Состояние водных ресурсов и методология их рационального использования. Цели и задачи КИОВР

Состояние водных ресурсов
Водные ресурсы – это доступные для изъятия и пригодные для использования речные и подземные воды. Доступные для изъятия не означает располагаемые.
Одним из наиболее важных вопросов водохозяйственного обоснования проектов является анализ трансформации естественных ресурсов в располагаемые. Соотношение естественных водных ресурсов и располагаемых зависит от гидрологического режима (естественная изменчивость годового стока, внутригодовое распределение); объема и режима требований и его соответствия гидрологическому режиму; доли стока, обязательной для сохранения в интересах экологии, санитарный попуск и т.д. с одной стороны и возможность регулирования стока водохранилищами и его территориального перераспределения.
Очевидно поэтому, что располагаемые ресурсы определяются как естественными природными причинами, так и наличием финансовых средств.
В числе мероприятий по увеличению и экономии располагаемых ресурсов – в первую очередь их рациональное использование, которое предусматривает водосберегающие технологии, прежде всего оборотные и повторного использования системы водоснабжения; борьба с непроизводительными потерями воды; сокращение удельных норм водопотребления; внедрение прогрессивных методов орошения; экономия ресурсов за счет альтернативных мероприятий, к примеру создание системы низконапорных гидроузлов для обеспечения судоходства, снимая необходимость высоких навигационных попусков.

Сокращение объемов водопотребления
Планирование мероприятий по водообеспечению требует достоверного прогноза перспективного водопотребления. Математическая экстраполяция обработанных данных ретроспективного периода не очень надежна. Причина в отсутствии достоверной информации о фактическом водопотреблении.
Корректное прогнозирование возможно только на основе обследования типовых объектов разных отраслей хозяйства в разных природно-экономических зонах. Параллельно оценивается надежность используемой измерительной аппаратуры, технология замеров и методика их обработки.
Прогноз водопотребления должен учитывать изменение ассортимента продукции, динамику научно-технического прогресса, стремление к сокращению материальных и трудовых ресурсов, полной или частичной ликвидации последствий негативного воздействия на окружающую среду.

ПРИМЕРНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ОБЪЕМОВ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ ПО ВЛАГОЕМКИМ ОТРАСЛЯМ РФ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СВЕЖАЯ ОБОРОТНАЯ ОБЪЕМ, WТ ВОДА, WСВ ВОДА, WОБ
ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОЕ ХОЗЯЙСТВО ; 19.5 км3 ; 17.9 км3 ; 1.6 км3
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО ; 13,3 км3 ; 12,6 км3 ; 0,8 км3
ПРОМЫШЛЕННОСТЬ ; 166 км3 ; 39,7 км3 ; 127 км3

Экологические аспекты
Водообеспечение отраслей хозяйства не может не входить в противоречие с требованиями по сохранению окружающей среды, и в большинстве случаев, решение проблемы было не в пользу природы.
За исключением случаев преступной безответственности причина заключается в нашем незнании или ограниченном знании о зависимости состояния водных экосистем от степени и характера антропогенного воздействия. Кроме того, даже на уровне имеющихся знаний, отсутствует обоснованная нормативная база для того, чтобы корректно сформулировать экологические требования на уровне конкретного проектирования.
Практически во всех хозяйственно освоенных районах наблюдается угнетенное состояние водных экосистем и снижение их биологической продуктивности. В значительной степени это связано с масштабным гидротехническим строительством и резким возрастанием объемов сточных вод.

Из материалов доклада «Экологическое состояние
и мониторинг водных объектов; охрана пресных вод от загрязнения и истощения»
на VI международном гидрологическом съезде
Коскин С.С., Никаноров А.М., Моисеенко Т.И., Шелутко В.А. (Агенство по водным ресурсам)
Процентное распределение сточных вод, сбрасываемых в поверхностные источники

Водные объекты
(озера и внутренние моря)
В бассейнах крупных озер и внутренних морей проживает значительная часть населения: это бассейны Волги и Урала, Куры и Терека, Дона и Кубани. Развитие экономики регионов сопровождается ростом водопотребления. Напряженный водохозяйственный баланс требует регулирования стока, что в свою очередь ведет к нарушению режима естественного притока в моря.
Нарушения режима проявляются в следующем:
сокращается приток в дельты рек, нередко являющиеся уникальными природными комлпексами, увеличивается соленость прибрежных зон водоемов, увеличивается загрязнение, сокращается площадь биологически продуктивных мелководий
загрязняются акватории под влиянием сточных вод, смыва удобрений и ядохимикатов с полей орошения талыми и дождевыми водами
Как следствия нарушений режима :
изменение условий существования водных экосистем и связанной с ними фауны (перелетных и водоплавающих птиц)
снижение рыбохозяйственного значения водоемов
усложнение условий водоснабжения
ухудшение рекреационных условий
интегрально, помимо чисто эстетического фактора деградации ландшафта, растут стоимости для компенсации негативных антропогенных последствий.

Необходимость контроля и оптимизации управления режимом водных объектов
Учитывая изложенное, всякое воздействие на водный режим внутренних морей через изъятие стока из питающих их рек, должно быть под постоянным контролем. Любое, сколько-нибудь существенное увеличение водозаборов должно компенсироваться соответствующими водоохранными мероприятиями. Иначе неизбежна деградация водных и околоводных экосистем, ведущая к значительным социальным и экономическим ущербам.
Остановить развитие невозможно. Этому развитию, вне зависимости от нашего желания, свойственны как положительные, так и отрицательные моменты. Рост водопотребления будет продолжаться и инженерная позиция состоит в том, чтобы, проектируя комплексные водохозяйственные мероприятия, минимизировать негативное воздействие посредством оптимизации управления режимом водных объектов.

Влияние хозяйственной деятельности на условия формирования стока
Увеличиваются масштабы хозяйственной деятельности. Это не может не оказывать влияние на режим и ресурсы поверхностного стока и другие составляющие водных ресурсов. Так, агролесомелиоративные мероприятия на водосборах, оказывают существенное влияние на ресурсы почвенных вод; на малых водосборах это влияние сказывается и на режиме поверхностного и подземного стока. Нарастание антропогенного воздействия в дальнейшем может приводить к изменению водного баланса территорий.
Многими специалистами принимается гипотеза глобального потепления. В то же время, примерно 30 % ученых считают эту гипотезу спорной. Неясны масштабы и последствия происходящих изменений.
Будущие исследования должны ответить на вопрос о том, как можно учесть подобные факторы при разработке перспективных водохозяйственных мероприятий. Ведь разброс результатов обосновывающих расчетов в условиях неопределенности очень велик. Факт существования временного тренда в данных о стоке, испарении и осадках – лишь качественная характеристика.

Методология рационального и комплексного использования и охраны водных ресурсов
Основная задача рационального и комплексного использования вод – это формирование сложной природно-техногенной системы.
Особенностью таких искусственных систем является большое число факторов, параметров и элементов системы, характеризующихся тесной взаимосвязью. Оптимальное (или близкое к оптимальному) управление такой системы возможно только в результате глубокого изучения всех взаимосвязей в процессе работы системы.
Аппаратом для решения подобных задач является системный анализ (совокупность методических средств, используемых для подготовки и обоснования решений по целому комплексу проблем политического, военного, социального, экономического, экологического и научного характера).
Когда выбор факторов требует анализа сложной информации различной физической природы в арсенале средств системного анализа как математические модели, описывающие процесс функционирования системы, так и методы принятия разумных, т.н. «волевых решений».
Математические модели, описывающие одновременно и естественные процессы и режим их взаимодействия с водохозяйственными комплексами – задача достаточно сложная. Применение системного анализа в данном случае заключается в проведении водохозяйственных расчетов, одной из основных составляющих которых является водохозяйственный баланс.