Загальні принципи і задачікомплексного використання водних ресурсів
План
1. Розподіл води на Землі
2. Екологічнийпідхід до комплексного використання водних ресурсів
3. Системнийпідхід до комплексного використання водних ресурсів
4. Загальніпринципи і задачі комплексного використання і охорони водних ресурсів
Література
1. Розподіл води на землі
Із загальної площі поверхніЗемної кулі, що складає 510 млн. км2, 70,8 % займають океани і моряі 29,2 % приходиться на долю суші. Запаси води у Світовому океані оцінюютьсяприблизно в 1370 млн. км3, що складає 93,96 % загальних воднихресурсів світу. Середня засоленість океанських і морських вод складає 35 %, або 3,5 г солей на 1 л води.
Біля 3 % поверхні сушізайнято річками і озерами, в яких міститься прісна вода. Об’єм цієї водискладає більше 230 тис. км3 і саме ці води викликають найбільшузацікавленість для людства.
Близько 11 % площі материкапокрито льодовиками, об’єм яких сягає 24 млн. км3. При перетвореннівсього льоду у воду рівень Світового океану підвищився би на 64 м, що призвело б до затоплення приблизно 1 % суші.
Запаси підземних вод надтозначні.
Деякі вчені рахують, що об’ємїх близький до об’єму води Світового океану. Підземні води бувають прісними і мінералізованими.В поверхневих шарах суші міститься близько 85 тис. км3 води.
Це так звана ґрунтова волога,режим якої обумовлений кліматом і рельєфом місцевості.
Надлишок води у грунтіприводить до заболочення території, а нехватка – до загибелі рослин і різкогопадіння урожайності. Тому приходиться здійснювати меліорацію земель (зрошенняабо осушення).
Розподіл води на Земній куліза даними Львовича наведений в таблиці 1.1
Таблиця 1.1Частина гідросфери
Об’єм, тис. км3 % до загальної кількості
Світовий океан
Підземні води
Льодовики
Озера
Ґрунтова волога
Пари атмосфери
Річки
1 370 323
60 000
24 000
280
85
14
1,2
93,96
4,12
1,65
0,019
0,006
0,001
0,0001 Всього 1 454 193 100
В першому наближенні можнарахувати, що запаси води, придатної для використання, оцінюються тільки біля5...6 тис. км3, що відповідає 0,3...0,4 %.
В зв’язку із швидким ростомнародонаселення, особливого значення набувають питання комплексноговикористання і охорони водних ресурсів. Вирішення цих питань необхідне перш завсе тому, що вже зараз багато країн відчувають дефіцит чистої води.
Вод в різних частинахгідросфери знаходиться в стані безперервного руху, що відбувається із-запостійного кругообігу вологи.
Загальне рівняння водногобалансу має такий вигляд
ВО + ВС= ОО + ОС ,
де ВО і ВС– випаровування з поверхонь океану і суші; ОО і ОС — опадина поверхні океану і суші.
Стік річок і підземних водскладає за рік близько 41 000 км3, або 8 % загального об’єму води,що здійснює кругообіг. По відношенню до кількості опадів, стік становить 36,4%. Це відношення називається коефіцієнтом стоку.
Із загального світовогооб’єму стоку близько 750 км3 відноситься до так званих безстічнихрайонів. Сюди входять пустелі і напівпустелі, а також річки і їх притоки, щовпадають в моря.
Помітний дефіцит водивідчувають багато європейських країн. Так в Нідерландах, Бельгії, Угорщині наодну людину в рік припадає 0,8...0,9 тис. м3 річкового стоку.
В Україні значний дефіцитводи відчувається на Донбасі. В середньому в Україні річковий стік становить1,1 тис. м3 на людину.
2. Екологічний підхід докомплексноговикористанняводних ресурсів
Основна метауправління водними ресурсами – забезпечення народного господарства водою приобов’язковій умові збереження біосфери.
В сталих екологічних системахзавжди спостерігається замкнений цикл використання основних ресурсів. Продуктижиттєдіяльності одного організму є стравою для іншого. В зв’язку з цим, непроходить катастрофічних забруднень навколишнього середовища і всі основніресурси, як правило, використовуються комплексно.
В природних системах завдякивідбору створюється така сукупність споживачів і користувачів природнимиресурсами, при яких не виникає ні виснаження, ні забруднення його.
Штучні системи, якікористуються природними ресурсами, і в першу чергу водою, повинні формуватисьтак, щоб не створювати ні виснаження, ні забруднення води.
Якщо в штучній системінеможливо зробити так, щоб відходи від одного підприємства служили сировиноюдля іншого, необхідно ввести в таку систему елементи, які б збиралиневикористані відходи і використовували їх в інших системах.
В нашій державівпроваджується інженерно-екологічний напрямок водогосподарської діяльності,який вирішує не тільки задачу водозабеспечення, але й охорону водних таземельних ресурсів.
Найбільш розповсюдженимприкладом реалізації інженерно-екологічного принципу в промисловомуводопостачанні є створення водооборотних систем і систем повторноговикористання очищених стічних вод.
В останні роки з’явилисьпідприємства, де водопостачання побудоване за принципом безвідходноїтехнології.
3. Системний підхід до комплексноговикористання водних ресурсів
Комплексневикористання водних ресурсів – синтетична наука, яка об’єднує фізико-хімічні,біологічні, інженерні та соціальні науки. При розгляді будь-якоговодогосподарського проекту, крім вирішення чисто інженерних питань, виникаєцілий ряд природоохоронних та соціологічних проблем.
Водогосподарська системаскладається із багатьох елементів, які виконують різноманітні функції і якізв’язані між собою. Зв’язки ці складні, тому такі системи називають складними.
Особливістю таких систем є нетільки велика кількість її елементів (104...107), але йтісний взаємозв’язок всіх елементів і частин між собою. Тому їх вивченнянайбільш ефективно можна провести з позиції системного аналізу (сукупністьметодологічних засобів, що використовуються для підготовки і обгрунтуваннявирішення складних проблем політичного, військового, соціального, економічного,наукового і технічного характеру).
Для цього необхідно провестианаліз і описання принципів побудови і роботи системи в цілому, її внутрішньоїпобудови і взаємозв’язків складових елементів. Це означає, що необхідноврахувати взаємозв’язок окремих елементів водогосподарської системи, якструктурних частин складної системи і виявити роль кожного з цих елементів взагальному процесі функціонування всієї системи. Приймаючи вирішення з окремогопитання, необхідно знати всі прямі і побічні, близькі і віддалені в часінаслідки цього вирішення.
Для системи комплексноговикористання і охорони водних ресурсів основна проблема полягає в невідповідностінаявних водних ресурсів перспективним замовленням на них. Сформулювати її можнатак: розробити таку систему використання водних ресурсів, яка б задовольняланародне господарство в необхідній кількості води заданої якості, не допускаючипри цьому негативний вплив на навколишнє середовище.
Надалі, в залежності відмасштабів системи комплексного використання і охорони водних ресурсів,визначають межі системи, входи і виходи з неї і складають структуру системи, щодосліджується.
Прийняття рішення при створеннісистеми комплексного використання і охорони водних ресурсів починають зпрогнозу розвитку народного господарства для держави в цілому, або окремогорегіону, на який розповсюджується дія цієї системи. На основі такого прогнозускладається прогноз розвитку водного господарства, який перетворюється в план,коли процес прийняття вирішень закінчений. Прогнозом визначається складучасників водогосподарського комплексу (ВГК) і об’єм виробництва, знаючи який,можна отримати об’єми водоспоживання кожного учасника.
Характер виробництва, йогоструктура і технологія визначають вимоги учасників ВГК до якості і кількостіводи. Ці вимоги необхідно порівняти з наявними водними ресурсами.
Оскільки на другому етапівизначають межі системи, то визначається об’єм водних ресурсів у просторі ічасі.
Потрібні об’єми і якістьводних ресурсів порівнюють з існуючими за допомогою водогосподарських ігідрохімічних балансів. Отримані неув’язки балансів приводять до управляючихдіянь, які можуть реалізовуватись різними методами. Так для кількісної гілки,ці діяння розділені на три групи: економія і раціональне використання воднихресурсів, перерозподіл поверхневого і підземного стоків у часі і перерозподілстоку у просторі. Діяння якісної складової реалізують двома групами: самоочисткоюі безвідходною технологією.
Після прийняття рішеннявідносно методів і способів управління приймають рішення про вибір технічнихзасобів, якими можна реалізувати різноманітні методи для виконання мети, щопоставлена перед водогосподарським комплексом. Тут доцільно розглядати окремоспоруди, які керують кількістю і якістю води, хоча, інколи, одна споруда можевиконувати обидві функції.
Для прийняття рішення провибір того чи іншого методу управління системою і набору технічних засобів(гідротехнічних споруд) необхідно оцінити ефективність кожного варіантаводогосподарської системи, порівнюючи втрати з отриманим ефектом при дотриманніобмежень капіталовкладень, трудових і матеріальних ресурсів.
Ефективність створеннясистеми комплексного використання і охорони водних ресурсів може оцінюватись нетільки економічним ефектом, але й екологічним та соціальним. Причому роль двохостанніх форм ефективності з часом буде все більше зростати.
Якщо вибраний варіантзадовольняє заданим критеріям ефективності і не виходить за рамки обмежень,можна переходити до наступного етапу – створення управління системою, яке можерозглядатись як у звичайному варіанті, так і у автоматизованому режимі. В цьомувипадку АСУ водогосподарської системи складається з двох частин: автоматизованоїсистеми управління технологічними процесами (АСУ – ТП) і автоматизованоїсистеми процесу адміністративного управління.
Оскільки для такого складногооб’єкту як водогосподарський неможливо створити систему, яка б працювалаповністю в автоматизованому режимі, необхідне рішення в складних ситуаціяхприймає людина. Це, як правило, державний орган чи група людей.
Якщо в результаті всебічноїоцінки ефективності отримані незадовільні результати, то необхідно переглянутиприйняте рішення. В першу чергу переглядають склад технічних засобів і споруд,а на стадії експлуатації змінюють порядок розподілу води. Якщо і в цьомувипадку результати незадовільні, то необхідно переглянути методи управління ісклад учасників ВГК регіону.
Якщо результати визначеннязнову незадовільні, то необхідно розглянути можливість корегування планурозвитку системи комплексного використання і охорони водних ресурсів в цілому івнести відповідні зміни у вимоги щодо кількості і якості наявних воднихресурсів. При цьому, в крайньому випадку, приходиться виключати із розглядучастково чи повністю окремих учасників водогосподарського комплексу.
4. Загальні принципи і задачікомплексного використання і охорони водних ресурсів
Прогреснауки і техніки та супутніх з ним ускладненнями водогосподарських проблемприводять до необхідності централізованого управління використання воднихресурсів. Вплив людини при цьому не повинен приводити до різкого порушеннярівноваги природних факторів, а вирішення конкретних задач в будь-якій галузі(іригація, водопостачання, енергетика і інш.) не повинне приводити донегативного результату для інших учасників ВГК.
Основний принцип розвитку водногогосподарства полягає в комплексному використанні водних ресурсів, коли найбільшповно і ефективно задовільняються потреби у воді різні галузі народногогосподарства країни.
Склад галузей і параметри ВГКповинні економічно обґрунтовуватись.
Найважливішою проблемою, безвирішення якої неможливо забезпечити високий рівень розвитку водногогосподарства, є охорона водних ресурсів від забруднення і виснаження.
Головним принципом охорони водних ресурсів єзменшення об’єму промислових і комунальних стоків, а також їх ефективнеочищення.
Основними задачами генеральної схемикомплексного використання і охорони водних ресурсів є такі:
1. Оцінкаповерхневих та підземних водних ресурсів.
2. Виявленняосновних вимог до води різними галузями водного господарства та розробканаукового обґрунтування норми водоспоживання.
3. Вивченняперспективи розвитку різних галузей і взаємозв’язку між ними та визначеннятаких, які забезпечують найбільш ефективне і економне використання води.
4. Розробкаводогосподарських балансів.
5. Визначеннякапіталовкладень для виконання плану водогосподарського будівництва.
6. Розробкапропозицій, на основі водогосподарських балансів, оптимального розташуванняпромислових об’єктів, транспортних вузлів і сільськогосподарських площ.
7. Визначенняосновних засобів з охорони водотоків і водойм від їх виснаження і забруднення.
8. Оцінказміни природних умов в районах планування і здійснення значнихводогосподарських проектів.
Література
1. Комплексное использование и охрана водных ресурсов / Под.ред. О.Л.Юшманова/-М.: Агропромиздат, 1985.
2. Зарубаев Н.В. Комплексное использование водных ресурсов. – Л.Стройиздат, 1976.
3. ГрищенкоЮ.М. Комплексне використання та охорона водних ресурсів. Рівне, 1997.
4. Гидроэнергетика и комплексноеиспользование водных ресурсов/ Под. ред. Непорожнего П.С./ -М.: Энергоиздат,1982.