ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ КАК ОБЪЕКТ ОХРАНЫ
«Водные ресурсы — поверхностные и подземные воды, которые находятся в водных объектах и используются или могут быть использованы».
«Водный кодекс РФ», ст. 1
3.1. Связь понятий «водные ресурсы», «экология» и «охрана водных объектов»
Существующие пресные воды, потенциально пригодные для использования, находятся на поверхности Земли в водотоках, водоемах, ледниках и под землей в водоносных горизонтах, подземных бассейнах и месторождениях.
В зависимости от вида водного объекта содержащиеся в них воды, т. е. водный ресурс, делят на возобновляемые водные ресурсы и статические (многолетние или вековые) запасы. Хотя гидрогеологи, различая понятия «запасы» и «ресурсы», понимают под ресурсами не столько все возобновляемые природные подземные воды, сколько лишь пригодные к эксплуатации воды, т. е. эксплуатационные ресурсы подземных вод, а общий объем воды, находящейся в земной коре в пределах рассматриваемого района, называют «запасами».
Возобновляемые водные ресурсы постоянно участвуют в большом и малом круговоротах воды на земном шаре, они неоднократно возобновляются в гидрологическом цикле.
Статические запасы пресной воды более постоянны во времени, и период их полного возобновления происходит в течении длительного времени (десятилетия, столетия и более). Поэтому уменьшение или загрязнение таких запасов приводит к весьма негативным последствиям. Наилучшим отношением человека к статическим запасам является их неприкосновенность.
Поверхностные водные объекты постоянно содержат в себе определенное количество пресной воды, которая считается природным ресурсом. Этот ресурс является систематически возобновляемым, а его количество имеет двойственную форму оценки. При оценке за длительный период времени его определяют как среднемноголетнюю среднюю за год величину, которая будет практически постоянной, но при определении за отдельные фазы водности или за относительно короткий временной период количество воды может существенно меняться. При этом из общего количества воды, рассматриваемого как ресурс, необходимо оставлять в водном объекте определенный объем воды для удовлетворения экологических нужд. В связи с этим вопросы охраны водных объектов требуют особого внимания.
При оценке водных ресурсов больших территорий обычно учитывают лишь сток рек, поскольку объем используемой озерной воды обычно несопоставимо мал по сравнению с речным, за исключением озерных районов. Однако для конкретных экономических районов, больших городов и промышленных комплексов при оценке водных ресурсов учитываются все запасы воды, включая и подземные.
Вместе с тем определение водных ресурсов только как средних за многолетие не позволяет учесть колебания стока по годам, т. е. не учитывается существенное изменение водности в маловодные и многоводные годы. Поэтому наиболее полные и объективные данные можно получить лишь при оценке водных ресурсов по фазам стока для лет разной водности или обеспеченности стока.
Укоренившееся в водохозяйственной практике понятие о водных ресурсах лишь как о количестве воды, которое может быть использовано человеком, имеет явный утилитарный характер, поскольку учитывает только потребительское отношение человека к одному из основных элементов природной системы. На практике это выражается в диспропорции потребления воды и ее возврата, а также в изменении ее качества в сторону ухудшения.
Поэтому существующее определение водных ресурсов является недостаточным, поскольку отражает лишь одну потребительскую сторону. С учетом требований экологии под водными ресурсами необходимо понимать то количество воды, которое используется или может быть использовано для хозяйственных нужд без ущерба для экологии водного объекта, но учитывая экономическую целесообразность использования этого объекта. В известной мере понятие «экологический сток» становится синонимом понятия «статические запасы».
В этом определении учитывается не только возможное для использования количество воды, но и та доля воды, которая должна оставаться в водотоке или водоеме для сохранения его жизнедеятельности. Введение же экономического фактора позволяет оценить целесообразность допущения определенных количественных и качественных нарушений состояния водного объекта. Это связано с тем, что требование о сохранении естественного состояния водного объекта в любом случае далеко не всегда возможно выполнить. Однако естественно, что необходимо стремиться к минимальному ущербу, который может быть нанесен реке или озеру, особенно если они имеют социальное значение.
В каждом естественном водном объекте существует, а в искусственном формируется, своя экосистема. Все сообщества растений, микроорганизмов, рыб и животных находятся в тесной взаимосвязи, создавая неразрывную систему взаимодействующих организмов и популяций.
В экосистеме происходит постоянный обмен веществами и энергией. Живые организмы поглощают вещества и энергию из окружающей среды и возвращают их обратно в измененном виде. На эти процессы в водных объектах определяющее влияние оказывают гидрологический и гидродинамический режимы этих объектов.
Гидрологический режим водного объекта характеризует изменение его состояния во времени, обусловленное изменением гидрометеорологических условий, а также вмешательством человека. На реках и озерах наблюдаются естественные суточные, сезонные и многолетние колебания уровней и расходов или объемов воды, ее температуры, появление и исчезновения ледовых образований, изменение расходов наносов, состава и концентрации растворенных веществ, меняются скорость течений, площадь затопления или подтопления водой. Пока гидрологические процессы происходят относительно плавно и изменяются в нешироких пределах, что соответствует средним по водности сезонам и годам, нарушений в экосистемах не происходит. Однако в экстремальные по водности годы или сезоны (маловодные, многоводные) водные экосистемы или связанные с водными объектами экосистемы суши могут испытывать большие изменения. В самые маловодные сезоны или годы резко уменьшается сток воды в реках или падают уровни воды в озерах. Уменьшаются скорости течений, турбулентное перемешивание воды. Возрастает концентрация солей в воде, увеличивается минерализация и в целом химический состав. Если же к этому добавляются антропогенные нагрузки (сброс загрязненных стоков, забор воды), то качество воды ухудшается в еще большей степени, как и количество. Поэтому в маловодные периоды нередко происходит гибель гидробионтов, ухудшение питьевых качеств воды.
Водные ресурсы, заключенные в водных объектах, необходимо рассматривать как водную среду, обеспечивающую существование гидробионтов. Изучением режима и состояния этой среды обитания, точнее изучением влияния гидрологического режима водотоков и водоемов на жизненные процессы, в них протекающие, и на живые организмы, с ними связанные, должна заниматься гидроэкология [5]. В этом случае водные объекты рассматриваются как часть единой экологической системы водная среда — производство — человек, а происходящие в них процессы являются звеном общего процесса тепло — и массопереноса в системе атмосфера — гидросфера — литосфера.
При таком понимании водной экологии становится понятной разница в подходах к изучению гидроэкологии, охраны вод и их качества. Хотя все они взаимосвязаны, но лишь гидроэкология наиболее полно отражает проблемы изучения водных объектов в естественном и нарушенном состоянии с целью сохранения в них необходимых жизненных условий. В то время как вопросы охраны вод связаны с предотвращением или устранением последствий загрязнения или истощения водных объектов, вопросы качества вод связаны с анализом степени соответствия определенных показателей качества воды требованиям ее потребителей или водопользователей.
В случае водозабора из реки или озера там должен оставаться такой объем воды, который бы обеспечивал минимальные условия сохранения водных экосистем. Для рек это будет экологический сток, т. е. то количество воды, которое должно оставаться в реке для обеспечения условий существования гидробионтов с одновременным сохранением ее необходимого качества, а также сохранения реки как элемента ландшафта. Экологический сток может меняться в течение года, а за его минимальное значение может быть принят такой расход воды, который уже наблюдался на рассматриваемом участке реки в периоды наименьшей водности при сохранении основных условий, обеспечивающих функционирование данной экосистемы, т. е. сохранения количества воды и ее качества. Аналогичные требования, но к объему воды, можно предъявить и к озерам.
При оценке экологического стока используется обычно минимальный 30-суточный (среднемесячный) расход воды 80 %-ной обеспеченности. Сопоставление наблюденных месячных расходов воды с рассчитанным экологическим стоком позволяет выявить на гидрографе стока периоды экологического неблагополучия в реке, а также периоды экологического резерва, когда речной сток может быть использован для хозяйственных нужд. Это позволяет осуществлять рациональное природопользование на конкретном водосборе. Одновременно необходимо производить экономическую и социальную оценку используемого объекта с учетом природоохранных требований.
Все вышеизложенное относится к возобновляемым водным ресурсам, включая подземные воды зоны активного водообмена.