книги из ГПНТБ / Пояг, М. А. Комплексное использование и охрана водных ресурсов Молдавии

ния воды в качестве охладителя она возвращается в водоем в виде совершенно другого сырья по сравнению с исходным. Коренным образом меняется вода как сложный раствор, как биологическая среда и т. д. Отра­ ботанную воду тепловых электростанций относят к так называемым стокам, «теплового загрязнения». Эти сто­ ки, с одной стороны, стимулируют метаболизм (процесс

ние кислорода и тем самым вредно влияют на развитие гидробионтов и рыбы. В большинстве случаев «тепловое загрязнение» вызывает нежелательные экологические по­ следствия.

Высказываются мнения [21] об аналогичном изме­ нении качества воды мощными гидроэлектростанциями, использующими речной сток, зарегулированный крупны­ ми водохранилищами. Температурный режим воды здесь как в водохранилище, так и ниже плотины меняется

вода ниже гидроузла имеет более низкий уровень потен­ циальной продуктивности для пойм и как среды обита­ ния для низших и высших организмов. Другим стано­ вится качество воды по санитарным ее свойствам.

После создания для нужд гидроэлектростанции крупного водохранилища весьма существенно меняются свойства воды как активного агента, формирующего самые различные эгзогенные процессы; изменения гид­ равлического режима стока в нижнем бьефе активизи­ руют глубинную эрозию; волнения вызывают образию берегов в верхнем бьефе и т. п. Общая площадь зе­ мель, потерянных на берегах Цимлянского водохрани­ лища за двенадцать лет вследствие волновой образии, подтопления и заболачивания, формирования уровня, просадок и других видов усиленной эрозии, составила

3,5 тыс. га, всего же «а водохранилищах Волжского, Камского и Днепровского каскадов, на водохранилищах Свири и Волхова потеряно около 100 тыс. га, в том чис­ ле в результате образии — около 25 тыс. га [21].

Гидроэнергетика не только водопользователь, но и

30

водопотребитель еще и потому, что водохранилища гид­ роэлектростанций увеличивают потери речного стока на испарение с водной поверхности, в чем «вину» с гидро­ энергетикой разделяют и другие отрасли народного хозяйства, если они пользуются водными ресурсами во­ дохранилищ, такие как водный транспорт, рыбное хо­ зяйство. В целом по стране испарение с поверхности искусственных водоемов за рассматриваемые годы воз­

не всегда согласуется с ирригационным, энергетическим и транспортным их использованием и зачастую высту­ пает как наиболее водоемкий водопотребитель, «отни­ мающий» воду у других участников водохозяйственного комплекса. На Дубоссарском водохранилище на пло­ щади мелководья в 440 га с глубинами до двух метров ежегодно в течение мая и июня поддерживается посто­ янный уровень, необходимый для нормального протека­ ния нереста и нагула молоди рыбы. При этом тратится не менее 13,2 млн. м3 воды в «ущерб» энергетическому и в нижнем бьефе — транспортному использованию. Если принять ориентировочные удельные капитальные

руб. и текущие— 10,8 тыс. руб. Все это выдвигает рыб­ ное хозяйство в потребителя водных ресурсов.

Речное судоходство также «переквалифицирова­ лось» из водопользователя в водопотребителя, причем не только из-за своего «долевого» участия в увеличении потерь речного стока на испарение в результате созда­ ния водохранилищ, но также и из-за необходимости поддержания определенного уровня воды на реке Днестр (120—140 ом), соответствующего расходу стока 80 м3/сек. (2 523,2 млн. м3 в год). Эти расходы Днестра, по данным технико-экономического доклада «Укргидропроекта», достаточны для санитарных попусков. Под ними следует понимать тот минимальный расход воды, который следует сбрасывать из водохранилища в ниж­ ний бьеф для предохранения мокрого русла, лишенного прежнего объема проточной воды, от сильной активиза-

31

дни процессов гниения. Однако санитарный попуск ни­ как не обеспечивает достаточной очистки русла от гни­ лостных и других антисанитарных остатков, образую­ щихся в самой долине. Санитарные попуски нужны также и для разбавления и самоочищения сбрасываемых речным транспортом в водоемы отработанных остатков горючего из двигателей внутреннего сгорания и т. д-

Под процессами самоочищения следует понимать совокупность химико-бактериологических, физических и механических процессов, которые приводят к ликвида­ ции в водной массе водоема внесенных в него инород­ ных загрязняющих примесей. Следовательно, перемеши­ вание вод в результате турбулентной диффузии, так назы­ ваемое основное разбавление, и другие формы раз­ бавления сточных вод — одно из важнейших условий для полноценного самоочищения.

Принятый современной практикой минимальный санитарный попуск не предохраняет также и от резких нарушений в цепи биологических, почвообразователь­ ных, геоморфологических и других природных процессов и связей, ранее сложившихся в русле и долиде. Поэто­ му полноценный санитарный и профилактический по­ пуск, если вложить в эти термины тот смысл, который требуется для сохранения (или улучшения) природных условий, должен трактоваться не как некий постоянный минимальный расход, а как расход переменный, вклю­ чающий в себя и периодический «промыв» искусствен­ ными половодьями, и паводками русла. Необходимость

вэтом возрастает в связи с широким поступлением с сельскохозяйственных угодий различных химических препаратов и увеличивающихся сбросов в русло в раз­ ной мере очищенных сточных вод. Санитарные попуски

ввиде искусственных половодий не согласуются с по­ требностями судоходства, а это выдвигает речной транс­

порт из пользователя в потребителя водных ресурсов. Нужны разные уровни воды для судоходства и промыв­ ных искусственных половодий. .Критические значения уровней воды Днестра у г. Тирасполя за 58-летний пе­ риод наблюдший (1893—1941, 1945—1965) етижепа 2,61 м

над условным нулем и вызывает нарушение нормально­ го судоходства, а при превышении на 8,3 м над этим ус­ ловным нулем происходит выход воды на пойму и при

32

превышении на 9,2 м — полное затопление, приводящее при 9,3 м к катастрофическому состоянию [113].

Таким образом, в настоящее время водопользова­ телей в чистом виде становится все меньше. Практичес­ ки все участники водохозяйственного комплекса стали или становятся водопотребителями. Такие компоненты водохозяйственного комплекса, как судоходство, гидро­ энергетика, рыбное хозяйство, транспортирование и удаление отбросов, следовало бы отнести к проточному потреблению воды. При проточном водойотреблении во­ да может использоваться одновременно или последова­ тельно несколькими водопотребителями, а поэтому сум­ марный объем проточного водопотребления нельзя по­ лучить сложением отдельных его компонентов. Методика расчета проточного водопотребления совершенно не раз-, работана, а приводимые результаты по объемам водо­ потребления следует рассматривать как относительно

Здесь нельзя обойтись без прогноза. На языке эконо­ мической науки термин «прогноз» обычно относится к процессу определения того, как повлияет заданный комплекс исходных допущений, оценок на динамику ка­ кого-либо экономического показателя в будущем. Иног­ да, как это бывает при прямой экстраполяции, исход­ ное допущение сводится просто к тому, что в будущем все процессы станут развиваться точно так же, как в про­ шлом. Но независимо оттого, принимается ли такое прос­ тое допущение или сложный комплекс параметров, прог­ ноз— это не предсказание, так как последнее предста­ вляет собой откровенную попытку предвидеть будущее, поскольку при разработке прогнозов обычно из самых реалистических предпосылок, какие только возможны, логика.этих допущений нормально предопределяет ко­ нечные результаты независимо от степени их видимого правдоподобия или припуска на ошибки.

В оценке рассмотрений отраслей хозяйства по целям использования ими водных ресурсов подойдем по прин­ ципу прогнозов. Отрасли народного хозяйства, для ко­ торых чистая пресная вода является совершенно необ­ ходимым сырьем, будут постоянными потребителями

воды. К ним можно отнести водопроводы для городско­ го и сельского водоснабжения и санитарно-бытового обслуживания, орошаемое земледелие, животноводство, пищевую промышленность, а также курорты, туризм, водный спорт, охрану природы.

Отрасли же народного хозяйства, для которых в ус­ ловиях растущего спроса на воду и увеличивающегося напряжения водохозяйственного баланса пресная вода является сырьем, частично или полностью заменяемым, — это водопотребители «временные». К их числу можно отнести энергетику, транспорт, многие отрасли про­ мышленности, в которых с течением времени все более интенсивнее совершенствуются технологические схемы по удельному снижению пресной воды на единицу про­ дукции. При дефиците водных ресурсов эти отрасли народного хозяйства должны развиваться в новых фор­ мах без использования воды. Речной транспорт в прин­ ципе может быть заменен, кроме санитарно-туристиче­ ского и спортивного водного транспорта, неводными видами транспорта. Непосредственное преобразование энергии обычного или ядерного горючего, без промежу­ точной стадии генерации пара, обусловит отказ от ис­ пользования воды. Не исключено, что появятся системы воздушного охлаждения, совсем не нуждающиеся в воде.

Из такого подхода оценки видно, в какие отраслихозяйства должна в будущем преимущественно напра­ вляться пресная вода, если ее для всех не хватает.

С ростом водопотребления и возрастанием дефицита водных ресурсов несомненно будет происходить огра­ ниченное водопотребление некоторыми компонентами водохозяйственного комплекса. При недостатке пресной воды потребление ее в санитарно-оздоровительных це­ лях будет рационализировано, может быть, даже умень­ шено без ущерба для 'санитарного благосостояния: пре­ сная вода останется и в будущем важным моющим средством, но для удаления загрязнений можно будет потреблять соленую воду. Возможны также разработки приемов их удаления с помощью сжатого воздуха и т. д. Оборотное водоснабжение тепловых электростанций полностью перейдет на соленую воду. Следует также учитывать расходы на подачу соленой воды. Эти издер­

34

жки и будут определять целесообразность замены пре­ сной воды соленой.

В будущем следует полностью осуществить переход промышленных предприятий на оборотное водоснабже­ ние. Сточные воды хозяйственно-питьевого обслужива­ ния следует после соответствующей очистдш использо­ вать для технического водоснабжения промышленных предприятий. Необходимо добиться полного прекраще­ ния сброса каких-либо очищенных или неочищенных вод в природу. Больше внимания необходимо уделять проблемам экономики использования и охраны водных ресурсов.

Осуществление мероприятий по наиболее оптималь­ ным направлениям использования водных ресурсов свя­ зано с решением многих весьма сложных научных, тех­ нических, финансовых и организационных вопросов. Поэтому подход к решению этих задач должен быть по­ степенным, но с целенаправленной ориентацией на пер­ спективу.

з*

Г л а в а II

ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ к о м п л е к с И ЕГО ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

Вся совокупность взаимосвязанных водохозяйствен­ ных компонентов характеризует состояние развития во­ дохозяйственного комплекса (системы). Выделяемая из этой системы определенная ее часть для рассмотрения в качестве самостоятельной подсистемы в иерархической структуре состоит из одного или нескольких водохо­ зяйственных компонентов. Неделимая нее часть гидро­ систем с точки зрения рассматриваемой задачи относит­ ся к компонентам или элементам. Последние должны иметь достаточно четкую внутреннюю структуру и об­ ладать более высокой устойчивостью по отношению к целостности гидросистемы. Обычно в качестве водохозяй­ ственного компонента принимается составляющая водо­ хозяйственного комплекса, которая своими отношениями к воде очерчивается определенными закономерностями по освоению водных ресурсов для обеспечения питье­ вых, бытовых, промышленных, транспортных и энерге­ тических надобностей (водоснабжение населенных мест, промышленных, транспортных и энергетических пред­ приятий), использования энергии воды (гидроэнергети­ ка), использования воды для судоходства (водный тран­ спорт), использования водных недр (добыча из воды солей, водорослей), использования водной среды (разве­ дение рыбы и водоплавающей птицы) и т. д.

Помимо пользы, вода как стихия может наносить вред населению и народному хозяйству, например при наводнениях, вызываемых паводками. Вода может де­ формироватьрусла рек и разрушать их берега, зано­ сить территорию наносами при размывах рек, смывать плодородный слой почвы и разрушать территорию овра­ гообразовательной деятельностью (водная эрозия) и т. п.

36

Борьба с вредными и разрушительными действиями воды также составляет один из основных водохозяй­ ственных компонентов.

Кроме перечисленных основных водохозяйственных компонентов, необходимо упомянуть использование вод­ ных ресурсов в санитарных целях, включая борьбу с очагами малярии (осушением или затоплением заболо­ ченной местности, заселенной личинками комаров), для благоустройства населенных мест, спорта, обороны стра­ ны и т. п. Если же в качестве водохозяйственной систе­ мы применяется внутрикомпонентное (подразделение, то ее элементами могут считаться отдельные гидротехниче­ ские узлы и т. д. При таком подходе к водохозяйствен­ ным системам внутренняя структура элемента не явля­ ется предметом рассмотрения, существенны только та­ кие его свойства, которые определяют взаимодействия данного элемента с другими элементами водохозяйствен­ ной системы.

Величина, характеризующая один из элементов и принимающая любое значение в пределах, определяе­ мых данной водохозяйственной системой, называется ее переменной. Совокупность значения переменных с опреде­ ленной точностью характеризует состояние водохозяй­ ственной системы. Параметрами последней служат характеристики ее элементов, значение которых прини­ мается постоянным или малоизменяемым при рассмот­ рении системы. —

Таким образом, каждый водохозяйственный комплекс ■рассматривается как система, объединяющая конечное множество подсистем, и в то же время как составная часть водохозяйственной системы — высшего уровня. Это позволяет рассматривать водохозяйственные комплексы во всей взаимосвязи их структурных составляющих и учитывать все условия, существенно влияющие на их це­ лесообразную деятельность.

Водохозяйственный комплекс можно рассматривать как вероятностную динамическую систему большого масштаба. Он обменивается материальными, энергетиче­ скими и информационными потоками с. внешней средой, состоящей из ряда общественных, технологических и природных систем. Из него можно выделить много мень­ ших, которые проявляют достаточно тесную зависимость внутри себя и относительно свободную, соединяющиеся

37

между собой. В свою очередь эти системы также состоят из более мелких, которые богаты внутренними связями. Водохозяйственную систему любого из перечисленных уровней можно делить ио функциональным уровням. Так, в водопроводно-канализационном хозяйстве можно выделить систему водопроводов, очистных водопровод­ ных и канализационных сооружений и т. д.

Взаимодействие между водохозяйственными компо­ нентами или внутри их между элементами, обеспечи­ вающими их совместное согласованное функционирова­ ние, организуется в определенном порядке, через них осуществляется обмен информацией между компонента­ ми или элементами. Отсюда вытекает принцип двой­ ственного рассмотрения любой водохозяйственной сис­ темы, согласно которому для произвольной водной сис­ темы (комплекса) можно построить отображающую информационную систему, и наоборот, любая информа­ ционная система может быть реализована некоторой водной. Информационная система не равноценна ото­ бражающему ее водохозяйственному комплексу и не должна отождествляться с ним. Она представляет со­ бой субъективный подход рассмотрения.

Водохозяйственному комплексу присущи черты лю­ бой большой системы. Вместе с тем благодаря некото­ рым особенностям он отличается от других систем. Яв­ ляясь отраслью общественного производства, водное хозяйство подчинено общим законам его развития, но отличается от других отраслей материального произ­ водства социально-экономической природой, производи­ мой продукцией, средствами и условиями производ­ ства.

По своей социально-экономической природе колхоз­ ные и совхозные водные хозяйства являются однотип­ ными. Вместе с тем между ними имеются различия, ко­ торые необходимо учитывать в процессе их функциони­ рования.

Водное хозяйство не может производить свою про­ дукцию иначе, как путем транспортирования и очистки природной воды. Поскольку для этого производства необходимы естественные осадки и приток транзитных вод, их обычно регулируют посредством переброски, на­ копления водохранилищами или отъемом бытового сто­ ка. В водном хозяйстве вода — важнейшее, постоянное и

38

незаменимое средство производства. Без воды невозмо­ жно водохозяйственное производство. В отличие от ма­ шин, построек и других средств производства, которые в процессе производства изнашиваются и заменяются новыми, вода не только не утрачивает свою ценность, а наоборот, при правильном использовании может ме­ нять свои агрегатные свойства и многократно использо­ ваться. Это позволяет получать максимум продукции с единицы объема водных ресурсов и одновременно соз­ давать необходимые условия для дальнейшего восста­ новления отработанных вод и повышения их продуктив­ ности. Современная водохозяйственная наука располага­ ет средствами, позволяющими решать эту задачу. Такими возможностями, кроме земледелия, не распола­ гают другие отрасли материального производства.

Экономический процесс воспроизводства в водном хозяйстве переплетается с естественным процессом вос­ производства. Период водоосвоения, как правило, не совпадает с периодом естественного стока’ поверхно­ стных и подземных вод. В частности, орошаемое земле­ делие во время ранних наволочных весенних расходов рек вообще не потребляет воду, а в летние меженные периоды расходы воды максимальные. Сельскохозяй­ ственное, промышленное и городское водоснабжение в своих амплитудных колебаниях значительно отстает от соответствующих годовых колебаний речного стока.

Значительный разрыв между временем водопотребления и естественным стоком обусловливает необходи­ мость регулирования стока во времени и пространстве. Поэтому забираемый сток на народнохозяйственные ну­ жды приобретает стоимость.

Водное хозяйство, поставляя населению и народному хозяйству свою продукцию в виде стоимости воды и ус­ луг, тем самым обусловливает особенности технических процессов. На промышленных предприятиях предметы труда в начале производственного процесса заключают в себе, как правило, всю массу будущего продукта, в те­ чение которого исходный материал изменяет лишь каче­ ство или внешнюю форму. Иначе обстоит дело в водном хозяйстве. Здесь исходным материалом является природ­ ная вода, которая не содержит в себе всей массы буду­ щего продукта. Его масса создается в процессе производ­ ства путем изменения качественного состава или оказа-

39