Истощение подземных и поверхностных вод

 

Истощение вод следует понимать как недопустимое сокращение их запасов в пределах определенной территории (для подземных вод) или уменьшение минимально допустимого стока (для поверхностных вод). И то и другое приводит к неблагоприятным экологическим последствиям, нарушает сложившиеся экологические связи в системе человек — биосфера.

Практически во всех крупных промышленных городах мира, где подземные воды длительное время эксплуатировались мощными водозаборами, возникли значительные депрессионные воронки (понижения) с радиусами до 20 км и более. Так, например, усиление отбора подземных вод в Москве привело к формированию огромной районной депрессии с глубиной до 70—80 м. Все это, в конечном счете, приводит к значительному истощению подземных вод.

Интенсивная эксплуатация подземных вод в районах водозаборов и мощный водоотлив из шахт, карьеров приводят к изменению взаимосвязи поверхностных и подземных вод, к значительному ущербу речному стоку, к прекращению деятельности тысяч родников, многих десятков ручьев и небольших рек. Кроме того, в связи со значительным снижением уровней подземных вод наблюдаются и другие негативные изменения экологической обстановки: осушаются заболоченные территории с большим видовым разнообразием растительности, иссушаются леса, гибнет влаголюбивая растительность — гигрофиты и др.

Длительная интенсификация подземных водозаборов в определенных геолого-гидрогеологических условиях может вызвать медленное оседание и деформации земной поверхности. Последнее негативно сказывается на состоянии экосистем, особенно прибрежных районов, где затапливаются пониженные участки, и нарушается нормальное функционирование естественных сообществ организмов и всей среды обитания человека.

Истощение поверхностных вод проявляется в прогрессирую­щем снижении их минимально допустимого стока. На территории России поверхностный сток воды распределяется крайне неравномерно. Около 90% общего годового стока с территории России выносится в Северный Ледовитый и Тихий океаны, а на бассейны внутреннего стока (Каспийское и Азовское море), где проживает свыше 65% населения России, приходится ме­нее 8% общего годового стока.

Именно в этих районах наблюдается истощение поверхно­стных водных ресурсов, и дефицит пресной воды продолжает расти. Связано это не только с неблагоприятными климатиче­скими и гидрологическими условиями, но и с активизацией хозяйственной деятельности человека, которая приводит к все более возрастающему загрязнению вод, снижению способно­сти водоемов к самоочищению, истощению запасов подземных вод, а следовательно, к снижению родникового стока, подпи­тывающего водотоки и водоемы.

Серьезнейшая экологическая проблема — восстановление водности и чистоты малых рек (т. е. рек длиной не более 100 км), наиболее уязвимого звена в речных экосистемах. Именно они оказались наиболее восприимчивыми к антропогенному воз­действию. Непродуманное хозяйственное использование вод­ных ресурсов и прилегающих земельных угодий вызвало их истощение (а нередко и исчезновение), обмеление и загрязнение.

К очень серьезным негативным экологическим последст­виям приводит и изъятие на хозяйственные цели большого ко­личества воды из впадающих в водоемы рек. Так, уровень не­когда многоводного Аральского моря, начиная с 60-х гг. катаст­рофически понижается в связи с недопустимо высоким переза­бором воды из Амударьи и Сырдарьи. В результате объем Араль­ского моря сократился более чем наполовину, уровень моря снизился на 13 м, а соленость воды (минерализация) увеличилась в 2, 5 раза. Осушенное дно Аральского моря становится сегодня круп­нейшим источником пыли и солей. В дельте Амударьи и Сыр­дарьи на месте гибнущих тугайных лесов и тростниковых за­рослей появляются бесплодные солончаки. Трансформация фитоценозов на берегу Аральского моря и в дельтах Амударьи и Сырдарьи происходит на фоне высыхания озер, проток, болот и повсеместного снижения уровня грунтовых вод, обусловлен­ного падением уровня моря.

К другим весьма значительным видам воздействия чело­века на гидросферу, кроме истощения подземных и поверхнос­тных вод, следует отнести создание крупных водохранилищ, коренным образом преобразующих природную среду на приле­гающих территориях

Создание крупных водохранилищ, особенно равнинного ти­па, для аккумуляции и регулирования поверхностного стока при­водит к разнонаправленным последствиям (рис. 2) в окру­жающей природной среде. Необходимо учитывать, что созда­ние водохранилищ путем перегораживания русла водотоков пло­тинами чревато серьезными негативными последствиями для большинства гидробионтов. Из-за того, что многие нерестили­ща рыб оказываются отрезанными плотинами, резко ухудша­ется или прекращается естественное воспроизводство многих лососевых, осетровых и других проходных рыб.

 

 

 

Рис. 9. Экологические последствия создания водохранилищ

Глава 3. Контроль и планирование водопользования

 

Организацию управления водохозяйственной системой обычно принято осуществлять через водохозяйственный комплекс (ВХК). Использование водных ресурсов сопровождается изменениями сложившихся связей в природе и в народном хозяйстве. Эти изменения затрагивают интересы многих отраслей народного хозяйства и поэтому наряду с положительным эффектом в одних отраслях в других отраслях могут возникнуть и отрицательные последствия после реализации решений конкретных водохозяйственных проблем.
Минимизация или исключение отрицательных последствий возможны лишь в случае рассмотрения водохозяйственной системы как единого комплекса, при учитывании долгосрочных прогнозов по требованиям различных отраслей к количественным и качественным показателям водных ресурсов, изменениям природных условий данного региона и т.п.

Водохозяйственный комплекс – это совокупность мероприятий и сооружений по рациональному использованию водных и связанных с ними природных ресурсов, позволяющих оптимально удовлетворять всех водопользователей имеющимися природными ресурсами воды.

ВХК - это совокупность различных отраслей народного хозяйства, совместно использующих водные ресурсы одного водного бассейна (ГОСТ 19185 ).

Водохозяйственная система – это комплекс взаимосвязанных водных объектов и гидротехнических сооружений, предназначенных для обеспечения рационального использования и охраны вод ( ГОСТ 171101 ).

1. ВХК – это система. 2. В состав ВХК входят: объекты водохозяйственного назначения; водопотребители; водные объекты; мероприятия по КИОВР.

2. Формирование ВХК (т.е. обоснованный выбор состава и числа участников), является одной из сложнейших водохозяйственных задач.

3. Формирование ВХК. Природная часть ВХК – обеспечивает возможности функционирования и развития ВХК и определяет положительные и отрицательные последствия функционирования ВХК для естественной экосистемы региона. Техническая часть – определяет комплексы взаимосвязанных технических решений, сооружений и организационно-технических мероприятий, обеспечивающих действия ВХК в конкретных местных условиях. Экономическая часть ВХК – учитывает и координирует интересы всех отраслей народного хозяйства, использующих (охраняющих) водные ресурсы, и отдельных водопотребителей, а также оценивает результаты и последствия функционирования ВХК.

4. Задачи экономической части ВХК: 1. Максимизация экономического эффекта от использования водных и связанных с ними природных ресурсов. 2. Минимизация ущерба от недополучения воды отдельными водопотребителями и отраслями народного хозяйства.

5. Цель экономической части ВХК. Научно-обоснованное (объективное) распределение суммарных капиталовложений и издержек между различными водопотребителями для обеспечения наибольшей экономической и экологической эффективности для народного хозяйства в целом.

Классификация ВХК

 

По масштабам распространения ВХК бывают:

· глобальные;

· государственные;

· зональные;

· бассейновые;

· части бассейнов.

К государственным ВХК можно отнести единые водохозяйственные системы отдельных стран (США, Великобритания, Франция и т.д.). Общим признаком государственного ВХК служит рассмотрение водохозяйственной проблемы в масштабе всей страны на основе долгосрочных прогнозов экономического развития государства с учетом общих политических и социальных аспектов.

Зональные ВХК предусматривают решение водохозяйственных проблем в том или ином экономическом районе (регионе) страны. Основной целью этого типа ВХК является совершенствование водного хозяйства и наиболее полное и эффективное использование его возможностей для развития данного экономического района. Примерами зональных ВХК могут служить схемы комплексного использования водных ресурсов некоторых водных систем (Волжско-Камская, Волго-Донская, Обь-Иртышская и т.д.)

Бассейновые ВХК наиболее полно разработаны для нужд мелиорации и энергетики. Практически по всем бассейнам крупных и средних рек составлены схемы комплексного использования и охраны водных и земельных ресурсов.

Водохозяйственные комплексы части бассейнов формируются после рассмотрения состава ВХК более высокого уровня. Рассмотрение и формирование ВХК части бассейнов проводят на основе проектных решений в виде уточнения схем использования отдельных участков реки. Более детально изучают притоки основной реки на данном участке, рассматривают возможности их комплексного использования, учитывают необходимость улучшения качества окружающей среды и другие вопросы водно-земельного благоустройства и водопользования.

В техническом плане ВХК классифицируются по типам сооружений и числу участников:

· одноузловые отраслевые;

· одноузловые многоотраслевые;

· многоузловые межотраслевые;

· межбассейновые отраслевые;

· межбассейновые многоотраслевые;

· региональные ВХС государственные единые ВХС.

Одноузловой отраслевой ВХК. Многоузловой межотраслевой ВХК. Более высоким уровнем организации водохозяйственных комплексов является межбассейновые комплексы, в том числе отраслевые и межотраслевые. Подобные ВХК создаются в случае, если ресурсов одного бассейна не хватает для формирования оптимального (с точки зрения использования водных ресурсов) ВХК

Межбассейновый многоотраслевой ВХК. При полном выполнении планов по созданию единой государственной водохозяйственной системы объем стока подвергнется значительным изменениям. Очевидно, это вызовет не только положительные, но и отрицательные последствия для окружающей природной среды. Для уменьшения или полной ликвидации нежелательных последствий, вызванных работой ВХК, появляется необходимость выделения особого типа водопользования, а именно водоохранного, который должен функционировать в системе ВХК.

Водоохранный комплекс – система сооружений, устройств и мероприятий для обеспечения требуемого количества и качества воды в заданных створах или пунктах водных объектов. Водоохранные комплексы включают объекты осушения, водохранилища, поймы, загрязненные участки водных объектов, а также другие объекты, сооружения и мероприятия, предотвращающие отрицательное влияние ВХК.

 

Автоматизированная система управления ВХК (АСУБ)

 

В существующей системе управления водным хозяйством страны основным структурным элементом является ВХК речного бассейна.

Обеспечение нормального функционирования этого комплекса представляет довольно сложную управленческую задачу из-за рассредоточенности элементов (сооружений и объектов) ВХК, неустойчивости внешних факторов воздействия, влияние неформальных, сложных и не всегда явных взаимосвязей, отражающих взаимодействия между элементами внутри природы. Поэтому для оптимизации управления создаются системы автоматизированного управления ВХК речного бассейна и других типов ВХК.

Для этих целей ВХК рассматривается как совокупность размещенных на территории речного бассейна (региона) объектов формирования, транспортировки и регулирования стока, объектов водопотребления и использования стока, объектов водоотведения и системы управления комплексом (см. схему).

Структурная схема ВХК речного бассейна: I – система формирования стока (водосборная площадь бассейна); II – система транспортировки стока (русла водотоков, каналы); III – система регулирования стока (водохранилища) - (рис.4).

 

Рис. 4. Система формирования ВХК

 

В соответствии с ГОСТ 19185—73 ВХК — совокупность различных отраслей народного хозяйства, совместно использующих водные ресурсы одного водного бассейна. Формирование комплекса, то есть обоснованный выбор состава и числа участников, — одна из сложнейших предпроектных задач.

При обосновании ВХК необходимо учитывать три связанные между собой части: природную, экономическую и техническую (рис. 4), которые описаны выше.

ВХК должен обеспечить наибольшую экономическую эффективность для народного хозяйства в целом, а не для какой-либо отдельной отрасли; не допускать вредного воздействия на окружающую среду. Сооружения участников ВХК должны способствовать охране вод от загрязнения и истощения; обеспечить достаточно простую и надежную эксплуатацию участникам или компонентам ВХК.

 

Водное хозяйство – ВХ

 

В литературе используются, как правило, два определения для ВХ. Первое - это отрасль народного хозяйства, занимающаяся изучением, учетом, планированием комплексного использования водных ресурсов, охраной поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения и транспортировкой их к месту назначения (потребления)”. И второе - «Водное хозяйство – это отрасль народного хозяйства, занимающаяся изучением, учетом, планированием и комплексным использованием водных ресурсов, их транспортировкой к месту назначения, охраной от загрязнения и истощения и борьбой с разрушительными действиями воды».

Как видим, первое определение включает “использование вод”, а второе – только «планирование использования», первое не включает очень важный элемент – транспортировку воды, а второе – борьбу с разрушительными действиями воды.
Очевидно, что суть водного хозяйства объединяет оба эти понятия и поэтому определение лучше звучит так:

Отсюда вытекают основные задачи водного хозяйства:

а) обеспечение всех отраслей народного хозяйства водой в необходимом количестве,

б) необходимого качества,

в) в нужное время,

г) борьба и предупреждение разрушительного действия воды.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: