УИ.З. Проблема исчерпания, или количественного истощения вод

7—2937

193 чин для их дефицита, тем более, что после использования вода как неистощимый ресурс включается в круговороты и вновь возвращается в источники.

Чтобы ответить на вопрос о причинах дефицита пресной воды, познакомимся с некоторыми параметрами, которые характеризуют не только среднестатистические значения запасов воды, но и дают представление о реальных возможностях ее потребления. К важнейшим из них относятся доступность отдельных категорий воды, их распределение по территории, скорость возобновления и другие.

Структура запасов пресных вод, скорость нх возобновления и значение для потребления. Из 35 млн. км3 пресных вод около 70% сосредоточено в ледниках и вечных снегах (см. табл.19). Эти воды практически не потребляются человеком. Они представляют как бы «мертвый» запас. Не используются также почвенные воды, воды атмосферы и вода, содержащаяся в организмах. Ограниченно используются воды болот, и труднодоступны или пока недоступны для потребления воды глубинных слоев Земли. В целом подсчитано, что человечество в настоящее время может потенциально использовать около 3 млн. км3 воды. Под термином «потенциально» в данном случае понимается техническая возможность.

Фактически же возможности намного меньше. В самых общих чертах можно отметить, что экологически обоснованным является такой объем изъятия воды из систем (источников), при котором последние сохраняют свои основные свойства по запасам и качеству (не истощаются и не загрязняются).

В этой связи крайне важно учитывать скорость возобновления водных ресурсов. Из табл.20 видно, что она максимальна для речных вод, где составляет в среднем 12-16 суток. Озерные воды возобновляются в среднем через 17 лет, а подземные только за 1400 лет. Значительные запасы глубинных подземных вод вообще не возобновимы, так как не включаются в процессы круговорота в системе атмосфера-осадки-суша.Ясно, что и возможности изъятия отдельных категорий вод резко различаются. Подземные воды, которые в настоящее время являются, пожалуй, наиболее чистыми, могут быть относительно быстро истощены, несмотря на большие их запасы (около 10 млн. км3, табл.20).

Не всегда учитываются возможные пределы потребления озерных вод. В литературе обычно указывается, что в Байкале содер

194

Таблица 20

Скорость возобновления (обмена) различных категорий вод гидросферы Категория вод Скорость воэобновлеяия Русла рек

Атмосфера Почвогрунты Болота Озера

Подземные разных горизонтов Мировой океан 16 дней (по другим данным 11-12 дней)

8 дней 1 год 5 лет

17 лет 1400 лет

2500 лет (перемешивание за 63 с) жится 1/5 всех мировых запасов пресных вод мира и 4/5 пресных вод Росии (или бывшего СССР). Здесь допускается крупная ошибка. Названные значения относятся не ко всем пресным, а только к поверхностным пресным водам, что далеко не одно и то же. Основные запасы пресных вод содержатся в ледниках, снегах и под землей. По отношению ко всем запасам пресных вод мира (около 35млн. км3) доля Байкала равна лишь 0,07%, а по отношению к пресным водам России -1,3%. Кроме этого, методически неправильно сравнивать запасы разных категорий вод, например всех поверхностных (озерных и речных) с озерными Байкала, так как озерные и речные несравнимы по скорости возобновления.

Важно учитывать, что ценность озера Байкал определяется не столько объемами воды, сколько его уникальностью как экосистемы. Только организмов эндемиков(типичных исключительно для данной экосистемы) здесь насчитывается более 1000 видов из общего числа их около 2600 видов.

Сказанное можно подкрепить и другим примером. Если допустить, что все запасы воды будут изъяты из озера, то заполнение освободившегося объема озера всеми впадающими реками произошло бы только за 250-300лет при условии, что вода из озера не расходовалась бы на сток и испарение.

Технически и экологически наиболее приемлемо использование речных вод, характеризующихся быстрой обновляемостью, легкой доступностью, относительно равномерным размещением по тер

195

ритории и высокой самоочищаемостью. Современное водопотреб-ление и происходит в основной массе из речных источников. Такие тенденции сохранятся и в дальнейшем, несмотря на то, что доля речных вод составляет только 0,006% от общих пресных и 0,0006% -от потенциально доступных пресных (см.

Следует, однако, учитывать, что приведенные значения относятся к единовременным запасам воды в руслах рек. Они не превышают 2-2,5 тыс.км3. Как отмечалось выше, отличительная особенность речных вод- их быстрая обновляемость. Она в среднем равна 12-16 дням. С учетом возобновляемое™ возможности использования речных вод существенно увеличиваются.

Именно поэтому при расчетах возможного водопотребления из рек пользуются не единовременными запасами в них воды, а значениями годового стока рек. Он равен единовременным запасам, умноженным на коэффициент возобновления, равный 25-30 единицам (частное от деления числа дней в воду на среднюю скорость обновления вод).

Возможности изъятия воды из рек зависят также от соотношения величин общего и безвозвратного водопотребления. Под последним понимается та часть вод, которая после изъятая из источников и использования человеком не возвращается в источники.

Водопотребление общее. В настоящее время мировое общее потребление воды близко к 4000 км3 (4 трлн. м3). Основные объемы воды используются в промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях. Структура водопотребления по основным отраслям для бывшего СССР представлена в табл.21.

Чтобы иметь более образное представление об объемах потребляемой человеком воды, сравним их со среднегодовым стоком Волги. Он равен 250 км3 (250 млрд. м3). В таком случае мировое водопотребление (около 4 тыс. км3/год) близко к 16 годовым стокам Волги. США, следовательно, потребляют немногим меньше трех годовых стоков Волги (около 720 км3), а Российская Федерация - около одного годового стока Волги (230 км3). Из них 120 км3 изымается непосредственно из источников, а остальные воды из замкнутых циклов.

При годовом стоке рек мира 40 тыс. км3 изъятие 4 тыс. км3 близко к предельно допустимым 10%. Практически оно меньше, так как часть воды потребляется из других источников (озера, подземные воды), часть из замкнутых циклов, а некоторая доля возвращается в эти же источники после использования и очистки. Та доля воды, которая не возвращается в источники, составляет, как уже отмеча

196

лось, безвозвратное водопотребление. Этот вид потребления является основной причиной увеличения водного дефицита, уменьшения запасов воды в источниках. Познакомимся с ним подробнее.

Водопотребление безвозвратное. Чтобы вода не возвратилась в источник, из которого изымалась, она должна уйти за пределы данного водосборного бассейна. Такие явления наиболее вероятны в тех случаях, когда воды переходят в пар и уносятся на большие расстояния, выпадая в виде осадков в пределах других водосборов.

Безвозвратное водопотребление наиболее типично для поливного земледелия. Здесь оно достигает 60-70% и более (см. табл.21).

В данном случае основная цель водопользования связана с максимальным испарением воды, что равносильно выводу ее из влаго-оборота данного региона.

Дефицит воды существенно усугубляется также в результате неравномерного стока рек. Основной объем его (до 70-80%) приходится на периоды половодий (в равнинных районах умеренной зоны - весной, в горах - в период таяния ледников и, как правило, летом, в приэкваториальных - в периоды дождей).

Временную неравномерность стока в какой-то мере удается нейтрализовать запасанием воды в водохранилищах. Однако и при этом неизбежны свои издержки. Они связаны с нарушением влагообо-ротов, изъятием земель, большим испарением с зеркала воды в водохранилищах и другими явлениями. Эти вопросы рассматриваются в следующих разделах.

Таблица 21

Водопотребление в СССР Потребители воды Вящыводогог-

ребления Водопотребление по годам, км3 1990 1940 1960 1980 1986 Коммунально- общее 1,6 3,0 5,5 22 25 быт. хоз-во безвозвратное 0,6 0,9 1,1 3 Промышлен- общее 1,0 6,0 30,0 105 109 ность безвозвратное 0,2 0,9 3,0 9 Сельское хо- общее 40 77 105 161 146 зяйство безвозвратное 26 47 64 139 Испарение с общее 0 0,5 10 18 18 водохранилищ безвозвратное 0 0,5 10 18 18 Все потребите- общее 43 88 150 306 298 ли (округлен- безвозвратное 27 49 78 170 ные величины) 197

Таким образом, несмотря на большие запасы пресных вод на Земле, дефицит их для человека и многих экосистем реален. Он обусловливается медленным возобновлением отдельных категорий вод, неравномерным их распределением в пространстве, динамичностью запасов во времени (для речных вод), безвозвратным использованием и другими явлениями. С течением времени дефицит воды увеличивается и неизбежны поиски путей его уменьшения или исключения.