Водопотребление и его основные виды
Согласно определению, данному в статье 1 Водного кодекса Российской Федерации, водопотребление – это потребление воды из систем водоснабжения. Однако далеко не все население имеет доступ к подобным системам. Значительная часть населения Земли получает необходимую для жизни воду непосредственно из поверхностных водных объектов и подземных водоносных слоев. По этой причине в других нормативных актах это понятие трактуется более широко. Например, в пункте 6 ГОСТ 19185-73 ГОСТ 19185-73 «Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения» под водопотреблением понимается использование водных ресурсов с безвозвратным изъятием воды из водоисточника.
Основными видами водопотребления являются:
1. Сельскохозяйственное водопотребление – вода, используемая в растениеводстве и животноводстве.
2. Промышленное водопотребление – затраты воды при работе производственных объектов.
3. Энергетическое водопотребление, т.е. водопотребление при производстве электроэнергии.
4. Бытовое водопотребление или водопотребление в социально-бытовой сфере – потребление воды пригодной для питья, приготовления пищи и обеспечения благополучной санитарно-эпидемиологической ситуации.
5. Практически все естественные экосистемы и природно-технические системы (ПТС) нуждаются в постоянном притоке воды. Человек, наращивая объемы своего водопотребления, все чаще лишает их этого ресурса. Результатом является деградация обширных участков окружающей среды, что, в свою очередь, затрудняет или даже делает невозможным нормальное существование населяющих их людей. По причине высокой значимости данной проблемы для ее обозначения используется специальный термин – водопотребление природной среды или, учитывая все большую распространенность и возрастающую роль ПТС, более широкое понятие – водопотребление окружающей среды.
Совокупность всех видов и форм бытового, промышленного, сельскохозяйственного и природного водопотребления, существующих в пределах определенного участка окружающей среды, обозначается как сфера водопотребления, а его различные виды как сегменты сферы водопотребления (например, производственный сегмент сферы водопотребления).
Необходимо подчеркнуть принципиальное отличие содержание понятия водопотребление от имеющего значительно более широкое значение понятия водопользование. Водопользование включает всю совокупность разнообразных способов использования водных ресурсов. Например, оно включает использование речных сетей в качестве путей транспортных перевозок.
Определение термина «кризис водопотребления». Региональные кризисы водопотребления
Кризис водопотребления – это постоянный острый недостаток (дефицит) пресной воды, не позволяющий удовлетворить необходимые потребности населения для обеспечения его нормальной жизнедеятельности. На современном этапе подобные явления происходят лишь на отдельных участках планеты и обозначаются как региональные кризисы водопотребления. Но их количество и острота порождаемых ими социально-экономических, санитарно-эпидемиологических и экологических проблем постоянно возрастают (рисунок 1). Нехватка ресурсов питьевой воды в последние десятилетия стала приобретать небывалые масштабы, что прежде всего обусловлено демографическими факторами. По статистическим подсчетам, население планеты сегодня составляет 6,6 млрд. человек, ежегодный прирост – 80 млн. Это предполагает ежегодное увеличение потребности в пресной воде в объеме 64 млн. м3. При этом 90% прироста населения в период до 2050 г. будет наблюдаться в развивающихся стран, в которых уже сегодня ощущается нехватка ресурсов пресной воды. Согласно данным ООН, в 2000 г. уже свыше 1,2 млрд. человек существовали в условиях постоянного дефицита пресной воды, около 2 млрд. испытывали его периодически (в засушливый сезон) Через 20 лет число людей, существующих в условиях водного дефицита, вероятно, превысит 4 млрд, а к 2050 г. достигнет 5,4 млрд.
|
|
| Рисунок 1. Социально-экономические, санитарно-эпидемиологические и экологические проблемы, обусловленные кризисом водопотребления |
Дефицит пресной воды и ограничение ее доступности (недостаточное развитие систем водоснабжения и др.) лишает возможности развития многие сектора экономики. Особую значимость имеет в развивающихся странах с высоким приростом населения невозможность удовлетворить потребности сельскохозяйственного водопотребления. Результатом становиться обнищание население и массовый голод. Наиболее трагичные по числу человеческих жертв подобные явления произошли во второй половине ХХ века вследствие регионального кризиса в Восточной Африке. Только в 1970-1974 гг. количество людей, погибших в этом региона голода, обусловленного нехваткой воды для ведения традиционных форм сельского хозяйства составило около 1,2 млн. человек. Данный факт не получил широкой огласки. Но если бы подобные события произошли бы в Западных странах, то они бы уже вошли бы в историю как одна из наиболее трагичных «мировых катастроф».
Отсутствие чистой питьевой воды заставляет людей употреблять воду неудовлетворительного качества. Это неминуемо оказывает негативное воздействие на здоровье населения. Так, в развивающихся странах из 37 болезней, оказывающих значимое влияние на смертность, 21 болезнь связана с потреблением недоброкачественной воды. В целом в этих регионах низкое качество питьевой воды ежегодно становится причиной смерти приблизительно 3 миллионов человек.
В качестве примера экологических последствий регионального кризиса водопотребления, связанного перераспределением сегментов сферы водопотребления (увеличения сельскохозяйственного сегмента за счет сегмента водопотребления окружающей среды) наиболее известна экологическая катастрофа в бассейне Аральского моря. Но это далеко не единственный пример. Так, еще раньше аналогичные явления наблюдались в США с бассейне р.Колорадо еще в начале 1950-х годов, хотя и не привлекли внимания особого внимания экологов. В результате возведения 10 плотин и забора значительных объемов воды на орошение сток реки в ее нижнем течении упал с 9 млрд м3 в 1922 г. до 2-3 млрд м3 в год в 1950-х годах. Начиная с 1965 г. сток воды на этом участке практически прекратился, вода в русле появляется только в годы с необычно большими осадками. Материалы, на основании которых столь же точно можно было бы оценить ущерб, нанесенный природным экосистемам данного района, отсутствуют. Но он, несомненно, огромен. Экологическая катастрофа наблюдается и в бассейне оз. Чад в Северной Африке, что также связано с забором воды из питающих его рек на орошение. За последние 40 лет площадь озера сократилась с 25000 км2 до 1359 км2, а его глубина с 10 до 1-2 м. Около 50% площади сохранившейся акватории озера Чад заросло. В его бассейне началось засоление почв, вызвавшее гибель посевов. В совокупности с исчезновением рыболовства это вызвало обнищание местного населения. В современном мире существует еще много других явлений аналогичного характера.
Проблема в значительной степени усугубляется происходящими глобальными климатическими изменениями, сопровождающихся сокращением количества осадков во многих регионах. В результате повышается потребность в орошении земель, что в свою очередь, вызывает перераспределение сегментов в сфере водопотребления, в подавляющем большинстве случаев за свет снижения сегмента водопотребления окружающей среды).
Причины развития кризисов водопотребления и виды водного дефицита
Основной причиной кризиса водопотребления стремительный рост народонаселения опережающий возможности его водоснабжения и истощение запасов пригодной для использования пресной воды. Истощение вод - это сокращение количества пресной воды, сосредоточенной в поверхностных и подземных водных объектах, качество которой пригодно для обеспечения условий нормальной жизнедеятельности человека и сохранения благополучной экологической ситуации. Различают:
- количественное истощение вод, то есть уменьшение объема запасов пресных вод;
- качественное истощение вод, причиной которого является их загрязнение, в результате которого часть водных запасов пресных вод становиться непригодными для обеспечения нужд человека и существования питаемых ими природных объектов.
В основе кризиса водопотребления лежит водный дефицит, т.е. нехватка воды, для удовлетворения насущных потребностей населения, к числу которых мы относим и сохранение благоприятных экологических условий. Водный дефицит может возникнуть в силу различных причин в соответствии с чем можно выделить его несколько видов (рисунок 2):
- физический дефицит воды, обусловлен ее недостаточным количеством в данном регионе (стране) для удовлетворения насущных потребностей. На современном этапе это нередко обусловлено не только ростом народонаселения, но и происходящими глобальными климатическими изменениями, в результате количество осадков и водность рек во многих регионах существенно сократились, что, в свою очередь, привело к «количественному истощению вод»;
- химический дефицит воды, возникающий при высоком уровне загрязнения водных объектов – источников водоснабжения, в результате чего их воды становятся непригодными для потребления, прежде всего, в бытовых целях, что обусловливает феномен «качественного истощения вод»;
- инфраструктурный дефицит воды, связанный с нарушением функционирования объектов инфраструктуры (систем водоснабжения и др.) или их отсутствием, что не позволяет доставлять воду конечным потребителям, в т.ч. для полива земель при выращивании сельскохозяйственных культур;
- институциональный дефицит воды, обусловленный особенностями действующего законодательства или целенаправленными действиями государственных и общественных институтов (в т.ч. основанных на стереотипах массового сознания), препятствующих бесперебойному и равноправному доступу потребителей к необходимым им водным ресурсам (например, дефицит воды, связанный с лишением доступа к водным объектам, переданным в частную собственность). Общественные экологические организации, как правило, активно выступают против проектов межрегионального перераспределения водных ресурсов путем строительства специальных гидротехнических систем – антирек, способных обеспечивать подачу воды в районы, испытывающие ее острый дефицит, и таким образом решить данную проблему. При этом негативное отношение к подобным проектам основывается именно на устоявшихся стереотипах мышления, а не на результате непредвзятого подхода к анализу их экологических последствий.
|
|
| Рисунок 2. Виды дефицита пресной воды и их основные причины |
Соотношение форм водного дефицита подвержено существенным изменениям. Если раньше нехватка воды в том или ином районе планеты в большинстве случаев была вызвана физическим дефицитом воды, то сейчас все большую значимость приобретает химический дефицит. В целом ежегодно в мире загрязняется от 12 до 17 тыс. км3 поверхностных вод, то есть порядка половины доступной для населения пресной воды. Если в ближайшее время не будут созданы системы межрегионального перераспределения водных ресурсов и организован их международный рынок (см. страницу сайта «Антиреки»), то приоритетную значимость в развитии региональных и мирового кризисов водопотребления будет иметь институциональный дефицит воды.
Общая схема развития регионального кризиса водопотребления
В большинстве случаев региональный водный кризис развивается постепенно, последовательно проходя ряд фаз, которые можно обозначить следующим образом:
1. Кризисные явления в сфере водопотребления – спорадически или периодически возникающие события, заключающиеся во временной нехватке воды для удовлетворения нужд населения, сельского хозяйства, промышленных предприятий или объектов энергетики. Например, это временные отключения системы питьевого водоснабжения в отдельных районах города при нехватке водных ресурсов в период засухи.
2. Водный стресс – постоянно ощущаемая населением нехватка воды, удовлетворительного качества. Подобные события могут быть обусловлены не только нехваткой водных ресурсов, но и отсутствием надлежащего внимания властей к своевременной реконструкции систем водоснабжения и очистки вод или недостатком средств на решение этих проблем, т.е. развитием инфраструктурного водного дефицита.
3. Кризис водопотребления – это постоянный острый недостаток необходимого количества воды, которая может удовлетворить потребность населения в воде, вне зависимости от ее качества. В этих условиях производство сельскохозяйственной продукции становиться невозможным. От засухи деградируют наземные и водные экосистемы. Закономерно возникает дефицит продовольствия.
Каждая из этих фаз сопровождается характерными негативными социально-экономическими, политическими и экологическими явлениями (рисунок 3). В ряде случаев региональные кризисы водопотребления порождают острые геополитические проблемы, создают угрозу возникновения военных конфликтов, уже получивших название «войны за воду», между различными государственными образованиями, испытывающими дефицит водных ресурсов и совместно использующие одни и те же их источники. Несмотря на многочисленные международные соглашения в этой области, в различных районах планеты на протяжении последних 50 лет отмечено 507 случаев возникновения напряженности в отношениях между отдельными станами и регионами из-за распределения между ними ресурсов пресной воды, из них 37 привели к острым конфликтам, в том числе 21 сопровождался военными акциями. Например, в настоящее время возникли острые противоречия между Египтом и странами, расположенными в верхнем течении р. Нил, планы экономического развития которых предусматривают увеличения объема забора речных вод на собственные нужды.
|
|
| Рисунок 3. Фазы развития регионального кризиса водопотребления |
Мировой кризис водопотребления
Понятие мировой кризис водопотребления или глобальный водный кризис сформировалось на основе результатов сопоставления двух тенденций глобального масштаба. Первая из них – неуклонный рост общего объема водопотребления, обусловленный демографическими факторами и расширением производственной сферы. Вторая тенденция – сокращение мировых запасов водных ресурсов, которые используются для удовлетворения данной потребности, так называемых экономически доступных водных ресурсов. В обобщенной форме феномен мирового кризиса водопотребления графически иллюстрируется двумя трендами, отражающими описанные выше тенденции. Их пересечение, приходящееся по разным оценкам на период от 2025 до 2045 г., и рассматривается как возникновение мирового кризиса водопотребления (рисунок 4). В научной литературе это событие нередко представляется как некий переломный момент в жизни человечества, который почти неизбежно будет сопровождаться катастрофическими явлениями глобального масштаба. Однако подобное упрощенное видение проблемы носит чисто умозрительный характер и не отражает реальных угроз.
|
|
| Рисунок 4. Развитие мирового кризиса водопотребления |
Дефицит водных ресурсов уже давно отмечается в некоторых участках планеты, формируя региональные кризисы водопотребления. В тоже время существуют районы в которых используется относительно небольшая часть природных запасов пресной воды. Более того, периодически обильные осадки вызывают наводнения, наносящие большой экономический и экологический ущерб. Согласно данным ЮНЕСКО за последние 100 лет во время наводнений погибло около 10 млн. человек (для сравнения: от землетрясений и ураганов – приблизительно 2 млн. человек); убытки мировой экономики исчисляются десятками миллиардов долларов. Наводнения периодически происходят во многих странах. На территории Российской Федерации они угрожают более чем 40 городам и нескольким тысячам других населенных пунктов. Периодическому затоплению подвергается территория площадью около 500 тыс. га. Среднестатистическая величина ущерба от наводнений по России оценивается в 3,25 млрд. долларов в год. Кроме того, наводнения сопровождаются большим числом человеческих жертв, существенно превышающим данный показатель при других видах чрезвычайных ситуаций. Так, за 30 лет (с 1962 по 1992 гг.) в России в результате различных природных катастроф погибло около 3 тысяч человек. При этом наибольшие потери населения (около 30% от общего числа погибших) связаны с наводнениями. Экономический ущерб за тот же тридцатилетний период составил около 30% от суммарного ущерба.
В периоды наводнений наша страна, как и многие другие, вынуждена затрачивать большие средства для того, чтобы отвести эти избыточные воды в Мировой океан (путем сооружения временных дамб и др. способами), минимизировав их вредное воздействие. Неравномерность распределения водных ресурсов на планете сохранится и после прогнозируемого пересечения трендов «глобального водопотребления» и «общего объема запаса доступных водных ресурсов».
Так что же изменится в момент наступления прогнозируемого мирового кризиса водопотребления? Характер негативных явлений останется прежним. Собственно, сами кризисы водопотребления, будут продолжать носить региональный характер. Острый водный дефицит, создающий угрозу для жизни населения, будет наблюдаться лишь в отдельных участках планеты. Меры, направленные на предотвращение этих гуманитарных катастроф, будут заключаться в поставке воды и водоемкой продукции (это понятие рассматривается ниже) из других регионов и в организации переселения людей (контролируемой миграции). В обоих случаях это не что иное, как удовлетворение потребности в воде населения кризисных регионов, за счет водных ресурсов регионов, не испытывающих их острого дефицита. Объем воды, направляемый для удовлетворения потребности в ней населения других регионов, обозначается термином дополнительная водопотребительская нагрузка. Таким образом, развитие мирового кризиса водопотребления в реальности будет проявляться в форме все более заметного разделения планеты на:
- районы, население которых не сможет существовать без постоянного импорта воды и водоемкой продукции, и которые принципиально не будут отличаться от уже существующих районов региональных кризисов водопотребления;
- районы дополнительной водопотребительской нагрузки, экспортирующие свои водные ресурсы и продукцию, созданную на базе их использования;
- районы, сохраняющие баланс между водопотреблением и