Основные направления использования водных ресурсов
Человечество, развиваясь, меняло подходы к назначению воды. Первоначально преобладало ее прямое использование для питья, приготовления пищи, в бытовых хозяйственных целях. Постепенно возросло значение рек и морей в развитии водного транспорта. Многие центры цивилизации обязаны возникновением наличию водных артерий. Люди пользовались водными пространствами как путями сообщения, местом ловли рыбы, добычи соли и для других видов хозяйственной деятельности. В период расцвета судоходства наиболее экономически развитыми и богатыми оказались морские державы. И сегодня водные пути сообщения играют значительную роль в развитии мировой экономики. Так, морской транспорт перевозит 3—4 млрд т грузов в год (это 4—5 % общего объема грузоперевозок), выполняя при этом свыше 30 трлн т/км, или 70 % мирового грузооборота.
Наше время характеризуется быстрым ростом водопотребления по различным направлениям, и прежде всего — в сельскохозяйственном производстве. Для того чтобы обеспечить продуктами питания все увеличивающееся население Земли, требуется затратить огромное количество воды в земледелии. Ресурсы влаги и тепла и их соотношение определяют естественную биологическую продуктивность в различных природно-климатических зонах мира. На производство 1 кг растительной массы растениями расходуется на транспирацию от 200 до 800—1000 литров воды. За вегетационный период 1 га площади занятой кукурузой, испаряет 2—3 млн л воды. Для выращивания 1 т пшеницы, риса или хлопка необходимо 1500, 4000 и 10 000 т воды соответственно.
Площадь орошаемых земель на земном шаре достигает в настоящее время 220 млн га. Они дают примерно половину сельскохозяйственной продукции мира, на них размещается до 2/3 мировых посевов хлопчатника. В то же время на орошение 1 га посевов в течение года идет 12—14 тыс. м3 воды, а совокупив расход воды достигает 2500 км3, или более 6 % суммарного вдового стока рек земного шара. По объему используемых вод орошаемое земледелие занимает первое место среди других водопотребителей.
Животноводство, содержание скота на фермах и животноводческих комплексах также немыслимо без использования воды. Для того чтобы произвести 1 кг молока или мяса, необходимо затратить 4 и 25 т воды соответственно.
Растет потребление воды в промышленном производстве. Никакое другое вещество не находит столь разнообразного и широкого применения, как вода: она является химическим регентом, участвующим в получении кислорода, водорода, щелочей, азотной кислоты, спиртов и многих других важнейших химических продуктов; как необходимый компонент используется в производстве строительных материалов — цемента, гипса, извести; ее сила служит для добычи энергии, а естественная температура — для охлаждения агрегатов; в обрабатывающей промышленности значительное количество воды идет на растворение, смешивание, очищение и другие технологические процессы. Расход воды для выплавки 1 т чугуна (и перевода его в сталь и прокат) составляет 50—150 м3; меди — 500 м3. Для производства 1 т синтетического каучука и химических волокон требуется от 2 до 5 тыс. м3 воды.
В промышленности, как правило, используются пресные воды, а новейшие отрасли (производство полупроводников, атомная техника и др.) могут работать только с водой особой чистоты. Современные промышленные предприятия и тепловые электростанции расходуют огромные ресурсы воды, сопоставимые с годовым стоком крупных рек.
Народонаселение Земли увеличивается, особенно в городах, а вместе с ним — и расход воды на коммунально-бытовые нужды. Физиологическая потребность человека в воде, поступающей в организм с питьем и пищей, в зависимости от климатических условий составляет 9—10 л/сут. Гораздо больше воды обслуживает санитарные и хозяйственно-бытовые нужды. Централизованные системы водоснабжения обеспечивают возможность удаления отбросов и нечистот при помощи сплавной канализации. Уровень хозяйственно-питьевого водопотребления колеблется от 30—50 л/сут на одного жителя в зданиях с водопользованием из водоразборных колонок (без канализации) до 275—400 л/сут — в зданиях с водопроводом, канализацией и системой централизованного горячего водоснабжения. Естественно, улучшение коммунально-бытовых условий жизни в городах и сельской местности влечет за собой рост потребления воды.
Теоретически водные ресурсы неисчерпаемы и при рациональном использовании должны непрерывно возобновляться в процессе круговорота воды в природе. Еще в недалеком прошлом считалось, что запасов воды на Земле достаточно, и людям (за исключением обитателей отдельных засушливых районов) не стоит беспокоиться о том, что ее может не хватить. Однако потребление воды росло огромными темпами, и население многих стран и регионов мира вдруг стало ощущать недостаток водных ресурсов, усиливающийся с каждым годом. Человечество задумалось над проблемой, как обеспечить потребности будущих поколений в воде.
Рост промышленного и сельскохозяйственного производства, высокие темпы урбанизации способствовали расширению использования водных ресурсов. Забор речных и подземных вод постоянно возрастал и достиг в 1990 г. максимальной величины — 2,9 км3. Однако спад производства в 1992 г. уменьшил водопотребление в различных отраслях экономики. Подъем производства в 2000—2007 гг. сочетался с активным проведением мероприятий по рациональному использованию водных ресурсов, что обусловило дальнейшее сокращение водопотребления. На производственное (промышленное) водоснабжение приходится 51,3 % общего потребления; жилищно-коммунальное хозяйство — 40,7; сельскохозяйственное водоснабжение и орошение — 8,0 %.
В региональном аспекте выделяется центральная часть, где потребляется 35,3 % всего объема используемых вод, что в основном совпадает с экономическим потенциалом данного региона. Современный период знаменуется укреплением позиций новой отрасли экономики страны — водного хозяйства.
Водное хозяйство формируется как отрасль народного хозяйства, занимающаяся изучением, учетом, планированием | прогнозированием комплексного использования водных ресур. сов, охраной поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения, транспортировкой их к месту потребления. Основная задача водного хозяйства — обеспечение всех отраслей и видов хозяйственной деятельности водой в необходимом количестве и соответствующего качества.
По характеру использования водных ресурсов отрасли народного хозяйства делят на водопотребителей и водопользователей.
При водопотреблении вода изымается из ее источников (рек, водоемов, водоносных пластов) и используется в промышленности, сельском хозяйстве, для коммунально-бытовых нужд; она входит в состав выпускаемой продукции, подвергается загрязнению и испарению. С точки зрения использования водных ресурсов различают возвратное (возвращаемое к источнику) и безвозвратное (потери) водопотребление.
Водопользование связано с процессами, когда используют не воду как таковую, а ее энергию или водную среду. На такой основе развиваются гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, система отдыха и спорта и др.
Отрасли народного хозяйства предъявляют к водным ресурсам разные требования, поэтому водохозяйственное строительство наиболее целесообразно вести комплексно, учитывая особенности каждой отрасли, а также изменения в режиме подземных и поверхностных вод, возникающие при строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений, которые нарушают экологические системы. Комплексное использование водных ресурсов позволяет наиболее рационально удовлетворять потребности в воде каждой отрасли народного хозяйства, оптимально сочетать интересы всех водопотребителей и водопользователей, экономить средства на строительство водохозяйственных сооружений.