Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Все отрасли хозяйства по их отношению к водным ресурсам подразделяют на две категории: водопотребители и водопользователи.

Водопотребители забирают воду из источника и используют ее для бытовых нужд населения, для производства сельскохозяй­ственной и промышленной продукции, для тушения пожаров, а затем возвращают в водный объект, но уже в другом месте, в меньшем количестве и в другом (обычно худшем) качестве.

Водопользователи не забирают воду из источника (водного объекта), а используют ее как жидкую среду (водный транспорт, рыбоводство и др.) или как источник энергии (разного вида элек­тростанции). Однако и они могут изменять качество воды и зави­сят от ее количества.

При современном комплексном использовании водных ресур­сов грань между водопотребителями и водопользователями часто стирается. Например, водохранилища (особенно большие) исполь­зуются для выработки энергии, водоснабжения, как транспортные артерии, для орошения. При этом меняется гидрологический ре­жим реки, качество воды, увеличиваются потери воды на испаре­ние. В последнем случае водохранилище само выступает в качест­ве водопотребителя.

С юридических позиций, согласно статьи 1 «Водного кодекса РФ», «под водопотребителем понимают потребление воды из сис­тем водоснабжения», т. е. отражена лишь техническая сторона по­требления и не раскрыт характер потребления. А под водопользо­вателями понимают «физическое лицо или юридическое лицо, ко­торым предоставлено право пользования водным объектом», т. е. человек как водопотребителъ не рассматривается, что является явным недостатком кодекса. Там же определено, что «использова­ние водных объектов (водопользование) — это использование раз­личными способами водных объектов для удовлетворения потреб­ностей Российской Федерации, субъектов Российской Федерации, Муниципальных образований, физических лиц, юридических лиц». Хотя термины «пользоваться» и «потреблять» имеют разный смысл в русском языке.

Использование воды в зависимости от целей можно подразде­лить на питьевое, хозяйственное, коммунальное, объединяемое в понятие жилищно-коммунальное хозяйство (ЖКХ), промышленное, сельскохозяйственное, энергетическое, транспортное, а также при ме­лиорации, для рыбного хозяйства, в рекреационных целях, дня спорта.

Перечисленные виды использования воды и водных объектов требуют постоянного контроля и охраны от загрязнения, засоления и истощения. Однако существуют случаи, когда требуется охра­нять человека и его сооружения от воды при наводнениях и подто­плении территорий, а также при борьбе с оползнями берегов и склонов. В данном случае защита от воды не рассматривается.

При водопотреблении, в соответствии с «Водным кодексом РФ» (ст. 3), «водное законодательство и изданные в соответствии с ним нормативные правовые акты основываются» на принципе «приоритета использования водных объектов для целей питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения перед иными целями их использования. Представление их в пользование для иных целей допускается только при наличии достаточных водных ресурсов».

Другим принципом водного законодательства является «при­оритет охраны водных объектов перед их использованием. Ис­пользование водных объектов не должно оказывать негативное воздействие на окружающую среду».

Важным, с экологической и охранной точек зрения, является вопрос о месте забора воды. Местоположение и конструкция водо­забора должны обеспечивать не только требуемую надежность по­дачи и качество воды, но и минимум отрицательных последствий для окружающей среды.

Для соблюдения требований рыбозащиты необходимо огра­ничивать скорости всасывания воды в отверстиях водозаборов и устанавливать защитные решетки. Не следует производить забор воды на вогнутых берегах рек, где скапливается рыбная молодь, а также в нижних бьефах гидроузлов, где концентрируется рыба, идущая на нерест, и в самих местах нереста.

Не целесообразно осуществлять забор воды из слабопроточ­ных и мелководных заливов. Предпочтительным местом размеще­ния водозабора (особенно на крупных водохранилищах и озерах) является подветренный берег, где волновое воздействие мини­мально и ветер относит различные элементы поверхностного за­грязнения. Воду обычно следует брать из эпилимниона, где лучше условия ее аэрации, но в то же время необходимо учитывать, что в евтрофных и мезотрофных водоемах в верхнем слое скапливается большое количество водорослей. ‘

Большое влияние на выбор места водозабора оказывает мут­ность воды, так как ее осветление — одна из наиболее дорогостоя­щих операций.

Экологические проблемы могут возникнуть и в том случае, когда забор воды из водного объекта не производится. Так, при создании водохранилищ забор воды может и не осуществляться, но всегда происходит изменение водного, термического, ледового режимов. Меняются химические и биологические свойства воды. Существенные изменения происходят как в верхнем, так и в ниж­нем бьефах. Все это ведет к изменению водных и околоводных экосистем.

После забора воды и ее использования происходит ее сброс или, как сказано в Водном кодексе, «водоотведение», под которым понимают «любой сброс вод, в том числе сточных вод и (или) дре­нажных вод, в водные объекты». Естественно, что сброс вод в вод­ные объекты прежде всего влияет на их качество. Хотя в маловод­ную фазу стока оно может быть сопоставимо и с имеющимся ко­личеством воды и даже превышать ее. В последнем случае река может превратиться в сточную канаву, что, к сожалению, бывает в крупных промышленных районах. Поэтому там необходимо осу­ществлять особо строгую охрану существующих водных объектов.

Системы отведения промышленных, сельскохозяйственных и бытовых вод могут включать в себя пруды-накопители. По своему назначению пруды-накопители разделяются:

— на накопители-регуляторы, которые перераспределяют во времени сброс сточных вод, аккумулируя их в маловодные перио­ды и сбрасывая в многоводные;

— накопители-испарители, отдача воды из которых происхо­дит только через испарение и которые в результате аккумуляции поступающих загрязняющих веществ имеют ограниченный срок эксплуатации — до исчерпания объема пруда;

— накопители-отстойники, используемые для очищения вод от взвешенных веществ.

С водоохранных и экологических позиций наиболее важным моментом является разработка такого режима отдачи из пруда за­грязненных вод, чтобы в контрольном створе реки-водоприемника не происходило превышение норм предельно допустимой концен­

трации (ПДК) загрязняющего вещества. Режим работы пруда раз­рабатывается на основании расчетов его водного и солевого ба­лансов с учетом режима стока реки, минерализации ее вод, харак­тера водопользования, гидробиологических особенностей. Напри­мер, для того чтобы не только происходило разбавление сбрасы­ваемых вод, но и сохранялись благоприятные условия нереста ры­бы, необходимо производить отдачу из пруда в первой половине половодья.

При создании прудов важным моментом является недопуще­ние фильтрации из них в подземные водоносные горизонты и близлежащие водные объекты. Это достигается выбором места с соответствующими геологическими и гидрогеологическими ус­ловиями, созданием ограждающих дамб, укреплением берегов и т. п.

При создании пруда-накопителя в районе рассредоточенного поверхностного загрязнения — сельскохозяйственное производст­во, промышленные и горнорудные отвалы, свалки и т. п. — необхо­дима организация специальной системы сбора поверхностного стока с загрязненной территории.

Снижение уровня загрязнения водных объектов сточными во­дами от различных видов хозяйственной и бытовой деятельности человека достигается в основном по следующим направлениям.

Первое — изменение технологических процессов, их совер­шенствование с целью снижения количества и видового состава загрязняющих отходов. Внедрение малоотходных и безотходных производств.

Второе — переход на ресурсосберегающее водообеспечение с максимально возможным использованием последовательной и оборотной систем водоснабжения, местной доочистки вод. С эко­логической и водоохранной точек зрения использование таких сис­тем особенно эффективно в районах недостаточного увлажнения.

Третье — совершенствование методов очистки использован­ных вод. Причем в отношении методов активной очистки сточных вод с созданием специальных очистных сооружений и систем сле­дует отметить, что локальная очистка вод, однородных по харак­теру загрязнения, намного эффективнее, проще и дешевле, чем очистка смеси сточных вод на централизованных очистных со­оружениях.

И, наконец, в случаях неполной очистки сточных вод или ее невозможности объекты-водоприемники, их гидрологический ре­жим и гидробиологические особенности, режим сброса или способ захоронения сточных вод должны быть выбраны так, чтобы обес­печить соблюдение водоохранных и экологических норм.

После сброса в водные объекты сточные воды вовлекаются в процесс разбавления, перемешивания и самоочищения.

На реках самым неблагоприятным периодом для сброса сточ­ных вод является меженный (или период низкого стока), когда сток рек минимальный. Продолжительность меженного периода может колебаться от 1 до 6-8 месяцев. На большинстве рек России он наблюдается в зимний и летне-осенний сезоны.

В меженный период уровень воды и скорость течения в реках наименьшие. Летом русла рек (особенно равнинных) зарастают водной растительностью, что увеличивает мертвые пространства (участки в русле, где отсутствует течение). Температура воды дос­тигает максимальных значений, что способствует развитию разно­го рода микроорганизмов и бактерий, в том числе и болезнетвор­ных, хотя одновременно и усиливает интенсивность химических реакций в воде.

Зимой в меженный период при малой скорости течения и не­больших глубинах очень вероятно промерзание воды до дна на больших по протяженности участках рек. На неперемерзающих реках сильно снижается количество кислорода в воде вследствие его потребления на разложение отмирающей водной растительно­сти и из-за наличия ледяного панциря, мешающего доступу кисло­рода воздуха и света в водную среду. Это, а также низкая темпера­тура воды, обусловливают резкое замедление физико-химических процессов, способствующих самоочищению воды. Поэтому имен­но меженный сток должен прежде всего рассматриваться как ли­митирующий фактор использования рек в хозяйственных целях.

Практика показывает, что любое водопотребление и водо­пользование ведет к изменению водного режима и ухудшению ка­чества воды. Эффект воздействия меняется от вида хозяйственной деятельности и ее интенсивности. Наибольшие изменения в со­стоянии водных объектов, как правило, возникают, когда человек осуществляет крупномасштабные изменения в природной среде, особенно, если задачи по минимизации отрицательных последст­вий отодвигаются на второй план или вообще не ставятся.

В настоящее время накопившиеся экологические проблемы заставляют людей менять свое мышление и отношение к природе. Все больше и больше сознается необходимость не только брать у природы, но и беречь ее, сохранять то, что осталось нетронутым, и восстанавливать то, что успели нарушить. Только в этом случае человечество имеет перспективы на будущее. И именно охрана водных объектов с учетом требований экологии призвана обеспе­чить наиболее рациональное их использование на неоднозначном пути прогресса, объединив необходимость хозяйственного разви­тия с сохранением природной среды.

К началу XXI в. в России потреблялось 65 км3/год пресной воды, из которых 63 % составляли воды, использованные для про­мышленно-хозяйственного потребления, 22 % — для хозяйственно­питьевого (ЖКХ) и 15 % — сельским хозяйством (на орошение и водоснабжение) [3]. Из всей потребляемой воды лишь 15 % при­ходится на подземные воды, а остальные 85 % воды забирается из речных и озерных систем. Практически единственным источником питьевого и хозяйственного водоснабжения являются реки и озера городов Санкт-Петербург, Москва, Нижний Новгород, Екатерин­бург, Омск, Волгоград, Красноярск, Якутск, Владивосток и других подобных больших городов. В случае выхода из строя водозаборов во время чрезвычайных ситуаций такие города могут испытывать большие проблемы с водоснабжением, тем более, что 20 % питье­вых вод уходит для нужд промышленности, а в некоторых районах — даже для нужд орошения.

Проблема экономии воды, особенно питьевой, постоянно воз­растает. В 80-х годах XX в. благоустроенность городов оценива­лась по удельному водопотреблению на человека и считалось, что чем оно больше, тем лучше, поэтому потребление воды доходило до 500-600 л/сут. на человека. Однако в конце XX в. — начале XXI

в. началась борьба за сокращение водопотребления в целях эконо­мии воды, прежде всего за счет установки счетчиков воды, повы­шения платы за пользование водой, изменения технологии произ­водства, точнее, разработка и внедрение водосберегающих техно­логий.

В России после 1990 г. в результате социально-экономиче­ского кризиса 90-х годов водопотребление сократилось на треть, поскольку резко сократилось промышленное и сельскохозяйствен­ное производство, уменьшилась площадь орошаемых земель. Бо­лее того, в южных районах России усилилась миграция населения, уменьшились природные ресурсы и возросло их загрязнение, что обострило проблему водообеспечения и охраны вод.

Главным потребителем воды (по значимости ее для общества) является жилищно-коммунальное хозяйство, которое призвано обеспечивать население городов и поселков прежде всего качест­венной питьевой водой в достаточном количестве. К сожалению, эта же вода используется и для бытовых, коммунальных (бани, полив дорог и растений и др.), транспортных целей, хотя целесо­образно разделение питьевой й технической воды, что иногда су­ществует. В ряде регионов страны вода стала одной из главных социально-экологических проблем. В конце XX в. источниками централизованного водоснабжения служили 65 % поверхностных объектов и 35 % подземных вод. В 1970 г. соотношение было 77 и 23 % соответственно, что свидетельствует об увеличении роли подземных вод в водоснабжении населения [13].

Рост водопотребления связан с увеличением численности на­селения городов и их благоустройством. Показателем использова­ния воды на хозяйственно-питьевые нужды является расход воды, использованной одним человеком в сутки. Общий расход воды (л/с) можно определить по формуле:

Q = N q Kc-KJ 86 400, (3.1)

где N — численность населения; q — среднесуточная норма потреб­ления воды; Кс — коэффициент суточной неравномерности потреб­ления воды; Кч — коэффициент часовой неравномерности.

Максимальное потребление воды происходит при наиболее благоустроенном жилище, когда имеется водопровод, канализа­ция, централизованное горячее водоснабжение. В 1998 г. в Москве на хозяйственно-питьевые нужды один человек расходовал в сутки в среднем 610 л, а в Санкт-Петербурге — 330 л, как и в Северо­Западном регионе против 400 л в Центральном. В остальных ре­гионах в основном 300-350 л, как и в целом по России (350 л).

Норма водопотребления уменьшается при отсутствии горяче­го водоснабжения. При наличии только водопровода и канализа­ции она снижается в 2-2,5 раза. Наименьшее потребление воды происходит при отсутствии всех благ цивилизации, включая и от­сутствие водопровода и канализации. В этом случае водопотреб — ление падает до 30-60 л в сутки.

Потребление воды во времени происходит весьма неравно­мерно, поэтому в расчетах общего водопотребления используются специальные коэффициенты, учитывающие изменения водопо­требления в течение суток и посуточно. Коэффициент суточной неравномерности изменяется от 1,05 до 1,33 в зависимости от сте­пени благоустройства. Коэффициент наименьший при максималь­ном благоустройстве и наибольший — при минимальном благоуст­ройстве жилища. Коэффициент часовой неравномерности меняет­ся в большей степени — от 1,2 до 2,0, имея наибольшее значение для неблагоустроенных зданий.

Для количественной характеристики использования воды важно знать не только суммарный объем забора воды, но и безвоз­вратное водопотребление. Оно рассчитывается в процентах от объема забранной воды и зависит от вида водопользования и усло­вий подачи воды.

При использовании воды населением большая ее часть воз­вращается в гидрографическую сеть в виде сточных вод, остальная часть расходуется на испарение и на потери в сетях водопровода при транспортировке. Доля безвозвратного потребления воды в России и США составляет 10-20 % от объема водозабора, а в Западной Европе — лишь 5-10 %. В сельскохозяйственных рай­онах она возрастает в 1,5-2 раза.

Для хозяйственно-бытового водоснабжения используются как поверхностные, так и подземные водные источники. Наилучшими источниками считаются межпластовые артезианские воды. Эти воды защищены от прямого попадания загрязняющих веществ во­донепроницаемыми породами и отличаются постоянством хими­ческого состава и температуры, низкой мутностью и отсутствием бактерий. Использование таких вод позволяет свести к минимуму затраты на водоподготовку.

В связи с высокой ценностью артезианских вод их следует рассматривать как стратегический резерв и расходовать очень эко­номно. Особое внимание следует уделять охране от загрязнения области питания водоносных горизонтов и не допускать бесцель­ного излива вод через пробуренные скважины. Такие же меры ох­раны следует применять и к лечебным минеральным водам.

После артезианских вод следующими по ценности для хозяй­ственно-питьевого водоснабжения считаются глубокие грунтовые воды, затем воды сточных озер и водохранилищ, воды рек и затем воды бессточных озер.

Характерной чертой хозяйственно-питьевого водоснабжения является сочетание исключительно высоких требований к качеству забираемой воды с высокой степенью загрязнения отводимых ис­пользованных вод. Хозяйственно-бытовое использование вод со­провождается их загрязнением, в результате которого сточные во­ды приобретают высокую бактериологическую загрязненность, содержат большое количество мусора, растворенных солей, хими­ческих веществ, отходов жизнедеятельности людей, животных и пр. Эти воды являются основным источником поступления в вод­ные объекты соединений азота. Способность рек и водоемов очи­щаться от таких соединений в первую очередь зависит от наличия в воде кислорода. В аэробных условиях происходит благоприятная в отношении качества воды трансформация по цепи: мочевина — аммиак — нитриты — нитраты. В анаэробных же условиях процесс развивается в противоположном направлении. Поэтому одним из средств очищения сточных вод и поддержания высокой интенсив­ности процесса самоочищения является создание условий для аэрации воды.

Хозяйственно-бытовые сточные воды являются основным ис­точником поступления в водные объекты синтетических поверх­ностно-активных веществ (СПАВ) — искусственных веществ, ши­роко применяемых в быту и промышленности. В результате значи­тельно ухудшаются органолептические свойства воды (вкус, за­пах). Но наиболее существенным моментом является ухудшение аэрации воды, что связано с концентрацией СПАВ на поверхности воды в виде пены. Уменьшение содержания кислорода в воде при­водит к медленному распаду нефтепродуктов, органических, кан­церогенных и других загрязняющих веществ. Кроме того, СПАВ отрицательно воздействует на рыб и зоопланктон.

Если ЖКХ являются главным потребителем воды, то про­мышленность относится к основному загрязнителю природных вод.

Потребности промышленности в воде колеблются в широких пределах и зависят не только от отрасли, но и от применяемой технологии производственного процесса, принятой системы водо­снабжения (прямоточной, оборотной или повторно-последователь­ного водоснабжения). Доля используемой в промышленности во­ды в 80-х годах XX в. составляла 60 % от общего количества ис­пользуемой воды. К началу XXI в. она сократилась до 55 % обще­го водопотребления.

При прямоточной системе водоснабжения промышленного предприятия вода из водного источника подается к отдельным объектам производственного комплекса, используется в процессе производства продукции, затем по канализационным линиям по­ступает на очистные сооружения, после чего сбрасывается в водо­ток или водоем на соответствующем расстоянии от водозабора. При прямоточной системе водоснабжения расходуется большое ко­личество воды, однако безвозвратное водопотребление мало. Сле­дует помнить, что Водным кодексом «проектирование прямоточных систем технического водоснабжения не допускается» (ст. 60).

При оборотной системе водоснабжения отработанная вода по­сле очистки не сбрасывается в водоемы или в водоток, а опять ис­пользуется в процессе производства. Расходы воды при этой схеме водоснабжения невелики и определяются расходом, необходимым для восполнения безвозвратного водопотребления в процессе про­изводства и очистки (регенерации), а также периодической замены воды в оборотных циклах после ее последней очистки.

В результате экономического кризиса с конца 80-х годов XX в. началось быстрое уменьшение потребления воды промышленно­стью. С 1991 по 1998 г. суммарное водоснабжение уменьшилось на 30 %, причем забор свежей воды сократился с 50 до 35 км3, а оборотной и повторно-последовательной — со 168 до 121 км3 [13].

Объем водопотребления в известной мере служит индикато­ром развития промышленности или ее упадка. Наибольший объем водопотребления происходит в энергетике. На долю теплоэнерго — станций приходится три четверти объема потребляемой воды, атомными станциями потребляется пятая часть воды и лишь около полутора процентов потребляют гидроэлектростанции.

Законодательными актами и нормативными документами предусматривается необходимость соблюдения водоохранных требований к режиму водопотребления и сброса использованных вод, обеспечивающих необходимое качество воды в водных объ­ектах и их экологическое состояние. Однако в силу экономических и технологических причин, а иногда просто из-за безответственно­сти, не всегда удается соблюсти нормативы, несмотря на преду­сматриваемые за это штрафы.

Промышленное водоснабжение, как правило, осуществляется из поверхностных источников. В первую очередь это относится к водоемким производствам (металлургическое, целлюлозно-бу­мажное, нефтехимическое и т. п.). Если на производственные нуж­ды расходуется небольшое количество воды, то в этом случае предприятия могут пользоваться водой из городских водопроводов.

Зачастую в те же водные объекты, которые используются для водоснабжения, производится и сброс загрязненных вод. Лишь в отдельных случаях, когда сточные воды содержат токсичные вещества, от которых невозможно или очень трудно освободиться, возможно захоронение стоков путем их закачки в глубокие изоли­рованные водоносные горизонты.

Последствия промышленного воздействия на водные ресурсы отражаются, конечно, в первую очередь на состоянии водных объ­ектов и окружающей природной среды, условиях жизни человека и его здоровье. Кроме того, промышленность, являясь загрязните­лем вод, сама терпит от этого убытки, поскольку требуются до­полнительные затраты на водоподготовку, а использование вод низкого качества ухудшает продукцию, снижает КПД оборудова­ния и сроки его действия.

Каждый вид производства предъявляет свои требования к ка­честву воды (наибольшие — пищевая промышленность). Большое значение имеют минерализация, мутность, жесткость воды и со­держание важных для какой-либо определенной технологии хими­ческих элементов. С этими свойствами ‘Воды связано отложение солей (накипи) на стенках труб и котлов, засорение аппаратуры и т. п. Повышенное содержание в воде некоторых химических эле­ментов, кислот, солей проявляется в таком свойстве воды, как аг­рессивность, вызывающем коррозию металлов, бетона и других материалов.

Усиление коррозии оборачивается большими экономическими издержками. При этом могут происходить как незначительные (например, аварии на водопроводах), так и катастрофические раз­рушения. Примером последнего является авария на шлюзе Кам­ской ГЭС осенью 1994 г., когда изъеденные коррозией ворота шлюзовой камеры не выдержали напора воды. Береговым соору­жениям нижерасположенного города Перми угрожала волна про­рыва, и лишь своевременное закрытие аварийных ворот позволило предотвратить катастрофу.

В районах концентрации горной, газо- и нефтедобывающей промышленности помимо забора воды происходит сброс большого количества шахтных, рудничных, карьерных, межпластовых под­земных вод, которые являются источником существенного загряз­нения рек и водоемов. К сточным водам относятся все отводимые воды: как откачиваемые подземные воды, так и воды, используе­мые в технологических процессах (для оттаивания и разрушения пород, промывки и проходки, заполнения пустот и поддержания давления, транспортировки и т. п.).

При откачке подземных вод образуются депрессионные во­ронки. В результате происходит высыхание родников и колодцев, уменьшение водности рек (особенно малых) в меженный период. Иногда наблюдается интенсивная фильтрация загрязненных реч­ных вод из русел в осушаемые подземные водоносные горизонты. Возможно изменение влагосодержания верхнего слоя почво- грунтов и деградация растительного покрова. В первую очередь это проявляется на пойменных почвах.

Ниже места сброса откачиваемых вод, наоборот, может про­изойти увеличение речного стока и главное — существенно ухуд­шается качество воды. Сбросные воды горно-рудной промышлен­ности имеют очень большую мутность, их минерализация намного выше минерализации поверхностных вод. Часто эти воды имеют повышенную кислотность или щелочность и повышенную жест­кость. Межпластовые воды нефтепромыслов содержат много неф — ти и взвешенных частиц. Все это усугубляется тем, что в условиях горно-рудного производства затруднено использование очистных сооружений.

Часто добыча песка и гравия ведется непосредственно из ру­сел рек. В результате в воду не только поступает большое количе­ство минеральных взвесей, но и увеличивается ее мутность, и даже может существенно понизиться уровень воды в районе подводного карьера. Например, на р. Томи у г. Томска уровень меженных вод понизился на 2,5 м.

При понижении уровня происходит обрушение берегов, ис­сушается пойма, оголяются водозаборы и т. д. Выше и ниже карье­ра усиливается русловой процесс. В результате ухудшается со­стояние нерестилищ, заносятся песком зимовальные ямы. Воз­можны размывы опор мостов, набережных и других сооружений.

Опасным последствием карьерных работ в руслах рек может стать появление «окон», через которые загрязненные речные воды начинают интенсивно поступать в подземные водоносные гори­зонты.

Часто встречающимся видом промышленного загрязнения по­верхностных вод является тепловое загрязнение. Этот вид загрязне­ния проявляется при сбросе многих производственных вод, но наи­более ярко выражен при эксплуатации энергетических предприятий.

Возможным путем загрязнения поверхностных вод является промышленное загрязнение атмосферы и вызванное этим повыше­ние минерализации атмосферных осадков. Как правило, минерали­зация и мутность осадков незначительны, однако в промышлен­ных районах и крупных городах могут достигать 30-50 мг/дм3 (ми­нерализация) и 100-300 мг/дм3 (мутность). При таких значениях мутности осадков на 1 га поверхности в год может поступать до 15 кг пылевых частиц.

В промышленных районах химический состав осадков по не­которым элементам (хром, железо, медь, свинец) может прибли­жаться к составу речных вод. Однако главная проблема связана с явлением, получившим название «кислотные», или «кислые», дожди. Они образуются при взаимодействии атмосферных паров с газами, содержащими оксиды серы и азота. Величина pH таких осадков снижается до 4.

■ Кислотные дожди вызывают пространственное загрязнение и в связи с этим — большие экологические нарушения. Под их воз­действием может происходить угнетение и деградация раститель­ного покрова, почвы, ихтиофауны и животного мира на большом расстоянии от промышленных объектов.

Наиболее восприимчивы к кислотному воздействию террито­рии с песчаными почвами. Менее чувствительны бассейны с рас­пространением известковых пород. По-разному реагируют на ки­слотные дожди и различные виды растений. Например, пшеница и хлопчатник более чувствительны, чем картофель и кукуруза.

Поскольку потери воды в промышленном производстве нахо­дятся в пределах 5-10 %, главной причиной возникающих эколо­гических проблем является изменение состава использованных вод, приводящее к существенному ухудшению их качества и на­рушающее нормальное функционирование водной и околоводной экосистем.

Использование воды для выработки электроэнергии происхо­дит на теплоэнергетических, гидроэнергетических и атомных станциях. В соответствии с характером этих производств различа­ют и последствия их воздействия на окружающую природную сре­ду и, в частности, на водные объекты. Другие способы получения энергии с использованием ветровой, солнечной, приливной и гео­термальной энергий пока не дают сколько-нибудь значимый вклад в общую выработку энергии. Поэтому так называемые альтерна­тивные источники энергии оказывают исключительно местное влияние на природу, не вызывая в целом проблем, связанных с ее изменением.

Теплоэнергетическое производство, как и многие другие виды промышленной деятельности, вызывает загрязнение атмосферы и поверхностных вод (взвешенными веществами и нефтепродуктами в результате работы систем гидрозолоудаления, промывок и кон­сервации оборудования) [5]. Одним из основных последствий про­изводства электроэнергии и тепла на тепловых и атомных электро­станциях (ТЭС и АЭС) или теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) является тепловое загрязнение водных объектов. На тепловых станциях во­да в первую очередь используется для охлаждения оборудования. На предприятиях большой мощности расход воды, идущий на эти цели, может составлять несколько десятков кубических метров в секунду. Суммарное водопотребление теплоэнергетических про­изводств является наибольшим в общем промышленном водопо — треблении. При использовании прямоточной или оборотной сис­темы водоснабжения с водоемом-охладителем в водные объекты поступает большое количество подогретой воды с температурой на 8-10 °С больше естественных значений.

Помимо энергетических производств значительное тепловое загрязнение происходит и при некоторых других видах деятельно­сти, например в металлургии, и даже от хозяйственно-бытовых стоков. В связи с этим в наибольшей степени тепловое загрязнение рек и водоемов происходит в крупных городах и местах концен­трации промышленных предприятий.

Кроме отрицательного влияния на качество воды тепловое за­грязнение ведет к увеличению безвозвратных потерь водных ре­сурсов. Это связано, с потерями на испарение. В районах недоста­точного увлажнения, когда наблюдается дефицит воды, это может привести к еще большему обострению проблем, обусловленных использованием водных ресурсов. По безвозвратным потерям бо­лее экономичны системы охлаждения с прямоточным водоснаб­жением. Однако их использование возможно лишь при достаточно большом избытке водных ресурсов. В оборотных системах с ис­пользованием водоемов-охладителей, и особенно градирен, потери на испарение значительно возрастают, но при общем дефиците воды их применение становится более эффективным.

Производство энергии гидроэнергетическим способом осуще­ствляется на гидроэлектростанциях (ГЭС), располагаемых на ре­ках. Строительство ГЭС в большинстве случаев сопровождается созданием водохранилища и регулированием речного стока. При этом на базе созданного водохранилища формируется водохозяй­ственный комплекс, в котором производство энергии является не единственным элементом, хотя зачастую имеет первостепенное значение. Создание водохранилищ и регулирование речного стока позволяет также решать задачи промышленного и питьевого водо­снабжения, ирригации, водного транспорта, борьбы с наводнения­ми и некоторые другие.

Все участники водохозяйственного комплекса, сформировав­шегося вокруг водохранилища, оказывают воздействие на окру­жающую природную среду в соответствии с характером хозяйст­венной деятельности, но есть такие отрицательные последствия, которые непосредственно вызваны созданием водохранилища и изменением естественного водного режима реки [1]. Особенно значительное влияние на природную среду оказывают крупные водохранилища в равнинных районах.

К отрицательным последствиям создания водохранилищ сле­дует отнести затопление ценных в экологическом и сельскохозяй­ственном отношении пойменных земель и подтопление прибреж­ной территории. Естественно, что наибольшие потери земель про­исходят при создании крупных водохранилищ на равнинных ре­ках, как, например, на р. Волге. Ценные в хозяйственном отноше­нии участки на равнинных реках составляют 30-50 % от площади затопления.

Затопление местности лишает многих представителей фауны привычных, наиболее благоприятных условий обитания, что ведет к существенному уменьшению их численности. Отлов и переселе­ние зачастую дают незначительный эффект, так как многие жи­вотные, например лоси, олени, косули, стремятся вернуться на прежние места обитания. При этом возможна их массовая гибель, так как затопленными оказываются места обитания, а на путях ми­грации появляются непреодолимые водные преграды.

Если в зоне постоянного (до отметки уровня мертвого объема) или временного (до отметки форсированного подпорного уровня) затопления оказываются населенные пункты или хозяйственные объекты, то возникает необходимость их переноса и переселения дюдей. Такие мероприятия связаны с огромными не только мате­риальными, но и социальными проблемами. В некоторых случаях — крупные населенные пункты, важные хозяйственные объекты, особо ценные сельскохозяйственные земли — возникает необходи­мость создания системы сооружений по защите от затопления. Обычно такая система включает дамбы (незатопляемые для насе­ленных пунктов или затопляемые для сельхозугодий), нагорные канавы и каналы отвода притока поверхностных вод на защищае­мую территорию, насосные станции откачки поверхностных и подземных вод, трубопроводы, шлюзы и т. п. Затраты на инженер­ную защиту от затопления и берегоукрепление нередко могут со­ставлять половину от всех капиталовложений.

Кроме прямого затопления территории, заполнение чаши во­дохранилища водой вызывает подтопление прибрежных участков, связанное с повышением уровня грунтовых вод. Подтопление ве­дет к потере или уменьшению сельскохозяйственной ценности зе­мель, ухудшению условий произрастания травяной и древесной растительности. Особенно заметно это проявляется в зонах уме­ренного и сильного подтопления, где уровень грунтовых вод рас­полагается на глубине менее 0,9-1,3 м на тяжелых грунтах и менее 0,3-0,4 м на легких грунтах.

В районах избыточного увлажнения подтопление проявляется в развитии процессов заболачивания и торфонакопления, в преоб­ладании в травостое макрофитов и гигрофитов. При сильном под­топлении начинается отмирание древесной растительности, хотя умеренное подтопление способствует ее развитию. В аридных районах подтопление способствует засолению почв и ведет к де­градации растительности, хотя при слабом подтоплении возможно повышение жизнестойкости растительных сообществ.

Подтопленные земли, как правило, нецелесообразно исполь­зовать как пашни и пастбища, а предпочтительней переводить под сенокосы с подбором трав, соответствующим составу почвы и уровню грунтовых вод.

Механическое воздействие ветровых волн и льда на берега водохранилища активизирует процесс их переформирования, на­зываемый переработкой берегов. Кроме указанных факторов, на интенсивность процесса переработки оказывают влияние вдольбе — реговые течения, положение уровня грунтовых вод в прибрежной зоне, уровенный режим водохранилища, механический состав грунтов, рельеф и некоторые другие условия. Наибольшая интен­сивность процесса наблюдается при крутых склонах берега, сло­женных рыхлыми песками при неглубоком сезонном регулирова­нии, когда уровень воды мало изменяется в течение года.

Процесс переработки берегов может продолжаться несколько десятков лет и охватывает береговую полосу шириной 200-300 м, но наибольшая активность наблюдается в первые годы (20-30 м за сезон). При переработке берегов увеличивается мелководная лито­ральная область. С вымытым грунтом поступают минеральные вещества, что способствует развитию фитопланктона в глубоко­водных частях водохранилища. В прибрежной зоне из-за высокой мутности рост планктона тормозится, так же как бентоса и макро — фитов (из-за подвижности грунта), но из-за поступления органиче­ских веществ наблюдается развитие бактерий и червей.

Отрицательным следствием переработки берегов также явля­ется развитие процесса оврагообразования и потеря земельных ресурсов. Для предотвращения этого производят укрепление бере­гов и мелиорацию овражно-балочной сети (залужение, лесопосад­ка, создание запруд и т. п.), а также вводится особый режим хозяй­ственной деятельности в пределах водоохранной зоны и полосы вокруг водохранилища.

Создание водохранилищ отрицательно сказывается на рыбо — хо-зяйственной ценности рек. Это в первую очередь связано с тем, что подпорные сооружения препятствуют ценным породам про­ходных и полупроходных рыб доходить до мест нереста. Кроме того, требования рыбного хозяйства к уровенному режиму водохра­нилища не совпадают с требованиями других водопользователей, которые считаются более важными (энергетика, орошение и т. п.).

В результате создания водохранилищ уменьшается числен­ность ценных литофильных рыб (осетр, жерех, нельма и др.), кото­рые заменяются частиковыми и сорными видами (лещ, сазан, щука, плотва и др.). Этому способствует увеличение мелководий и слабо­проточных участков, хорошо прогреваемых, заросших макрофита­ми, т. е. благоприятных для нереста и нагула фитофильных видов.

При создании водохранилищ рыбное хозяйство целесообразно переориентировать на частиковые виды. При этом важным факто­ром поддержания на высоком уровне рыбопродуктивности водо­ема является его уровенный режим. В период нереста и созревания икры (весной) уровень должен быть стабильным. Влияние форси­ровки уровня на численность рыбного стада определяется ее про­должительностью и температурой воды, при которой форсировка производилась. Сработка должна начинаться только после появле­ния мальков и производиться достаточно плавно, чтобы молодь успевала покидать обсыхающие участки.

Отрицательную роль играют глубокие зимние сработки уров­ней, когда рыба не успевает отойти на глубины или гибнет от за­моров в зимовальных ямах, а также происходит гибель макрофи — тов и зообентоса на мелководных участках.

Режим уровней водохранилища изменяет и, как правило, не в лучшую сторону, условия жизни водоплавающих птиц и таких животных, как ондатра, выдра, бобер. Для птиц неблагоприятен как подъем, так и спад уровня (затопление гнезд и доступность для хищников) в результате обсыхания. Для животных неблагоприятна зимняя сработка из-за потери выходов в воду.

Создание водохранилища и регулирование стока может при­вести к неблагоприятным последствиям и в нижнем бьефе гидро­узла. Снижение максимумов весеннего половодья уменьшает про­должительность и частоту затопления поймы, что ведет к обезво­живанию и снижению продуктивности. Поймы теряют свое сель­скохозяйственное и рыбохозяйственное значение, в южных рай­онах происходит их остепнение (например, низовья Дона).

При работе ГЭС в суточном режиме регулирования, когда происходят резкие колебания расхода и уровня, наблюдаются не­благоприятные условия для созревания икры, жизни рыб и около — водных сообществ животных.

Пониженная мутность вод, сбрасываемых в нижний бьеф, ве­дет к интенсификации размыва русла реки, обрушению берегов. Суточное регулирование активизирует эти процессы. Интенсив­ные русловые процессы затрудняют водопользование (судоходст­во, водозабор и т. д.) на значительном расстоянии от гидроузла. Понижение уровней на главной реке ведет к интенсификации раз­мыва берегов на притоках, что усиливает эрозию почвы на значи­тельной площади вдоль всего нижнего бьефа.

Формирование полыньи ниже гидроузла создает условия для образования зажоров и, как следствие, зимних затоплений, кото­рые особенно опасны, если распространяются в пределах участков, где расположены населенные пункты.

Кроме перечисленных выше прямых воздействий водохрани­лищ на окружающую среду выделяют косвенные воздействия. Из них наиболее явными являются климатические изменения. Круп­ные водохранилища уменьшают континентальность климата. Это проявляется в повышении влажности воздуха, образовании тума­нов, усилении явлений обледенения и гололедов, изменении на­правления и скорости ветра, уменьшении годовой амплитуды тем­пературы воздуха. Изменяются сроки замерзания и вскрытия реки, ее температурный режим. К косвенным воздействиям водохрани­лищ относят также повышение сейсмической активности в районе крупных водохранилищ после их заполнения.

Накопленный опыт строительства водохранилищ и регулиро­вания стока не только выявил связанные с этим отрицательные последствия, но и способствовал выработке правил проектирова­ния и эксплуатации, которые позволяют если не избежать полно­стью, то минимизировать неблагоприятные явления. Мелководья могут использоваться при организации на водохранилищах рыбо­водческих хозяйств. Они являются наиболее благоприятными мес­тами для создания нерестилищ и участков нагула молоди. Хорошо организованная рыбоводческая деятельность не только компенси­рует рыбохозяйственные потери, но и в некоторых случаях даже увеличивает рыбопродуктивность. Кроме того, мелководные уча­стки могут использоваться в сельскохозяйственном производстве для получения кормов из обильно развивающейся на мелководьях водной растительности или для выращивания риса, а также в зве- ро — и птицеводстве для выращивания околоводных пушных жи­вотных и водоплавающей птицы. Ил, скапливающийся в прибреж­ной зоне, можно использовать на сельскохозяйственных полях, что существенно увеличивает их продуктивность.

Подтопленные земли при соответствующей их мелиорации не выпадают из сельскохозяйственного производства. Существенных потерь земель от затопления удается избежать, если делать акцент на создание водохранилищ в полуторных и горных районах.

Возможность регулирования стока, отдаваемого в нижний бьеф водохранилища, позволяет производить не только рыбохо­зяйственные и сельскохозяйственные попуски, обеспечивающие поддержание продуктивности поймы, но и санитарные попуски для поддержания требуемого качества воды.

При оценке отрицательного влияния водохранилищ на окру­жающую природную среду не следует забывать, что их создание позволяет решать вопросы хозяйственно-питьевого и промышлен-

ного водоснабжения, энергообеспечения, социального развития, орошаемого земледелия, т. е. решать проблемы, которые остры и важны для человека не менее чем экологические. Поэтому основ­ной проблемой при создании и эксплуатации водохранилищ явля­ется сочетание хозяйственных интересов с экологическими путем минимизации экологического ущерба, и задачи охраны вод долж­ны решаться в полной мере.

Сельское хозяйство всегда являлось крупнейшим потребите­лем воды для орошения, особенно в южных районах Советского Союза. В 70-80-х годах прошлого века суммарный водозабор со­ставлял 37 % общего забора воды в стране, однако к концу 90-х он" уменьшился почти вдвое вследствие резкого уменьшения орошае­мых площадей. Как отмечено в [13], «одна из главных причин та­кого положения заключалась в отсутствии необходимого финансо­вого обеспечения отрасли как со стороны хозяйств-водопотребите — лей, так и со стороны водохозяйственных эксплуатационных орга­низаций. Если до 1990 г. содержание насосных станций финанси­ровалось из бюджета государства, то с 1991 г. труд обслуживаю­щего персонала и электроэнергия оплачивались хозяйствами, а с 1993 г. все затраты по ремонту и эксплуатации внутрихозяйст­венной оросительной сети должны возмещать хозяйства. В связи с резким удорожанием стоимости электроэнергии и услуг водохо­зяйственных организаций хозяйства отказывались заключать дого­воры на эксплуатацию оросительных систем, что приводило к не­доливу орошаемых земель. Негативная ситуация в отрасли усугуб­лялась передачей части орошаемых земель в собственность сла­бым в финансовом отношении крестьянским хозяйствам (ферме­рам). Прекращение поливов на таких площадях сопровождалось разрушением поливного потенциала, переводом ценных земель в богарные площади. Значительные площади орошаемых земель не поливались из-за отсутствия оборудования, запасных частей, разрывов трубопроводов, ухудшения ремонтной базы в связи с нарушением устойчивых хозяйственных связей.

Таким образом, если в 80-е годы поливалось 82-83 % орошаемых земель (большая часть из вновь оборудованных оросительной сетью земель опять использовалась после окончания вегетационного сезона), то во второй половине 90-х годов эта цифра снизилась до 60-65 %.

Практически в стране была разрушена ранее созданная цен­трализованно управляемая система мелиорации земель.

Региональный анализ показывает, что наиболее сильно по­требление воды из систем сельскохозяйственного водоснабжения после 1990 г. снизилось в Северо-Западном и Дальневосточном экономических районах (на 70 и 76 % соответственно). В боль­шинстве экономических районов это снижение составило 40-50 %. В целом по России удельное потребление воды на производствен­ные и хозяйственно-питьевые нужды в расчете на одного сельско­го жителя за период с 1990 по 1998 г. снизилось с 290 до 151 л/сут. Это произошло за счет резкого сокращения производственной со­ставляющей, в первую очередь в результате обвального снижения поголовья скота в общественном секторе».

Суммарные затраты воды на орошение зависят от площади орошаемых земель, удельного водопотребления, вида сельскохо­зяйственных культур и количества возвратных вод. Удельное во — допотребление выражается в кубических метрах воды, расходуе­мой на орошение 1 га земли. Например, на орошения сахарной свеклы тратят от 2500 до 6000 м3/га, зерновых — от 1500 до 3500 м3/га, а риса — от 8000 до 15 000 м3/га.

Удельное водопотребление и количество возвратных вод за­висят от физико-географических (в основном климатических)’ ус­ловий района орошения,, состава выращиваемых сельскохозяйст­венных культур, технического состояния оросительных систем и применяемого способа полива.

Безвозвратные потери воды при орошении (за счет испарения) достигают очень больших значений. По данным различных авто­ров они колеблются от 20 до 60 % от водозабора.

Вместе со снижением водопотребления в последние 15 лет снизился и объем сточных вод, хотя удельный вес их в общем во­доотведении возрос. Однако соответственного улучшения качества водоисточников не наблюдалось [13].

Отрицательные экологические последствия, связанные с сель­скохозяйственной деятельностью, обусловлены прежде всего за­грязнением поверхностных и подземных вод, истощением водных ресурсов отдельных водных объектов и даже регионов, эрозией почв, заилением рек и водоемов.

Характеризуя пути загрязнения вод в результате сельскохо­зяйственного производства, можно выделить Два направления: первое — поступление загрязняющих веществ с бытовыми стоками сельских населенных пунктов и хозяйственными водами, отводи­мыми с сельскохозяйственных производств и животноводческих комплексов; второе — смыв химикатов и взвешенных частиц почвы с полей, поступление веществ с дренажным стоком мелиоратив­ных систем.

Зачастую сельскохозяйственная деятельность вызывает столь существенное ухудшение качества воды, что отводимые в водо­приемники воды можно характеризовать как сточные. В то же время каких-либо особых методов очистки для сельскохозяйст­венных стоков нет. Принятые методы очистки используются в ос­новном на относительно крупных производственных объектах, предусматривающих создание специальных очистных систем, что крайне дорого.

Для животноводческих комплексов характерно большое ко­личество органических отходов. Например, отходы крупного сви­новодческого комплекса могут составлять до 3000 т жидкого наво­за в сутки, или 1 млн т в год.

Нарушения в технологии очистки и утилизации, а тем более их отсутствие, могут привести к значительному увеличению по­ступающего в водные объекты количества загрязняющих веществ. При этом происходят процессы, характерные для загрязнения ор­ганическими веществами и биогенными элементами, существенно ухудшающие качество воды. Особенно сложные ситуации склады­ваются при авариях. Например, осенью 1994 г. прорыв пруда- накопителя привел к аварийному сбросу десятков тысяч тонн жи­вотноводческих отходов в р. Неру. В результате концентрация за­грязняющих веществ, в частности аммонийного азота, в речных водах в 1000 раз превысила ПДК, а в водопроводной сети г. Вла­димира — в десятки раз. Водоснабжение города было нарушено, сложилась критическая ситуация как в обеспечении жизнедея­тельности населения, так и в функционировании водной экосисте­мы р. Неры.

С животноводческой деятельностью также связано загрязне­ние талого и дождевого стока, формирующегося на площадях вы­гула и загона скота. С этих площадей в водные объекты поступает большое количество взвешенных минеральных частиц, смываемых с вытоптанных, не покрытых травяной растительностью участков.

Основным средством предотвращения загрязнения водных объектов водами, стекающими с площадей выгула и загона, явля­ется создание систем перехвата поверхностного стока и пропуск его через пруды-отстойники.

Еще одной причиной загрязнения поверхностных вод является сток, сформировавшийся на полях, обработанных ядохимикатами (пестицидами) и удобрениями, в первую очередь минеральными.

Загрязнение водных объектов происходит также при поступ­лении в них коллекторно-дренажных вод оросительных и осуши­тельных систем. В большей степени на поверхностные воды ока­зывает влияние ирригационная деятельность.

Орошаемое земледелие — наиболее влагоемкий вид хозяйст­венной деятельности. На его долю может приходиться более 50 % всего забора воды и 70 % безвозвратного водопотребления. След­ствием непродуманного и неограниченного забора воды на ороше­ние, плохой организации ирригационных систем является истоще­ние водных ресурсов источника, изменение водного режима водо­приемников (рек и водоемов) и земель в районах орошения и сбро­са дренажных вод, заболачивание понижений местности, засоле­ние и эрозия почв. Все это происходит в сочетании с существен­ным увеличением минерализации вод, ухудшением их качества.

В результате создаются сложности в питьевом и хозяйствен­ном водообеспечении (в том числе и для орошения), а также на­рушаются условия функционирования водной и околоводной эко­систем.

Доля дренажных вод в зависимости от условий изменяется от 2 до 70 %, составляя в среднем 30-35 %. Это приводит к увеличе­нию доли подземного питания рек при общем уменьшении их вод­ности (особенно летом).

Минерализация коллекторно-дренажных вод обычно состав­ляет 1-4 мг/дм3, но может составлять и 20-30 мг/дм3. Летом при интенсивных поливах минерализация уменьшается, зимой — уве­личивается.

Засоление почв связано с повышением уровня минерализо­ванных грунтовых вод, вызываемым чрезмерными поливами, пло­хим действием дренажной сети, а также береговой фильтрацией из каналов, водохранилищ, прудов.

Уменьшению отрицательных последствий орошения способ­ствует правильная оценка, строгое соблюдение или даже умень­шение норм орошения, выбор подходящего способа полива — сплошным слоем, напуском по полосам или бороздам, дождевани­ем или подпочвенным. Первый способ наименее экономичный, последний же наиболее экономичный и экологически безопасный. Необходимо также создание эффективной системы отвода грунто­вых вод, периодическая промывка почвы и применение агрокуль­турных приемов, уменьшающих испарение с почвы (придание почве комковатой структуры, посадка лесозащитных полос и др.).

При необходимости коллекторно-дренажные воды должны собираться в прудах-накопителях и регуляторах, которые обеспе­чивают соответствующий водоохранным целям режим сброса от­водимых вод в водоприемники. Создание в системе сбросных ка­налов биоплато (мелководных расширений, заросших высшей вод­ной растительностью с небольшой скоростью течения) позволяет усилить процесс самоочищения вод.

Осушительная мелиорация проводится с целью понижения уровня грунтовых вод и поддержания его на оптимальной глубине. При этом одновременно может предусматриваться ускоренный отвод поверхностного стока, перехват поступающего извне скло­нового стока и, при необходимости, регулирование половодий и паводков в реках-водоприемниках.

Создание водоотводящей сети вызывает некоторое изменение режима стока с осушенной территории и соответственно проте­кающих там рек. Обычно увеличивается неравномерность стока внутри года, что связано с увеличением скорости стекйнйя и уменьшения времени водоотдачи из верхнего почво-грунтового слоя после создания дренажной сети. В первые годы в связи с уменьшением среднего многолетнего уровня влагозапасов на водосборе происходит некоторое увеличение стока рек. Наиболее чутко реагируют на осушительную мелиорацию малые реки. Од­нако изменения их режима, как правило, не столь существенны,

чтобы вызвать серьезные экологические последствия. Для мини­мизации изменений водного режима не следует осушать водораз­дельные территории водосборов, поскольку на них могут произой­ти весьма существенные изменения ландшафта.

Серьезные водоохранные и экологические проблемы связаны с процессом водной эрозии земель, используемых в сельскохозяй­ственной деятельности. Эрозия приводит не только к иссушению и потере самых ценных земель, но и к уменьшению водности и об­мелению рек, в первую очередь малых. Эрозия вызывает заиление русел и уменьшение подземного базисного стока, что ведет к уменьшению дренирующей способности рек и существенному уменьшению водности в меженные периоды. При этом на окру­жающей территории может произойти подъем грунтовых вод и развитие процессов заболачивания. В то же время в результате ак­тивизации процессов выноса веществ с поверхности водосбора повышается минерализация речных вод и загрязнение взвешенны­ми веществами. Развитию водной эрозии способствует неумерен­ный выпас скота, вырубка лесов, распашка вдоль склонов, низкий уровень использования органических удобрений.

Противостояние отрицательному воздействию сельского хо­зяйства на водные ресурсы должно носить комплексный характер.’ Основными элементами комплекса мер являются агролесомелио­ративные мероприятия на склонах бассейнов и в речных долинах, использование соответствующих агрокультурных приемов, уста­новление водоохранных зон вдоль водных объектов.

Важным средством борьбы с эрозией являются гидротехниче­ские мероприятия: террасирование крутых склонов, устройство сети ловчих канав и валов для перехвата поверхностного стока, укрепление отвершков оврагов и создание в оврагах каскадов низ­конапорных запруд, создание прудов-отстойников, биологических прудов и небольших водохранилищ в устьях каналов и рек.

Сложность в осуществлении водоохранных мероприятий со­стоит в том, что весь их комплекс должен проводиться таким об­разом, чтобы обеспечивались как охранные цели, так и оптималь­ные для сельскохозяйственного производства условия.

Городские территории, для которых характерна высокая кон­центрация промышленности, населения, бытовых предприятий,

отличаются особым обострением водоохранных и экологических проблем.

На урбанизированной (городской) территории концентриру­ются и тесно переплетаются проблемы водоснабжения (питьевого, хозяйственного, промышленного), отвода большого количества использованных сточных вод, физического, химического и тепло­вого загрязнения окружающих водных объектов. Во многих слу­чаях возникают сложности в связи с наводнениями и подтоплени­ем территорий, русловыми процессами, заилением малых водото­ков и переформированием берегов водоемов.

Процесс загрязнения водных объектов, расположенных в го­роде или рядом с ним, имеет некоторую особенность. Для урбани­зированной территории, кроме сосредоточенного отвода сточных вод через специальные канализационные системы с возможной их очисткой, характерен поверхностный рассредоточенный сток за­грязненных вод. Талые и дождевые воды выносят в гидрографиче­скую сеть смытый с городской территории мусор и различные ве­щества: нефтепродукты, выпавшие атмосферные аэрозоли, про­дукты разрушения дорожных покрытий и строительных материа­лов, частицы грунта и т. п.

Смыв органических и минеральных веществ с единицы пло­щади городской территории может в 2-А раза превышать смыв с сельскохозяйственных угодий.

Средняя концентрация загрязняющих веществ в городских поверхностных водах уменьшается с увеличением слоя стока, ко­гда увеличивается степень разбавления. Отмечается, что талые во­ды в целом более загрязнены, чем дождевые. Особенно это замет­но при малоснежной зиме и бурном снеготаянии. Загрязненность дождевого стока возрастает с увеличением сухого периода, пред­шествующего дождю, и с повышением его интенсивности.

Степень загрязненности поверхностного городского стока, ко­нечно, не является величиной постоянной. Концентрация загрязняю­щих веществ определяется такими особенностями территории, как плотность населения, объем и виды промышленности, транспортная насыщенность, степень благоустроенности и т. п., а также гидроме­теорологическими факторами: интенсивностью и объемом талых вод, режимом выпадения осадков, коэффициентами поверхностного стока.

Взвешенные вещества, поступающие в реки и водоемы с го­родских территорий, представляют собой достаточно большую санитарно-экологическую опасность. Они ведут к заилению рек. Органические же вещества, составляющие в среднем 20-30 % об­щего количества взвешенных веществ, существенно снижают со­держание кислорода в воде и в процессе анаэробного распада сильно ухудшают качество воды.

Тесная зависимость жизни и деятельности человека от воды вызывает необходимость располагать населенные пункты и хозяй­ственные объекты вблизи рек и водоемов. При этом в периоды по­вышенного стока появляется вероятность подтопления или затоп­ления освоенных территорий, а при чрезвычайно высоком подъеме уровня — опасность катастрофических наводнений с огромным ма­териальным ущербом и даже человеческими жертвами. В горных районах к водным явлениям с катастрофическими последствиями относятся также селевые потоки и крупномасштабные оползни.

Использование рек и озер для судоходства (включая маломер­ные суда и лесосплав) в целом противоречит интересам хозяйст­венно-питьевого водоснабжения, рыбного хозяйства, рекреации и экологии, так как способствует загрязнению водоемов и рек.

К тому же при работе двигателей и винтов взмучивается грунт, распугивается рыба, оглушаются мальки, повреждаются макрофиты. Усиленная волновая деятельность ведет к размыву берегов, уменьшению площадей нереста и нагула.

Кроме того, происходит загрязнение вод хозяйственно-быто­выми стоками судов и особенно нефтью и нефтепродуктами. По­следние попадают в воду при перевозках, при авариях, а также с балластными, моечными и подсланевыми водами, хотя их сброс в реки запрещен.

Немалое загрязнение и механическое воздействие происходит от лодочных моторов, особенно на небольших водоемах. В сред­нем за один час работы лодочного мотора в воду попадают десят­ки граммов нефтепродуктов. Поэтому для снижения отрицатель­ных последствий на каждую моторную лодку должно приходиться не менее 0,5-0,7 га водной поверхности.

На судоходных реках нередко возникает необходимость в проведении дноуглубительных работ и выравнивании русел рек.

В результате в воду поступает большое количество минеральных частиц. Загрязнение усиливается, если подобные работы проводят­ся в районе сброса сточных вод, портов, пристаней, где грунт име­ет повышенную загрязненность.

Для снижения отрицательных последствий при выемке донно­го грунта не следует перекрывать прорвы и входы в старицы — лучшие места нереста. Рекомендуется складировать вынутый грунт сплошными отвалами на относительно высоких отметках, чтобы избежать размыва.

Отрицательное экологическое влияние лесосплава в первую очередь связано с ухудшением качества воды. Дерево выделяет в воду токсичные вещества (фенолы, азот, аммонийный азот, фос­фор, нитраты и др.) и в процессе гниения поглощает растворенный в воде кислород. Уменьшение содержания кислорода связано не только с затонувшим лесом и корой, но и с транспортируемым.

Особенно сильное ухудшение качества воды происходит в районах запаней, лесных рейдов, лесопильных заводов. При сла­бой проточности содержание кислорода в воде таких мест может уменьшиться до 0-2 мг/дм3 при нормальном количестве 6-8 мг/дм3.

Еще одним отрицательным последствием лесосплава является обдирание берегов рек бревнами, в результате чего ухудшаются условия нереста и нагула рыб, увеличивается количество взвешен­ных частиц в воде.

Для минимизации отрицательных экологических последствий лесосплав должен осуществляться в соответствии со специально разработанными экологическими критериями. К таким критериям отнесены несколько характеристик.

Первая — экологически допустимая продолжительность лесо­сплава, которая определяется периодом времени, когда возможно­сти лесосплава не ограничены гидрологическими условиями (ле­доставом, уровнями воды) и требованиями охраны природы и рыбного хозяйства на конкретном водном объекте.

Вторая — экологически предельно допустимый объем древе­сины на поверхности водоема при лесосплаве, который определяет отсутствие отрицательного экологического воздействия химиче­ских веществ, вымываемых из древесины, и отпавшей коры как компонента твердого стока. Выделяют экологически допустимый объем плотового сплава (молевой запрещен), суммарного за нави­гацию. Эта характеристика зависит от водности реки за период экологически допустимой продолжительности лесосплава. Одно­временно рассматривается экологически допустимый объем су­точного сброса древесины в воду, который зависит от текущей гидрологической обстановки в период лесосплавной навигации (размеров водного потока и скорости движения лесоматериалов).

Третья — предельно допустимая скорость течения в проходе поперечных запаней и размеры этого прохода. Последняя характе­ристика выбирается в соответствии с обеспечением пропуска про­ходных и полупроходных рыб. Скорость в проходе не должна пре­вышать сносящей скорости течения (0,9-1,6 м/с в зависимости от вида рыб).

Четвертая — экологически допустимый объем обсохшей и за­тонувшей древесины. Такая древесина должна быть освоена в пе­риод лесосплавной навигации. Если древесина остается в русле ре­ки или на берегах за пределами экологически допустимой продол­жительности лесосплавных работ, указанных в разрешении на во­допользование, то производится финансовая компенсация за ущерб.

Для снижения вреда, наносимого лесосплавом, целесообразно осуществлять сплав окоренной и подсушенной древесины и только плотами, а не молем. Это позволяет не только уменьшить потери леса с 6-12 до 1 и даже 0,1 %, но ослабить отрицательное воздей­ствие лесосплава на речные экосистемы.

Комментарии запрещены.