно, составляя при этом 2,8 ПДК); в Таганрогском заливе (в 1,4 раза); в устьевой области р. Дон (в 2 раза). Увеличение количества этих углеводородов отмечено лишь в дельте р. Ку­бань у хутора Тиховский (в 1,8 раза; 3,4 ПДК).

Содержание, СПАВ, сохранилось на уровне меньше 1 ПДК во всех районах Азовского моря, кроме взморья р. Кубань — 1,6 ПДК, взморья рукава Протока — 2,2 ПДК и гирла Соловьевского — 1 ПДК. В 1999 г. загрязнение, СПАВ в указанных районах, оказалось наи­большим за последние 5 лет, а в р. Кубань в районе хутора Тиховский и в рукаве Протока в районе пос. Ачуево — наименьшим. Среднее содержание растворенной ртути в водах в 1999 г. снизилось на всех пунктах наблюдений и было на уровне 0,1—0,3 ПДК. Количество фенолов в водах дельты р. Кубань уменьшилось в 2 раза у хутора Тиховский, увеличилось в 2 раза у хутора Слободка и не изменилось у г. Темрюк, оставаясь везде ниже 3 ПДК.

По индексу загрязненности воды (ИЗВ) все исследованные районы Азовского моря в 1999 г. относились к четырем классам качества вод. К «чистым» относились воды пос. Темрюк, а также воды части районов устья р. Кубань, воды Таганрогского залива и устья р. Дон; к «умеренно загрязненным» — воды части устьевой области р. Кубань, воды взморьев р. Кубань и рукава Протока; к «грязным» и «очень грязным» — воды дельты р. Кубань.

Основные и постоянно действующие источники загрязнения Черного моря — морские порты, судо- и вагоноремонтные заводы, нефтеперерабатывающие предприятия и пред­приятия по обеспечению нефтепродуктами (Туапсе), нефтеперевалочная база «Шесхарис» (Новороссийск), муниципальные сооружения очистки сточных вод. Хлор- и фосфорорга-нические пестициды поступают в море с сельскохозяйственных угодий, расположенных на побережье. Содержание нефтяных углеводородов в морской воде составило в 1996 г.: в порту Анапа 2—3 ПДК при максимальных наблюдаемых значениях, в Туапсе и Сочи — до 10 ПДК.

В 1998 г. загрязнение нефтяными углеводородами вод Черноморского побережья в районах Анапы, Новороссийска, Туапсе и Сочи в среднем не превышало ПДК, при этом по сравнению с 1997 г. загрязнение несколько снизилось в районе Анапы и Геленджика. Концентрации СПАВ и аммонийного азота, как и в 1997 г., не превышали ПДК. Среднее содержание растворенной ртути в воде по сравнению с предыдущим годом не изменилось (за исключением района Туапсе, где оно снизилось с 2 до 1 ПДК) и составило от 1 (Ново­российск, Сочи, Геленджик) до 2 ПДК (Анапа).

В 1998 г. не произошло улучшений качества морской воды по санитарно-химическим показателям: почти 11% проб не соответствовало нормативам. Наибольшее загрязнение морской воды отмечено в гг. Новороссийск, Сочи, Приморско-Ахтарск.

Согласно общепринятым методикам в 1998 г. к классу «умеренно загрязненных» от­носились воды районов Новороссийска и Сочи, а к классу «чистых» — воды в районе Ана­пы, Геленджика и Туапсе.

Загрязнение вод черноморского побережья в районах Анапы, Новоросийска, Туапсе и Сочи нефтяными углеводородами в 1999 г. составляло в среднем менее 1 ПДК. В Ге-ленджикской бухте средние значения свидетельствуют об уменьшении уровня загрязнения вод нефтяными углеводородами. Снижение максимальных концентраций этих углеводоро­дов характерно для всех контролируемых районов. Все средние и максимальные величины СПАВ в прибрежных водах от Анапы до Сочи не превышали ПДК. Хлорорганические пес­тициды не обнаружены. Кислородный режим был удовлетворительным.

Произошедший в предыдущие годы подъем уровня Каспийского моря сопровождался затоплением и подтоплением городских и сельскохозяйственных земель, участков добычи нефти и газа. Следствием этого является загрязнение морской среды токсичными вещест­вами, поступающими со свалок, мест складирования отходов, скотомогильников и др.

В 1996 г. впервые начиная с 1987 г. наблюдалось понижение уровня Каспийского моря за один год на 18 см, в 1997 г. это снижение составило 14 см; в 1998-1999 гг. уровень вновь несколько поднялся.                                                      

Среднее содержание нефтяных углеводородов в 1996 г. в водах северного Каспия со­ставляло 2—3 ПДК, фенолов — 5 ПДК. В 1997 г. положение существенно не изменилось.

В 1998 г. в открытых районах моря среднее содержание нефтяных углеводородов по сравнению с 1997 г. изменилось незначительно и составляло 0,8 ПДК, среднее содержание фенолов увеличилось с 4 до 5 ПДК. В районах контроля на Дагестанском взморье среднее содержание нефтяных углеводородов составляло 0,8—1,4 ПДК, что практически соответст­вовало уровню 1997 г. Исключение составил район устьевого взморья Терека, где средне­годовая концентрация снизилась с 3,2 до 2,4 ПДК. Среднее содержание фенолов в 1998 г. снизилось и стабилизировалось на уровне 4 ПДК во всех районах, кроме взморья р. Те- ! рек - 6 ПДК, района Лопатина - 5 ПДК и взморья р. Самур - 3 ПДК. Значительно повы­сились, оказавшись самыми высокими за последние 5 лет, концентрации общего и аммо­нийного азота. Среднее содержание фосфора по сравнению с предыдущим годом практи­чески не изменилось.

К «загрязненным» в 1998 г. относились воды прибрежных районов Лопатина, Махач­калы, Каспийска, Избербаша, Дербента и взморья рек Сулак и Самур. Воды взморья р. Терек относились к классу «грязных».

В 1999 г. воды открытой части моря, как и в 1998 г., оценивались как «загрязнен­ные». Уровень загрязненности вод прибрежных районов Дагестана не претерпел значи­тельных изменений по сравнению с прошлым годом. Среднее содержание нефтяных угле­водородов в воде большинства районов было аналогично прошлогоднему и изменялось в пределах 0,04—0,07 мг/л (0,8—1,4 ПДК), за исключением взморья р. Терек (3 ПДК); Дер­бента, Избербаша и взморья р. Сулак — 0,08—0,09 мг/л (1,6—1,8 ПДК). Среднее содержа­ние фенолов во всех районах сохранилось в пределах 0,004—0,005 мг/л (4—5 ПДК), что очень близко к величинам прошлого года. Повсеместно в 2,5—3 раза снизилось содержа­ние аммонийного азота и примерно на 20% общего азота. Кислородный режим остался в пределах межгодовой нормы. Воды открытых и большинства прибрежных районов, как и в 1998 г., отнесены к «загрязненным», взморья р. Терек — к «грязным». Ухудшилось качест­во вод в районах Избербаша и Дербента — из «загрязненных» они переведены в «грязные».

К Балтийскому морю с территории Российской Федерации прилегают воды южной части Финского залива с Невской губой, расположенной в восточной части залива, и воды юго-восточной части моря в районе Калининградской области. В 1996 г. качество морской воды в этих районах осталось на уровне прежних лет. Финский залив загрязняется в ос­новном коммунально-бытовыми и промышленными сточными водами, поступающими со стоком Невы. Содержание нефтяных углеводородов и СПАВ в морской воде наблюдалось на уровне 1 ПДК, фенолов — 3, тяжелых металлов — 1 (за исключением меди, содержание которой составляло 5—6 ПДК). В прибрежной юго-восточной части моря (Калининград­ский залив) содержание в воде нефтяных углеводородов и фенолов отмечалось в пределах 3—12 ПДК. В 1997 г. положение в целом осталось на прежнем уровне.

В 1998 г. в открытых районах моря концентрации нефтяных углеводородов не пре­вышали 2,2 ПДК. Концентрации тяжелых металлов, за исключением цинка, в поверхност­ных водах повсеместно ниже ПДК, концентрации цинка колеблются от 1,1 до 1,8 ПДК. Содержание фенолов и СПАВ в поверхностных водах также не превышает ПДК. Наиболее высокие концентрации нефтяных и поверхностно активных углеводородов (ПАУ) отмече­ны в юго-западной части моря, хлорорганических пестицидов — в центральной части. В восточной части Финского залива концентрации нефтяных углеводородов составляли 0,1-0,8 ПДК, в донных отложениях - 0,4-24,8 ПДК. Концентрации всех тяжелых металлов в водах Финского залива были ниже ПДК, максимальные концентрации фенолов достигали 11 ПДК, а СПАВ — 0,4 ПДК. Наиболее загрязнены районы Морского канала, Петровского фарватера, западной оконечности о. Котлин и северной части Лужской губы.

В 1999 г. по величине индекса загрязненности воды районы обследованной аквато­рии открытой части Балтийского моря и Финского залива определены как «умеренно за­грязненные». В наибольшей степени воды обследованной акватории, как и ранее, были за-грязнены фенолами: в юго-восточной части Балтийского моря — 2,2 ПДК, северо­-восточной - 1,5 ПДК, центральной - 1,4 ПДК; в Финском заливе этот показатель был на уровне 1 ПДК. Загрязнение нефтяными углеводородами на уровне 0,5 ПДК отмечено в северо-восточной части Балтийского моря и в Финском заливе, в центральной части — 0,3 ПДК, в юго-восточной — 0,1 ПДК. Содержание цинка составляло 1 ПДК в юго-восточной части Балтийского моря и в Финском заливе, 1,1 ПДК — в северо-восточной, 1,2 ПДК — в центральной части моря.

Основными источниками загрязнения Баренцева моря являются речной сток, сточные воды предприятий и городов, а также суда морского флота. В районах активного судоход­ства на поверхности акватории открытой части моря стабильно наблюдалась нефтяная пленка. Наиболее загрязнен Кольский залив, где отмечено повышенное содержание неф­тепродуктов, фенолов и тяжелых металлов, накапливающихся в донных осадках. Предпо­лагают, что освоение Штокмановского месторождения нефти и газа может значительно усилить загрязнение этого региона. В 1998 г. случаев экстремального высокого загрязне­ния морских вод не отмечено.

В последние годы нефтяные углеводороды стали постоянно действующим негатив­ным фактором, влияющим на важнейшие биологические процессы в легко ранимых арк­тических экосистемах. Среди этих углеводородов особое место занимают ПАУ как природ­ного, так и антропогенного происхождения, которые обладают значительной устойчиво­стью, а также токсическими и канцерогенными свойствами. Наиболее распространенным соединением ряда ПАУ является бенз(а)пирен, принятый за индикатор загрязнения окру­жающей среды канцерогенными ПАУ. Ранее, в 80-е годы, в открытых водах Баренцева мо­ря на высоких широтах неоднократно наблюдались в ходе авиасъемок обширные аквато­рии, загрязненные пленкой нефтепродуктов с интенсивностью от 0,2 до 0,8 баллов. Начи­ная с 1991 г., по данным химического анализа, выявлена устойчивая тенденция к сниже­нию уровней загрязнения вод нефтеуглеводородами северной части моря.

Исследования, проведенные в Баренцевом море, свидетельствуют о низком (фоно­вом) уровне содержания ПАУ, в, том числе бенз(а)пирена в абиотических компонентах и минимальном загрязнении этого района загрязняющими веществами антропогенного про­исхождения, что отмечалось и в других географически удаленных районах Арктики, на­пример в море Боффорта.

Воды открытой части Белого моря достаточно чистые: содержание основных загряз­няющих веществ в 1996—1997 гг. не превышало ПДК. Главным источником загрязнения прибрежных вод, по-прежнему, остается речной сток, с которым поступает основная масса загрязняющих веществ от предприятий лесной и топливно-энергетической промышленно­сти, объектов военно-промышленного комплекса, жилищно-коммунального хозяйства, а также речного и морского транспорта.

В 1998 г. высоких и экстремально высоких уровней загрязнения вод Двинского зали­ва не наблюдалось. Содержание нефтепродуктов в среднем не превышало ПДК. По срав­нению с предыдущим годом содержание нефтепродуктов в водах залива уменьшилось. Максимальная концентрация (2 ПДК) была зафиксирована в октябре в поверхностном слое приустьевого взморья в районе г. Северодвинск. Среднее содержание нитритов было ниже ПДК, но почти в 2 раза выше прошлогодних значений. В целом воды Двинского за­лива можно классифицировать как «условно чистые».

В 1998 г. в водах Онежского залива, основными загрязнителями которого являются предприятия г. Онега, особенно АО «Онежский гидролизный завод», возросло содержание нефтепродуктов, взвешенных веществ, сухого остатка, фосфора, азота аммонийного.

Основными источниками загрязнения вод арктических морей являются р. Енисей, Обь, Лена и Колыма, с водами которых в морскую среду поступают нефтяные углеводоро­ды, тяжелые металлы, фонолы, пестициды, СПАВ и другие загрязняющие вещества, в ос­новном оседающие в устьевых областях рек и прибрежных частях морей. Загрязняющие вещества разносятся также по периферии всего арктического бассейна в направлении к Аляске циркумполярным течением. Содержание загрязняющих веществ в водах как откры­тых, так и прибрежных частей арктических морей осталось на уровне прежних лет и в среднем не превышало ПДК.

В 1999 г. в этом регионе высокие концентрации фенолов были зафиксированы почти по всей обследованной акватории. Вместе с тем по сравнению с предыдущими годами следует отметить несомненное уменьшение загрязнения морских вод нефтяными углеводородами.

Источниками загрязнения дальневосточных морей Японского, Охотского и Берин­гова — являются предприятия целлюлозно-бумажной, электроэнергетической и нефтегазо-добывающей промышленности, жилищно-коммунального хозяйства, судостроительные и судоремонтные предприятия, торговый и военно-морской флот. В прибрежные воды мо­рей с территорий Приморского и Хабаровского краев, Сахалинской, Магаданской и Кам­чатской областей ежегодно сбрасывается большое количество неочищенных или недоста­точно очищенных промышленных и коммунально-бытовых сточных вод.

По данным мониторинга 1997 г., наиболее загрязненными районами являлись: в Охотском море — залив Терпения (среднее содержание фенолов в воде — до 20 ПДК), в Японском — Татарский пролив вдоль западного побережья о. Сахалин (среднее содержа­ние фенолов — 20 ПДК) и бухта Золотой Рог (содержание нефтяных углеводородов - 4-6 ПДК). В 1998 г. эти районы продолжали оставаться наиболее загрязненными.

В 1999 г. в прибрежной зоне Охотского моря среднее содержание фенолов в морской воде в периоды наблюдений составило 6 ПДК, максимальные значения достигали 12 ПДК (это самые высокие концентрации за последние 5 лет). Среднее содержание СПАВ соста- '•:

вило 1 ПДК, максимальные концентрации превысили 2,6 ПДК.

Следует также отметить, что в связи с отсутствием современных приборов, из-за не­достатков финансирования и по ряду других причин за последние годы организация на­блюдения по Охотскому морю ухудшилась.

В 2000 г., по предварительным оценкам, тенденция снижения нагрузки на водные объекты по органическим веществам, аммонийному азоту, фосфору общему, нефтепродук­там, железу, меди, таннину и другим ингредиентам, связанная с выполнением водопользо­вателями водоохранных мероприятий (ввод очистных сооружений, систем оборотного во­доснабжения, совершенствование методов очистки сточных вод и др.) и рядом других при­чин, способствовала улучшению качества воды Чебоксарского и Куйбышевского водохра­нилищ, р. Суры, р. Волги, р. Северной Двины, р. Кубани, р. Томи, р. Камы, Камского и Боткинского водохранилищ (до рыбохозяйственных значений ПДК), р. Вятки (до концен­траций в пределах ПДК), водных объектов Кольского полуострова и др.

Вместе с тем необходимо отметить увеличение нагрузки на водные объекты по от­дельным загрязняющим веществам в бассейнах рек: Урала — азот аммонийный, железо, фосфор общий, нитриты, марганец, алюминий; Амура и Невы — марганец, магний, алю­миний; Печерьг и Терека - марганец, медь; Дона - фенолы; Кубани - железо, магний медь, фенолы, таннин; Оби — марганец, магний, медь, цинк; Енисея — марганец, медь;

Лены — органические вещества (БПК), железо, нитриты, магний, цинк, СПАВ.

В 2000 г. по сравнению с предыдущими годами количество аварий и масштабы ава­рийного загрязнения водных объектов несколько уменьшились. По-прежнему наиболее характерны аварии, связанные с загрязнением водных объектов нефтепродуктами.

Качество подземных вод. В Российской Федерации к настоящему времени выявлено около 2776 водозаборных сооружений (из них более трех четвертей расположено в евро­пейской части), на которых зафиксировано ухудшение качества и высокое загрязнение подземных вод. На 36% выявленных очагов загрязнение связано с деятельностью промыш­ленных предприятий. На 15% очагов загрязнение подземных вод происходит в результате деятельности предприятий сельского хозяйства (проникновения вредных веществ из нако­пителей отходов, с полей фильтрации, орошения сточными водами животноводческих комплексов и птицефабрик, с участков сельскохозяйственных массивов, обрабатываемых ядохимикатами и удобрениями). На 9% очагов загрязнение связано с деятельностью жи­лищно-коммунального хозяйства.

В течение последних пяти лет наблюдается четкая тенденция по росту числа водоза­боров, на которых отмечено ухудшение качества подземных вод (рис. 10).

Ухудшение качества и загрязнение подземных вод по-прежнему в большинстве слу­чаев носит локальный характер и ограничивается размерами источника загрязнения. Из общего количества очагов менее 10% имеют площадь, превышающую 10 км2. Крупными очагами ухудшения качества и загрязнения подземных вод остаются очаги в г. Мончегорске Мурманской области, Сланцевском, Ломоносовском и Гатчинском районах Ленин­градской области, г. Лыткарино Московской области, Красновишерском и Чернушинском районах Пермской области, в пределах отработанных шахтных полей бурого угля в Туль­ской области и месторождений нефти в Альметьевском районе Республики Татарстан, в районах городов Волгоград, Волжский, Кемерово, Комсомольск-на-Амуре, Краснодар, Магнитогорск, Оренбург, Усолье-Сибирское, Хабаровск, а также в ряде других регионов.

Наибольшую экологическую опасность представляет ухудшение качества и загрязне­ние подземных вод при организации питьевого водоснабжения, которое было отмечено в десятках городов и поселков примерно на 700 водозаборах (включая одиночные эксплуа­тационные скважины). Из общего их числа около 250 водозаборов имеют производитель­ность более 1 тыс. м3/сут и 80 водозаборов — более 5 тыс. м3/сут. В гг. Анива, Белая Ка-литва, Биробиджан, Бугуруслан, Екатеринбург, Калуга, Каменск-Уральский, Каменск-Шахтинский, Кировоград, Комсомольск-на-Амуре, Моздок, Оренбург, Пенза, Печора, Пя­тигорск, Хабаровск, Южно-Сахалинск и других ухудшение качества воды связано с техно-генньш воздействием промышленных, сельскохозяйственных или коммунальных объектов. В городах Каменка, Кузнецк, Никольск, Новокуйбышевск, Октябрьск, Самара, Сызрань, Тольятти, Чапаевск, Чита — с подтягиванием некондиционных природных вод.

В подземных водах, используемых для питьевого водоснабжения, отмечены соедине­ния азота, железа, марганца, сульфаты, хлориды, нефтепродукты, фенолы, барий, кадмий, бор, кобальт, бром, ртуть, кремний и другие вредные вещества, содержание которых в ос­новном не превышает 5 ПДК. Интенсивность загрязнения, значительно большая ПДК, наблюдается по отдельным скважинам или эпизодически. По экспертным оценкам, сум­марный расход загрязненных вод и вод низкого качества на водозаборах составляет 5—6% от общего количества подземных вод, используемых для хозяйственно-питьевого водо­снабжения.

Безлицензионная разведка и эксплуатация подземных вод нередко приводит к серь­езным негативным экологическим и другим последствиям. В Западной Сибири, например, к 1997 г. было выявлено более 10 бесхозных скважин, изливающихся минеральной водой с дебитами 2000 мУсут. и более, в результате чего происходит заболачивание земельных уча­стков, а в образовавшихся водоемах множество людей бесконтрольно «лечатся».

В последние годы в целом ухудшается положение дел в области использования ми­неральных подземных вод.

Резкое увеличение числа объектов, использующих минеральные воды и лечебные грязи в оздоровительных целях, но зачастую не имеющих необходимых технических средств и соответствующих специалистов, создало острые проблемы в обеспечении и ра­циональном использовании гидроминеральных ресурсов. Маломощные ведомственные са­натории, профилактории, дома отдыха, заводы розлива, имеющие на своем балансе 1—2 скважины, как правило, эксплуатируют месторождения с неутвержденными запасами.

В Ставропольском и Приморском краях, Иркутской, Камчатской, Кемеровской, Са­марской, Сахалинской, Свердловской областях, Республике Бурятия актуальным является предотвращение застройки площадей залегания месторождений минеральных вод и зон санитарной охраны. Многие вопросы выделения земель и строительства решаются местной администрацией самостоятельно, с нарушением действующих законодательства и норма­тивных требований и без участия органов государственного горного надзора. (23)

 

8. Состояние водных ресурсов в Новгородской области

8.1. Поверхностные воды.

 

В настоящее время обеспеченность водой в расчете на 1 человека в сутки в различных странах сильно варьирует. Новгородская область в настоящее время не испытывает дефицита водных ресурсов. Тем не менее, достаточно высокие объемы потребления воды в сравнении с другими странами свидетельствуют о нерациональном использовании ценного природного ресурса. Нижеприведенные материалы по водопотреблению и водоотведению, результаты оценки качества поверхностных вод суши за 1998 год позволят представить общую картину состояния водных ресурсов Новгородской области.

Гидрографическая сеть тесно связана с характером рельефа и поверхностными геологическими отложениями.

На территории Новгородской области насчитывается более 500 рек протяженностью 15 тыс. км (из них 503 реки протяженностью 12026 км имеют рыбохозяйственное значение) и 1067 озер (также имеющие рыбохозяйственное значение). Густота речной сети неравномерна. Почти все крупные реки протекают в западной части области, на территории Приильменской низины – Волхов, Пола, Ловать, Шелонь и их притоки – Кересть, Вишера, Холова, Поломять, Редья, Холынья, Мшага.

Восточная возвышенная часть области является водоразделом между реками Балтийского и Каспийского бассейнов. Большинство открытых водоемов принадлежат к бассейну Балтийского моря. В противоположность Приильменской низине, восточная часть отличается хорошими условиями естественного стока и дренажа.

Наиболее крупными реками восточной части области являются реки Мста и Молога. Река Мста впадает в озеро Ильмень, Молога – в Рыбинское водохранилище.

На территории области имеется множество мелких и крупных озер, наиболее крупным из которых является озеро Ильмень.

В восточной части области много озер самой разнообразной величины и формы. Наиболее крупные – Валдайское, Великое, Меглино, Велье. Боровно, заозерье, Селигер. В Хвойнинском и Боровичском районах имеются карстовые озера: Городно, Ямное, Сухое. На территории области много озер находятся в стадии заболачивания.

Тип питания рек смешанный. Значительную часть гидрографической сети области составляют малые реки, особенно нуждающиеся в охране от загрязнения.

 

8.2. Водопотребление и водоотведение

 

Количество водопользователей, охваченных единой государственной статотчетностью по форме № 2 – ТП (водхоз) об использовании воды в течение последних 5 лет постоянно колебалось в пределах от 601 до 544. Это связано с существующими новыми экономическими отношениями. При этом, начиная с 1997 г., прослеживается четкая тенденция к последовательному уменьшению их количества.

 

Таблица 7 – Основные показатели использования воды в Новгородской области за 1998 – 1999 гг.

 

 



Показатели


1998 г.


1999 г.


Изменения по сравнению с 1998 г.


Увеличение


Уменьшение


Количество водопользователей, охваченных госучетом (ед.)


584


569


 


15


Забрано свежей воды из водных источников, всего(млн м3):

в т. ч. – из подземных горизонтов

Из общего объема забрано воды:

- 

промышленными и прочими

- 

жилкомхозом

- 

прудовыми хозяйствами

- 

сельским хозяйством

- шахтно-рудничные


 

139,9

 

25,57

 

 

 

31,7

 

84,53

9,52

8,84

5,31


 

137,69

 

25,65

 

 

 

31,53

 

86,84

9,52

7,78

2,02


 

 

 

0,08

 

 

 

 

 

2,31


 

2,21

 

 

 

 

 

0,17

 

 

 

1,06

3,29


Использовано воды, всего:

в том числе на нужды:

- 

производственные

из них из горводопровода

- 

хозпитьевые

- 

сельхозводоснабжения

- 

прудовыми хозяйствами

- прочие нужды


122,3

 

49,47

8,86

50,26

7,82

9,52

5,23


120,8

 

48,89

9,02

50,72

6,76

9,52

4,91


 

 

 

0,16

0,46


1,50

 

0,58

 

 

1,06

 

0,32


Безвозвратное водопотребление и потери при транспортировке


12,14


14,25


2,11


 


Водоотведение в водные объекты в том числе:

- 

промышленными и прочими

- 

жилкомхозом

- 

прудовыми хозяйствами

- 

сельским хозяйством

 из них:

а) загрязненных – всего

в т. ч. – без очистки

           – недостаточно  очищенных

б) не требующих очистки

в) нормативно-очищенных на очистных сооружениях


123,7

 

83,43

 

29,95

9,52

0,8

 

113,18

12,13

101,05

 

10,51

0,01

 


119,77

 

79,44

 

30,15

9,52

0,66

 

109,33

10,58

98,74

 

10,4

0,04


 

 

 

 

0,20

 

 

 

 

 

 

 

 

0,03


3,93

 

3,99

 

 

 

0,14

 

3,85

1,55

2,31

 

0,11

 

 


Объем сточных вод, отведенных на рельеф, ЗПО, поля фильтрации, септики, накопители


13,87


11,46


 


2,41


Количество воды в оборотном и повторном водоснабжении


530,5


536,67


6,67


 


Объем свежей воды, прошедшей через водоизмерительную аппаратуру


101,0


102,41


1,41


 


Сброшено ливневых вод


14,11


9,6


 


4,51


Мощность ОС

-                

на сбросе в водоем

-                

на рельеф местности


 

197,4

0,70


 

194,52

0,62


 


 

2,88

0,08


Процент экономии свежей воды за счет оборотного и повторного водоснабжения (%)


91,47


92,00


0,53


 

 

                                                                     

Таблица 8 – Сброс загрязняющих веществ в водные объекты, т

 



Наименование показателей


Период


Изменение значений


1998 г.


1999 г.


Увеличение


Уменьшение


БПКполное


1156,19


1074,67


 


81,52


Взвешенные вещества


3376,38


4300,33


923,95


 


Нефтепродукты


12,858


9,236


 


3,62


Азот общий


1729,803


1476,854


 


252,95


Азот аммонийный


299,829


194,785


 


105,04


Азот нитратов


1409,149


1313,094


 


96,06


Хлориды


9064,52


8868,39


 


196,13


Сульфаты


11436,51


10623,36


 


813,15


Ткани/лигнин


36,856


4,648


 


32,21


Жиры


1,616


2,061


0,45


 


Фосфаты (по «Р»)


153,681


158,657


4,976


 


Алюминий


4,939


4,987


0,048


 


Хром


0,273


0,355


0,082


 


Свинец


0,195


0,229


0,034


 


Азот нитритный


27,348


13,968


 


13,38


Железо


34,675


24,811


 


9,864


Цинк


3,227


1,022


 


2,205

 

Сравнительную оценку количества водопользователей, не отчитывающихся об использовании воды по критериям охвата (согласно инструкции) и другим причинам за 1996-1999 гг., произвести не удалось (из-за отсутствия необходимой  информации). Такая оценка впервые была проведена в 2000 г. Исходя из оценки количества водопользователей, проведенной в конце этого года:

Þ    {C}

вновь поставлены на учет 118 предприятий, сбрасывающих ливневые воды в водные объекты;

Þ    {C}

сняты с учета 143 предприятия (в основном сельскохозяйственные), так как часть из них ликвидированы, остальные на сегодня не подлежат государственному учету по критериям охвата госстатотчетностью по форме № 2 – ТП (водхоз).

В результате количество водопользователей (по сравнению с 1999 г.) уменьшилось на 25 объектов. Кроме этого, 37 предприятий не представили в установленный срок отчеты. После уточнения объемов использования воды в 2000 г. некоторые из них могут быть сняты с учета. Таким образом, общее количество водопользователей, представивших госстатотчетность по использованию воды по форме №2 ТП (водхоз), уменьшилось на 62 объекта по сравнению с 1999 годом.

Снятые с учета водопользователи (143 объекта или 21%), согласно экспертной оценке, потребляют около 1,1 млн. м3/год свежей воды, в т. ч. из подземных вод – 0,3 млн. м3/год. Более подробно сведения о количестве водопользователей и экспертной оценке приведены в таблице 9.

 

Таблица 9 – Сведения о количестве водопользователей

 



Наименование показателей


1996


1997


1998


1999


2000


1. Количество водопользователей, отчитывающихся по форме №2 – ТП (водхоз), ед.


596


601


584


569


544


2. Количество водопользователей, не отчитывающихся по форме №2 – ТП (водхоз), ед. (экспертная оценка)


нет

сведений


нет

сведений


нет

сведений


нет

сведений


143

 

В 2000 г. в Новгородской области забрано свежей воды из поверхностных и подземных водных объектов при помощи собственных водозаборов 126,57 млн. м3, в т. ч. из поверхностных объектов – 104, 89 млн. м3. Динамика забора воды за последние годы имела понизительные тенденции, а ее характеристика за последние 3 года приведена в таблице 10.

В Новгородской области (согласно сведениям об использовании воды) в течение последних лет используется до 86,6 от всей забираемой свежей воды. Процент использования воды плавно уменьшался из года в год и в 2000 г. составлял 86%.

 

Таблица 10 – Показатели забора воды водопользователями в Новгородской области

 



Годы


Забор воды из водных объектов, млн. м3/год


всего


в том числе


поверхностной


подземной


1998


139,90


114,33


25,57


1999


137,69


112,04


25,65


2000


126,57


104,89


21,68

 

Забираемая вода примерно в равных соотношениях (по 40 - 44%) использовалась на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. При этом до 1998 г. доля воды питьевого качества, использованной на производственные нужды, постоянно возрастала с 40,2 до 43,8%, но в абсолютных размерах (21,95 млн. м3 в 1996 г., до 21,69 млн. м3 в 1998 г.) практически не изменяясь. Начиная с 1999 г., наметился постепенный спад в использовании вод этого качества в промышленных целях. Это выражается как в процентах – до 39,2% в 2000 г., так и в абсолютных цифрах – до 18,84 млн. м3.

На сельскохозяйственное водоснабжение (без разбивки по водным источникам) использовалось до 11% всей используемой воды или до 1,15 млн. м3 /год. Последние два года наблюдалось резкое снижение (с 7,82 до 1,15 млн. м3 /год ) водопользования в этом секторе экономики области.

Объем воды в системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжения, уменьшившийся в 1997 г. до 503,1 млн. м3, постепенно увеличивается (до 539,3 млн. м3), но пока не достиг прежнего уровня в абсолютном выражении. При этом процент экономии свежей воды за счет снижения использования ее (92%) в указанных системах превысил цифры 1996 г. (91,44%).

По структуре использования воды в отраслях экономики на территории Новгородской области (оценивая данные последнего пятилетия) необходимо отметить следующее: основным потребителем свежей воды было и осталось жилищно-коммунальное хозяйство. При этом доля используемой им воды постепенно увеличилась с 50,97% (1996 г.) до 60,75% (2000 г.). Это происходит, в основном, из-за принятия на свой баланс водозаборов от сельского хозяйства и промышленности.

Промышленность до последнего года плавно снижала общий процент использования воды с 32,91 (1996 г.) до 28,89% (1999 г.). Однако в 2000 г. ее доля довольно резко подросла и достигла 32,17%.

Из отраслей промышленности, интенсивно использующих свежую воду, на первом месте по-прежнему остается химическая, которая продолжает увеличивать свою долю с 46,21% (1996 г.) до 53,45% (1999 г.) в общем объеме водопользования области. Незначительное уменьшение (на 0,22%) в 2000 г. только подчеркивает ее роль в экономике нашей области.

Из отраслей, которые в новых экономических условиях зарекомендовали себя как развивающиеся, и у которых, соответственно, происходит рост объемов водопотребления, надо отметить электроэнергетику. Ее доля в структуре водопользования области ежегодно плавно увеличивается (до 11,98% в 2000 г.)

Прочие отрасли промышленности (в сумме до 23%), занимая значительную долю в использовании воды, не оказывают существенного изменения на водный баланс области.

Сброс сточных вод различного генезиса в поверхностные и подземные водные объекты на территории Новгородской области в 2000 г. составил 101,95 млн. м3, в т. ч. в поверхностные водные объекты – 101,74 млн. м3. Динамика водоотведения сточных вод за последние 3 года приведена в таблице 11.

 

Таблица 11 – Показатели водоотведения водопользователями Новгородской области



Годы


Водоотведение сточных вод, млн. м3/год


всего


в т. ч. в поверхностные водные объекты


1998


123,70


123,70


1999


119,96


119,77


2000


101,95


101,74

Большой ущерб открытым водоемам наносит ливневый сток с территорий предприятий и поселений. Как правило, он загрязнен органическими и неорганическими веществами в довольно значительных количествах. Основная причина подобного положения – неудовлетворительное содержание территорий, отсутствие очистных сооружений на ливневых выпусках вод.

По структуре сбрасываемые в поверхностные водные объекты сточные воды подразделяются на: недостаточно-очищенные на очистных сооружениях (ОС) – 87,21 млн. м3 (или 85,72% от общего объема); загрязненные без очистки – 9,43 млн. м3 (или 9,27%) и нормативно чистые без очистки – 5,1 млн. м3 (или 5,02%). Нормативно очищенных на ОС сточных вод в области нет.

Прошедший год не внес кардинальных изменений в качество очистки сточных вод, отводимых в поверхностные водные объекты. По-прежнему значительную долю в объеме сбрасываемых сточных вод в области занимают загрязненные недостаточно-очищенные воды. при этом их доля постепенно растет, в 2000 г. она составляла уже 85,7%. Приращение объемов сточных вод этого качества происходит, в основном, за счет снижения количества загрязненных без очистки вод.

Процент нормативно-чистых сточных вод в последние годы колебался в районе 8,5% и только в 2000 г. упал до 5%.

По состоянию на конец 2000 г. в Новгородской области действовали 79 биологических очистных сооружений, 32 очистных сооружения физико-химической очистки и 140 механических очистных сооружений и нефтеловушек.

Рабочая мощность ОС на конец 2000 г. составляла 196,5 млн. м3/год. В отчетном году общая мощность ОС увеличилась на 2,43 млн. м3/год за счет постановки на государственный учет новых водопользователей. Крупные очистные сооружения в отчетном году введены в эксплуатацию не были.

По данным госстатотчетности нормативно-очищенных (по нормам ПДС) на очистных сооружениях сточных вод нет. На всех выпусках после ОС в водные объекты имеются превышения ПДС хотя бы по одному или нескольким ингредиентам.

Основными причинами недостаточной очистки сточных вод на ОС являются:

       {C}

не соответствие количественных и качественных характеристик, поступающих на очистку сточных вод, проектным параметрам;

       {C}

не соответствие действующих нормативов ПДС технологическим возможностям очистных сооружений;

       {C}

неудовлетворительная эксплуатация ОС.

В это же время многие из работающих на территории области очистных сооружений осуществляют очистку сточных вод до проектных параметров. В частности, на биологических очистных сооружениях в ряде районов области достигнуты проектные параметры по БПК и взвешенным веществам. В результате улучшения качества очистки стоков на биологических сооружениях области в 2000 г. наблюдалось снижение сброса количества загрязняющих веществ по азотной группе. Общий сброс загрязняющих веществ в 2000 г.  (по сравнению с 1999 г.) уменьшился на 642 тонны.

Однако в целом из-за неудовлетворительной работы или отсутствия БОС в водоемы области продолжали поступать загрязненные недостаточно-очищенные сточные воды. В 2000 г. в 3 раза увеличилось (по сравнению с 1999 г.) количество цинка в стоках БОС ОАО «Акрон» в реку Волхов.

Основными загрязняющими веществами, поступавшими в поверхностные водные объекты Новгородской области за последние годы, являлись: сульфаты, хлориды, взвешенные вещества, азот общий, легко окисляемая органика, азот нитратов, азот аммония и фосфаты. С ряда предприятий области возросли в 2000 г. сбросы алюминия.

Главными источниками сброса сточных вод в поверхностные водоемы Новгородской области по- прежнему остаются промышленность, на долю которой в 2000 г. приходилось более 65% сточных вод, и жилищно-коммунальное хозяйство – 29,4% от общего объема.

Общий объем загрязняющих веществ, поступивший в бассейны основных рек области, в 2000 г. уменьшился на 1249,7 в сравнении с 1999 г.

Снижение (на 1798,5 т) загрязнения вод отмечено в бассейнах озер Валдайское и Ильмень, рек Ловать, Шелонь, Волхов. Выявлен рост (на 556,5 т) объемов загрязнения в бассейнах рек Мста, Луга, Молога и Пола. Практически во всех бассейнах (за исключением р. Шелонь и оз. Валдайское) рек произошло уменьшение содержания Железа, а общая его масса снизилась на 4,84 т.

Отмечено снижение масс нефтепродуктов в бассейнах реки Волхов и оз. Ильмень.

 

8.3. Охрана и контроль качества поверхностных вод суши в Новгородской области.

 

Первоочередной проблемой, требующей неотлагательного решения, представляется предотвращение загрязнения природных вод, то есть ликвидация сброса загрязненных без очистки сточных вод в водные объекты некоторых населенных пунктов области. С этой целью в 2000 г. реализованы меры технического и технологического плана по усовершенствованию очистки канализационных сточных вод на БОС АО «Акрон», в результате достигнуты более высокие показатели очистки, создан резерв для ввода в эксплуатацию новых предприятий, реконструкции старых, проведения дальнейшего жилищного строительства в областном центре; завершены работы по реконструкции очистных сооружений канализации Дома отдыха «Валдай», объект принят в эксплуатацию, что позволило ликвидировать сброс сточных вод в озеро Валдайское; продолжены работы по прокладке магистрального канализационного коллектора в г. Старая Русса; закончен первый этап ремонтно-восстановительных работ на очистных сооружениях канализации п. Угловка Окуловского района и д. Яжелбицы Валдайского района. На предприятиях металлургической, химической, нефтехимической, электронной промышленности, приборостроения, переработки древесины вводятся водооборотные системы замкнутого цикла, позволяющие сократить потребление свежей воды более чем на 90%. Выводятся из эксплуатации или прекращают деятельность объекты-загрязнители, расположенные в водоохранных зонах водоемов (склады ГСМ, фермы КРС и др.), производится залужение пашни, которая переводится в сенокосы (естественные или с высевом многолетних трав).

Не менее актуальной проблемой для Новгородской области является обеспечение населения чистой питьевой водой. По данным ЦГСЭН на 31.01.2000 г. доля проб воды в водоисточниках, не отвечающая гигиеническим требованиям, составила: по санитарно-химическим показателям – 23,9%, в т. ч. из поверхностных – 25,1%; по микробиологическим показателям – 15,6%, в т. ч. из поверхностных –35,1%. Для улучшения сложившейся ситуации в 1999 г. Администрацией области была принята (сейчас выполняется) Целевая программа «Обеспечение населения области питьевой водой на 1999 – 2010 годы».  (3)

 

Основные проблемы регулирования использования и охраны водного фонда России. Гидрогеологическая деятельность.

В соответствии с Водным кодексом Российской Федерации почти 100% водных объ­ектов находятся в государственной, в том числе около 95% — в федеральной собственно­сти.

На федеральном уровне государственное управление в области использования и ох­раны водных объектов осуществляют Правительство Российской Федерации и специально уполномоченный государственный орган, функции которого возложены на Министерство природных ресурсов Российской Федерации.

В свою очередь на водных объектах имеется большое количество различного рода во-дохозяйственных сооружений (плотины, дамбы, водозаборы и т.д.), которые находятся на балансе предприятий различных форм собственности, но в основном входят в систему Минсельхоза России, Минтранса России, Минэнерго России, Минэкономразвития России и т.д.

В ведении Министерства природных ресурсов Российской Федерации (до начала 2000 г.), кроме водных объектов, находилось определенное число водохозяйственных и гидротехнических сооружений, 7 строящихся водохранилищ, включая крупный Крапивинский гидроузел на р. Томи.

Водообеспечение населения и объектов экономики, предотвращение деградации вод­ных объектов и поддержание надлежащего количества воды в них, защита от вредного воз­действия вод возможны лишь с помощью гидротехнических систем и сооружений, тре­бующих трудоемких и дорогостоящих мероприятий по строительству, содержанию и экс­плуатации.

Стоимость основных производственных фондов водохозяйственного комплекса к на­чалу 1999 г. оценивалась почти в 60 млрд. руб. Основную их часть составляют системы территориального перераспределения стока (41%), гидроузлы и гидросооружения для регу­лирования стока рек (25%), системы и сооружения для водообеспечения орошаемого зем­леделия и сельхозводоснабжения (13%). Стоимость защитных сооружений от вредного воз­действия вод составляет лишь 3% от стоимости основных фондов водохозяйственного комплекса (должна составлять не менее 10—15%), чем в значительной степени объясняют­ся ежегодные большие ущербы, наносимые населению и экономике паводками, наводне­ниями, берегообрушением, оползнями.

Созданными водохозяйственными основными фондами обеспечиваются необходимые условия деятельности других отраслей, не связанных с изъятием водных ресурсов: гидро­энергетики, рыбного хозяйства, водного транспорта, рекреации.

Важная роль в водохозяйственном комплексе принадлежит водохранилищам, которые обеспечивают регулирование и перераспределение во времени стока рек, гарантированное водоснабжение, защиту территорий от паводков.

Если говорить об итогах 1998 г., то в целом по большинству крупнейших водохрани­лищ Российской Федерации удалось создать запасы воды, обеспечивающие водоснабжение населения и устойчивое функционирование экономики в 1998—1999 гг.

В 1999 г. особо напряженная водохозяйственная обстановка сложилась в Волжско-Камском бассейне. В частности, к концу осени водные ресурсы в водохранилищах здесь были значительно ниже объемов, накопленных к этому времени в предыдущем году, что усложнило ситуацию на осенне-зимний период.

Тем не менее в 2000 г. удалось обеспечить близкие к оптимальным режимы работы крупнейших водохранилищ России. На Волжско-Камском каскаде к 1 июля 2000 г. все во­дохранилища, за исключением Рыбинского, были полностью заполнены.

Аномально теплая погода в ноябре-декабре и отсутствие снежного покрова на боль­шей части водосборного бассейна Волги обусловили решение о максимальной экономии водных ресурсов на зимний период, что позволило обеспечить к концу 2000 г. достаточные запасы воды, превышающие на 2 км3 средние многолетние величины и на 10 км3 — запасы воды на начало года.

На Ангаро-Енисейском каскаде в 2000 г. были выдержаны установленные отметки допустимой сработки озера Байкал (456,0 м) и Братского водохранилища (395,0 м), что позволило улучшить водохозяйственную обстановку в данном регионе.

Краснодарское водохранилище на р. Кубань к началу мелиоративных попусков было наполнено на 0,5 км3 больше, чем в прошлом году. Однако в дальнейшем приток воды резко снизился, в связи с чем наполнение водохранилища задерживалось.

В экстремальных условиях осуществлялся в 2000 г. пропуск половодья через Ирик-линское водохранилище на р. Урал. Крайне высокое половодье вызвало значительные раз­мывы русла р. Урал в районе водозаборов г. Троицка с соответствующим снижением необ­ходимых для их работы уровней воды, что обусловило необходимость увеличения сброс­ных расходов.

В последнее время существенно ухудшилось техническое состояние гидроузлов и бе­реговой зоны водохранилищ. Средний срок эксплуатации гидротехнических сооружений составляет 30—40 лет, но есть плотины, срок эксплуатации которых превышает 100 лет.

Подавляющее большинство из обследованных гидротехнических сооружений нуждается в текущем ремонте, а свыше 400 гидротехнических сооружений находятся в аварийном или предаварийном состоянии. Наиболее неблагополучными в этом отношении являются Уральский и Поволжский экономические районы.

За последние годы произошли также прорывы плотин ряда крупных водохранилищ, многочисленных прудов. Материальный ущерб от разрушения этих сооружений был весь­ма значителен, имелись человеческие жертвы, было разрушено большое число хозяйствен­ных объектов и жилых домов, выведены из строя питьевые и технические водозаборы.

Серьезной проблемой является также абразия берегов водохранилищ. Протяженность их береговой линии в России составляет 75,4 тыс. км, из которых 41,5 - абразионноопасные. Только по водохранилищам Волжско-Камского каскада в зоне опасных берегообрушений находятся 203 населенных пункта.

Значительная часть береговой линии водохранилищ подвержена оползневым явлени­ям. В зону оползневых процессов попадают такие крупные города, как Нижний Новгород, Ульяновск, Сызрань, Саратов, Волгоград. Общие потери земель составляют примерно 40 тыс.га, в том числе 35 тыс.га в результате абразии берегов и около 4 тыс.га вследствие оползней.

Постоянной проблемой является вредное воздействие вод (паводки, наводнения, подтопление ценных земель, населенных пунктов и объектов экономики). На паводкоопасных территориях, составляющих в целом по стране свыше 400 тыс. км2, ежегодно затапли­вается в среднем до 50 тыс. км2. Наиболее паводкоопасными районами являются Примор­ский край, Сахалинская и Амурская области, Забайкалье, Средний и Южный Урал, Ниж­няя Волга и Северный Кавказ.

В 1999 г. особо сложная обстановка, связанная с подъемом воды, сложилась в конце весны — начале лета в Надымском районе Ямало-Ненецкого автономного округа и ряде других регионов страны.

В 2000 г. уровни воды при прохождении половодья на реках большей части Европей­ской территории Российской Федерации не превышали нормы или были несколько выше

ее.

В то же время исключительно высокие наводнения наблюдались в Краснодарском и Приморском краях, Оренбургской и Курганской областях. В Кабардино-Балкарской Рес­публике от селевых потоков сильно пострадал г. Тырнауз.

В 2000 г. при прохождении паводков погибло 2 чел.; общее число пострадавших со­ставило почти 41 тыс. чел. Материальный ущерб при этом равнялся 1600 млн. руб.

Значительного снижения ущербов от наводнений можно было бы добиться за счет проведения своевременных текущих и капитальных ремонтов действующих гидросооруже­ний и строительства дополнительных защитных сооружений. Как показывает отечествен­ная и зарубежная практика, предотвращенный ущерб, как правило, в 30 раз превышает средства, вложенные в противопаводковые мероприятия. Однако указанные работы в не­обходимых объемах не проводятся из-за недостаточного финансирования.

Серьезной проблемой является ухудшение качества воды поверхностных водных объ­ектов, в том числе малых рек, которое в большинстве случаев не отвечает нормативным требованиям и оценивается как неудовлетворительное почти для всех видов водопользова­ния.

Наблюдается деградация малых рек. Происходит их заиление, загрязнение, засорение, обрушение берегов. Сток малых рек, особенно в европейской части России, снизился бо­лее чем наполовину. В результате происходит разрушение водных экосистем, что делает эти реки непригодными для использования.

Для решения водохозяйственных проблем в 1995-1998 гг. был разработан ряд феде­ральных целевых программ: «Возрождение Волги», «Обеспечение населения России питьевой водой», «Каспий», «Противопаводковые мероприятия», «Обь», «Томь», «Оздоровление эко­логической обстановки в бассейне Балтийского моря» и др. Некоторые из них утверждены Правительством Российской Федерации, и по ним уже осуществляются первоочередные мероприятия. Однако полномасштабная реализация всех программных мероприятий сдер­живается нехваткой средств в федеральном бюджете и бюджетах субъектов Федерации, ко­торые до настоящего времени являются основными источниками финансирования водохозяйственных работ. На 1997 г. в федеральном бюджете было предусмотрено на эти цели, (после секвестирования) 157,1 млрд. руб., или 6% от потребности. Средства для финанси­рования текущих затрат, связанных с проведением водохозяйственных и водоохранных ра­бот, практически не предусмотрены.

Срыв выполнения указанных программ продолжался и в последующие периоды. В частности, в I полугодии 1999 г., по данным Госкомстата России, по программе, касаю­щейся оздоровления экологической обстановки на р. Волге, из 76 млн. руб. государствен­ных инвестиций в основной капитал (капиталовложений), предусмотренных в целом на год, было фактически использовано лишь 20 млн. руб., или 26%; по программе, связанной с подъемом уровня Каспийского моря, использовано 3,5 из 17,2 млн. руб., или 20%; по обеспечению населения питьевой водой — из предусмотренных на год 7,7 млн. руб. ничего освоено не было.

Нарастает технологическое и техническое отставание водного хозяйства, в частности, в изучении и контроле качества вод, подготовке питьевой воды, обработке и утилизации осадков, образующихся при очистке природных и сточных вод, обнаружении аварийньи загрязнений, идентификации их источников и ликвидации последствий. Прекращена раз­работка необходимых для устойчивого водообеспечения перспективных схем использова­ния и охраны вод.

В 1999 г., как и в предыдущие годы, из-за нестабильной работы большинства пред­приятий, их тяжелого финансового положения, а также неудовлетворительного бюджет­ного финансирования выполнение водоохранных мероприятий в стране осуществлялось крайне низкими темпами.

Экономические отношения при пользовании водными объектами (кроме подземных вод) регулировались в 1999 г. Федеральным законом от 6 мая 1998 г. «О плате за пользова­ние водными объектами». Законом введена плата за подлежащее лицензированию пользо­вание поверхностными водными объектами, территориальным морем и внутренними мор­скими водами с применением сооружений, технических средств или устройств. Преду­смотрено также не менее 50% средств, поступающих от этой платы, направлять на осуще­ствление мероприятий по восстановлению и охране водных объектов. В 1999 г. Федераль­ный фонд восстановления и охраны водных объектов определен в сумме 400 млн. руб., а в 2000 г. — 330 млн. руб. (в ценах соответствующих лет).

В соответствии с Федеральным законом «О федеральном бюджете на 2001 г.» от 27.12.2000 г. № 150-ФЗ указанный Фонд был упразднен, а соответствующие платежи должны поступать непосредственно в доходы федерального бюджета.

В достаточно сложных условиях осуществляется также и гидрогеологическая деятельность. Она проводится в последние годы, главным образом, в форме поисково-оценочных работ по воспроизводству преимущественно пресных и отчасти минеральных подземных вод с целью водоснабжения городов и населенных пунктов, соленых вод и рассолов для технических целей, а также лечебных минеральных вод для лечения и промышленного разлива. Геологоразведочные работы по воспроизводству запасов/тепло­энергетических и промышленных вод проводятся в очень ограниченных масштабах (в Камчатской, Иркутской, Кировской области).

Поисково-оценочные работы на пресные подземные воды финансируются в основном за счет отчислений на воспроизводство минерально-сырьевой базы, аккумулируемых в бюджетах субъектов Федерации, а на технические минеральные подземные воды — за счет средств предприятий.

В 1999 г. работы по воспроизводству запасов подземных вод проводились по двум направлениям: оценка обеспеченности населения России ресурсами и запасами подземных вод хозяйственно-питьевого назначения; поисково-разведочные работы по воспроизводст­ву запасов подземных вод на новых и эксплуатируемых (с неутвержденными запасами) ме­сторождениях. Прирост запасов подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабже­ния составил 50 тыс. м /сут., минеральных вод — около 2 тыс. м /сут. В Краснодарском крае начаты работы по созданию новой минерально-сырьевой базы для строящегося заво­да по производству йода мощностью 500 т/год. (6, 16, 23)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           

 

 

Список литературы:

 

1.    

Авакян А. Б., Широков В. М. Комплексное использование и охрана водных ресурсов : Учеб. пособие. – Мн.: Ун-кое, 1990. – 240 с.

2.    

Алпатьев А. Н. Влагообороты в природе и их преобразование. – Л.: Гидрометеоиздат, 1994. – 269 с.

3.    

Администрация Новгородской области. Комитет природных ресурсов по Новгородской области.: Состояние окружающей среды Новгородской области, 1999-2000 гг., В. Новгород, 2001.

4.    

Беличенко Ю. П., Швецов М. Н. Рациональное использование и охрана водных ресурсов. – М.: Россельхозиздат, 1996.-312 с.

5.    

Бертокс П., Радд Д. Стратегия защиты окружающей среды от загрязнений. – М: Мир, 1990. – 606 с.

6.    

Бобылев С. Н. Эффективность использования природно-сырьевых ресурсов АПК. – М.: Издательство Московского ун-та, 1997.-231 с.

7.    

Географические аспекты рационального природопользования.: Материалы научной конференции / под. ред. В. И. Галицкого. – Киев: Наук. думка, 1997. – 128 с.

8.    

Голуб А. А., Струкова Е. Б. Экономика природных ресурсов: - М.: Аспект Пресс, 1998. –319 с.

9.    

Зарубаев Н. В. Комплексное использование и охрана водных ресурсов. – Л.: Стройиздат, 1996. – 223с.

10.

Израель Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды. – М.: Гидрометеоиздат, 1992. – 375 с.

11.

Камар И. В. Рациональное использование природных ресурсов и ресурсные циклы. – М.: Наука, 1995. – 512 с.

12.

Кобозев И. В., Тюльдюков В. А., Парахин Н. В. Планирование критических ситуаций в экосистемах. – М.: Изд-во МСХА, 1995. – 264 с.

13.

Кочановский А. М. и др. Очистка и использование сточных вод, - М.: Химия, 1993. – 288 с.

14.

Куценко А. М., Писаренко В. Н. Охрана окружающей среды в сельском хозяйстве. – Киев: Урожай, 1991. – 200 с.

15.

Львович М. И. Мировые водные ресурсы и их будущее. – М.: Мысль, 1994. – 446 с.

16.

Охрана окружающей природной среды: Постатейный комментарий к Закону России. – М.: Республика, 1993. – 224 с.

17.

Охрана окружающей среды: Уч-к для ВУЗов / Автор-составитель А. С. Степановских. – М.: ЮНИТИ – Дана, 2000 – 559 с.

18.

Протасов В. Ф., Молчанов А. В. Экология, здоровье и природопользование в России. -–М.: Финансы и статистика, 1995. – 528 сю

19.

Реввель П., Реввель И. Среда нашего обитания: В 4-х книгах. Книга 2-я. Значение воды и воздуха: Пер. с англ. – М.: Мир, 1995. – 188 с.

20.

Родионов А. И. и др. Техника защиты окружающей среды. – М.: Химия, 1999. – 512 с.

21.

Степановских А. С. Охрана окружающей среды. – Курган: ГИПП Зауралье, 1998. – 512 с.

22.

Хефлинг Т. Тревога в 2000 г.: Бомбы замедленного действия на нашей планете / Пер. с нем. М. С. Осиповой, Ю. М. Фролова; предисловие С. Б. Лаврова. – М.: Мысль, 1990. – 270 с.

23.

Охрана и использование природных ресурсов. № 1-2, 2001 г.

Скачати

Види навчальних матеріалів: 
Оцінка: 
0
No votes yet