Главная | Обратная связь

Основные особенности и виды использования водных ресурсов

Одним из главных свойств воды как компонента географи­ческой среды является ее незаменимость. Из многочисленных видов минерально-сырьевых ресурсов большинство взаимоза­меняемо. В топливно-энергетическом цикле каменный уголь заменяется нефтью, нефть - газом, многие виды цветных ме­таллов также в ряде случаев взаимозаменяемы, например ни­кель - хромом, медь - алюминием и т. д.

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

Своеобразие водных ресурсов определяется главным образом непрерывной подвижностью участвующей в кру­говороте воды. В соответствии с местом в этом кругово­роте воды на Земле выступают в различных формах, имеющих неодинаковую ценность с точки зрения удовлетво­рения человеческих потребностей, т. е. в качестве ре­сурсов.

В соответствии с уравнениями водного баланса (по методу М. И. Львовича) объем воды, приносимой на су­шу 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 вод­ных ресурсов, поскольку реки и подземные воды явля­ются 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 относит­ся и к глубинным подземным водам, особенно к их веко­вым запасам, полностью или частично обособленным от современного круговорота воды. В качестве ресурсов эта категория запасов воды в силу невозобновимости во многом близка к полезным ископаемым.

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 геогра­фически 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 источ­ника. Вследствие особенностей и режиме питания в раз­ных районах наблюдаются большие различия в сезонном режиме стока, имеющие относительно устойчивый, закономерный характер. В то же время сложное взаи­модействие множества факторов придает колебаниям стока характер случайного процесса. Поэтому расчеты, относящиеся к водным ресурсам, неизбежно принимают вероятностный, статистический характер. Важно отме­тить, 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 терри­ториальных различиях в удельных затратах на поддер­жание 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 определя­ют различия в способах строительства (величине капи­тальных 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 используе­мых вод - реки - линейны. При этом гидроэнергетиче­ские 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 при­родой, а являются результатом выбора. Однако такой выбор, определяемый технико-экономическими критерия­ми, в большой мере опирается на учет природных фак­торов (продольный и поперечный профили долины на разных участках, инженерно-геологические условия стро­ительства и т. п.). Подземные водные ресурсы характе­ризуются 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 по­казатели модулей стока, относимые ко всей площади бассейнов рек или их частей). Такой подход, однако, условен, так как использование водных ресурсов практи­чески требует их определенной концентрации в водотоках.

Многие особенности водных ресурсов вытекают из своеобразия способов их использования.

За редкими исключениями, вода не используется не­посредственно 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. Наобо­рот, в ходе использования водные ресурсы либо оста­ются в природных каналах стока (водный транспорт, гидроэнергетика, рыбное хозяйство, отдых), либо возвра­щаются в круговорот воды (орошение, все виды хозяй­ственного и бытового водоснабжения). Поэтому прин­ципиально использование водных ресурсов не ведет к их истощению.

Однако на практике дело обстоит сложнее. Использо­вание 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 ча­стично (и зачастую в измененном качественном состоя­нии) 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 вре­мени сравнительное изобилие воды и возможность в большинстве случаев удовлетворения всех потребностей в ней исключали воду, как и воздух, из системы эконо­мических отношений. Исключение составляли аридные районы, где дефицит воды и необходимость больших материальных и трудовых затрат на организацию водо­снабжения 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. Воз­никла необходимость в механизме регулирования ис­пользования ограниченных водных ресурсов и распреде­ления их между потребителями - экономическом или административном.

Вода -непременное условие существования и разви­тия большинства видов (отраслей) человеческой дея­тельности. Однако потребность разных отраслей в воде очень различна. При стоимостном подходе из этого сле­дует, что одни отрасли (с низкими удельными потреб­ностями в воде, т. е. неводоемкие) относительно мало чувствительны к уровню затрат на водоснабжение, дру­гие 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 харак­теризовать и обратную величину - экономический ущерб от неполучения единицы воды в разных отраслях-водо­потребителях. Это позволяет создать экономически обоснован­ную 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 отрас­лями, предъявляющими специфические требования к и количеству и качеству. Поскольку в большинстве слу­чаев одни и те же водные источники служат удовлетво­рению различных потребностей, в бассейнах рек складываются (стихийно или планомерно) определенные водо­хозяйственные 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 ис­точников поверхностных или подземных водных ресурсов, оно по существу превращает их в ресурсы сельскохозяйственные, искусственно пополняя недостающий для нор­мального развития культурных растений расход воды на транспирацию.

Следующий вид водопотребления - это водоснабже­ние, охватывающее широкую гамму разнообразных спо­собов использования водных ресурсов. Общим свойством для них является высокий удельный вес безвозврат­ных потерь. Различия определяются спецификой требова­ний отраслей-водопотребителей.

Непосредственно с коммунальным и производственным водоснабжением связан сброс канализационных и про­мышленных стоков. Их объем пропорционален масштабам водопотребления. В зависимости от роли воды в тех­нологическом процессе значительная часть приходится на загрязненные стоки. Это создает все обостряющуюся по мере роста масштабов производства проблему каче­ственного истощения водных ресурсов. В этой проблеме можно различать два аспекта: собственно качественный (ухудшение воды в результате внесения в нее минераль­ных и органических примесей, затрудняющее или делаю­щее невозможным использование источника ниже пунк­та сброса) и количественный (потребность в определен­ном, обычно гораздо большем, чем объем стока, коли­честве свежей воды для разбавления загрязненных вод до стандартного уровня).

В экономическом аспекте это выражается либо в до­полнительных затратах, которые необходимы для обра­ботки воды и доведения ее до нужных кондиций другими потребителями, либо в убытках, следующих из невоз­можности использовать данный источник водных ресур­сов вследствие его загрязнения.

В качестве одного из видов водопотребления нередко рассматривается обводнение. Однако по существу вхо­дящих в это понятие конкретных мер оно фактически представляет собой водоснабжение, как правило, без­водных или маловодных территорий. С последним обсто­ятельством связано выделение обводнения в особую во­дохозяйственную задачу, относимую обычно к опреде­ленной площади, хотя фактически подразумевается обес­печение водой конкретных пунктов - центров водопо­требления.

Отрасли-водопользователи сравнительно мало меняют водный баланс используемых источников.

Гидроэнергетика использует гидравлическую энергию поверхностного стока, т. е. в конечном счете неисчерпае­мый поток солнечной энергии, приводящий в движение механизм круговорота воды. Поскольку величина этой энергии пропорциональна объему стока и высоте падения, территориальное распределение гидроэнергетиче­ских ресурсов отражает совместное влияние географиче­ских особенностей речного стока и рельефа. Гидроэнергетика предъявляет свои специфические качественные требования к водным ресурсам. Помимо водности, определяющей суммарную величину энергети­ческого потенциала, большое значение имеет режим во­дотока - изменение расхода воды во времени. Создание гидроэлектростанций не вносит существенных изменений в объем водных ресурсов используемого источника (если не считать роста потерь за счет испаре­ния с поверхности водохранилища), но вследствие созда­ния крупных регулирующих емкостей может сильно по­влиять на режим водотока.

Специфическая форма энергетического использования - освоение ресурсов подземных термальных вод, слу­жащих 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 сравни­тельно слабого и легко устранимого загрязнения и воз­действия 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 ре­сурсов -- биологических. В этом оно сходно с орошае­мым 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 различны­ми 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 при­обретает растущее значение, хотя ни ее технические тре­бования, 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 отно­сительный характер. 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 вод­ных ресурсов. Однако сам набор видов использования и их количественное соотношение варьируют в широких пределах. Из этого вытекает многовариантность органи­зации водохозяйственных комплексов. Различия в струк­туре отдельных вариантов обусловливаются природными особенностями каждого бассейна и структурой хозяйст­ва соответствующего района.