3. Охрана водных ресурсов при эксплуатации водохозяйственных комплексов.

Вода занимает особое место среди природных ресурсов. Объясняется это тем, что она используется абсолютно во всех циклах трудового и естественно-природного воспроизводства, во всех сферах жизнеобеспечения живой материи, в том числе человека. Общество использует водные ресур­сы в самых различных целях, однако с экономической точки зрения, это может осуществляться по двум главным направлениям: получение средств жизни и средств труда. Однако хозяйственная деятельность человека привела к заметному сокращению количества воды в водоемах суши: мелеют водо­емы, исчезают малые реки, высыхают колодцы, снижается уро­вень грунтовых вод. Сокращение уровня грунтовых вод умень­шает урожайность окрестных хозяйств.

Несмотря на имеющееся природоохранное законодательство, проблема охраны водных ресурсов остается по-прежнему острой, так как осуществление природоохранных мероприятий всегда отстает от быстро возрастающего водопотребления. Качество воды оценивается концентрацией в ней вредных примесей, значит оно зависит от степени разбавления сточных вод чистыми. Однако в условиях интенсификации отбора чистой воды для нужд увеличивающихся водопотребителей, даже при современных способах очистки сточных вод, загрязнение водных источников будет продолжаться.

Проблема Каспия — хищническое истребление ценнейших пород осетровых рыб усугубляющееся тем, что разведение молоди осетровых, т. е. вос­становление их популяции, ведется только рыбохозяйствами России и в небольшом объеме — Азербайджаном, а остальные страны толь­ко потребляют.

Проблема Азовского моря — увеличение концентрации солей. За послевоенные годы его засоленность увеличилась с 9 до 15,6 г/л. Организмы, питающие рыбу, погибают. Результат — снижение воз­можности рыболовства на Азовском море.

Проблема Байкала — воду этого ценнейшего озера используют для получения целлюлозы по финской технологии, т. е. используют воду минимальной минерализации, содержащую меньше 100 мг/л солей. Обычно в пресной воде содержание солей составляет 300—450 мг/л, в питьевой — 380 мг/л. Байкал после строительства целлюлозно-бумажного комбината в городе Байкальске стал загрязняться (60-е го­ды). В озере Байкал находится несколько сот эндаминореликтов — редких видов биоты, которых нет в других водоемах. С запозданием разработаны уникальные очистные сооружения, стоимость которых составила 30% стоимости основных фондов производства. Однако принимаемые меры недостаточны для защиты Байкала.

По количеству солей вода делится на: пресную (< 1 г/л солей), засоленную (до 25 г/л солей) и соленую (> 25). В океане, например, - 35 г/л; Балтийском море - 8—16 г/л; Каспийском - 11—13 г/л; Черном - 17—22 г/л.

Деградация природных вод связана в первую очередь с уве­личением солесодержания. Количество минеральных солей в во­дах постоянно растет, даже в такой большой водной системе, как бассейн реки Волги с ее притоками Камой и Окой. В ряде небольших рек, например, в Северном Донце, вода уже не пре­сная, а соленая. Средняя минерализация рек Украины составля­ет 2—3 г/л. В настоящее время многие реки Урала не могут быть использованы как источники водоснабжения. Так, в Каму по­ступают промышленные стоки с минерализацией 1,5—5,0 г/л.

Таким образом, влияние хозяйственной деятельности чело­века на кругооборот воды в природе привело к:

• сокращению количества воды в водоемах суши;

• росту водопотребления;

• исчерпанию самоочищающей способности водоемов;

• деградации природных вод, когда из-за неправильной деятельности людей вода становиться частично или полностью непригодной для водопользования.

Загрязнение включает в себя два понятия: процесс, когда В результате производственного или бытового использовании происходит существенное изменение состава и свойств воды, и состояние , т.е. результат произошедших изменений; когда вода не отвечает нормативным показателям по качеству.

Засорение - это не что иное, как насыщение воды посторонними не растворимыми предметами (древесиной, металлом, шлаком, строительным мусором и т.д.), тоже отрицательно сказывающееся на ее состоянии.

Истощение характеризует устойчивое сокращение водных ресурсов под влиянием антропогенной деятельности.

Степень загрязнения водных источников определяется концентрацией в воде вредных примесей и оценивается требованиями водопользователей. Особенно жесткими являются требования хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования в связи с опасностью для здоровья населения или ухудшением санитарных условий жизни. Оценка качества воды для первых двух названных водопользователей производится на основании санитарно-гигиенических норм. Имеется так же перечень требований к составу и свойствам вод, используемых для рыбохозяйственных целей.

В санитарном состоянии природных вод различных районов страны имеется ряд особенностей, свойственных степени концентрации в них промышленности, ее характера, обжитости территории.

Для северных и северо-западных районов европейской части России характерно загрязнение водных источников, свойственное предприятиям целлюлозно-бумажной, гидролизной, деревообрабатывающей, горной промышленности, а также лесосплаву.

Тенденция в изменении качества воды различных водных объектов в стране не одинакова. Наблюдается как улучшение, так и ухудшение качества воды, иногда стабилизация. В целом признаки некоторого улучшения состояния источников в связи с усилением требований по охране вод заметны. Однако судьба многих малых рек пока еще определена быть коллекторами сточных вод.

Подвергаются загрязнению и наиболее ценные источники водоснабжения питьевой водой - подземные воды. Основные загрязнения в них поступают из накопителей (свалок) промышленных и бытовых отходов, сточных вод, полей фильтрации, от закачки загрязненных вод в глубокие слои, инфильтрации с промышленных и городских территорий, фильтрации из загрязненных рек.

Основными поставщиками загрязнений в природные воды являются промышленные стоки таких отраслей, как нефтеперерабатывающая, химическая, мыловаренная, целлюлозно-бумажная, гидролизная, текстильная, металлургическая, горнодобывающая и др. Преобладающее содержание их стоков -нефтепродукты, фенольные соединения, металлы, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) и др.

Коммунальные стоки населенных пунктов, кроме фенольных вод, содержат вредные соединения химических веществ, используемых в быту, отходы от предприятий пищевой промышленности, общественного питания, торговли и т.д. К ним добавляются стоки с улиц и территорий промпредприятий, содержащие нефтепродукты, соли и другие специфические загрязнения.

Химизация сельского хозяйства способствует расширенному поступлению в водотоки смываемых с полей удобрений и пестицидов. Этот вид стоков совершенно бесконтролен, их невозможно пропустить через очистные сооружения, ибо обширные сельскохозяйственные угодья являются водосборной площадью большинства водотоков.

Стоки животноводческих хозяйств , специализирующихся на крупных поставках мясо-молочной продукции, представляют существенную угрозу водотокам. Если учесть, что большинство ферм из-за облегчения водопоя размещают по берегам рек и водоемов, то масштабы загрязнений возрастают пропорционально выпадающим дождям, которые фазу же смывают отходы животноводства непосредственно в водные объекты.

Значительный вред водным объектам наносят продукты распада сине-зеленых водорослей . При интенсивном развитии водорослей (особенно в теплых мало проточных водотоках и водоемах) отмечается сильное цветение воды и значительное ухудшение ее качества. В результате процессов брожения и гниения зеленой массы вода насыщается токсичными продуктами (фенолами, цианидами, высшими спиртами), обедняются кислородом, приобретают неприятные запахи. Это приводит к заболеванию и гибели рыбы, вода становиться непригодной для питья и рекреации. Биологическое загрязнение воды отмирающими водорослями сравнивается с промышленными сточными водами.

«Тепловое загрязнение» распространяется в связи с развитием тепловой и атомной энергетики, использующих природные воды в системах технологического охлаждения. Повышение температуры в результате «тепловых сбросов» увеличивает испарение, минерализацию, способствует развитию сине-зеленых водорослей.

Сплав леса и отходы водного транспорта вносят также достаточное количество загрязнений в водные объекты. Несмотря на принимаемые меры по полному прекращению молевого сплава, наносящего значительный ущерб природе и рыбному хозяйству, его еще применяют в отдельных районах. Отходами древесины, затонувшими бревнами при их разложении выделяются смолы, дубильные вещества, фенолы, поглощается кислород. Водный же транспорт в основном сбрасывает балластную воду, загрязненную нефтепродуктами, бытовые отходы, подсланевые воды. Аварии танкерного флота и разливы нефти при этом наносят большой ущерб природе.

Непоправимый вред водной среде наносит сброс радиоактивных отходов. Даже незначительные их концентрации, накапливаясь в водной флоре и фауне, представляют угрозу в последующем.

Атмосферное загрязнение поступает в водные объекты через газообразные выбросы в атмосферу промышленными предприятиями. Разносимые ветром на большие расстояния, продукты выбросов растворяются в атмосферной влаге и выпадают в виде "кислотных дождей" оседают на поверхность земли и смываются осадками, непосредственно ветром заносятся в водные объекты. Загрязнение природы через атмосферу носит глобальный характер.

В зоне действия водохозяйственных систем основными при­чинами истощения водных источников являются необоснованно большие площади орошаемых земель, завышенные площади под влаголюбивыми культурами, большие потери воды в водопроводящей сети и на орошаемых полях, завышенные потребительские нормы.

Основные причины загрязнения поверхностных водных источни­ков: сброс в них дренажных и сбросных вод с орошаемой или осушаемой территории, а также сброс сточных вод (бытовых, производственных, городских, животноводческих). Дренажные воды содержат остатки минеральных удобрений и пестицидов, применяемых на мелиорируемых землях. На засоленных землях они содержат также водорастворимые соли, вымываемые из почвы. Сбросные воды, сбрасываемые с орошаемых полей, кроме остатков минеральных и органических удобрений, пести­цидов содержат также продукты эрозии почв и растительный опад. С загрязненными водами в водоисточники ежегодно сбра­сывают сотни тысяч тонн различных токсинов, которые вызывают огромный экономический ущерб.

Основная причина загрязнения подземных вод - глубинная фильтрация оросительной воды, содержащей остатки удобрений, пестицидов и растворенных солей, а также сброс в грунтовые воды промышленных, канализационных и животноводческих стоков.

Использование предварительно очищенных сточных вод для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий снижает, но не исключает опасность загрязнения поверхностных водоис­точников и подземных вод.

Основные мероприятия по охране вод от истощения и загрязне­ния при эксплуатации водохозяйственных систем следующие: уменьшение оросительных и поливных норм, строго дифференцированное их применение в соответствии с природными условиями, предот­вращение потерь оросительной воды на орошаемых полях и в оросительной сети, уменьшение и полное прекращение сброса дренажных и сбросных вод за пределы системы.

Возможность уменьшения оросительных и по­ливных норм достаточно убедительно обоснована совре­менными научными исследованиями и практикой орошаемого земледелия. Они свидетельствуют, что так называемые биологи­чески оптимальные оросительные нормы, рассчитанные на опти­мальное водоснабжение растений и получение максимального урожая, экономически не эффективны.

Применение эксплуатационных строго диф­ференцированных режимов орошения в зави­симости от погодных условий года, гидрогеологических и по­чвенных условий каждого поля позволяет существенно снизить оросительные нормы.

Снизить потери воды можно за счет уменьшения суммарного водопотребления (мульчирование, применение защитных пленок) и за счет более эффективного использования атмосферных осадков.

Сокращение непроизводственных потерь из водопроводящей сети - важное средство охраны водных ресурсов. Потери воды в открытых водопроводящих каналах складываются из трех основных элементов: фильтрации (до 40...60 % подаваемого по каналу расхода), эксплуатационных (технологических) потерь (2...5 %) и испарения с поверхности воды (2...3 %). Для уменьшения потерь применяют инженерные и эксплуатационные мероприятия.

Инженерные мероприятия: устройство противофильтрационных покрытий (облицовка каналов), уменьшение водопроницае­мости грунта ложа каналов (уплотнение, кольматация и др.), замена каналов трубопроводами и лотками.

Эксплуатационные мероприятия: уменьшение действующей длины каналов за счет применения водооборотов и сосредоточенных поливов, равномерная во времени подача воды, очистка каналов от растительности и наносов, поддержание сооружений и затворов на них в исправном состоянии, устранение утечек через промоины и кротовины, своевременное закрытие системы на зиму. Эти мероприятия позволяют увеличить КПД ороситель­ной сети с 0,5...0,6 до 0,8...0,85 и в результате уменьшить забор воды из источников водных ресурсов.

Важное значение для предотвращения потерь воды из каналов системы на сброс имеет устройство аккумулирую­щих внутрисистемных и внутрихозяйственных водохранилищ, а также внедрение автоматизированного управления водораспределением с применением современной телеметрической и микропроцессорной техники. Такие системы позволяют оперативно управлять забором и распределением воды в соответствии с выделенными лимитами для хозяйств без холостых сбросов ее в водоприемники.

Необходимым условием охраны водных ресурсов являете также использование экономического механизма. Нужны строгие лимиты по забору воды в систему и отдельные хозяйства. При заборе воды сверх установленных лимитов должны вводится высокие налоги. В этом случае хозяйства (фермеры) будут вынуждены экономить воду, внедрят новые водосберегающие технологии.

Комплексная реконструкция и создание совершенных экологически устойчивых систем на принципах водооборота с очисткой и повторным использованием дренажных и сбросных вод наиболее радикальное, но дорогостоящее средство по охране водных ресурсов.