Основные направления охраны и рационального использования водных ресурсов
Проблемы охраны и рационального использования водных ресурсов решаются, как правило, путем государственного регулирования и в первую очередь — через систему прогнозирования и планирования.
Основная задача — поддержание водных ресурсов в пригодном для потребителя состоянии и их воспроизводство в целях полного удовлетворения нужд народного хозяйства и населения в воде.
Исходной базой прогнозирования и планирования использования водных ресурсов являются данные водного кадастра и учета расходования вод по системе водохозяйственных балансов, бассейновых (территориальных) схем комплексного использования и охраны вод, а также проекты перераспределения вод между водопотребителями по бассейнам рек.
Водный кадастр — это систематизированный сбор сведений о водных ресурсах и качестве вод, а также о водопользователях и водопотребителях, объемах потребляемых ими вод.
Прогноз использования водных ресурсов основывается на расчете водохозяйственного баланса, который содержит ресурсную и расходную части. Ресурсная (приходная) часть учитывает все виды вод, которые могут быть потреблены (естест венный сток, поступление из водохранилищ, подземные воды объем возвратных вод). На начало 1990-х гг. приходная часть водохозяйственного баланса составляла 23,7 км3, и по прогнозу на 2010—2015 гг. предполагается ее увеличение до 24,0 км3 за счет расширения забора подземных вод. Расходная часть водохозяйственного баланса определяет потребность в воде в разрезе отраслей народного хозяйства с учетом сохранения в реках транзитного стока, соответствующего экологическим требованиям и необходимого для поддержания санитарно-гигиенического состояния водоемов. Результатом балансового расчета является установление ожидаемого резерва (или дефицита) стока, объема, характера, а также сроков осуществления мероприятий по обеспечению водой народного хозяйства в рамках программы его развития на прогнозируемый период. При этом учитываются показатели, характеризующие сокращение забора свежей воды из поверхностных и подземных водных источников за счет совершенствования и внедрения безводных технологических процессов, развития систем повторно-последовательного использования воды, совершенствования схем водоснабжения и других аналогичных мероприятий.
Прогнозирование водопотребления на перспективный период основывается на расчетах водообеспечения населения, промышленности, сельского хозяйства и других отраслей экономики. Объем водопотребления на хозяйственно-питьевые и коммунальные нужды определяется численностью городского населения и нормами хозяйственно-питьевого водопотребления на одного жителя. На период до 2020 г. прогнозируется обеспечение всего населения питьевой водой нормативного качества в количестве 170 л/сут. Потребности промышленности определяются на основе расчета объема производства и норм водопотребления; потребности отдельных предприятий (объединений), а также лимиты отпуска воды — исходя из индивидуальных норм и нормативов. В прогнозируемый объем водопотребления на нужды сельскохозяйственного водоснабжения включаются потребности в воде сельского населения и животноводства, хозяйственные нужды сельхозпредприятий и производств по переработке сельскохозяйственного сырья. В долгосрочных прогнозах объемы водопотребления рассчитываются по перспективным нормам, учитывающим возможность совершенствования технологических процессов и внедрения безводных технологий, использование современного оборудования, развитие оборотных и бессточных систем водоснабжения и другие достижения научно-технического прогресса.
В современных условиях водохозяйственные балансы основных бассейнов рек являются положительными. Водозабор на бытовые и хозяйственные цели не превышает в среднем 5—7 % ежегодно возобновляемых ресурсов. Таким образом, собственных водных ресурсов (без учета транзитного стока) вполне достаточно для удовлетворения потребностей в воде, лишь в засушливые периоды маловодного года возможен дефицит воды в бассейнах Припяти, Западного Буга и Днепра.
Рациональное использование водных ресурсов предполагает проведение различных организационных и технических мероприятий, а также контроль над такими показателями, как отношение объема водоотведения к объему полученной свежей воды; кратность использования воды (т.е. отношение валового водопотребления к объему потребления свежей воды); соотношение предприятий, прекращающих сброс неочищенных и не- обезвреженных сточных вод, и общего количества предприятий. Особо важное значение имеют уменьшение абсолютного объема водопотребления за счет сокращения безвозвратных потерь и соблюдение научно обоснованных норм и лимитов водопотребления.
Для того чтобы предотвратить истощение водных ресурсов и улучшить качество поверхностных и подземных вод, проводятся организационно-технические мероприятия, в частности, очистка сточных вод механическими, биологическими (биохимическими) и физико-химическими способами.
Механический способ (наиболее доступный) состоит в простом отстаивании сточной жидкости для удаления из нее нерас- творенных и коллоидных частиц органического или минерального происхождения. К приспособлениям механической очистки относятся песколовки (задерживают частицы минерального происхождения) и отстойники (задерживают примеси органического происхождения, находящиеся во взвешенном состоянии). Они позволяют выделить из бытовых и производственных сточных вод до 60 и 95 % нерастворенных примесей соответственно. Очистка считается оконченной, если по местным условиям и согласно санитарным нормам сточные воды можно после дезинфекции спустить в водоем. Но, как правило, механическая очистка является предварительной стадией передбиологической (биохимической) очисткой.
Биологические (а точнее биохимические) способы очистки основаны на использовании микроорганизмов-минерализаторов, которые, размножаясь, перерабатывают и тем самым преобразуют сложные органические соединения в простые, безвредные минеральные вещества. Таким образом удается практически полностью освободиться от органических загрязнителей, остающихся в воде после механической очистки. Соответствующие сооружения можно разделить на два основных типа: обеспечивающие биологическую очистку в условиях, близких к естественным (биологические пруды, поля фильтрации, поля орошения); осуществляющие очистку стоков в искусственно созданных условиях (биологические фильтры, аэротенки - специальные емкости).
К физико-химическим способам очистки сточных вод относятся: электрохимическая обработка в электрических полях, электрокоагуляция, электрофлотация, ионный обмен, кристаллизация и др.
Очистка сточных вод данными способами имеет две конечные цели:
регенерацию — извлечение из сточных вод ценных веществ;
деструкцию — разрушение загрязняющих веществ и удаление продуктов распада из воды.
Для ликвидации бактериального загрязнения применяется обеззараживание сточных вод (дезинфекция).
Наиболее перспективными являются технологические схемы, позволяющие исключить сброс сточных вод.
Эффективным методом борьбы с загрязнением водоемов признано внедрение повторно-последовательного и оборотного водоснабжения на промышленных предприятиях. При оборотном водоснабжении вода, забираемая из природного источника, рециркулирует затем в рамках применяемых технологий (охлаждаясь или очищаясь) без сброса в водоем или канализацию. В настоящее время объем оборотного и последовательного использования воды достигает 90 % общего объема водопотребления на производственные нужды.