Эколого-экономическая оценка использования и охраны водных ресурсов 
Общий объем воды, потребляемой тепловыми
электростанциями страны, составляет около 160 км3, в том числе
свежей 70, оборотной 90 км3, что превышает годовой суммарный сток
таких рек, как Днепр, Дон, Урал. Системы охлаждения прямотоком характерны для
конденсационных электростанций, а для ТЭЦ, как правило, применяются оборотные
системы. Около 95% сточных вод тепловых электростанций составляет охлаждающая
вода, практически не загрязненная. Небольшая часть потребности электростанций в
воде (около 8 км3) покрывается морской водой. На морской воде
работают станции на побережьях Балтийского и Каспийского морей, Тихого океана.
Воздействие электростанций на гидрологический и
биологический режимы водоемов многообразно и обусловлено травмированием
организмов при прохождении ими агрегатов станции вместе с охлаждающей водой,
поступлением вместе со сбрасываемой водой добавочного тепла, повышающего
температуру водоемов, и внесением загрязнений со сбросными водами.
При сбрасывании подогретых вод повышается температура
воды в водоемах и водотоках, что отражается на фауне и флоре. Повышение ее до
20-25ºС и более сказывается положительно, стимулируя
рост и размножение организмов, а до 26-30ºС и более – подавляет развитие основных групп
гидробионтов. Непрерывный поток подогретой воды усиливает течение, которым
сносится планктон. Изменяются условия обитания не только планктона, но и
зообентоса из-за размыва этим потоком грунтов, нарушается кислородный режим,
вода загрязняется нефтепродуктами. Солями тяжелых металлов, кислотами и
щелочами, а через атмосферные выбросы – золой, оксидами серы, азота и т.д.
Вместе с тем, если тепловые сбросы поступают в придонные слои, тепловой режим
водоема и циркуляция водных масс в некоторых случаях могут быть улучшены.
Положительно следует оценивать и отсутствие ледового покрова зимой или более
короткий период его существования, поскольку это улучшает кислородный режим
водоема.
Сказанное свидетельствует о важности выбора системы
водоснабжения электростанций, необходимости более рационального размещения их,
разработки или совершенствования системы технологических процессов по
утилизации тепловых вод в хозяйстве. В этих целях проводятся
научно-исследовательские и практические работы по использованию теплых вод для
орошения сельскохозяйственных культур, водоснабжению животноводческих ферм,
обогреву открытого грунта, выращиванию на корм рыбам зеленых водорослей и
разведению рыб в бассейнах.
Учитывая, что в наиболее развитых странах в 2000 г. на
охлаждение тепловых электростанций было использовано около 10% водных ресурсов,
можно представить, насколько большое хозяйственное и экологическое значение
имеет строительство тепловых электростанций на берегах водоемов. Снижению отрицательного
воздействия тепловых электростанций на водоемы способствуют: максимальное
ограничение прямоточных систем водоснабжения; применение оборотных систем;
химическая обработка добавочной воды оборотных систем технического
водоснабжения; повторное использование замасленных и мазутных вод после
предварительной очистки; нейтрализация сточных вод подготовительных установок.
Важнейшей подотраслью топливно-энергетического и
водного хозяйства страны является гидроэнергетика. Гидроэнергетический
потенциал освоен в Поволжье и на Урале на 60-80%, в Сибири, на Дальнем Востоке
и в Средней Азии от 3-5 до 20%. Установленные мощность и выработка
электроэнергии ГЭС в энергосистемах страны составляют за последние десятилетия
18-20 и 12-14% соответственно. Ежегодная экономия топлива за счет работы ГЭС
исчисляется в целом по стране 70-80 млн. т условного топлива.
Основная функция гидроэлектростанций в современных
энергосистемах – регулирование равномерности суточной нагрузки энергосистем.
Разница между максимальной и минимальной нагрузками суточного графика во всех
энергосистемах составляет 10-20 млн. кВт. Покрытие пиков графиков нагрузки
тепловыми электростанциями не всегда возможно и целесообразно по техническим и
экономическим причинам. Частое чередование глубокой разгрузки и полной нагрузки
тепловых агрегатов сокращает срок службы оборудования, увеличивает частоту и
объем ремонтных работ, повышает аварийность, существенно увеличивает удельный
расход топлива на производство электроэнергии. Агрегаты же гидроэлектростанций
быстро (в течение 1 мин) и легко воспринимают нагрузку энергосистем. Возможный
диапазон регулирования мощности гидроэлектростанций обычно близок к их полной
установленной мощности.
На большинстве гидроэнергетических водохранилищ
осуществляется суточное и недельное регулирование стока и только на наиболее
крупных водохранилищах – сезонное и многолетнее. При отсутствии регулирующих
водохранилищ гидроэлектростанции вырабатывали бы энергию не в соответствии с
требованием энергетических систем, а в зависимости от водности реки в тот или
иной период. Поскольку расход воды в реках в разное время года меняется в
десятки и сотни раз, гидроэлектростанции без регулирующих водохранилищ также
изменяли бы свою мощность и выработку энергии. Кроме того, при использовании
гидроэнергоресурсов без регулирующих водохранилищ чрезвычайно трудно выбрать
установленную мощность станции. Если бы мощность станции рассчитывалась в
соответствии с максимальным расходом, то большую часть года многие агрегаты
простаивали бы из-за недостатка воды. Так, для гидроэлектростанций, не имеющих
регулирующих водохранилищ, характерен низкий коэффициент использования стока –
нередко 0,1 - 0,2.
Помимо природных предпосылок, вызывающих необходимость
создания водохранилищ для гидроэлектростанций, имеются технические и
экономические факторы. Среди них – неравномерное потребление электроэнергии в
течение как суток и недели, так и года, несовпадение во времени бытовых
расходов воды в реке с графиком нагрузки энергосистемы.
В связи с ростом пиков графиков нагрузки в
энергосистемах гидроэлектростанции не всюду справляются с их покрытием. Поэтому
в последние десятилетия все шире развертывается строительство гидроаккумулирующих
станций (ГАЭС), которые также предъявляют свои особые требования к водным
ресурсам.
Основные элементы ГАЭС: два бассейна-водохранилища –
верховой и низовой, расположенные на разных уровнях, обычно в пределах от
нескольких десятков до 200 м; здание гидроэлектростанции с оборотными
агрегатами, работающими попеременно в насосном и турбинном режимах;
трубопроводы, соединяющие оба бассейна со зданием гидроэлектростанции. В период
ночных провалов нагрузок в энергетической системе энергия тепловых и атомных
электростанций используется агрегатами, работающими в насосном режиме для
подкачки воды из низового бассейна в верховой. В период же пика нагрузки вода
из верхового бассейна сбрасывается в низовой и ГАЭС питает энергосистему.
На большинстве эксплуатируемых гидроаккумулирующих
станций низовые и верховые бассейны созданы специально: низовой – путем
строительства небольшой плотины в русле реки, верховой – посредством выемки и
обвалования бассейна, как правило, по всему его периметру. По мере развития
ГАЭС и увеличения их установленной мощности (до 2 млн кВт) в качестве низового
бассейна используются естественные озера и водохранилища.
Одна из проблем, возникающих при эксплуатации ГАЭС, -
их влияние на окружающую среду, прежде всего на низовой бассейн. Забор в
течение суток десятков миллионов кубических метров воды в верховой бассейн и
сброс этой воды в низовой бассейн оказывают существенное воздействие на режим
уровней, течения, а, следовательно, на все гидрологические процессы в водоеме.
Значительная ежесуточная амплитуда колебаний уровня воды в водоемах
активизирует процессы переработки берегов, влияет на условия нереста и нагула
рыбы, растительность, качество воды, состояния и условия использования пляжей.
Естественно, чем крупнее водохранилище или озеро, тем меньше меняются природные
условия при использовании его в качестве низового бассейна ГАЭС.
Водный транспорт и лесосплав.
Протяженность внутренних водных путей в стране составляет
123,2 тыс. км. Длина искусственных водных путей, пролегающих по водохранилищам,
каналам, шлюзованным и зарегулированным рекам, превышает 21 тыс. км.
В грузообороте всех видов транспорта на речной
приходится немногим более 4%. В 1996 г. было перевезено 649 млн т грузов,
грузооборот достиг 256 млрд т · км. В перевозках речного транспорта превалируют
сухогрузы (558 млн. т). Это в основном минеральные строительные материалы,
каменный уголь и кокс, нефтепродукты, лес и дрова, зерно, металлы и металлолом.
Стоимость перевозок грузов речным транспортом на 1/3 ниже, чем по железной
дороге, и в 3-15 раз меньше, чем автотранспортом.
Несмотря на незначительный удельный вес в общем
грузообороте, водный транспорт занимает существенное место в народной
хозяйстве. В районах Европейского Севера, Северо-Западном, Поволжском, Волго-Вятском,
Восточно-Сибирском доля перевозки грузов речным транспортом составляет 20-40%
от общего объема перевозок. Значение водного транспорта для развития
промышленности и сельского хозяйства северных и восточных районов страны трудно
переоценить.
Относительно небольшая доля речного транспорта в общем
грузообороте многих стран, в том числе и России, объясняется сезонностью его
работы, несовпадением в некоторых районах сети внутренних водных путей с
основным направлением грузопотоков, изолированностью речных бассейнов, как
правило, малыми глубинами на незарегулированных участках, ступенчатостью глубин
в пределах одного и того же бассейна, наличием перекатов и порожистых участков
с большой скоростью течения, неустойчивостью судовых фарватеров и другими
причинами. Устранить многие из перечисленных недостатков внутренних водных
путей можно лишь путем строительства гидроузлов и каналов и создания
водохранилищ.
Для речного транспорта желательнее начинать
строительство гидроузлов в верховьях рек, поскольку в этих случаях благодаря
водохранилищам увеличиваются судоходные глубины на наиболее мелководных участках
рек за счет создания как подпора, так и специальных навигационных попусков в
нижние бьефы. Иногда в интересах речного транспорта строительство гидроузлов
предпочтительно начинать на том участке реки, где имеются пороги, мешающие
судоходству.
Превращение рек в каскады водохранилищ и
зарегулирование их стока существенным образом изменило и условия лесосплава,
играющего в России значительную роль в перевозках леса. Зарегулирование стока
привело к ликвидации молевого сплава, при котором отмечаются большие потери
древесины, и создало возможности для перехода на транспортировку леса в
кошелях, «сигарах», плотах и на грузовых судах, а также для вовлечения в
эксплуатацию новых лесных районов благодаря образованию водных путей по рекам,
ранее непригодным для лесосплава.
Отрицательные последствия зарегулирования стока для
лесосплава заключаются в наличии более трудных ветро-волновых условий,
сокращении длительности навигации, резком снижении скорости течения (имеет
значение для рек, где лес в основном сплавляется вниз по течению), резком
суточном и недельном колебании уровней воды в нижних бьефах гидроэлектростанций,
необходимости расчленения плотов на секции для проводки леса через шлюзы и
последующего формирования в плоты в нижнем бьефе.
Основные положительные последствия зарегулирования
стока для лесосплава, как и для судоходства, заключаются в увеличении глубины,
ширины и радиуса закругления судового хода, а следовательно, и сплавопропускной
способности рек, в обеспечении более постоянных уровней воды в период
навигации, в возможности укрупнения сплоточно-формировочных рейдов, что
позволяет повысить механизацию и автоматизацию рейдовых работ.
Из сказанного следует, что положительные факторы при
создании гидроузлов и водохранилищ для речного транспорта и лесосплава имеют
большее значение, чем отрицательные. Себестоимость перевозок грузов по
водохранилищам в зависимости от увеличения гарантируемых глубин по сравнению с
себестоимостью перевозок по реке в естественном состоянии уменьшается в 1,5-5
раз, а капиталовложения в речной транспорт – в 1,2-3 раза.
Строительство гидроузлов и образование водохранилищ
явилось существенным вкладом в создание единой глубоководной системы внутренних
водных путей Европейской части России.
Рыбное хозяйство.
Внутренние моря, озера, реки и водохранилища России
богаты рыбными ресурсами. В них обитают более 1000 видов рыб, из которых около
250 служат объектами рыболовства. Жизнь наиболее ценных для промысла проходных
и полупроходных рыб теснейшим образом связана с реками. Время пребывания в реке
от момента входа в устье для прохода к местам нереста до ската молоди в море
составляет для некоторых видов проходных рыб 15-20 мес. Улов рыбы во внутренних
водоемах колебался в первой половине XX в. от 600 до 900 тыс. т в год. В 1995 г. общий
улов составил 10,5 млн т.
В последние годы резко изменились условия промысла и
воспроизводства рыб. Многие водоемы подверглись мощному антропогенному
воздействию. Сток ряда рек, имеющих большое рыбохозяйственное значение (Волга,
Дон), зарегулирован. Отрезаны нерестилища ценных видов проходных рыб, иными
стали условия обводнения нерестилищ сельдевых. Рыба гибнет в турбинах ГЭС и
водозаборах. Продолжается крупномасштабное химическое и биологическое
загрязнение водоемов. Все это привело к разрушению или значительному нарушению
некоторых водных экосистем, а, следовательно, к ухудшению естественного воспроизводства
рыбных запасов и резкому сокращению численности многих ценных промысловых рыб.
Так, Аральское море практически потеряло рыбохозяйственное значение. Общий улов
в Азовском море снизился примерно вдвое. Наиболее ценных видов (судак, лещ,
тарань, сельдь и осетровые) – почти в 15 раз. Самым значимым рыбохозяйственным
водоемом страны является Каспийское море. На него приходится половина уловов из
внутренних водоемов страны, а осетровых – около 90%.
За последние 40 лет уловы во внутренних морях резко
ухудшились по качественному составу. Например, если ранее преобладали
частиковые, сельди и другие ценные виды рыб, то сейчас их доля снизилась до
20%, а удельный вес кильки вырос до 80% от общего улова.
Во многих озерах и водохранилищах качественный состав
уловов также ухудшился, что объясняется антропогенным воздействием.
Для сохранения и повышения продуктивности водоемов
наряду с освоением слабоэксплуатируемых районов Мирового океана следует
осуществить мероприятия по повышению продуктивности прибрежных районов РФ путем
мелиорации, акклиматизации рыб и беспозвоночных. Большие работы предстоит провести
и на внутренних водоемах. Диапазон этих мероприятий очень велик: от прекращения
загрязнения внутренних водоемов, обеспечения приемлемого для рыбного хозяйства
гидрологического режима, организции новых рыбоводных заводов по промышленному
разведению молоди осетровых, лососевых и других ценных видов рыб и повышения
эффективности более чем 160 имеющихся заводов, создания широкой сети рыбопитомников
для обеспечения молодью рыб прудовых и озерных рыбхозов и зарыбления
водохранилищ до построения математических моделей функционирования водных
экосистем. Важное значение будут иметь также развертывание производства рыбы с
использованием тепловых вод электростанций и других энергетических предприятий,
организация на водоемах-охладителях промышленного разведения растительноядных
рыб, рационализация и регулирование рыбоводства во внутренних водоемах,
создание биологически обоснованных рыбозащитных и рыбопропускных сооружений на
реках и водотоках.
Рекреация.
Организация отдыха населения становится все более
актуальной задачей во многих странах мира. В организации отдыха особая роль
принадлежит водоемам. Возможность заниматься разнообразными видами отдыха и
спорта, благоприятная температура и влажность воздуха вблизи воды. Эстетическое
действие живописных ландшафтов, смена впечатлений - все это позволяет считать
водоемы природными лечебницами.
В России моря, озера, водохранилища, крупные и средние
реки имеют важное рекреационное значение. Малые реки длиной до 25 км особого
интереса для массового рекреационного использования не представляют, так как в
естественном состоянии после прохождения весеннего паводка сильно мелеют.
Одним из существенных рекреационных ресурсов являются
водные ресурсы морей – Черного, Азовского и Каспийского. Однако для рекреации
пригодна лишь небольшая доля береговой линии с благоприятным сочетанием
различных природных факторов.
Реки, озера и моря широко используются для целей
отдыха, но не могут полностью удовлетворить постоянно возрастающий спрос.
Поэтому одним из существенных водных рекреационных ресурсов, значение которого
возрастает, являются водохранилища. Их рекреационное использование представляет
особенно большой интерес в силу следующих причин:
1)
во многих районах,
особенно бедных естественными водоемами, водохранилища повышают рекреационную
ценность и емкость ландшафтов, а в некоторых случаях служат ядром, вокруг которого
создаются такие ландшафты;
2)
большинство водохранилищ
комплексного назначения строятся вблизи городов, нередко города находятся
непосредственно на берегах водохранилищ;
3)
небольшие водохранилища
рекреационного назначения могут сооружаться и на территории городов;
4)
водохранилища комплексного
и одноцелевого назначения в горных и северных районах имеют хорошие подъездные
пути, поэтому они больше доступны для рекреационного использования, чем озера;
5)
длина береговой линии
водохранилищ в ряде стран мира, в том числе и России, существенно превышает
длину береговой линии морей.
Однако нередко создание водохранилищ вызывает и
отрицательные последствия для рекреационного использования территории:
затопление и подтопление объектов, представляющих большую ценность для
организации отдыха (минеральных источников, санаториев, памятников архитектуры
и др.).
При оценке рекреационного потенциала водных объектов
нельзя ориентироваться только на акваторию или территорию береговой зоны, как
это нередко делается, а должны учитываться в совокупности все факторы и условия
акваториально-территориального рекреационного комплекса.
Предъявляя высокие требования к качеству окружающей
среды, рекреационная деятельность при ее неконтролируемом развитии может
оказывать как «массированное», так и «залповое» неблагоприятное воздействие на
природную среду.
Оптимизация рекреационного водопользования является
сложной проблемой. Целевая установка ее – максимум эффективности рекреационного
использования водных объектов при минимальном отрицательном воздействии на
качество воды и состояние экосистем при равных единовременных и
эксплуатационных затратах. Ее решение невозможно без разработки научных основ
определения допустимых рекреационных нагрузок. Эти нормы значительно изменяются
по отдельным странам и районам одной страны в зависимости от параметров водных
объектов, интенсивности их использования отдыхающими и других факторов. В
соответствии с различными нормами на одну весельную лодку требуется от 0,4 до 2
га водной поверхности, моторную и парусную – от 1,2 до 8 га, водные лыжи – от 4
до 16 га, одного купающегося – от 4 до 23м2 водной поверхности и от
20 до 46 м2 пляжа. В районах, ощущающих острый недостаток во
внутренних водоемах, эти нормы несколько ниже. Желательные параметры водоемов
изменяются в зависимости от видов рекреационных занятий в довольно больших
пределах: площадь – от 5 га для купания до 300-900 га для парусного спорта,
длина – от 50 м для купания до 15 км для водно-моторного спорта и т. п. (4)
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
|
|
