
- •Москва 2005
- •Формирование отрасли водного хозяйства в рамках социоэкосистемы
- •Водные ресурсы и водохозяйственные комплексы в России
- •Территориальный подход и системный анализ при решении проблем природообустройства и водного хозяйства
- •Нормативно-правовой механизм обеспечения эксплуатационных мероприятий на водохозяйственных (природоохранных) системах
- •Водопользователи и водопотребители. Эксплуатационно-правовые требования к водохозяйственным объектам и сооружениям
- •Принципы организации эксплуатационного менеджмента в водохозяйственном (природоохранном) секторе экономики
- •Иерархическая структура органов отраслевого управления водным хозяйством
- •Классификация современных водохозяйственных (природоохранных) систем
- •Общие принципы компоновки и техническое оснащение водохозяйственных (природоохранных) комплексов
- •Безопасность и надежность при эксплуатации водохозяйственных систем
- •Функции государственных органов в области мониторинга гидротехнических сооружений и окружающей среды
- •Инженерный мониторинг и организация системы контроля состояния гидротехнических сооружений и окружающей среды. Эксплуатационная обстановка
- •Организация гидрометеорологических наблюдений. Методы обработки данных и информационное обеспечение.
- •Эксплуатационная гидрометрия. Организация системы учета водных ресурсов и гидрометрической службы
- •Гидрогеологические и почвенно-мелиоративные изыскания на системах. Мониторинг мелиоративного состояния земель.
- •Создание банка данных для инженерно-экономических расчетов на эксплуатируемых объектах
- •Методы прогнозирования параметров внешней среды при составлении текущих и перспективных водохозяйственных балансов. Плановое водопользование.
- •Принципы планирования системного водораспределения.
- •Методы реализации планового водопользования и регулирования режима водоподачи.
- •Себестоимость водоподачи. Критерии эффективности работы водохозяйственной системы.
- •Повышение технологической эффективности и предотвращение ущерба при реализации эксплуатационных мероприятий.
- •Технологический контроллинг. Планирование рисков и оптимизация управления.
- •Ключевые задачи при организации технической эксплуатации объектов водохозяйственного комплекса. Регламенты технологических процессов и эксплуатационных работ.
- •Логистика и основные виды потребляемых ресурсов для реализации эксплуатационных мероприятий. Диспетчеризация и оперативное управление .
- •Средства автоматики и телемеханики на водохозяйственных системах. Автоматизированные системы управления и оповещения.
- •Консалтинговая служба и оперативно-информационные комплексы.
- •Обследование и оценка технического состояния водохозяйственных систем и ее элементов. Критерии оптимального функционирования элементов водохозяйственного комплекса.
- •Организация сервисного обслуживания . Виды технического обслуживания и ремонта на водохозяйственных системах.
- •Производственная база и средства механизации службы сервисного обслуживания объектов вхк.
- •Основные виды и технология производства регламентных работ по обслуживанию системы. Очистка водопроводящей сети.
- •Охрана труда и техника безопасности при выполнении регламентных работ и технического обслуживания.
- •Анализ чрезвычайных ситуаций на водохозяйственных системах.
- •Причины и стадии техногенных катастроф. Спасательные и первоочередные работы при аварийных ситуациях.
- •Создание финансовых и материальных резервов для ликвидации последствий аварий и стихийных бедствий. Система страхования при эксплуатации водохозяйственных объектов.
- •Мероприятия по увеличению безопасности гидротехнических сооружений и уменьшению риска возникновения чрезвычайных ситуаций.
- •Мероприятия по предотвращению катастрофических последствий стихийных бедствий.
- •Классификация потерь воды на водохозяйственных системах. Способы определения фильтрации и коэффициента полезного действия водопроводящей сети.
- •Мероприятия по повышению коэффициента использование воды на системах и предотвращению непроизводительных потерь воды в водохозяйственном производстве.
- •Водосберегающие и экологически чистые технологии при эксплуатации водохозяйственных комплексов. Ресайклинг и замкнутые водные системы.
- •Охрана водных ресурсов при эксплуатации водохозяйственных комплексов.
- •Эксплуатационные мероприятия в зоне крупных водохранилищ на реках.
- •Экологические проблемы и основные тенденции их устранения при эксплуатации водохозяйственных систем.
- •Охрана земельных ресурсов. Мероприятия по защите земель от засоления и подтопления.
- •Мероприятия по предотвращению и борьбе с водной эрозией почв. Основные меры борьбы с оврагами.
- •Охрана диких животных и рыбных запасов. Защита лесов от пожаров
- •Сохранение и улучшение природных ландшафтов. Рекультивация..
- •Критерии и оценки экономической ценности окружающей среды при эксплуатации вхк. Виды экстерналий..
- •Государственная экологическая экспертиза. Экспертные оценки на стадии разработки комплексных территориальных программ природообустройства.
- •Цели, основные задачи и организация производственных исследований на водохозяйственных системах. Проекты эксплуатации водохозяйственных систем.
- •Техническое перевооружение и дооборудование систем в процессе эксплуатации. Перспективный план развития систем.
- •10.5. Градообразующая и эстетическая функция водных объектов. Качество и режимы использования воды для питьевого водоснабжения и для промышленных предприятий
- •Совершенные водохозяйственные системы. Эксплуатационные требования к водохозяйственным объектам и сооружениям
- •Эксплуатация водозаборных узлов, насосных станций и гидроэнергетических систем.
- •Эксплуатация каналов и сооружений на них. Эксплуатация систем водоподготовки и очистки поверхностного стока.
- •Паспортизации и инвентаризация основных фондов. Определение ежегодных затрат на проведение эксплуатационных мероприятий.
- •Состав специальных оросительных систем. Основные задачи эксплуатации и технология их реализации
- •Реализация планов системного водораспределения на оросительных системах.
- •Методы и способы осушения избыточно увлажненных земель. Состав и характеристика осушительных систем.
- •Системные планы регулирования водного режима в весенний и летний и периоды. Обеспечение эффективной работы осушительно-увлажнительной системы.
Водные ресурсы и водохозяйственные комплексы в России
Из всех видов ресурсов на первом месте по росту потребностей на него и по увеличению дефицита стоит пресная вода. Хотя на первый взгляд воды на земном шаре много (71% всей поверхности планеты занят водой), но пригодной к потреблению воды, т.е. пресной, насчитывается всего 2%. Из них почти 80% составляет вода, находящаяся в ледовом покрове планеты. Оставшаяся сравнительно небольшая часть водных ресурсов (35 тыс. км3) распределена по планете крайне неравномерно.
Наибольшее количество пресной воды сосредоточено пока в мало освоенных районах (сибирские реки и озера, бассейн Амазонки), а в большинстве промышленно развитых районов воды уже ощутимо не хватает, и дефицит ее с каждым годом растет. Особенно много воды требуют сравнительно молодые отрасли промышленности, связанные с искусственным синтезом веществ.
В целом на хозяйственно-бытовые нужды изымается 10% речного стока планеты. Из них 5,6% расходуются безвозвратно, отчасти испаряясь, а отчасти химически связываясь (около 100 млн. м3 ежегодно в процессе производства). Если безвозвратный забор воды будет и дальше увеличиваться в том же темпе, как теперь (4-5% ежегодно), то в краткосрочной перспективе человечество может исчерпать все запасы пресных вод в геосфере. Положение осложняется также тем, что большое количество природных вод загрязняется промышленно-бытовыми отходами — 16% речного стока. Весь загрязненный сток, в конечном счете, попадает в Мировой Океан.
Для контроля водных ресурсов ведется Государственный водный кадастр - систематизированный свод данных учета вод по количественным и качественным показателям, регистрации водопользований, а также данных учета использования вод.
По данным кадастра ежегодно возобновляемые водные ресурсы России немногим превышают 4 тыс. км3, большая часть из них приходится на речной сток. Речной сток в бассейнах рек Российской Федерации по уточнённым данным составляет 4262 км3, а сток маловодного года 95%-ой обеспеченности - 3761 км3.. Сток, формирующийся в пределах РФ, составляет около 4015 куб.км.
Потенциальные эксплуатационные годовые запасы подземных вод оцениваются в 318.8 км3, разведанные составляют около 30.2 км3, из них подготовленные к промышленному освоению - 19.8 км3. Забор подземных вод существенно ниже их эксплуатационных запасов. Перспективный источник воспроизводства водных ресурсов, который пока находится в стадии поисков и экспериментальных работ, особенно в бассейнах засушливых зон, — искусственное увеличение стока рек путем активных воздействий на природные процессы, формирующие его.
Безвозвратное водопотребление в сумме с потерями воды (35,2 куб.км), включающими потери на дополнительное испарение с поверхности водохранилищ, составляет менее одного процента от речного стока России. В соотношениях, отнесённых к водным объектам объёмов безвозвратного водопотребления, включая объёмы потерь воды, и ресурсов речного стока в отдельных бассейнах имеются существенные отличия.
В таблицах 1.1, 1.2 по основным 14 водным бассейнам Российской Федерации (Рис.1) представлены показатели водных ресурсов и их использованию
Рис.1 Схема расположения бассейнов основных рек России.
-
1.
Волга
5.
Терек
9.
Амур
13.
Лена
2.
Кубань
6.
Енисей
10.
Сулак
14.
Западная .Двина
3.
Обь
7.
Урал
11.
Северная .Двина
4.
Дон
8.
Нева
12.
Днепр
Таблица 1.1. Интенсивность использования водных ресурсов Российской Федерации
Наименование показателей
|
Объем воды |
||||
в куб. км |
1998г.,в% |
||||
средн.* |
мин. (макс.) ** |
за 1998 год |
К средн. * |
к мин. (макс.) ** |
|
1. Речной сток |
4262 |
3761 |
4660 |
109 |
124 |
• в т.ч. формирующийся в пределах РФ |
4043 |
3560 |
4415 |
109 |
124 |
2. Забор воды из поверхностных водных объектов |
83.8 |
103 |
75.4 |
90 |
73 |
3. Забор воды из подземных водных объектов |
13.8 |
14.5 |
11.9 |
86 |
82 |
4. Использовано воды |
74.7 |
96.4 |
66.2 |
89 |
68 |
5. Безвозвратное водопотребление и потери воды |
43.2 |
51.9 |
35.2 |
81 |
68 |
В % к речному стоку |
1.0 |
1.4 |
0.76 |
76 |
54 |
• в т. ч. потери воды на дополнительное испарение с поверхности водохранилищ |
17.2 |
20.5 |
17.3 |
100 |
85 |
*- за период наблюдений для речного стока и за последние 10 лет: для забора, использования и безвозвратного водопотребления;** - минимальный (95%-ой обеспеченности) для ресурсов, максимальный - за последние 10 лет: для забора, использования и безвозвратного водопотребления.
Так, в бассейнах Терека, Кубани, Сулака и Дона эти соотношения достигают в среднем соответственно 35, 31, 30 и 15% от речного стока года. Именно в этих бассейнах требуется осуществление неотложных мероприятий по экономии воды, многолетнему регулированию речного стока, а также по исследованию возможностей использования водных ресурсов соседних речных бассейнов.
В бассейнах рек северного склона (Невы, Сев.Двины, Зап.Двины, Енисея, Лены и Оби) сумма безвозвратного водопотребления и потерь воды не превышает 0.3% от речного стока и проблем с водообеспеченностью практически не существует, а локальные дефициты воды (например, на некоторых малых и средних реках бассейна Оби) могут быть покрыты за счет регулирования или перераспределения речного стока внутри бассейна.
В целом по России суммарный забор свежей воды из поверхностных водных объектов оценивается в 75.4 км3 или 2 % от суммарного речного стока 95%-ой обеспеченности, однако по ряду бассейнов величина водозабора достигает 50 % и более, особенно в бассейне Кубани (75 % от среднемноголетнего и 111% от стока 95%-ой обеспеченности), что свидетельствует о многократности использования воды вдоль по водотокам. Общий забор подземных вод (11.9 км3) составляет 3.8 % от суммарных эксплуатационных запасов и во всех основных бассейнах не превышает 30 %.
Вычисленное по отношению к водным объектам безвозвратное водопотребление (без учета дополнительного испарения с поверхности водохранилищ и прудов) наиболее значительно в бассейнах Волги, Кубани и Терека, а в сопоставлении с речным стоком маловодного года 95%-ой обеспеченности достигает близких к критическим значений в бассейнах Кубани, Терека и Сулака (соответственно 40, 38 и 26 %), что указывает на возможность дефицитов воды в остромаловодные годы и периоды.
Суммарный объем сточных вод, сброшенных в поверхностные водные объекты, оцениваются в 55.7 км3, в том числе: загрязненных без очистки - 6.2 км3; недостаточно очищенных -15.8 км3 и нормативно-очищенных -2.5 км3. Суммарный сброс загрязненных, недостаточно очищенных и нормативно-очищенных сточных вод наиболее значителен в бассейнах Кубани. Дона, Урала, Терека и Волги (от 5до 15 %).
Таблица.1.2. Водные ресурсы основных рек России.
Наименование показателей
|
Наименование рек (номера бассейнов на схеме)
|
|||||||||||||
Волга |
Кубань |
Обь |
Дон |
Терек |
Енисей |
Урал |
Нева |
Амур |
Сулак |
Северн . Двина |
Днепр |
Лена |
Запади Двина |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Речной сток , км3:
|
284.0
|
12.1
|
407.0
|
21.4
|
10.1
|
630.0
|
7.8
|
74.1
|
403.0
|
4.4
|
128.0
|
21.2
|
580.0
|
12.0
|
• в % к среднемноголетнему стоку |
111
|
89
|
100
|
85
|
92
|
100
|
80
|
94
|
117
|
78
|
126
|
137
|
108
|
169
|
• в % к стоку 95%-ой обеспеченности |
154
|
133
|
178
|
184
|
112
|
116
|
260
|
132
|
180
|
107
|
185
|
198
|
132
|
279
|
2. Использовано воды в., км3 |
22.0
|
4.0
|
7.8
|
5.0
|
3.2
|
3.0
|
2.2
|
1.2
|
1.2
|
1.0
|
0.9
|
0.7
|
0.2
|
0.1
|
• в% к стоку 1998 г. |
7.7
|
33.0
|
1.9
|
23.3
|
31.6
|
0.5
|
28.2
|
1.6
|
0.3
|
22.7
|
0.7
|
3.3
|
0.03
|
0.8
|
• в % к стоку 95%-ой обеспеченности |
11.9
|
43.9
|
2.6
|
0.4
|
35.5
|
0.6
|
73.3
|
2.1
|
0.5
|
24.3
|
1.3
|
6.5
|
0.04
|
2.3
|
3. Безвозвратное водопотребление и потери волы* в., км3 |
13.2
|
3.8
|
2.3
|
3.2**
|
3.5
|
1.5
|
0.6
|
0.9
|
0.7
|
1.3
|
0.1
|
0.4
|
0.10
|
0.02
|
• в% к стоку |
4.6
|
31.4
|
0.6
|
14.9
|
35.0
|
0.2
|
6.4
|
1.2
|
0.1
|
29.5
|
0.1
|
1.9
|
0.01
|
0.20
|
• в % к стоку 95%-ой обеспеченности |
7.2,
|
41.7
|
0.8
|
27.6
|
39.8
|
0.3
|
20.0
|
1.6
|
0.3
|
31.7
|
0.2
|
3.9
|
0.02
|
0.50
|
* - включая потери на дополнительное испарение с поверхности водохранилищ
** - без учета поступления воды из бассейна Кубани по Невинномысскому каналу
Ориентировочные данные об объемах свежей воды, необходимой для разбавления сточных вод до установленных предельно-допустимых концентраций в водных объектах свидетельствуют о том, что в бассейнах Волги, Кубани, Дона, Терека, Урала, Невы и Днепра возможности разбавления сточных вод практически исчерпаны. В этих бассейнах крайне важны - мероприятия по внедрению безводных и безотходных технологических процессов, совершенствованию очистки и доочистки коммунально-бытовых и производственных сточных вод.
Речная сеть России распределена неравномерно. Воды рек стекают в бассейн трех океанов: Северного Ледовитого, Тихого и Атлантического. Около 70% территории страны охвачено бассейнами рек, текущими в моря Северного Ледовитого океана. Это дает 70,4% общего стока страны. Около 19% территории покрыто реками, стекающими в Тихий океан или 24,2% стока страны. Таким образом, на реки Европейской части России, тяготеющие к Атлантическому океану: Нева, Дон, Кубань и реки, впадающие в Каспий: Волга, Урал, Терек, Сулак, приходится всего 5,4%. Именно на этой территории проживает около половины населения страны, сосредоточены основные отрасли промышленности и сельского хозяйства.
Единая водохозяйственная система (ВХС) России, представляется как организационно-техническая система, выполняющая функции административные, экономические, социальные по обеспечению удовлетворения нужд народного хозяйства в масштабах страны. Далее следует уровень ВХС крупных регионов: средне-европейская территория страны, южно-европейская территория страны срединный регион (включая Обь-Иртышский бассейн), восточно-сибирский регион, дальневосточный регион . Базисной ступенью структуры управления водным хозяйством (как отраслью экономики страны) являются ВХС бассейнов крупных рек России(14 основных бассейнов). Бассейновые ВХС состоят из региональных государственных и частных систем различного функционального и отраслевого назначения - оросительно-осушительных систем крупных регионов, канализационных, транспортных, промышленного водоснабжения и т. д.
Отраслями экономики из общего водопотребления свежей воды используется около19,9 куб.км (30%) воды питьевого качества. Анализ использования этой категории воды по сравнению с 1990 г. по основным бассейнам рек Российской Федерации в разрезе отраслей экономики показал, что в промышленности при тенденции снижения производства уменьшается использование воды, в том числе и питьевого качества, однако в отраслях жилищно-коммунального и сельского хозяйства, использующих в основном воду на хозяйственно-питьевые нужды городского и сельского населения, наблюдается рост потребления воды питьевого качества.
Из общего объема сточных вод, сброшенных в поверхностные водные объекты, 39 % (22 куб.км) отнесены к категории загрязненных. Основной объем загрязненных сточных вод сброшен предприятиями промышленности (31%) и жилищно-коммунального хозяйства (55%). В промышленности наибольшие объемы загрязненных сточных вод сбрасывают предприятия энергетики, топливной, химической и нефтехимической, целлюлозно-бумажной промышленности, черной металлургии и машиностроения.
Начиная с 1990 г. объем сброса сточных вод снижается, однако по отдельным отраслям экономики отмечается рост показателя сброса загрязненных сточных вод, который связан с переводом сточных вод, несоответствующих категории нормативно-очищенных и нормативно-чистых в категорию загрязненных (недостаточно очищенных). По отрасли сельское хозяйство объем коллекторно-дренажных вод с орошаемых земель до настоящего времени условно относится к категории нормативно-чистых; фактически основная часть этих вод загрязнена ядохимикатами, соединениями азота и фосфора. В связи с этим объем загрязненных сточных вод по отрасли сельское хозяйство занижен, а в ряде бассейнов рек отсутствует (р. Сулак).
Основной особенностью водного хозяйства России, кроме неравномерности распределения водных ресурсов, является и различный уровень развития производственной базы. Для систем европейской части характерны зарегулированность речного стока, преобладание комплексного использования водных ресурсов, высокая кооперации участников и практически предельное водообеспечение. В азиатской части, в силу обилия водных ресурсов, заметна тенденция их экстенсивного использования отдельными системами и отраслями (гидроэнергетикой, промышленностью и др.). При такой неравномерности водообеспечения в стране еще более остро встает вопрос о комплексном использовании, рациональной эксплуатации водохозяйственных объектов и охране водных ресурсов, тщательном исследовании всех участков этого комплекса, поиска неиспользованных резервов, устранения недостатков.
С точки зрения управления и эксплуатации водохозяйственными объектами наиболее целесообразно очерчивать границы водохозяйственного комплекса по границам природно-экзогенной системы - в пределах границ речного бассейна. При этом три главные составляющие — формирование, охрана и распределение на перспективу (планирование) - должны осуществляться в пределах этих природных бассейновых разностей, а использование, воспроизводство и эксплуатация оросительных систем - на уровне территорий, подверженных воздействию и влиянию водохозяйственных мероприятий.
Общая стратегия развития эксплуатации водохозяйственных объектов в России должна обеспечивать оптимальное соотношение между качеством предоставляемых услуг (водообеспечение и водораспределение) и финансовыми затратами. Тактические задачи необходимо решать исходя из конкретных природно-климатических и производственно-хозяйственных условий, то есть, необходим территориальных подход, а управленческие проблемы решать на основе принципов системного анализа.
Список используемой литературы
Бородавченко И.И. и др. Мелиорация и водное хозяйство. Т.5. Водное хозяйство: Справочник – М.Агропромиздат,1988.-399с.
Глушкова В.Г. и др. Эколого-экономические проблемы России и ее регионов. Учебное пособие для студентов экономических вузов. – М.: Московский Лицей, 2003.—304 с.
Государственный Водный Кадастр. Информационный бюллетень №02/1999.- М.:. ЦРК и НПО Реал.
Духовный В.А. Водохозяйственный комплекс в зоне орошения. Формирование, развитие.- М.:Колос, 1984.-255 с.
Крассов О.И. Природные ресурсы России: Комментарии законодательства..- М.: Дело, 2002.-816 с.
Натальчук М.Ф. и др. Эксплуатация Гидромелиоративных систем: Учебники и учебные пособия для вузов.- М.:Колос, 1995.-320 с.
Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: Учебное и справочное пособие.-3-еизд.-М.:Финансы и статистика,2001. -672 с.
Юшманов О.Ю. и др. Комплексное использование и охрана водных ресурсов: Учебники и учебные пособия для вузов.- М.:Агропромиздат, 1985.-303 с.