Частина 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 можна
рахувати, що запаси води, придатної для використання, оцінюються тільки біля
5...6 тис. км3, що відповідає 0,3...0,4 %.
В зв’язку із швидким ростом
народонаселення, особливого значення набувають питання комплексного
використання і охорони водних ресурсів. Вирішення цих питань необхідне перш за
все тому, що вже зараз багато країн відчувають дефіцит чистої води.
Вод в різних частинах
гідросфери знаходиться в стані безперервного руху, що відбувається із-за
постійного кругообігу вологи.
Загальне рівняння водного
балансу має такий вигляд
ВО + ВС
= ОО + ОС ,
де ВО і ВС
– випаровування з поверхонь океану і суші; ОО і ОС - опади
на поверхні океану і суші.
Стік річок і підземних вод
складає 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 світового
об’єму стоку близько 750 км3 відноситься до так званих безстічних
районів. Сюди входять пустелі і напівпустелі, а також річки і їх притоки, що
впадають в моря.
Помітний дефіцит води
відчувають багато європейських країн. Так в Нідерландах, Бельгії, Угорщині на
одну людину в рік припадає 0,8...0,9 тис. м3 річкового стоку.
В Україні значний дефіцит
води відчувається на Донбасі. В середньому в Україні річковий стік становить
1,1 тис. м3 на людину.
2. Екологічний підхід до
комплексного використання
водних ресурсів
Основна мета
управління водними ресурсами – забезпечення народного господарства водою при
обов’язковій умові збереження біосфери.
В сталих екологічних системах
завжди спостерігається замкнений цикл використання основних ресурсів. Продукти
життєдіяльності одного організму є стравою для іншого. В зв’язку з цим, не
проходить катастрофічних забруднень навколишнього середовища і всі основні
ресурси, як правило, використовуються комплексно.
В природних системах завдяки
відбору створюється така сукупність споживачів і користувачів природними
ресурсами, при яких не виникає ні виснаження, ні забруднення його.
Штучні системи, які
користуються природними ресурсами, і в першу чергу водою, повинні формуватись
так, щоб не створювати ні виснаження, ні забруднення води.
Якщо в штучній системі
неможливо зробити так, щоб відходи від одного підприємства служили сировиною
для іншого, необхідно ввести в таку систему елементи, які б збирали
невикористані відходи і використовували їх в інших системах.
В нашій державі
впроваджується інженерно-екологічний напрямок водогосподарської діяльності,
який вирішує не тільки задачу водозабеспечення, але й охорону водних та
земельних ресурсів.
Найбільш розповсюдженим
прикладом реалізації інженерно-екологічного принципу в промисловому
водопостачанні є створення водооборотних систем і систем повторного
використання очищених стічних вод.
В останні роки з’явились
підприємства, де водопостачання побудоване за принципом безвідходної
технології.
3. Системний підхід до комплексного
використання водних ресурсів
Комплексне
використання водних ресурсів – синтетична наука, яка об’єднує фізико-хімічні,
біологічні, інженерні та соціальні науки. При розгляді будь-якого
водогосподарського проекту, крім вирішення чисто інженерних питань, виникає
цілий ряд природоохоронних та соціологічних проблем.
Водогосподарська система
складається із багатьох елементів, які виконують різноманітні функції і які
зв’язані між собою. Зв’язки ці складні, тому такі системи називають складними.
Особливістю таких систем є не
тільки велика кількість її елементів (104...107), але й
тісний взаємозв’язок всіх елементів і частин між собою. Тому їх вивчення
найбільш ефективно можна провести з позиції системного аналізу (сукупність
методологічних засобів, що використовуються для підготовки і обгрунтування
вирішення складних проблем політичного, військового, соціального, економічного,
наукового і технічного характеру).
Для цього необхідно провести
аналіз і описання принципів побудови і роботи системи в цілому, її внутрішньої
побудови і взаємозв’язків складових елементів. Це означає, що необхідно
врахувати взаємозв’язок окремих елементів водогосподарської системи, як
структурних частин складної системи і виявити роль кожного з цих елементів в
загальному процесі функціонування всієї системи. Приймаючи вирішення з окремого
питання, необхідно знати всі прямі і побічні, близькі і віддалені в часі
наслідки цього вирішення.
Для системи комплексного
використання і охорони водних ресурсів основна проблема полягає в невідповідності
наявних водних ресурсів перспективним замовленням на них. Сформулювати її можна
так: розробити таку систему використання водних ресурсів, яка б задовольняла
народне господарство в необхідній кількості води заданої якості, не допускаючи
при цьому негативний вплив на навколишнє середовище.
Надалі, в залежності від
масштабів системи комплексного використання і охорони водних ресурсів,
визначають межі системи, входи і виходи з неї і складають структуру системи, що
досліджується.
Характер виробництва, його
структура і технологія визначають вимоги учасників ВГК до якості і кількості
води. Ці вимоги необхідно порівняти з наявними водними ресурсами.
Оскільки на другому етапі
визначають межі системи, то визначається об’єм водних ресурсів у просторі і
часі.
Потрібні об’єми і якість
водних ресурсів порівнюють з існуючими за допомогою водогосподарських і
гідрохімічних балансів. Отримані неув’язки балансів приводять до управляючих
діянь, які можуть реалізовуватись різними методами. Так для кількісної гілки,
ці діяння розділені на три групи: економія і раціональне використання водних
ресурсів, перерозподіл поверхневого і підземного стоків у часі і перерозподіл
стоку у просторі. Діяння якісної складової реалізують двома групами: самоочисткою
і безвідходною технологією.
Після прийняття рішення
відносно методів і способів управління приймають рішення про вибір технічних
засобів, якими можна реалізувати різноманітні методи для виконання мети, що
поставлена перед водогосподарським комплексом. Тут доцільно розглядати окремо
споруди, які керують кількістю і якістю води, хоча, інколи, одна споруда може
виконувати обидві функції.
Для прийняття рішення про
вибір того чи іншого методу управління системою і набору технічних засобів
(гідротехнічних споруд) необхідно оцінити ефективність кожного варіанта
водогосподарської системи, порівнюючи втрати з отриманим ефектом при дотриманні
обмежень капіталовкладень, трудових і матеріальних ресурсів.
Ефективність створення
системи комплексного використання і охорони водних ресурсів може оцінюватись не
тільки економічним ефектом, але й екологічним та соціальним. Причому роль двох
останніх форм ефективності з часом буде все більше зростати.
Якщо вибраний варіант
задовольняє заданим критеріям ефективності і не виходить за рамки обмежень,
можна переходити до наступного етапу – створення управління системою, яке може
розглядатись як у звичайному варіанті, так і у автоматизованому режимі. В цьому
випадку АСУ водогосподарської системи складається з двох частин: автоматизованої
системи управління технологічними процесами (АСУ – ТП) і автоматизованої
системи процесу адміністративного управління.
Оскільки для такого складного
об’єкту як водогосподарський неможливо створити систему, яка б працювала
повністю в автоматизованому режимі, необхідне рішення в складних ситуаціях
приймає людина. Це, як правило, державний орган чи група людей.
Якщо в результаті всебічної
оцінки ефективності отримані незадовільні результати, то необхідно переглянути
прийняте рішення. В першу чергу переглядають склад технічних засобів і споруд,
а на стадії експлуатації змінюють порядок розподілу води. Якщо і в цьому
випадку результати незадовільні, то необхідно переглянути методи управління і
склад учасників ВГК регіону.
Якщо результати визначення
знову незадовільні, то необхідно розглянути можливість корегування плану
розвитку системи комплексного використання і охорони водних ресурсів в цілому і
внести відповідні зміни у вимоги щодо кількості і якості наявних водних
ресурсів. При цьому, в крайньому випадку, приходиться виключати із розгляду
частково чи повністю окремих учасників водогосподарського комплексу.
4. Загальні принципи і задачі
комплексного використання і охорони водних ресурсів
Прогрес
науки і техніки та супутніх з ним ускладненнями водогосподарських проблем
приводять до необхідності централізованого управління використання водних
ресурсів. Вплив людини при цьому не повинен приводити до різкого порушення
рівноваги природних факторів, а вирішення конкретних задач в будь-якій галузі
(іригація, водопостачання, енергетика і інш.) не повинне приводити до
негативного результату для інших учасників ВГК.
Основний принцип розвитку водного
господарства полягає в комплексному використанні водних ресурсів, коли найбільш
повно і ефективно задовільняються потреби у воді різні галузі народного
господарства країни.
Склад галузей і параметри ВГК
повинні економічно обґрунтовуватись.
Найважливішою проблемою, без
вирішення якої неможливо забезпечити високий рівень розвитку водного
господарства, є охорона водних ресурсів від забруднення і виснаження.
Головним принципом охорони водних ресурсів є
зменшення об’єму промислових і комунальних стоків, а також їх ефективне
очищення.
Основними задачами генеральної схеми
комплексного використання і охорони водних ресурсів є такі:
1.
Оцінка
поверхневих та підземних водних ресурсів.
2.
Виявлення
основних вимог до води різними галузями водного господарства та розробка
наукового обґрунтування норми водоспоживання.
3.
Вивчення
перспективи розвитку різних галузей і взаємозв’язку між ними та визначення
таких, які забезпечують найбільш ефективне і економне використання води.
4.
Розробка
водогосподарських балансів.
5.
Визначення
капіталовкладень для виконання плану водогосподарського будівництва.
6.
Розробка
пропозицій, на основі водогосподарських балансів, оптимального розташування
промислових об’єктів, транспортних вузлів і сільськогосподарських площ.
7.
Визначення
основних засобів з охорони водотоків і водойм від їх виснаження і забруднення.
8.
Оцінка
зміни природних умов в районах планування і здійснення значних
водогосподарських 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. Грищенко
Ю.М. Комплексне використання та охорона водних ресурсів. Рівне, 1997.
4. Гидроэнергетика и комплексное
использование водных ресурсов/ Под. ред. Непорожнего П.С./ -М.: Энергоиздат,
1982.