Коммунальное, промышленное и сельскохозяйственное водоснабжение

Коммунальное водоснабжение . Доля коммунального водоснабжения в общем объеме потребляемой воды как в целом в мире, так и в России относительно невелика, но для жизни общества оно имеет решающее значение. Отсутствие чистой питьевой воды - одна из главных причин тяжелых инфекционных болезней. Свыше половины населения мира пользуется водой, не отвечающей санитарно-гигиеническим требованиям.

В России в отношении коммунально-бытового водоснабжения принят самый высокий показатель обеспеченности - 97% по числу бесперебойных лет. Коммунально-бытовое водоснабжение призвано удовлетворять потребности населения в воде, поэтому к ее качеству предъявляются очень высокие требования как по физическим свойствам, так и по химическим и бактериологическим показателям. Для приведения качества воды в соответствие с санитарно-гигиеническими нормативами ее фильтруют, коагулируют, с целью дезинфекции хлорируют или фторируют, для улучшения вкусовых качеств обогащают аммиаком.

Нормы хозяйственно-питьевого водоснабжения зависят от благоустройства жилого фонда населенного пункта, климатических, а нередко и исторических условий. Водопотребление на одного человека колеблется от 30-50 до 400 л/сут и более. Существенны колебания водопотребления и за рубежом. Так в Лондоне на одного человека приходится 260, а в Нью-Йорке - 600 л/сут. В среднем по России городское водопотребление оценивается в 450 л/сут, из них 50% идет на хозяйственно-питьевые, 20 - на коммунально-бытовые и 30% - на производственные нужды. Во многих небольших городах и поселках удельное водопотребление в 1,5-2 раза ниже среднего по стране.

Около 60% воды на коммунальное водоснабжение забирается из поверхностных и немногим более 40% из подземных источников, обладающих наилучшим качеством вод в связи с их минимальным загрязнением химическими веществами химическими веществами и патогенными микробами.

Дальнейшее совершенствование водопользования в коммунальном хозяйстве требует проведения ряда мероприятий, среди которых следует назвать: централизованное водоснабжение в ближайшие годы всего городского населения (в настоящее время - 98% городов и 86% поселков городского типа); всемирную экономию и снижение потерь питьевой воды; стабилизацию удельного водопотребления; разработку и внедрение усовершенствованных систем подачи и распределения воды; существенное повышение уровня механизации и автоматизации технологических процессов водопользования.

Водоснабжение промышленности . Промышленность является одним из крупнейших потребителей воды. Разные отрасли предъявляют различные требования к количеству и качеству воды. Так, на производство 1 т хлопчатобумажной ткани расходуется около 250 м 3 воды, 1 т синтетического волокна - 2500-5000 м 3 . Много воды требуется химической промышленности: около 1000 м 3 воды используется при производстве 1 т аммиака и 2000 м 3 - 1 т синтетического каучука. К числу водоемких потребителей относится и цветная металлургия: на 1 т никеля расходуется 4000 м 3 воды. Следует иметь в виду, что на предприятиях одной и той же отрасли в зависимости от технологического уровня производства на получение 1 т продукции используется различное количество воды, например на производство 1 т нефти требуется от 0,1 до 50 м 3 воды. Обычно расход воды на родственных предприятиях различается в 5-10 раз.

Большое внимание на объем потребляемой воды оказывают системы промышленного водоснабжения. При прямоточной системе вода из источников водоснабжения подается на предприятие, а после использования и очистки, а подчас и без нее возвращается в источник. В системах же оборотного водоснабжения воду после технологического процесса охлаждают, очищают и затем снова направляют в производственный цикл. Периодически для компенсации потерь система пополняется свежей водой. При повторной системе водоснабжения воду, использованную в одних процессах, передают для использования в других процессах этого же или иных предприятий и затем после соответствующей очистки сбрасывают в водные объекты. Нередко две последние системы комбинируются. Безвозвратный расход воды в промышленности чаще всего невелик и колеблется от 2 до 20% в зависимости от характера производства и применяемой технологии и лишь в редких случаях, как, например, в нефтеперерабатывающей промышленности достигает 50%. Безвозвратное водопотребление складывается из объема воды, вошедшей в состав продукции, и потерь на всех этапах технологического процесса.

Вода в промышленном производстве используется как сырье, растворитель. Теплоноситель, наконец, как среда, поглощающая и транспортирующая растворенные примеси. Более всего ее в промышленности используется для охлаждения: например в теплоэнергетике - 85% от общего расхода; основное количество воды на эти же цели идет и на металлургических заводах.

Несмотря на широкое внедрение оборотно-повторного водоснабжения - в среднем до 75%, а в некоторых отраслях и больше, промышленность ежегодно забирает из водных объектов около 50 км 3 воды, в том числе примерно 4 км 3 морской. Свыше 30 км 3 воды промышленные предприятия ежегодно сбрасывают в водные объекты, при этом всем видам очистки (механическая, биологическая и физико-химическая) подвергается лишь около половины сбрасываемых вод, примерно 5-7% вод сбрасывается вообще без очистки.

В условиях намечаемого ускорения развития промышленного производства важное значение приобретает выполнение мероприятий, направленных на совершенствование использования водных ресурсов. Важнейшее значение среди этих мероприятий имеют следующие: нормирование количества и качества воды, расходуемой в различных отраслях промышленности на единицу продукции; дальнейшее наращивание мощностей систем оборотно-повторного водоснабжения и замкнутых систем водоснабжения и замкнутых систем водопользования; применение в ряде отраслей промышленности очищенных сточных вод коммунального хозяйства; всемирное сокращение утечки воды; утилизация осадков в стоках промышленных предприятий и их обработка в целях дальнейшего использования в народном хозяйстве.

Следует иметь в виду, что наряду с сокращением удельного расхода свежей воды в некоторых отраслях промышленности, например нефтедобывающей и газовой, в перспективе расход увеличится, так как усложняются условия разработки и эксплуатации скважин.

Сельскохозяйственное потребление. Годовое потребление воды в сельской местности в нашей стране составляет около 12 км 3 . Основными потребителями воды являются сельские населенные пункты, животноводство, предприятия по переработке сельскохозяйственной продукции, а также производственные зоны по обслуживанию техники.

Характерная особенность водоснабжения сельских населенных пунктов - большая внутрисуточная неравномерность, значительные объемы безвозвратного водопотребления из-за слабого развития канализации и относительно невысокое удельное водопотребление на душу населения - 30-100 л/сут. В целом 33% сельских населенных пунктов имеют централизованное водоснабжение. По сравнению с коммунально-бытовым водоснабжением городов состояние водозаборных сооружений в сельской местности находится на более низком техническом уровне.

Для сельскохозяйственного водоснабжения в основном используются подземные воды. Использование поверхностных вод широко распространено лишь в некоторых районах России - Поволжском, Западно-Сибирском и Дальневосточном (30-35%).

Значительным потребителем воды в сельской местности является животноводство. Нормы потребления воды животными колеблются от 2 л/сут (ягненок) до 200 л/сут (корова). Вода, забираемая на нужды животноводства, должна удовлетворять тем же требованиям, которые предъявляются к воде, используемой для хозяйственно-питьевых целей. Поение скота загрязненной водой снижает продуктивность животных на 40-70%. В южных районах страны животноводство не может развиваться без обводнения обширных пастбищ, которые, как правило. Имеют очень ограниченные водные ресурсы.

Для улучшения сельскохозяйственного водоснабжения требуются: внедрение централизованных систем водоснабжения и водоотведения с сооружениями биологической очистки сточных вод; увеличение оборотного и повторного применения вод; тщательная очистка стоков и использование их для полива сельскохозяйственных культур; совершенствование водозаборов из поверхностных источников; опреснение минерализованных вод; использование солнечной энергии и энергии ветра для подъема воды. Повышение благоустройства сельских населенных пунктов и рост объема сельскохозяйственной продукции неизбежно приведут к росту сельскохозяйственного водоснабжения и водоотведения в ближайшей перспективе.

Энергетика.

Свыше 80% электроэнергии во всем мире, включая Россию, вырабатывается тепловыми электростанциями, которые являются наиболее крупными промышленными потребителями воды. Для их работы требуется воды в среднем 35-40 м 3 /с на 1 млн. кВт установленной мощности. Крупные тепловые электростанции обычно размещают на берегах больших рек, водохранилищ, озер или же для их работы создают специальные довольно значительные водохранилища, что требует больших капиталовложений.

Общий объем воды, потребляемой тепловыми электростанциями страны, составляет около 160 км 3 , в том числе свежей 70, оборотной 90 км 3 , что превышает годовой суммарный сток таких рек, как Днепр, Дон, Урал. Системы охлаждения прямотоком характерны для конденсационных электростанций, а для ТЭЦ, как правило, применяются оборотные системы. Около 95% сточных вод тепловых электростанций составляет охлаждающая вода, практически не загрязненная. Небольшая часть потребности электростанций в воде (около 8 км 3) покрывается морской водой. На морской воде работают станции на побережьях Балтийского и Каспийского морей, Тихого океана.

Воздействие электростанций на гидрологический и биологический режимы водоемов многообразно и обусловлено травмированием организмов при прохождении ими агрегатов станции вместе с охлаждающей водой, поступлением вместе со сбрасываемой водой добавочного тепла, повышающего температуру водоемов, и внесением загрязнений со сбросными водами.

При сбрасывании подогретых вод повышается температура воды в водоемах и водотоках, что отражается на фауне и флоре. Повышение ее до 20-25єС и более сказывается положительно, стимулируя рост и размножение организмов, а до 26-30єС и более - подавляет развитие основных групп гидробионтов. Непрерывный поток подогретой воды усиливает течение, которым сносится планктон. Изменяются условия обитания не только планктона, но и зообентоса из-за размыва этим потоком грунтов, нарушается кислородный режим, вода загрязняется нефтепродуктами. Солями тяжелых металлов, кислотами и щелочами, а через атмосферные выбросы - золой, оксидами серы, азота и т.д. Вместе с тем, если тепловые сбросы поступают в придонные слои, тепловой режим водоема и циркуляция водных масс в некоторых случаях могут быть улучшены. Положительно следует оценивать и отсутствие ледового покрова зимой или более короткий период его существования, поскольку это улучшает кислородный режим водоема.

Сказанное свидетельствует о важности выбора системы водоснабжения электростанций, необходимости более рационального размещения их, разработки или совершенствования системы технологических процессов по утилизации тепловых вод в хозяйстве. В этих целях проводятся научно-исследовательские и практические работы по использованию теплых вод для орошения сельскохозяйственных культур, водоснабжению животноводческих ферм, обогреву открытого грунта, выращиванию на корм рыбам зеленых водорослей и разведению рыб в бассейнах.

Учитывая, что в наиболее развитых странах в 2000 г. на охлаждение тепловых электростанций было использовано около 10% водных ресурсов, можно представить, насколько большое хозяйственное и экологическое значение имеет строительство тепловых электростанций на берегах водоемов. Снижению отрицательного воздействия тепловых электростанций на водоемы способствуют: максимальное ограничение прямоточных систем водоснабжения; применение оборотных систем; химическая обработка добавочной воды оборотных систем технического водоснабжения; повторное использование замасленных и мазутных вод после предварительной очистки; нейтрализация сточных вод подготовительных установок.

Важнейшей подотраслью топливно-энергетического и водного хозяйства страны является гидроэнергетика. Гидроэнергетический потенциал освоен в Поволжье и на Урале на 60-80%, в Сибири, на Дальнем Востоке и в Средней Азии от 3-5 до 20%. Установленные мощность и выработка электроэнергии ГЭС в энергосистемах страны составляют за последние десятилетия 18-20 и 12-14% соответственно. Ежегодная экономия топлива за счет работы ГЭС исчисляется в целом по стране 70-80 млн. т условного топлива.

Основная функция гидроэлектростанций в современных энергосистемах - регулирование равномерности суточной нагрузки энергосистем. Разница между максимальной и минимальной нагрузками суточного графика во всех энергосистемах составляет 10-20 млн. кВт. Покрытие пиков графиков нагрузки тепловыми электростанциями не всегда возможно и целесообразно по техническим и экономическим причинам. Частое чередование глубокой разгрузки и полной нагрузки тепловых агрегатов сокращает срок службы оборудования, увеличивает частоту и объем ремонтных работ, повышает аварийность, существенно увеличивает удельный расход топлива на производство электроэнергии. Агрегаты же гидроэлектростанций быстро (в течение 1 мин) и легко воспринимают нагрузку энергосистем. Возможный диапазон регулирования мощности гидроэлектростанций обычно близок к их полной установленной мощности.

На большинстве гидроэнергетических водохранилищ осуществляется суточное и недельное регулирование стока и только на наиболее крупных водохранилищах - сезонное и многолетнее. При отсутствии регулирующих водохранилищ гидроэлектростанции вырабатывали бы энергию не в соответствии с требованием энергетических систем, а в зависимости от водности реки в тот или иной период. Поскольку расход воды в реках в разное время года меняется в десятки и сотни раз, гидроэлектростанции без регулирующих водохранилищ также изменяли бы свою мощность и выработку энергии. Кроме того, при использовании гидроэнергоресурсов без регулирующих водохранилищ чрезвычайно трудно выбрать установленную мощность станции. Если бы мощность станции рассчитывалась в соответствии с максимальным расходом, то большую часть года многие агрегаты простаивали бы из-за недостатка воды. Так, для гидроэлектростанций, не имеющих регулирующих водохранилищ, характерен низкий коэффициент использования стока - нередко 0,1 - 0,2.

Помимо природных предпосылок, вызывающих необходимость создания водохранилищ для гидроэлектростанций, имеются технические и экономические факторы. Среди них - неравномерное потребление электроэнергии в течение как суток и недели, так и года, несовпадение во времени бытовых расходов воды в реке с графиком нагрузки энергосистемы.

В связи с ростом пиков графиков нагрузки в энергосистемах гидроэлектростанции не всюду справляются с их покрытием. Поэтому в последние десятилетия все шире развертывается строительство гидроаккумулирующих станций (ГАЭС), которые также предъявляют свои особые требования к водным ресурсам.

Основные элементы ГАЭС: два бассейна-водохранилища - верховой и низовой, расположенные на разных уровнях, обычно в пределах от нескольких десятков до 200 м; здание гидроэлектростанции с оборотными агрегатами, работающими попеременно в насосном и турбинном режимах; трубопроводы, соединяющие оба бассейна со зданием гидроэлектростанции. В период ночных провалов нагрузок в энергетической системе энергия тепловых и атомных электростанций используется агрегатами, работающими в насосном режиме для подкачки воды из низового бассейна в верховой. В период же пика нагрузки вода из верхового бассейна сбрасывается в низовой и ГАЭС питает энергосистему.

На большинстве эксплуатируемых гидроаккумулирующих станций низовые и верховые бассейны созданы специально: низовой - путем строительства небольшой плотины в русле реки, верховой - посредством выемки и обвалования бассейна, как правило, по всему его периметру. По мере развития ГАЭС и увеличения их установленной мощности (до 2 млн кВт) в качестве низового бассейна используются естественные озера и водохранилища.

Одна из проблем, возникающих при эксплуатации ГАЭС, - их влияние на окружающую среду, прежде всего на низовой бассейн. Забор в течение суток десятков миллионов кубических метров воды в верховой бассейн и сброс этой воды в низовой бассейн оказывают существенное воздействие на режим уровней, течения, а, следовательно, на все гидрологические процессы в водоеме. Значительная ежесуточная амплитуда колебаний уровня воды в водоемах активизирует процессы переработки берегов, влияет на условия нереста и нагула рыбы, растительность, качество воды, состояния и условия использования пляжей. Естественно, чем крупнее водохранилище или озеро, тем меньше меняются природные условия при использовании его в качестве низового бассейна ГАЭС.

Водный транспорт и лесосплав.

Протяженность внутренних водных путей в стране составляет 123,2 тыс. км. Длина искусственных водных путей, пролегающих по водохранилищам, каналам, шлюзованным и зарегулированным рекам, превышает 21 тыс. км.

В грузообороте всех видов транспорта на речной приходится немногим более 4%. В 1996 г. было перевезено 649 млн т грузов, грузооборот достиг 256 млрд т · км. В перевозках речного транспорта превалируют сухогрузы (558 млн. т). Это в основном минеральные строительные материалы, каменный уголь и кокс, нефтепродукты, лес и дрова, зерно, металлы и металлолом. Стоимость перевозок грузов речным транспортом на 1/3 ниже, чем по железной дороге, и в 3-15 раз меньше, чем автотранспортом.

Несмотря на незначительный удельный вес в общем грузообороте, водный транспорт занимает существенное место в народной хозяйстве. В районах Европейского Севера, Северо-Западном, Поволжском, Волго-Вятском, Восточно-Сибирском доля перевозки грузов речным транспортом составляет 20-40% от общего объема перевозок. Значение водного транспорта для развития промышленности и сельского хозяйства северных и восточных районов страны трудно переоценить.

Относительно небольшая доля речного транспорта в общем грузообороте многих стран, в том числе и России, объясняется сезонностью его работы, несовпадением в некоторых районах сети внутренних водных путей с основным направлением грузопотоков, изолированностью речных бассейнов, как правило, малыми глубинами на незарегулированных участках, ступенчатостью глубин в пределах одного и того же бассейна, наличием перекатов и порожистых участков с большой скоростью течения, неустойчивостью судовых фарватеров и другими причинами. Устранить многие из перечисленных недостатков внутренних водных путей можно лишь путем строительства гидроузлов и каналов и создания водохранилищ.

Для речного транспорта желательнее начинать строительство гидроузлов в верховьях рек, поскольку в этих случаях благодаря водохранилищам увеличиваются судоходные глубины на наиболее мелководных участках рек за счет создания как подпора, так и специальных навигационных попусков в нижние бьефы. Иногда в интересах речного транспорта строительство гидроузлов предпочтительно начинать на том участке реки, где имеются пороги, мешающие судоходству.

Превращение рек в каскады водохранилищ и зарегулирование их стока существенным образом изменило и условия лесосплава, играющего в России значительную роль в перевозках леса. Зарегулирование стока привело к ликвидации молевого сплава, при котором отмечаются большие потери древесины, и создало возможности для перехода на транспортировку леса в кошелях, «сигарах», плотах и на грузовых судах, а также для вовлечения в эксплуатацию новых лесных районов благодаря образованию водных путей по рекам, ранее непригодным для лесосплава.

Отрицательные последствия зарегулирования стока для лесосплава заключаются в наличии более трудных ветро-волновых условий, сокращении длительности навигации, резком снижении скорости течения (имеет значение для рек, где лес в основном сплавляется вниз по течению), резком суточном и недельном колебании уровней воды в нижних бьефах гидроэлектростанций, необходимости расчленения плотов на секции для проводки леса через шлюзы и последующего формирования в плоты в нижнем бьефе.

Основные положительные последствия зарегулирования стока для лесосплава, как и для судоходства, заключаются в увеличении глубины, ширины и радиуса закругления судового хода, а следовательно, и сплавопропускной способности рек, в обеспечении более постоянных уровней воды в период навигации, в возможности укрупнения сплоточно-формировочных рейдов, что позволяет повысить механизацию и автоматизацию рейдовых работ.

Из сказанного следует, что положительные факторы при создании гидроузлов и водохранилищ для речного транспорта и лесосплава имеют большее значение, чем отрицательные. Себестоимость перевозок грузов по водохранилищам в зависимости от увеличения гарантируемых глубин по сравнению с себестоимостью перевозок по реке в естественном состоянии уменьшается в 1,5-5 раз, а капиталовложения в речной транспорт - в 1,2-3 раза.

Строительство гидроузлов и образование водохранилищ явилось существенным вкладом в создание единой глубоководной системы внутренних водных путей Европейской части России.

Рыбное хозяйство.

Внутренние моря, озера, реки и водохранилища России богаты рыбными ресурсами. В них обитают более 1000 видов рыб, из которых около 250 служат объектами рыболовства. Жизнь наиболее ценных для промысла проходных и полупроходных рыб теснейшим образом связана с реками. Время пребывания в реке от момента входа в устье для прохода к местам нереста до ската молоди в море составляет для некоторых видов проходных рыб 15-20 мес. Улов рыбы во внутренних водоемах колебался в первой половине XX в. от 600 до 900 тыс. т в год. В 1995 г. общий улов составил 10,5 млн т.

В последние годы резко изменились условия промысла и воспроизводства рыб. Многие водоемы подверглись мощному антропогенному воздействию. Сток ряда рек, имеющих большое рыбохозяйственное значение (Волга, Дон), зарегулирован. Отрезаны нерестилища ценных видов проходных рыб, иными стали условия обводнения нерестилищ сельдевых. Рыба гибнет в турбинах ГЭС и водозаборах. Продолжается крупномасштабное химическое и биологическое загрязнение водоемов. Все это привело к разрушению или значительному нарушению некоторых водных экосистем, а, следовательно, к ухудшению естественного воспроизводства рыбных запасов и резкому сокращению численности многих ценных промысловых рыб. Так, Аральское море практически потеряло рыбохозяйственное значение. Общий улов в Азовском море снизился примерно вдвое. Наиболее ценных видов (судак, лещ, тарань, сельдь и осетровые) - почти в 15 раз. Самым значимым рыбохозяйственным водоемом страны является Каспийское море. На него приходится половина уловов из внутренних водоемов страны, а осетровых - около 90%.

За последние 40 лет уловы во внутренних морях резко ухудшились по качественному составу. Например, если ранее преобладали частиковые, сельди и другие ценные виды рыб, то сейчас их доля снизилась до 20%, а удельный вес кильки вырос до 80% от общего улова.

Во многих озерах и водохранилищах качественный состав уловов также ухудшился, что объясняется антропогенным воздействием.

Для сохранения и повышения продуктивности водоемов наряду с освоением слабоэксплуатируемых районов Мирового океана следует осуществить мероприятия по повышению продуктивности прибрежных районов РФ путем мелиорации, акклиматизации рыб и беспозвоночных. Большие работы предстоит провести и на внутренних водоемах. Диапазон этих мероприятий очень велик: от прекращения загрязнения внутренних водоемов, обеспечения приемлемого для рыбного хозяйства гидрологического режима, организции новых рыбоводных заводов по промышленному разведению молоди осетровых, лососевых и других ценных видов рыб и повышения эффективности более чем 160 имеющихся заводов, создания широкой сети рыбопитомников для обеспечения молодью рыб прудовых и озерных рыбхозов и зарыбления водохранилищ до построения математических моделей функционирования водных экосистем. Важное значение будут иметь также развертывание производства рыбы с использованием тепловых вод электростанций и других энергетических предприятий, организация на водоемах-охладителях промышленного разведения растительноядных рыб, рационализация и регулирование рыбоводства во внутренних водоемах, создание биологически обоснованных рыбозащитных и рыбопропускных сооружений на реках и водотоках.

Рекреация.

Организация отдыха населения становится все более актуальной задачей во многих странах мира. В организации отдыха особая роль принадлежит водоемам. Возможность заниматься разнообразными видами отдыха и спорта, благоприятная температура и влажность воздуха вблизи воды. Эстетическое действие живописных ландшафтов, смена впечатлений - все это позволяет считать водоемы природными лечебницами.

В России моря, озера, водохранилища, крупные и средние реки имеют важное рекреационное значение. Малые реки длиной до 25 км особого интереса для массового рекреационного использования не представляют, так как в естественном состоянии после прохождения весеннего паводка сильно мелеют.

Одним из существенных рекреационных ресурсов являются водные ресурсы морей - Черного, Азовского и Каспийского. Однако для рекреации пригодна лишь небольшая доля береговой линии с благоприятным сочетанием различных природных факторов.

Реки, озера и моря широко используются для целей отдыха, но не могут полностью удовлетворить постоянно возрастающий спрос. Поэтому одним из существенных водных рекреационных ресурсов, значение которого возрастает, являются водохранилища. Их рекреационное использование представляет особенно большой интерес в силу следующих причин:

во многих районах, особенно бедных естественными водоемами, водохранилища повышают рекреационную ценность и емкость ландшафтов, а в некоторых случаях служат ядром, вокруг которого создаются такие ландшафты;

большинство водохранилищ комплексного назначения строятся вблизи городов, нередко города находятся непосредственно на берегах водохранилищ;

небольшие водохранилища рекреационного назначения могут сооружаться и на территории городов;

водохранилища комплексного и одноцелевого назначения в горных и северных районах имеют хорошие подъездные пути, поэтому они больше доступны для рекреационного использования, чем озера;

длина береговой линии водохранилищ в ряде стран мира, в том числе и России, существенно превышает длину береговой линии морей.

Однако нередко создание водохранилищ вызывает и отрицательные последствия для рекреационного использования территории: затопление и подтопление объектов, представляющих большую ценность для организации отдыха (минеральных источников, санаториев, памятников архитектуры и др.).

При оценке рекреационного потенциала водных объектов нельзя ориентироваться только на акваторию или территорию береговой зоны, как это нередко делается, а должны учитываться в совокупности все факторы и условия акваториально-территориального рекреационного комплекса.

Предъявляя высокие требования к качеству окружающей среды, рекреационная деятельность при ее неконтролируемом развитии может оказывать как «массированное», так и «залповое» неблагоприятное воздействие на природную среду.

Оптимизация рекреационного водопользования является сложной проблемой. Целевая установка ее - максимум эффективности рекреационного использования водных объектов при минимальном отрицательном воздействии на качество воды и состояние экосистем при равных единовременных и эксплуатационных затратах. Ее решение невозможно без разработки научных основ определения допустимых рекреационных нагрузок. Эти нормы значительно изменяются по отдельным странам и районам одной страны в зависимости от параметров водных объектов, интенсивности их использования отдыхающими и других факторов. В соответствии с различными нормами на одну весельную лодку требуется от 0,4 до 2 га водной поверхности, моторную и парусную - от 1,2 до 8 га, водные лыжи - от 4 до 16 га, одного купающегося - от 4 до 23м 2 водной поверхности и от 20 до 46 м 2 пляжа. В районах, ощущающих острый недостаток во внутренних водоемах, эти нормы несколько ниже. Желательные параметры водоемов изменяются в зависимости от видов рекреационных занятий в довольно больших пределах: площадь - от 5 га для купания до 300-900 га для парусного спорта, длина - от 50 м для купания до 15 км для водно-моторного спорта и т. п. (4)

Интенсивное развитие промышленности и сельскохозяйственного производства, повышение уровня благоустройства городов и населенных пунктов, значительный прирост населения обусловили в последние десятилетия дефицит и резкое ухудшение качества водных ресурсов практически во всех регионах России.

Одним от основных путей удовлетворения потребностей общества в воде является инженерное воспроизводство водных ресурсов, т.е. их восстановление и приумножение не только в количественном, но и в качественном отношении.

Перспективы рационального воспроизводства технологического расхода воды связаны с созданием на предприятиях систем повторно-последовательного, оборотного и замкнутого водоснабжения. В их основу положено удивительное свойство воды, позволяющее ей не изменять своей физической сущности после участия в производственных процессах.

Промышленность России характеризуется высоким уровнем развития систем оборотного водоснабжения, за счет которых экономия свежей воды, расходуемой на производственные нужды, составляет в среднем 78%. Лучшие показатели использования оборотных систем имеют предприятия газовой (97%), нефтеперерабатывающей (95%) отраслей, черной металлургии (94%), химической и нефтехимической (91%) промышленности, машиностроения (85%).

Максимальные расходы воды в системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжения характерны для Уральского, Центрального, Поволжского и Западно-Сибирского экономических районов. В целом по России соотношение объемов использования свежей и оборотной воды составляет соответственно 35,5 и 64,5%.

Широкое внедрение совершенных водооборотных систем (вплоть до замкнутых) способно не только решить проблему водообеспечения потребителей, но и сохранить природные водоисточники в экологически чистом состоянии.

Использование водных ресурсов

В последние годы из-за экономической дестабилизации, приведшей к падению выпуска промышленной продукции, снижению продуктивности сельского хозяйства и сокращению орошаемых площадей, в России наметилось уменьшение объемов водопотребления (за 1991 -1995 гг. пресной воды - на 20,6%, морской - на 13,4%). Изменилась и структура использования пресной воды: водопотребление на производственные нужды сократилось на 4% (с 53% в 1991 г до 49% в 1995 г), на орошение и обводнение - на 3% (с 19 до 16%),в то же время доля хозяйственно-питьевого водоснабжения возросла на 4% (с 16 до 20%).

К 1997 г. объем использования пресной воды составил в России 75780,4 млн. м3/год, морской - 4975,9 млн. м3/год.

Коммунальное водоснабжение

Коммунальное хозяйство России обеспечивает потребность в воде городского населения, коммунальных, транспортных и прочих непромышленных предприятий, а также расходы воды на благоустройство населенных пунктов, полив улиц и тушение пожаров.

Отличительная особенность коммунального хозяйства - постоянство водопотребления и жесткие требования, предъявляемые к качеству воды.

Основной объем (84-86%) потребляемой воды используется для хозяйственно-питьевых нужд населения, в среднем по России удельное водопотребление на одного городского жителя составляет 367-369 л/сут.

Около 99% городов, 82% поселков городского типа, 19,5% населенных пунктов в сельской местности обеспечены централизованным водоснабжением. Благоустройство городского жилого фонда в среднем по стране характеризуется следующими показателями обеспеченность центральным водопроводом - 83,8%, канализацией - 81,4% центральным отоплением - 84,7%, ванными и душем - 76,7%, горячим водоснабжением - 70,8% (данные за 1996 год).

В поверхностные водные объекты предприятиями отрасли отводится около 13 км 3/год сточных вод, по разным причинам в структуре сбрасываемых вод преобладают недостаточно очищенные. В целом по стране через системы очистных сооружении предварительно пропускается около 70% всей подаваемой воды.

Из-за неблагополучного состояния источников питьевого водоснабжения и несовершенства системы водоподготовки не теряет своей остроты проблема качества воды. Стандартные сооружения очистки, включающие двухступенчатую схему осветления, обесцвечивания и обеззараживания не справляются с возрастающими нагрузками новых загрязнителей (тяжелых металлов; пестицидов, галогенсодержащих соединений, фенолов, формальдегидов). Хлорирование воды, содержащей органические вещества, накапливающиеся в водных источниках, приводит к ее вторичному загрязнению и образованию канцерогенных хлорорганических соединений.

Около 70% промышленных предприятий сбрасывают в коммунальную канализацию сточные воды, в которых, в частности, содержатся соли тяжелых металлов и ядовитые вещества. Осадок, образующийся при очистке таких сточных вод, не может быть использован в сельском хозяйстве, что создает проблемы с его утилизацией.

Промышленное водоснабжение

Промышленное водоснабжение, обеспечивающее функционирование технологических процессов, является ведущим направлением водопользования. Системы промышленного водоснабжения включают в себя гидротехнические сооружения по забору технической воды и доставке се предприятиям, а также системы водоподготовки.

Промышленный потенциал каждого экономического района Российской Федерации представлен практически всеми основными отраслями. Есть и такие районы, где преимущественно сконцентрированы совершенно определенные отрасли промышленности. Например, 46% объема производства легкой промышленности сосредоточено в Центральном экономическом районе, на долю Уральского экономического района приходится около 70% продукции черной и цветной металлургии, на долю Западно-Сибирского - 46% топливной промышленности.

Объемы водопотребления зависят от структуры промышленных предприятий, уровня технологии, выполняемых мероприятий по экономии воды. Наиболее водоемкими отраслями являются теплоэнергетика, черная и цветная металлургия, машиностроение, нефтехимическая и деревообрабатывающая промышленность. На долю самой водоемкой отрасли - электроэнергетики - приходится около 68% суммарного потребления свежей и 51% - оборотной воды.

Так как большинство промышленных объектов сосредоточено в крупных городах, в России преимущественное развитие получили объединенные промышленно-коммунальные системы водоснабжения, что, в свою очередь, приводит к неоправданно высоким расходам на промышленные нужды воды питьевого качества (до 30-40% суточной подачи городских водопроводов).

Предприятия промышленности являются основным источником загрязнения поверхностных вод, ежегодно сбрасывая большое количество отработанных сточных вод (в 1996 г. - 35,5 км"). Особенно разнообразны по своим свойствам и химическому составу сточные воды химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной и угольной промышленности. Несмотря на достаточную мощность очистных сооружений, только 83-85% отводимых сточных вод соответствуют нормативным требованиям. В структуре отводимых вод, содержащих загрязняющие вещества выше нормативного уровня, сброс без очистки составляет в настоящее время 23% (в 1991 г- 28%), остальные воды сбрасываются недостаточно очищенными.

Сельскохозяйственное водоснабжение

В сельской местности водоснабжение осуществляется главным образом по локальным системам и путем индивидуального обеспечения водопользователей. Системы локального водоснабжения в очень сильной степени зависят от качества воды в источниках и, в случае необходимости, оборудуются специальными сооружениями. В районах с высокой плотностью сельского населения применяются групповые системы.

Для нужд отрасли из природных водных источников забирается около 28% суммарного объема изъятия воды.

Среди сельскохозяйственных отраслей основным потребителем свежей воды н крупным загрязнителем поверхностных водоемов, сбрасывающим через коллекторно-дренажную сеть неочищенные сточные воды, является орошаемое земледелие. Серьезную опасность для поверхностных водоемов представляет вынос с сельскохозяйственных полей удобрений и ядохимикатов.

Другим крупным водопотребителем и мощным источником загрязнения поверхностных и подземных вод являются животноводческие комплексы по выращиванию крупного рогатого скота, свиней, птицы. Очистка животноводческих сточных вод связана с большими трудностями, поскольку перед сбросом в водные объекты их необходимо длительное время выдерживать в прудах-накопителях.

Водный транспорт

Водный транспорт является едва ли не самым древним водопользователем. По внутренним водным путям России (рекам, озерам, водохранилищам, каналам), имеющим общую протяженность свыше 400 тыс. км, перевозится до 50 млн. т грузов.

При использовании рек и других водных объектов для судоходства необходимо поддерживать на них гарантированные глубины, режим стока и прочие условия, обеспечивающие бесперебойную работу водного транспорта в навигационный период.

В ряде случаев интересы водного транспорта вступают в противоречия с интересами других водопользователей и водопотребителей, таких как водоснабжение, орошение, гидроэнергетика. Например, гидростроительство, с одной стороны, позволяет увеличить глубину и ширину водного пути, ликвидировать пороги, а с другой - вносит серьезные осложнения в работу водного транспорта за счет сокращения продолжительности навигационного периода, резких суточных и недельных колебаний расходов и уровней воды в нижних бьефах гидростанций.

Водный транспорт, не предъявляя высоких требований к качеству воды, является одним из значительных источников загрязнения водных объектов нефтепродуктами и взвешенными веществами.

Весьма неблагоприятное воздействие на экологическое состояние водоемов оказывает лесосплав, изменяя естественное состояние русел, засоряя водные объекты затопленной древесиной, разрушая нерестовые участки.

Рыбное хозяйство

Рыбное хозяйство непосредственно связано с использованием водных ресурсов и предъявляет очень высокие требования к их режиму, количественному и качественному состоянию. Для успешного воспроизводства и нормального развития рыбы необходимы чистая вода с достаточным количеством растворенного кислорода и отсутствием вредных примесей, соответствующая температура и обеспеченность кормами. Нормативы качества воды для рыбохозяйственных объектов более строгие, чем для источников питьевого водоснабжения.

В России около 30% уловов во внутренних морях и водоемах приходится на долю пресноводных рыб (щуки, леща, судака, плотвы, окуня, сазана, сига, севрюги, белуги, семги, кеты, горбуши). В последние годы отмечается сокращение уловов, что обусловлено уменьшением продуктивности рыбохозяйственных объектов в результате интенсивного антропогенного воздействия.

Увеличение воспроизводства рыбы осуществляется за счет искусственного рыборазведения на рыбоводных заводах, в нерестово-выростных хозяйствах, рыбопитомниках. Весьма перспективным направлением является выращивание рыб в водоемах-охладителях тепловых электростанций.

Рекреации

Водные объекты - излюбленное место для отдыха, спорта, оздоровления людей. Практически все рекреационные учреждения и сооружения размещены либо на берегах водоемов, либо вблизи них. В последние годы масштабы рекреационной деятельности на водных объектах постоянно растут, чему способствует увеличение численности городского населения и совершенствование транспортных коммуникаций.

В Российской Федерации на берегах водоемов расположено около 60% всех санаториев, свыше 80% учреждений отдыха. 60% туристических баз и 90% рекреационных объектов для самого массового в стране пригородного отдыха.

Использование водных ресурсов

В последние годы из-за экономической дестабилизации, приведшей к падению выпуска промышленной продукции, снижению продуктивности сельского хозяйства и сокращению орошаемых площадей, в России наметилось уменьшение объемов водопотребления (за 1991 -1995 гг. пресной воды — на 20,6%, морской — на 13,4%). Изменилась и структура использования пресной воды: водопотребление на производственные нужды сократилось на 4% (с 53% в 1991 г до 49% в 1995 г), на орошение и обводнение — на 3% (с 19 до 16%),в то же время доля хозяйственно-питьевого водоснабжения возросла на 4% (с 16 до 20%).

К 1997 г. объем использования пресной воды составил в России 75780,4 млн. м3/год, морской — 4975,9 млн. м3/год.

Коммунальное водоснабжение

Отличительная особенность коммунального хозяйства — постоянство водопотребления и жесткие требования, предъявляемые к качеству воды.

Около 99% городов, 82% поселков городского типа, 19,5% населенных пунктов в сельской местности обеспечены централизованным водоснабжением. Благоустройство городского жилого фонда в среднем по стране характеризуется следующими показателями обеспеченность центральным водопроводом — 83,8%, канализацией — 81,4% центральным отоплением — 84,7%, ванными и душем — 76,7%, горячим водоснабжением — 70,8% (данные за 1996 год).

Промышленное водоснабжение

Промышленный потенциал каждого экономического района Российской Федерации представлен практически всеми основными отраслями. Есть и такие районы, где преимущественно сконцентрированы совершенно определенные отрасли промышленности. Например, 46% объема производства легкой промышленности сосредоточено в Центральном экономическом районе, на долю Уральского экономического района приходится около 70% продукции черной и цветной металлургии, на долю Западно-Сибирского — 46% топливной промышленности.

Объемы водопотребления зависят от структуры промышленных предприятий, уровня технологии, выполняемых мероприятий по экономии воды. Наиболее водоемкими отраслями являются теплоэнергетика, черная и цветная металлургия, машиностроение, нефтехимическая и деревообрабатывающая промышленность. На долю самой водоемкой отрасли — электроэнергетики — приходится около 68% суммарного потребления свежей и 51% — оборотной воды.

Предприятия промышленности являются основным источником загрязнения поверхностных вод, ежегодно сбрасывая большое количество отработанных сточных вод (в 1996 г. — 35,5 км’). Особенно разнообразны по своим свойствам и химическому составу сточные воды химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной и угольной промышленности. Несмотря на достаточную мощность очистных сооружений, только 83-85% отводимых сточных вод соответствуют нормативным требованиям. В структуре отводимых вод, содержащих загрязняющие вещества выше нормативного уровня, сброс без очистки составляет в настоящее время 23% (в 1991 г- 28%), остальные воды сбрасываются недостаточно очищенными.

Сельскохозяйственное водоснабжение

Для нужд отрасли из природных водных источников забирается около 28% суммарного объема изъятия воды.

Водный транспорт

В ряде случаев интересы водного транспорта вступают в противоречия с интересами других водопользователей и водопотребителей, таких как водоснабжение, орошение, гидроэнергетика. Например, гидростроительство, с одной стороны, позволяет увеличить глубину и ширину водного пути, ликвидировать пороги, а с другой — вносит серьезные осложнения в работу водного транспорта за счет сокращения продолжительности навигационного периода, резких суточных и недельных колебаний расходов и уровней воды в нижних бьефах гидростанций.

Рыбное хозяйство

Рекреации

Водные объекты — излюбленное место для отдыха, спорта, оздоровления людей. Практически все рекреационные учреждения и сооружения размещены либо на берегах водоемов, либо вблизи них. В последние годы масштабы рекреационной деятельности на водных объектах постоянно растут, чему способствует увеличение численности городского населения и совершенствование транспортных коммуникаций.

Водные ресурсы (оглавление)
Состояние водных ресурсов в мире >>

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

Дата публикования: 2014-10-19; Прочитано: 346 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.002 с)…

Абиотические, биотические и антропогенные экологические факторы

Охрана и рациональное использование недр

Под недрами понимают верхнюю часть земной коры, в пределах которой осуществляется добыча полезный ископаемых…

Актуальность охраны природы

РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ И ИХ ОХРАНА

Когда мы хотим подчеркнуть ценность чего-либо, мы обычно сравниваем это что-то с золотом.

Белым золотом называют хлопок, зеленым — лес, черным — нефть. С чем же сравнить ценность обычной, простой, не говоря уже о минеральной…

Анализ возможности использования короотходов ООО «Камабумпром» в сельском хозяйстве

1.4 Использование короотходов в сельском хозяйстве

Многолетние исследования показали, что после соответствующей подготовки кора может быть использована в качестве мульчи и почвенного кондиционера, а также как субстрат для растений…

Изменение гидросферы

2.1 Использование воды в сельском хозяйстве

Земледелие — самый крупный потребитель воды.

В Египте, где почти не бывает дождей, все земледелие основано на орошении…

Мониторинг загрязнения вод суши

3.1 Состояние, охрана и использование водных ресурсов в Нижнекамском районе и г. Нижнекамск

По данным аналитического контроля за последние пять лет, качественный состав вод рек, расположенных в Нижнекамском районе, остается более или менее стабильным.

Наиболее загрязненными являются рр. Тунгуча, Зай, на качество вод…

Обеспечение экологической безопасности в строительстве

5.3 Охрана и рациональное использование земель

Территория, предназначенная для размещения проектируемого объекта, расположена в центральной части г. Симферополя.

Площадь участка 0,1826 га, площадь застройки — 0,045 га. Рельеф участка спокойный, с плавным понижением на северо-восток…

Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов в России

2.2 Охрана и рациональное использование водных ресурсов

Вода является важным источником продовольствия для людей и других обитателей суши, источником получения ценного сырья и топлива. Океаны, моря, реки и другие водоемы представляют собой природные пути сообщения и имеют рекреационное значение…

Промышленная экология полимерных плёночных материалов и искусственной кожи

1.
Рациональное использование водных ресурсов. Различные системы водопользования на промышленных предприятиях. Основные принципы создания замкнутых водооборотных и бессточных систем

Вода занимает особое положение среди природных богатств Земли. Известный русский и советский геолог академик А. П.

Водные ресурсы Земли

Карпинский говорил, что нет более драгоценного ископаемого, чем вода, без которой жизнь невозможна…

Промышленные загрязнения окружающей среды

2. Охрана и рациональное использование водных ресурсов.

Водные ресурсы — это запасы поверхностных вод, уже использованные или подлежащие использованию в будущем, включают поверхностные и подземные воды.

Усиление антропогенного воздействия на реки, озера и водохранилища…

2. Охрана и рациональное использование земельных ресурсов

Почва — главное средство сельскохозяйственного производства и основа агроэкосистем.

Человечество получает из почвы около 95% всех продуктов питания…

Разработка экологического паспорта ТНВ «Чечель и К»

7. Охрана и рациональное использование водных ресурсов

Орловская область — край многочисленных рек и представляет собой географический центр питания важнейших речных систем Европейской части России, На ее территории формируется поверхностный сток рек бассейна Волги, Дона и Десны…

Рациональное использование природных ресурсов

б) рациональное использование водных ресурсов.

Водоотводящие системы и сооружения — это один из видов инженерного оборудования и благоустройства населенных пунктов, жилых, общественных и производственных зданий, обеспечивающих необходимый санитарно-гигиенические условия труда…

Экологическое обоснование (ОВОС) проектов добычи полезных ископаемых

3.2.2 Охрана и рациональное использование природных ресурсов

В этом разделе указываются следующие сведения: 1.

Охрана и рациональное использование земельных ресурсов…

Экологическое состояние водных объектов Челябинской области

4. Регулирование, использование и охрана водных ресурсов

Общий объем сброса сточных и транзитных вод по области в 2005 г. составил 799,80 млн м3, что на 68,47 млн м3 больше, чем в предыдущем году, в т.ч. по приемникам стоков: — в поверхностные водные объекты — 666,64 млн м3 сточной воды и 110…

Экосистемы

5 Охрана и рациональное использование недр

Одно из главных богатств Казахстана — это его полезные ископаемые.

По оценке ученых ведущих стран мира Казахстан занимает шестое место в мире по запасам природных ресурсов…

Основные особенности и виды использования водных ресурсов

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5

Одним из главных свойств воды как компонента географи-ческой среды является ее незаменимость. Из многочисленных видов минерально-сырьевых ресурсов большинство взаимоза-меняемо.

В топливно-энергетическом цикле каменный уголь заменяется нефтью, нефть — газом, многие виды цветных ме-таллов также в ряде случаев взаимозаменяемы, например ни-кель — хромом, медь — алюминием и т.

Водные ресурсы имеют исключительно важное хозяй-ственное значение. Водные ресурсы считаются неисчерпаемыми, но в своем размещении они испытывают прямое и косвенное воздействие других компонентов природного комплекса. Вследствие этого они отличаются большой изменчиво-стью, неравномерностью распределения.

Своеобразие водных ресурсов определяется главным образом непрерывной подвижностью участвующей в кру-говороте воды. В соответствии с местом в этом кругово-роте воды на Земле выступают в различных формах, имеющих неодинаковую ценность с точки зрения удовлетво-рения человеческих потребностей, т.

е. в качестве ре-сурсов.

В соответствии с уравнениями водного баланса (по методу М. И. Львовича) объем воды, приносимой на су-шу осадками, распадается на две части — полный речной сток и испарение. Речной сток в свою очередь включает поверхностный (паводочный) и подземный сток.

Именно эти компоненты водного баланса служат в качестве вод-ных ресурсов, поскольку реки и подземные воды явля-ются технически наиболее удобными и экономически самыми эффективными источниками удовлетворения бытовых и хозяйственных потребностей в воде.

Многие озера пригодны для снабжения водой, хотя требуют особого режима использования. Тоже относит-ся и к глубинным подземным водам, особенно к их веко-вым запасам, полностью или частично обособленным от современного круговорота воды.

Таким образом, на современном уровне техники главным, а в большинстве районов единственным источником водных ресурсов является сток поверхностный (прежде всего речной) и подземный. Поскольку формирование стока происходит под влиянием сложной системы геогра-фически дифференцированных природных факторов, складывается закономерная система территориальных различий в режиме стока (структуре водного баланса) и, следовательно, в распределении водных ресурсов.

Это создает необходимость экономического анализа и оценки водных ресурсов с тех позиций, которые лежат в основе развиваемой в данной работе концепции.

Для водных ресурсов характерна сильная изменчивость режима во времени, начиная от суточных и кончая вековыми колебаниями в водообильности каждого источ-ника. Вследствие особенностей и режиме питания в раз-ных районах наблюдаются большие различия в сезонном режиме стока, имеющие относительно устойчивый, закономерный характер. В то же время сложное взаи-модействие множества факторов придает колебаниям стока характер случайного процесса.

Поэтому расчеты, относящиеся к водным ресурсам, неизбежно принимают вероятностный, статистический характер. Важно отме-тить, что сам режим изменчивости стока географически дифференцирован.

Объем работ и, следовательно, затрат на регулирующие мероприятия тем больше, чем выше изменчивость стока.

Поэтому можно говорить о закономерных терри-ториальных различиях в удельных затратах на поддер-жание благоприятного для потребителей режима стока, которые носят в какой-то мере зональный характер. На них накладываются локальные различия в природных условиях сооружения конкретных водорегулирующих объектов (сейсмичность, закарстованность, рельеф долин, характер твердого стока и т.

п.). Эти факторы определя-ют различия в способах строительства (величине капи-тальных затрат) и эксплуатации (величине текущих затрат) водорегулирующих объектов и, следовательно, создают природно обусловленные различия в удельных затратах на единицу регулирующей мощности (например, на единицу полезного объема водохранилищ).

Водные ресурсы отличаются большой сложностью территориальных форм .

Основные источники используе-мых вод — реки — линейны. При этом гидроэнергетиче-ские ресурсы, хотя они теоретически распределяются по всей длине водотока, практически могут использоваться в определенных точках (створах). Последние в отличие от месторождений полезных ископаемых не заданы при-родой, а являются результатом выбора. Однако такой выбор, определяемый технико-экономическими критерия-ми, в большой мере опирается на учет природных фак-торов (продольный и поперечный профили долины на разных участках, инженерно-геологические условия стро-ительства и т.

п.). Подземные водные ресурсы характе-ризуются распределением по обширным площадям, хотя водозаборы имеют точечный характер (в этом отношении они сходны с нефтяными и газовыми ресурсами).

Из-за тесной связи стока с комплексом природных компонентов можно говорить об обеспеченности водными ресурсами целых более или менее обширных площадей (количественными характеристиками могут служить по-казатели модулей стока, относимые ко всей площади бассейнов рек или их частей).

Такой подход, однако, условен, так как использование водных ресурсов практи-чески требует их определенной концентрации в водотоках.

Многие особенности водных ресурсов вытекают из своеобразия способов их использования.

За редкими исключениями, вода не используется не-посредственно для создания каких-либо материалов с преобразованием в другое вещество и безвозвратным изъятием из природного круговорота, как это происходит с минерально-сырьевыми или лесными ресурсами.

Наобо-рот, в ходе использования водные ресурсы либо оста-ются в природных каналах стока (водный транспорт, гидроэнергетика, рыбное хозяйство, отдых), либо возвра-щаются в круговорот воды (орошение, все виды хозяй-ственного и бытового водоснабжения).

Поэтому прин-ципиально использование водных ресурсов не ведет к их истощению.

Однако на практике дело обстоит сложнее. Использо-вание воды для растворения и транспортировки полезных веществ или отходов, охлаждения тепловыделяющих агрегатов или в качестве теплоносителя ведет к качественным изменениям (загрязнение, нагрев) отходящих вод и (при их сбросе) самих источников водоснабжения.

При использовании воды для орошения она лишь ча-стично (и зачастую в измененном качественном состоя-нии) возвращается в местные каналы стока, а в основном в результате транспирации и испарения с почвы уходит в атмосферу, включаясь в наземную фазу круговорота в других, обычно весьма отдаленных районах.

С неисчерпаемостью водных ресурсов и особенностями их использования связано их специфическое место в системе экономических отношений.

До недавнего вре-мени сравнительное изобилие воды и возможность в большинстве случаев удовлетворения всех потребностей в ней исключали воду, как и воздух, из системы эконо-мических отношений. Исключение составляли аридные районы, где дефицит воды и необходимость больших материальных и трудовых затрат на организацию водо-снабжения издавна делали воду объектом сложных экономических и правовых отношений.

В связи со стремительным ростом водопотребления по мере возникновения дефицита водных ресурсов во все большем числе районов ситуация стала меняться.

Воз-никла необходимость в механизме регулирования ис-пользования ограниченных водных ресурсов и распреде-ления их между потребителями — экономическом или административном.

Вода -непременное условие существования и разви-тия большинства видов (отраслей) человеческой дея-тельности. Однако потребность разных отраслей в воде очень различна.

При стоимостном подходе из этого сле-дует, что одни отрасли (с низкими удельными потреб-ностями в воде, т. е. неводоемкие) относительно мало чувствительны к уровню затрат на водоснабжение, дру-гие же (водоемкие) должны испытывать заметное влияние различий в уровне этих затрат.

С другой стороны, можно говорить о неодинаковой эффективности использования воды в разных отраслях. Так, исходя из невозможности осуществления того или иного вида деятельности без получения определенного объема воды можно (хотя и с большой степенью условности) определить стоимостный эффект применения, скажем, 1 м3 воды в разных отраслях водопотребителях.

Подобные показатели в какой-то мере могут харак-теризовать и обратную величину — экономический ущерб от неполучения единицы воды в разных отраслях-водо-потребителях. Это позволяет создать экономически обоснован-ную систему приоритетов в использовании ограниченных водных ресурсов в наиболее маловодных и страдающих от напряженности водохозяйственного баланса района.

Характерна возможность многоцелевого использования водных ресурсов, осуществляемого многими отрас-лями, предъявляющими специфические требования к и количеству и качеству. Поскольку в большинстве слу-чаев одни и те же водные источники служат удовлетво-рению различных потребностей, в бассейнах рек складываются (стихийно или планомерно) определенные водо-хозяйственные сочетания (комплексы), включающие всех потребителей и пользователей данного бассейна.

Часть видов использования водных ресурсов связана с изъятием определенных объемов воды из источника и безвозвратными (в рамках данного бассейна) потерями или качественным изменением возвращаемого стока.

Наиболее крупный водопотребитель — орошаемое земледелие . Изымая значительные объемы воды из ис-точников поверхностных или подземных водных ресурсов, оно по существу превращает их в ресурсы сельскохозяйственные, искусственно пополняя недостающий для нор-мального развития культурных растений расход воды на транспирацию.

Следующий вид водопотребления — это водоснабже-ние , охватывающее широкую гамму разнообразных спо-собов использования водных ресурсов.

Общим свойством для них является высокий удельный вес безвозврат-ных потерь. Различия определяются спецификой требова-ний отраслей-водопотребителей.

Непосредственно с коммунальным и производственным водоснабжением связан сброс канализационных и про-мышленных стоков. Их объем пропорционален масштабам водопотребления.

В зависимости от роли воды в тех-нологическом процессе значительная часть приходится на загрязненные стоки. Это создает все обостряющуюся по мере роста масштабов производства проблему каче-ственного истощения водных ресурсов.

В этой проблеме можно различать два аспекта: собственно качественный (ухудшение воды в результате внесения в нее минераль-ных и органических примесей, затрудняющее или делаю-щее невозможным использование источника ниже пунк-та сброса) и количественный (потребность в определен-ном, обычно гораздо большем, чем объем стока, коли-честве свежей воды для разбавления загрязненных вод до стандартного уровня).

В экономическом аспекте это выражается либо в до-полнительных затратах, которые необходимы для обра-ботки воды и доведения ее до нужных кондиций другими потребителями, либо в убытках, следующих из невоз-можности использовать данный источник водных ресур-сов вследствие его загрязнения.

В качестве одного из видов водопотребления нередко рассматривается обводнение .

Однако по существу вхо-дящих в это понятие конкретных мер оно фактически представляет собой водоснабжение, как правило, без-водных или маловодных территорий. С последним обсто-ятельством связано выделение обводнения в особую во-дохозяйственную задачу, относимую обычно к опреде-ленной площади, хотя фактически подразумевается обес-печение водой конкретных пунктов — центров водопо-требления.

Отрасли-водопользователи сравнительно мало меняют водный баланс используемых источников.

Гидроэнергетика использует гидравлическую энергию поверхностного стока, т.

е. в конечном счете неисчерпае-мый поток солнечной энергии, приводящий в движение механизм круговорота воды. Поскольку величина этой энергии пропорциональна объему стока и высоте падения, территориальное распределение гидроэнергетиче-ских ресурсов отражает совместное влияние географиче-ских особенностей речного стока и рельефа.

Гидроэнергетика предъявляет свои специфические качественные требования к водным ресурсам. Помимо водности, определяющей суммарную величину энергети-ческого потенциала, большое значение имеет режим во-дотока — изменение расхода воды во времени.

Создание гидроэлектростанций не вносит существенных изменений в объем водных ресурсов используемого источника (если не считать роста потерь за счет испаре-ния с поверхности водохранилища), но вследствие созда-ния крупных регулирующих емкостей может сильно по-влиять на режим водотока.

Специфическая форма энергетического использования — освоение ресурсов подземных термальных вод , слу-жащих в какой-то мере в качестве топлива, но такого, которое должно потребляться немедленно, в месте его извлечения из недр.

Водный транспорт практически не влияет на другие виды использования водных ресурсов (не считая сравни-тельно слабого и легко устранимого загрязнения и воз-действия на берега поднимаемых судами волн).

Один из видов водного транспорта, лесосплав, сильнее влияет на качество водоемов. Значительные потери древесины при сплаве загрязняют воду и ухудшают состояние дна и берегов.

Рыбное хозяйство использует водные ресурсы как средство существования другого вида естественных ре-сурсов — биологических.

В этом оно сходно с орошае-мым земледелием, но в отличие от последнего не связано с изъятием вод из природных источников.

Требования к качественному состоянию и режиму стока в источниках довольно сильно дифференцированы в зависимости от преобладающих видов рыб с различны-ми экологическими требованиями. В общем, особенно для наиболее ценных видов рыб, эти требования довольно жесткие в отношении, режима стока и чистоты воды.

Наконец, следует отметить использование водных ресурсов для отдыха и лечения .

Эта функция ныне при-обретает растущее значение, хотя ни ее технические тре-бования, ни экономические основы пока не определены. Наиболее изученным и ясным представляется вопрос об использовании источников подземных минеральных вод с определенными лечебными и вкусовыми свойствами. В условиях речного бассейна различия между водопотребителями и водопользователями приобретают отно-сительный характер.

1. Водные ресурсы и их использование.

Так, нормальное функционирование объектов гидроэнергетики, водного транспорта, рыбного хозяйства на нижних участках водного тракта требует определенного объема пропуска транзитных расходов, который для вышележащих участков должен учитываться в балансе наравне с водопотреблением.

Как правило, в каждый водохозяйственный комплекс входят разные виды использования и потребления вод-ных ресурсов. Однако сам набор видов использования и их количественное соотношение варьируют в широких пределах.

Из этого вытекает многовариантность органи-зации водохозяйственных комплексов. Различия в струк-туре отдельных вариантов обусловливаются природными особенностями каждого бассейна и структурой хозяйст-ва соответствующего района.

⇐ Предыдущая12345

Области применения 9
2.1 Вторичное использование сточных вод для технических (непитьевых) целей 9
2.2 Вторичное использование сточных вод для общих целей 11
2.3 Вторичная вода в сельском хозяйстве 12
2.4 Регенерация дождевой воды 14
Заключение 15
Литература 18

Введение
Вторичное использование стоков зданий после соответствующей обработки может успешно способствовать решению кризисных ситуаций, существующих в регионах с недостаточными запасами водных ресурсов.
Во многих регионах нашей страны имеются серьезные проблемы с водоснабжением в силу недостаточности водных ресурсов, и, как следствие, водосберегающие технологии приобретают здесь чрезвычайно большое значение.
Меры, которые могли бы способствовать экономии природных ресурсов и внести существенный вклад в решение проблемы или, по крайней мере, снять ее остроту, представляются следующими:
– стимулирование сокращения потребления;
– регенерация воды (если возможно);
– повторное использование стоков и дождевой воды (как правило, требует дополнительной обработки).
В частности, вторичная утилизация уже использованной воды сокращает уровень загрязнения природных массивов, принимающих сточные воды.

Сбор дождевой воды в ваннах или водосборных резервуарах с последующим плановым использованием позволяет предотвратить перегрузку канализационной сети в случае интенсивных осадков. Кроме того, если бытовые и канализационные стоки сливаются в один канализационный канал, это позволяет не так сильно разжижать нечистоты, поскольку в противном случае это нарушило бы биологическую фазу очистки.

В части вторичного использования такой воды для защиты здоровья населения установлены определенные требования в отношении санитарно-гигиенических и химических параметров.

В зависимости от требуемого качества конечного продукта очистка может быть более или менее сложной.
В связи с этим вторичное использование бытовых сточных вод актуально.
Цель: выявить особенности вторичного использования бытовых сточных вод.

Задачи:
1) определить методы очистки бытовых сточных вод;
2) охарактеризовать области применения бытовых сточных вод при вторичном использовании.

1. Методы очистки сточных вод. Нормативная база.
1. 1. Методы очистки
Методика очистки сточных вод в каждом конкретном случае в зависимости от требуемого конечного качества продукта может предусматривать следующие виды обработки:
– предварительная очистка: включает в себя пропускание через сито (удаление крупных твердых частиц), удаление песка (через посредство ванн седиментации), предварительную аэрацию, извлечение масляных частиц (воздушной продувкой на поверхность сгоняется большая часть масел и жиров), просеивание (удаление взвешенных частиц при помощи вращающихся сит);
– первичная очистка выполняется путем седиментации: в ванне седиментации посредством механической декантации сепарируется значительная часть осаждающихся твердых частиц.

Процесс может форсироваться путем применения химических добавок (флокулянтов): в ваннах флокуляционного осветления повышается выпадаемость твердых частиц, а также выпадаемость неосаждаемых взвешенных частиц;
– вторичная очистка с применением аэробных бактерий, обеспечивающих биологическое разрушение органической нагрузки, таким образом осуществляется биологическое окисление взвешенного биологически разрушаемого органического вещества, растворенного в сточных водах.

Методы очистки могут подразумевать процессы с взвешенной биомассой (активные грязи), когда грязь поддерживается в состоянии постоянного перемешивания с нечистотами, и процессы с адгезионной биомассой (предусматривающие перколяторную основу или вращательно-биодисковую подложку), в ходе которых обеззараживающие бактерии присоединяются к фиксированной основе;
– очистка третьего уровня применяется после первичной и вторичной в случае, когда в соответствии с требованиями качества, предъявляемым к очищенной воде, из нее должны удаляться питательные вещества (нитраты и фосфаты);
– нитрификация, денитритификация, дефосфоризация: очистные процессы, обеспечивающие соответственно превращение органического азота в нитраты, разложение нитратов с образованием газообразного азота, удаление из сточной воды растворимых солей фосфора;
– финишная дезинфекция применяется, когда требуется обеспечить полную санитарно-гигиеническую безопасность сточной воды.

Методика предусматривает использование реагентов на основе хлора либо озонирование, либо обработку ультрафиолетовым облучением. Помимо выше перечисленных способов существуют еще две технологии естественной очистки сточных вод, которые вполне могут применяться в качестве очистки второго или третьего уровня. Это фитоочистка и биологическое отстаивание (или лагунирование).

Обе технологии применяются главным образом в небольших водоочистных сооружениях или в районах, где имеется возможность использовать обширные территории. Суть фитоочистки заключается в том, что сточную воду постепенно заливают в ванны или каналы, где поверхность (глубина воды 40–60 см) находится непосредственно под открытым небом, а дно, находящееся все время под водой, служит основой корней особого вида растений.

Задача растений – способствовать созданию микросреды, пригодной для размножения микробной флоры, осуществляющей биологическую очистку. Пройдя очистную ванну, вода медленно, причем в объеме, равном залитому объему воды, направляется на дальнейшее использование.
Для биологического отстаивания требуются большие бассейны (лагуны), куда периодически заливается сточная фекальная вода. Происходит постепенное биологическое разложение загрязнения живущими в бассейне микробными колониями (за счет аэробного либо анаэробного метаболизма) либо водорослями.

Скачать реферат «Вторичное использование сточных вод» DOC

Вода - это один из незаменимых источников существования любого живого существа на Земле. С развитием новейших технологий потребность в ней растет с каждым днем.

Водные ресурсы Земли: общая характеристика

Водные ресурсы мира (гидросфера) - это совокупность всех возможных источников воды на планете Земля. Не секрет, что любая сфера жизнедеятельности требует водных компонентов. Статистика показывает, что объем гидросферы достаточно большой - 1.3 млрд. км. Однако данная цифра не отражает достаточность воды в мире, поскольку стратегическую роль играет именно пресная питьевая вода, а ее количество колеблется от 2 до 2,6%.

В водные ресурсы мира (пресные) входят ледовые глыбы Антарктиды и Арктики, природные озера и горные реки. Однако получить полный доступ к этим источникам, к сожалению, невозможно.

Проблематика водных ресурсов мира

На данный момент только несколько государств мира достаточно обеспечены водой, а по статистическим сведениям, около 89 стран вообще страдают от водного дефицита. Роль воды трудно переоценить, а плохое ее качество - это причина 31% заболеваний на Земле. Проблемы водных ресурсов мира не должны игнорироваться ни одним государством мира, а оперативно и коллективно решаться.

С каждым годом потребность в воде возрастает, это напрямую связано с ростом населения и развитием экономики. Многие государства сейчас вводят новые методы получения воды, ее очистки, обогащения минералами. К сожалению, вода накапливается очень медленно, а потому относится к группе невосстанавливаемых ресурсов.

Использование воды в мире

Водные ресурсы на планете Земля расположены крайне неравномерно. Если экваториальные районы (Бразилия, Перу, Индонезия) и северные умеренные пояса обеспечены водой сверх нормы, то все тропические районы (составляют 63% всей площади земного шара) испытывают острую нехватку воды.

Использование водных ресурсов в мире, как правило, стабильное. Наибольший процент воды приходится на сельское хозяйство, тяжелую промышленность (металлургию, нефтепереработку, автомобилестроение, химическую и деревообрабатывающую индустрии). Не меньшую конкуренцию данным источникам использования составляют современные теплоэлектростанции. Несмотря на их дешевизну, получение энергии таким методом не только существенно сокращает количество целевой воды, но и загрязняет и делает непригодной к употреблению воду в ближайших водоемах.

Всемирный Водный Совет образован 1996 году при поддержке 50 стран мира и 300 международных организаций. Это универсальная международная платформа, основной целью которой является решение глобальных водных проблем. Для привлечения внимания международного сообщества Совет периодически проводит Всемирный Водный Форум. Раз в три года (22 мая) участники данной организации выдвигают компетентных специалистов и профессоров, которые предлагают новые методы решения настоящих и будущих проблем, демонстрируют имеющиеся показатели и прочие сведения о водных ресурсах.

Водные ресурсы мира составляют разнообразные источники: горы, океаны, реки, ледники. Абсолютное большинство из них предлагают воду низкого качества из-за природных и антропогенных факторов :

стекание использованных (загрязненных) вод в реки и моря;
использование пресной воды для бытовых нужд (мытье автомобилей в водоемах);
попадание в водоемы нефтепродуктов и химикатов;
несовершенная система очистки воды;
бездействие органов охраны природной среды;
отсутствие финансовых ресурсов.

Водные ресурсы мира лишь на 4% загрязняются от естественных источников. Это, как правило, выброс алюминия из земной коры.

Загрязненная вода - источник инфекционных заболеваний

Чистые пресные водные ресурсы стран мира в природе на данный момент существуют в практически недоступных источниках (ледники, горные озера), а потому люди чаще прибегают к очищению простой речной воды. Однако если она плохо обработана, то риск получения инфекционного заболевания чрезвычайно велик. Грязная вода - источник тяжелых, трудноизлечимых заболеваний, таких как тиф, туберкулез, холера, дизентерия, сап и др. В течение 18 и 19 веков большинство страшных пандемий начинались именно с употребления грязной воды.

Статистика в данном вопросе является достаточно неутешительной, поскольку около половины человечества страдает от плохой воды. Жители Африки и Средней Азии не только не имеют доступа к пресным водам, но и не имеют возможности очистить имеющиеся.

Всемирный день водных ресурсов

Всемирный день воды введен ООН в 1993 году и отмечается ежегодно 22 мая. Генеральный секретарь ООН в честь этого дня проводит различные форумы, совещания, круглые столы, собрания по поводу глобальных водных проблем. Также 22 мая статистики ООН демонстрируют очередные новые данные о росте или уменьшении уровня обеспеченности водными ресурсами в различных странах мира (география водных ресурсов мира).

Ежегодно выбирается новая тема, которая больше всего волнует международных потребителей. К ним относятся вопросы о количестве воды в современных водных бассейнах, водные заболевания, водные стихийные бедствия, дефицит водных ресурсов, пресные источники воды, проблемы водного обеспечения в городах.

Способы преодоления дефицита

Характеристика водных ресурсов мира показывает, что данный ресурс является невозобновляемым, поэтому большинство цивилизованных стран мира пытаются различными способами рационально использовать воду. К способам преодоления водного дефицита можно отнести:

1. Установление счетчиков, которые будут правильно и точно высчитывать количество использованной воды.

2. Создание прочной информационной базы, распространение информации о дефиците воды в обществе посредством СМИ, публицистики и др.

3. Усовершенствование канализационной системы.

4. Экономия. Простые правила экономии воды населением могут помочь существенно сократить ее расходы для более полезных целей.

5. Создание водохранилищ для пресной воды.

6. Введение санкций за нарушение водного законодательства.

7. Опреснение соленой или дезинтоксикация химическими средствами грязной воды. Если раньше для уничтожения микробов применялись агрессивные средства химической промышленности, то сейчас, как правило, распространены безвредные соединения йода или хлора.

Водные ресурсы играют немалую роль в жизни современного общества. Ее качество, количество, физическое состояние, температура и другие характеристики напрямую влияют на жизнедеятельность всего живого на планете Земля. Однако современное общество забросило этот ценный ресурс, а потому актуальным вопросом является создание действенного механизма очистки и рационального использования воды.

Водные ресурсы состоят из многих источников, однако все они составляют гидросферу. Ее неудовлетворительное состояние может привести к вымиранию людей, популяций животных, исчезновению растений, распространению инфекционных заболеваний.

Проблема воды в мире является насущной и требует оперативного вмешательства. Если международное сообщество будет игнорировать такие вопросы, то существует угроза полного дефицита водных ресурсов на планете.

На любом континенте степень развития водного хозяйства и его воздействия на природные процессы формирования и трансформации стока сильно зависят от водообеспеченности территории и численности ее населения. Вследствие межгодовых колебаний речного стока и нерегулярности.переписи населения в различных странах получить сопоставимые оценки удельного обеспечения водными ресурсами населения на отдельных континентах чрезвычайно сложно. Тем не менее такое исследование, существенно дополнившее приведенные в данные по использованию водных ресурсов Земли, выполнено в Государственном гидрологическом институте . Результаты этой работы об уровне развития мирового водного хозяйства на 1980 г. рассматриваются здесь как информационная база для сравнения степени преобразования обществом гидрологического цикла отдельных континентов и их крупнейших регионов. При этом необходимо учитывать, что водохозяйственные балансы 26 таких территорий рассчитаны по данным, имеющим нередко значительные погрешности из-за несовершенства учета объемов воды, забираемой из водных объектов на разнообразные хозяйственные нужды и сбрасываемой в них после ее использования. Разность этих объемов водозабора и сброса сточных вод за расчетный период для конкретной территории называют безвозвратным водопотреблением, поскольку испарившаяся в процессе использования вода выносится в парообразном состоянии за пределы водохозяйственного объекта, а также вывозится в составе продукции предприятий.

Водообеспеченность жителей региона w рассчитана в по формуле

где Q- динамические водные ресурсы; U F - безвозвратные их потери в пределах региона с числом его жителей N.

Величина w скорее потенциальная водообеспеченность жителя, реализуемая лишь тогда, когда регулированием речного стока значение базисного стока будет увеличено до Q, т.е. сток в регионе будет полностью зарегулирован, для чего необходим соответствующий суммарный полезный объем водохранилищ.

Средняя водообеспеченность на Земле в 1980 г. составляла 9,7 тыс. м 3 /год , или 27 м 3 /(сут жит.). В Европе она минимальна (4,6 тыс. м 3 Дод), а если величину Q заменить значением базисного стока, то получим реальную водообеспеченность, ежедневно гарантированную устойчивым речным стоком и равную 1,6 м 3 /(сут - жит.).

В Европе, где особенно велика доля городского населения, обеспеченного водопроводом и канализацией, структура водохозяйственного баланса в 1980 г. включала, км 3 /год:

водозабор..............................................435 (40 % базисного стока)

безвозвратное водопотребление......... 127 (29% водозабора)

сброс сточных вод............................... 308 (28 % базисного стока)

На рис. 4.4 видно, что в Европе главный водопотребитель - промышленность, использующая 55 % забираемой из водных объектов воды, и главный их загрязнитель (более 70 % объема сточных вод). Безвозвратное водопотребление в промышленности составляет в среднем 9 %. Среди ее отраслей наиболее водоемка теплоэнергетика, которая потребляет около половины используемых в промышленном производстве водных ресурсов. Расход воды на мощных ТЭС и АЭС, работающих в прямоточном режиме охлаждения теплоносителей, достигает 80-100 м 3 /с и более. Теплоэнергетическая промышленность отличается повышенной долей безвозвратных потерь и сбросом подогретых вод, которые снижают летом содержание растворенного кислорода в водных объектах в районе их выпуска. Для экономии водных ресурсов и сокращения объема сточных вод в других отраслях промышленности внедряются оборотные системы водоснабжения. Так, с 1970 по 1980 г. в Швеции промышленный водозабор снижен на 230 %, в Великобритании - на 16% .

На орошение 25 млн га в сельском хозяйстве Европы затрачивалось более 130км 3 /год воды (30% отбираемой воды из рек и водоемов, см. рис. 4.4). Две трети этого объема расходуется на транспирацию и урожай растениеводства (доля безвозвратного водо- потребления 66 %). Суммарная площадь орошаемых массивов в Европе составляет около 10% сельскохозяйственных площадей. Орошение имеется во всех европейских странах, даже в районах достаточного и избыточного увлажнения, где сочетается с дренажным осушением мелиорируемых земель, например в Великобритании, Германии, Нидерландах, Польше. Для сокращения непроизводительных потерь воды самотечное орошение с коэффициентом полезного действия (КПД) 0,3 - 0,4 в Европе практически полностью заменено дождеванием с КПД = 0,7 - 0,8. В ряде стран дождевание начало постепенно вытесняться еще более экономичным и эффективным локальным орошением (капельным и мелкодисперсным) с КПД > 0,9, сокращающим удельное водопотребление в 4 -5 раз и обеспечивающим гарантированный в любую погоду и в 1,5 - 2 раза больший урожай .

В коммунальном хозяйстве доля безвозвратных потерь воды (13 %) несколько больше, чем в промышленности, так как кроме питьевого водоснабжения вода используется для пополнения городских водоемов, мойки автотранспорта и дорожной сети,

Рис. 4.4.

а - структура водозабора (435 км 3 /год); б - структура сточных вод (308 км 3 /год); в - водозабор (1) и сброс сточных вод (2) в европейских регионах

полива декоративных насаждений, при тушении пожаров. Поэтому объем сточных вод в коммунальном хозяйстве сопоставим в Европе с объемом сельскохозяйственных сточных вод (см. рис. 4.4).

В крупнейших городах Европы удельное общее водопотребление (коммунальное + промышленное), определяемое по забору воды насосными станциями муниципального водопровода, варьирует от 263 л/(сут жит.) в Лондоне до 500 в Париже и 600 л/(сут? жит.) в Москве, тогда как бытовое удельное водопотребление не превышает 145 л/(суг жит.). Из него более 80 % жители тратят на санитарно-гигиенические цели и лишь 2 % - для приготовления еды и питья.

В опубликованном банке данных по стоку воды, взвешенных наносов и суммарному ионному стоку рек в Мировой океан значения водоносности всех крупнейших рек Западной Европы ниже величин, приведенных выше по данным . Это указывает на сокращение стока на 1 - 2 км 3 /год, а в р. Рейне - на 11 км 3 /год. При этом среднегодовая минерализация воды в реке, исходя из приведенного в данном банке значения ионного стока, равна 725 мг/л (существенно больше природной), а в реках Сене, Луаре и Гаронне она достигает 1,2-1,8 г/л, что, очевидно, является следствием не только муниципального безвозвратного водопотребле- ния, но и сильного загрязнения речных вод.

В состав водопотребления на континенте включают и дополнительные потери воды на испарение с поверхности эксплуатируемых водохранилищ. Потери воды определяют приближенно по произведению разности средних за многолетний период годовых слоев испаряемости и испарения с территории, окружающей водохранилище, и его площади при НПУ. Несмотря на завышенные таким способом расчета значения этого вида безвозвратного водопотребления (11,4км 3 /год в Европе), его доля не превышает 3 % в объеме общего водозабора (см. рис. 4.4).

Распределение водопотребления в Европе неравномерно: оно минимально в Северной Европе и на северном склоне европейской территории бывшего Советского Союза (см. рис. 4.4), максимально в Центральной Европе. В этих трех регионах безвозвратное водопотребление относительно невелико - 12-16% его общей величины. На полуостровах Южной Европы и на южном склоне ЕТС (в пределах водосборов Черного, Азовского и Каспийского морей), где расположены наибольшие массивы орошаемых земель, безвозвратные потери воды достигают 38 %.

В водном хозяйстве Европы наиболее остры две гидроэкологические проблемы. Первая из них состоит в том, что в районе многих крупных городов Европы истощены водные ресурсы подземных водоносных горизонтов, содержавших наиболее чистую воду, не нуждающуюся в дорогостоящей очистке для питьевого водоснабжения. Под такими городами из-за чрезмерного водоотбора образовались депрессионные воронки, в которые начали просачиваться поверхностные загрязненные воды и даже соленые воды из прибрежной зоны морей (Д. Дукич, 1971). Возникла необходимость в замене подземного водоисточника поверхностными, в развитии сети питьевых водохранилищ для водоснабжения крупных городов. Так, в Великобритании построено уже более 300 малых и средних водохранилищ, большинство из которых питьевого назначения. Из водохранилищ по сети дальних водоводов осуществляется подача воды в городские агломерации. Разрабатываются проекты сооружения опресненных речным стоком морских водохранилищ в эстуариях, из которых крупнейшее - в эстуарии р. Северн (верховья Бристольского залива). Десятки водохранилищ Франции обеспечивают коммунальное и промышленное водоснабжение в Парижском районе, в Центральном Французском массиве, в бассейне р. Гаронны. В Испании построено 120 водохранилищ для обеспечения не только Мадрида, но и крупных прибрежных городов - Барселоны, Валенсии, Малаги .

Вторая гидроэкологическая проблема, тесно связанная с первой, - сильное загрязнение самых больших рек - Рейна, Дуная и рек, протекающих через крупнейшие города, таких как Темза и Сена. Так, загрязненные воды Дуная служат причиной эвтрофирования западной части Черного моря. Здесь площадь зоны эвтрофикации в 60- 80-е годы XX в. возросла в 5 -10 раз и достигла не менее 100 тыс. км 2 . В поверхностном 10-метровом слое этой зоны максимальные значения численности и биомассы фитопланктона увеличились в этот период в 10-20 раз. Впервые в Черном море отмечены случаи «красных приливов», вызванные «цветением» перидинеи, возросла численность коловраток, инфузорий, медуз, а на периферии зоны влияния Дуная увеличилась численность кормового зоопланктона и питающихся им рыб (скопления шпрота, сельди и других промысловых видов). В придонном слое воды (до глубины 40 м) у берегов Украины, Румынии и Болгарии с начала 70-х годов XX в. отмечены массовые заморы организмов бентоса и донных рыб, в отдельные годы охватывающие до 20 тыс. км 2 шельфа.

Благодаря ужесточению водоохранного законодательства и вследствие этого увеличению инвестиций в строительство и совершенствованию технологии использования и очистки промышленных и бытовых сточных вод, в последние десятилетия наметилась тенденция к уменьшению загрязнения указанных рек сточными водами из точечных их источников. Отмечены в этих реках признаки восстановления ихтиофауны. Наиболее трудно устранимы загрязняющие вещества рассредоточенных источников, которыми служат ливневые сточные воды, образующиеся в городах при выпадении ливневых осадков, таянии снега. Потому в настоящее время эти воды - главный источник загрязнения большинства европейских рек.

Для уменьшения влияния загрязненных речных вод на формирование качества воды в питаемых ими водохранилищах питьевого назначения в Германии уже построено 19 предводохранилищ, сооружается каскад таких водохранилищ в Венгрии на р. Зала, главном притоке оз. Балатон. Небольшие и мелководные предво- дохранилища, зарастающие макрофитами, предназначены для удержания их экосистемами антропогенных биогенных и органических веществ, что ведет к ослаблению «цветения» в охраняемых таким способом расположенных ниже водных объектах.

Оригинальный крупный водохозяйственный проект по увеличению водных ресурсов разработан в Греции. Предполагается в заливе Арголикос Критского моря отделить дамбой участок мелководья, где имеются мощные, с расходом до 10 м 3 /с, источники пресной воды, формирующейся в карстовом районе полуострова Пелопоннес. Соленая вода из этого прибрежного водохранилища объемом 0,3 км 3 будет вытеснена подземной пресной водой, которая и будет использована для орошения 30 тыс. га .

На основе анализа тенденций развития водного хозяйства в 5 регионах Европы, обобщенные показатели структуры водопо- требления в которых показаны на рис. 4.4, спрогнозировано изменение водопотребления в Европе к 2000 г. и дана оценка его ожидаемого воздействия на в н>тр и континентальный гидрологический цикл . По этому прогнозу составляющие водохозяйственного баланса должны увеличиться:

водозабор - до 673 км 3 /год (с 40 до 62 % базисного стока);

безвозвратное водопотребление - до 232 км 3 /год (с 29 до 34 % водозабора);

сброс сточных вод - с 308 до 441 км 3 /год (с 28 до 40 % базисного стока), что еще сильнее сократит их разбавление РВМ в речных системах в меженные периоды - с почти 4-кратного до менее чем 3-кратного.

При этом местные осадки континентального происхождения возрастут в среднем на 173 км 3 /год (т.е. на 2 %), на 78 % компенсируя безвозвратное водопотреблен ие. Эти дополнительные, преимущественно ливневые осадки вызовут увеличение летне-осеннего стока рек Европы на 55 км 3 /год (т.е. на 1,7 %), что лишь увеличит их паводковый сток, мутность речной воды и ее загрязненность смываемыми с хозяйственно освоенных водосборов загрязняющих воду веществами.

Еще заметнее станет позитивная в экологическом отношении роль регулирования водного режима и трансформации стока наносов рек, в самоочищении водных масс от загрязняющих веществ в самых многочисленных (66 %) среди водохранилищ Европы долинных водоемах ГЭС. Они образуют на многих реках - Волге и Каме, Днепре, Днестре, Сулаке, Западной Двине (Даугаве), Влтаве, Драве, Дрине, Быстрице, Ахелоос, Роне, Дордони, Тахо, Дуэро и Гвадиане - многоступенчатые каскады.