ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ И ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Принято представлять Землю как систему сфер. Гидросферу Земли составляют океаны, моря, ледники, озера, реки, подземные воды, пары воды в атмосфере. Общий объем гидросферы оценивается в 1,5 млрд км3, а объем Земли в 1083 млрд км3. В этом объеме наименее достоверно определены подземные воды. Из всего объема гидросферы 1,35 млрд км составляет вода океанов и морей. Внутритерриториальные воды составляют 0,15 млрд км3 и играют исключительно важную роль для жизни человечества. Из этого объема следует выделить годовой (осредненный) сток рек, который составляет около 40 тыс. км3. Этот сток имеет особенное значение, так как именно эта вода наиболее доступна для жизнедеятельности человека. На Европу из этого объема приходится около 3 тыс. км3, на Азию 13 тыс. км3.
Речной сток на территории Российской Федерации ( площадь 17,07 млн км2) 4043 км3, или около 10% мирового стока. Сток подземных вод оценивается в 800 км3. Из всего стока на территории РФ на европейскую часть приходится 850 км3 (20%), на азиатскую 80%. Сток рек неравномерно распределяется во времени: 75% падает на период паводков, на длительный меженный период приходится только 25% стока. В моря Ледовитого океана впадают реки, несущие 86% стока, а в южном направлении 14%. Потребность в воде распределена наоборот. Это обстоятельство и требует искусственного перераспределения стока по территории страны в интересах народного хозяйства и во времени.
Жизнедеятельность человека невозможна без воды. На его бытовые и коммунальные нужды требуется воды до 600 л/(сут*чел). Такая норма очень редко достигается, а во многих крупных городах мира она составляет менее 200 л/(сут*чел.). Водные ресурсы используются для водного транспорта, получения электроэнергии, снабжения водой промышленных комплексов, орошения засушливых земель, развития рыбного хозяйства и т. п. Роль энергетики и промышленности в водопотреблении постоянно растет, так как современная технология производства материалов и изделий требует большого количества воды. В табл. 1.1. приведено водопотребление в 1986 г. по отраслям.
Из табл. 1.1 следует, что промышленность ежегодно требует дополнительно 106 км3 воды, так как остальная потребность восполняется за счет оборотного водоснабжения. Наиболее водоемкими являются атомные и тепловые электростанции. Гидроэнергетика использует потенциальную энергию водотоков, но не воду. Главное ее достоинство возобновляемый источник энергии. Дальнейшее развитие промышленности должно строиться на доведении оборотного водоснабжения до максимально возможного (с учетом типа производства).
К отраслям водного хозяйства относятся:
1) гидроэнергетика использование энергии речных и морских вод;2) водный транспорт использование речных, озерных и морских вод для судоходства и сплава;
3) мелиорация (гидромелиорация) использование вод для орошения (ирригации) земель и обводнения степных пастбищ, а также отвод воды с переувлажненных земель (осушение);
4) водоснабжение населенных мест, промышленных, транспортных и других предприятий и водоотведение (канализация), удаление отработавших вод (с их очисткой или без нее);
5) использование водных недр лов и разведение рыбы, морского зверя, добыча руды, солей, водорослей и др.;
6) охрана водных ресурсов от загрязнения, ухудшения качества воды, борьба с наводнениями, штормами, приливами, разрушением берегов, эрозией земельной поверхности водой, селевыми потоками и т. д.
Один и тот же гидроузел может быть использован для различных целей: получения энергии, судоходства, орошения земель, водоснабжения населенных пунктов и промышленных объектов, разведения рыб. Было бы нерационально, а часто и невозможно, для каждой поставленной цели строить самостоятельный гидроузел, т. е. использование водных ресурсов должно быть комплексным. Уже отмечалось (§1.1), что И. Г. Александров проводил идеи строительства гидроузлов комплексного назначения. Это значит, что при проектировании гидроузлов необходимо предусматривать и учитывать не только требования сегодняшнего дня, но и планы развития региона на многие годы вперед, что позволит найти оптимальный состав гидроузла и параметры его отдельных сооружений. Например, при проектировании канала им. Москвы для водоснабжения города предусматривался рост г. Москвы практически до 2000 г., т. е. на 70 лет вперед. Должны быть учтены и уменьшены до минимального уровня отрицательные воздействия проектируемых гидроузлов и водохозяйственных мероприятий: затопление территории, ухудшение качества воды (сброс загрязненных вод отходов промышленного производства, гниение затопленного кустарника, леса и т. д.), подтопление сельскохозяйственных территорий и городов, заболоченность и засоление земель, изменение микроклимата (повышение влажности, понижение средних температур в летний период и повышение средних температур в зимний период), изменение условий для рыбного хозяйства и т. д.
Комплексность использования гидроузлов бывает очень трудно претворить в жизнь, так как отдельные отрасли народного хозяйства поразному используют водные ресурсы. Такие отрасли хозяйства, как водоснабжение и орошение, отбирают часть воды и расходуют ее, практически не возвращая в источник (см. табл 1.1) или возвращая часто без должной очистки, т. е. они являются водопо требителями. Именно таким положением на Европейской части территории во многом обусловлены проблемы р. Волга.
Другие отрасли гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство не потребляют воду и являются водопользователями. Если они забирают воду из реки или озера, то тут же возвращают ее в тот же водоток или водоем. Иногда возвращение идет в соседний водоток (например, Ингури ГЭС). Согласование интересов водопользователей и водопотребителей бывает сложным или невозможным, при этом необходимы компромиссы между отраслями. Если потребности в воде больше, чем имеются в регионе, то требуется перераспределение водных ресурсов, т. е. переброска стока из районов, богатых водой, в районы, где имеется дефицит воды. Это дорогое мероприятие, часто затрагивающее социальные и экологические проблемы жителей целых регионов. Эти проблемы должны решаться на правительственном уровне с соблюдением при этом максимума деликатности и внимания к нуждам населения.
