Водопользование и экология

Размещено на http://www.allbest.ru/

Водопользование и экология

При достаточном количестве водных ресурсов, необходимых для жизнедеятельности человека и человеческой цивилизации, общество использует водные ресурсы и обычно не задумывается о возможных проблемах их переизбытка или недостатка, или изменения их качества. Но как только наступает ощутимое, видимое изменение состояния водных ресурсов, водных объектов, возникает проблема - что делать?

Переизбыток водных ресурсов чаще возникает и связан с природными явлениями. Это сезонные регулярные наводнения, регулярные приливы и отливы, связанные с влиянием Луны. Катастрофические наводнения, связанные с изменениями погоды; цунами на море, связанные с глобальными подвижками тектонических плит, с землетрясениями; подъемы уровня воды в мировом океане, в материковых реках, связанные с изменениями - потеплением климата на Земле и таянием ледников и т.д.

Переизбыток водных ресурсов может возникнуть и в связи с деятельностью человека. Характерным примером является создание огромных искусственных водохранилищ при гидротехническом строительстве, искусственных водных транспортных артерий (каналов), мелиоративных каналов, водохранилищ для снабжения водой городов, населённых пунктов, промышленных предприятий, ГРЭС, ТЭЦ и т.д.

Переизбыток водных ресурсов может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Отрицательное, разрушительное влияние на окружающую среду имеет переизбыток водных ресурсов, связанный с катастрофическими явлениями. Наиболее разрушительными, как и наименее прогнозируемыми являются морские цунами. Величина волны цунами может достигать сотни метров, последствия воздействия такой волны на побережье всегда катастрофические. Разрушается прибрежная инфраструктура, природная среда, гибнут люди. Предпринять какие-то меры, снижающие последствия цунами практически невозможно, так как до конца не исследован вопрос, где и когда они могут возникнуть. Единственное, что можно сделать, это вовремя обнаружить волну цунами и вывести людей и ценности из опасной зоны. В качестве превентивной меры может быть прогноз возможности появления цунами в определённых местах побережий морей и океанов и, соответственно, недопустимости размещения в потенциально опасных зонах жизненно важных объектов (источников водоснабжения, питания, энергоснабжения и т.д.), опасных производств (химических предприятий, атомных объектов и т.д.).

Лунные приливы и отливы давно изучены и люди приспособились к этому природному явлению. Отрицательное влияние приливов состоит в основном в подмыве береговой линии, подтоплении больших прибрежных территорий. С этим приходится бороться, затрачивать средства. Строятся защитные дамбы, отводные каналы, другие береговые сооружения. Но приливы используются и для нужд людей. Строятся электростанции, использующие энергию приливов и работающие за счёт создания запасов воды. После отлива прибрежная территория обеспечивает морепродуктами местное население.

Влияние приливов на окружающую среду имеет место. Оно смешанное - есть и положительные и отрицательные проявления, уравновешивающие друг друга, но более значительное влияние на окружающую среду имеет борьба людей с приливами, искусственное вмешательство в сложившуюся природную среду береговой линии. Осушение территорий неизбежно ведёт к изменению местного климата, изменению почв, флоры и фауны этих мест.

Регулярные сезонные наводнения также оказывают смешанное влияние на окружающую среду. С одной стороны это зачастую разрушительные последствия для прибрежных территорий, для экономики региона, для людей, а с другой стороны это жизненно необходимая вода для лугов, пастбищ, полей. Люди давно приспособились к этому природному явлению и хорошо уживаются с ним. Конечно, силу и масштаб наводнений необходимо учитывать и в нужной степени уметь бороться с ними. При экономической целесообразности укрепляется береговая линия рек, строятся дамбы, плотины, шлюзы. Жилые и промышленные объекты строятся в безопасных местах на возвышении. Но бывает, что стратегическое положение места настолько важно из политических, военных соображений, что угроза наводнений, затоплений отходит на второй план, а на первое место выходит целесообразность присутствия населённого пункта или какого-либо стратегического объекта в данном месте. Характерным примером может служить город Санкт-Петербург, построенный на территории болот, затопляемых рекой Невой, но в стратегически важном месте для Российской Империи - у выхода к европейским морским путям в Балтийском море. Проблема наводнений в Санкт-Петербурге столетиями не была решена. Город ежегодно по несколько раз страдал от наводнений. В семидесятых годах ХХ века в Финском заливе у острова Кронштадт начали строить защитную дамбу. Задачей строительства дамбы - было предотвращение наводнений при подъёме воды в финском заливе. Но в данном случае, как и в других подобных, любое вмешательство в природу, в преобразование водных объектов обязательно имеет отрицательные последствия, отрицательное влияние на окружающую среду. В настоящее время мелководный Финский залив из-за плохого водообмена, связанного с дамбой, цветёт и зарастает. Естественно изменилась экология, окружающая среда и в худшую сторону.

Не меньшее негативное влияние на состояние окружающей среды, экологии оказывает недостаток водных ресурсов. В первую очередь это сказывается на качестве жизни человека, на сельском хозяйстве, на природной среде, на экологии.

Для крупных городов - это проблема водоснабжения населения и водоснабжения для технических нужд промышленных предприятий. В сельском хозяйстве - это проблемы связанные с засухой, недостатком влаги в почве, с недостатком технической и питьевой воды.

Водные ресурсы России огромны и являются естественной окружающей средой обитания человека. Вода используется для бытовых, производственно-технических нужд, для нужд сельского хозяйства и природообустройства. Водные объекты используются для нужд мелиорации, ведения промысла рыбы и других водных представителей флоры и фауны, в качестве зон рекреации, мест для занятия спортом, для производственной деятельности, в качестве транспортных артерий, для научных, военных, политических целей.

Водные ресурсы, водные объекты бывают природного и искусственного происхождения.

Природные водные объекты делятся на моря, реки, озёра - как надземные, так и подземные.

Искусственные водные объекты бывают гидромелиоративного происхождения, когда природные водные ресурсы перераспределяются усилиями человека в связи с нуждами производства, сельского хозяйства, природы, транспорта - это каналы мелиоративные, каналы судоходные, водохранилища, водоводы, пруды и т.д. В любом случае водные ресурсы путём строительства искусственных сооружений направляются к месту их потребления или накапливаются для определённых целей.

Искусственные водные объекты могут быть и не гидромелиоративного характера, без перераспределения природных водных ресурсов - это искусственно построенные накопители воды для снабжения населения водой в засушливое время и полива растений. Такие сооружения известны с древних времён в Израиле. Вся территория Израиля это горы и пустыни и проблема снабжение водой всегда была актуальна. Для этих целей строились подземные и надземные водохранилища, где накапливалась дождевая вода. Так поселение, находившееся на горе Мосад на высоте ок. 900 м над уровнем моря, пользовалось накопителем воды в виде бассейна, выдолбленного в скале. Город с населением около тысячи человек обеспечивал себя водой круглый год, несмотря на пустынную местность и крайне редкие дожди.

Множество и разнообразность водных объектов требует внимательного к ним отношения, учёта и управления. Ведь состояние водных объектов оказывает ключевое влияние на окружающую среду. Причём особое влияние оказывают созданные руками человека объекты.

Если природные объекты создавались самой природой или исчезали в силу изменения климата и других глобальных причин тысячелетиями, то искусственные водные объекты создаются в течение жизни одного поколения или даже нескольких лет. Такое резкое вмешательство человека в природу также резко изменяет её состояние и даёт ответную реакцию. Последствия вмешательства могут иметь катастрофический характер.

Строительство искусственных водных объектов проводилось практически во всех цивилизациях и странах, на всех континентах. Самые распространённые сооружения - каналы, водоводы и плотины. Наиболее древними из известных на земле являются шумерские каналы. Древние шумеры, проживавшие на территории нынешнего Ирака, построили на берегах Тигра и Ефрата города-государства и создали разветвлённую сеть ирригационных каналов для нужд земледелия свыше 7…8 тыс. лет назад.

В Перу (Южная Америка) в 60 км от Тихого океана в предгорьях Анд недавно обнаружены 4 канала, возраст самого старого из них составляет 6700 лет. Эти каналы были построены вдоль реки Ньянчок и использовались для нужд земледелия. На территории Средней Азии (Узбекистан) под г. Хорезм существовала сеть ирригационных каналов, построенных около 2800 лет назад. В Узбекистане в Джизакской степи известна древняя сеть ирригационных каналов. В Туве на месте древнейших поселений, где люди жили уже более 30 тыс. лет назад, так же строились ирригационные каналы. Известны каналы в Египте для доставки каменных глыб для строительства дворцов в Луксоре, судоходные каналы в Шотландии, в Китае и т.д.

Объединяет все эти сооружения то, что вода во все времена была важнейшим стратегическим ресурсом, а также то, что все эти каналы с построившими их цивилизациями исчезли. Можно предположить, что искусственное перераспределение водных ресурсов привело к иссяканию источников водоснабжения, упадку земледелия, скотоводства, ненужности каналов и, в конечном итоге, к гибели цивилизаций.

Для военно-оборонительных целей строились достаточно широкие и глубокие рвы, заполненные водой. На юге России и Украины (район Донецкой и соседних с ней областей) известны оборонительные сооружения в виде земляных валов и искусственных рвов с водой, протянувшихся на несколько сотен километров (!), датированных примерно 2 веком до нашей эры. Эти сооружения выполняли роль заградительных пограничных сооружений южных славян от набегов кочевников из Крыма и южных прикаспийских степей. Общеизвестны водные военно-оборонительные сооружения на территории Древней Руси. Каждый опорный пограничный город обносился искусственным земляным валом с крепостными стенами и рвом, заполненным водой. Самый крупный ров с водой был построен вокруг «злого» города Козельска. Его глубина достигала 35 м. Из-за чего, в частности, огромное монголо-татарское войско хана Батыя в течение 7 недель не могло взять маленький город с населением около двух тысяч человек. Такого же военно-оборонительного назначения был ров с водой и в Москве. Он соединял реку Неглинку и \Москву-реку и проходил от современной Манежной площади через Красную площадь к Москве-реке. В XIX веке ров засыпали, и он стал частью современной Красной площади.

Строились каналы и для решения транспортной проблемы перехода речных судов из бассейна одной реки в другую (под Вышним Волочком из реки Тверца бассейна реки Волга в реку Мста бассейна реки Волхов, впадающей в Ладожское озеро; из Волги в Дон под Волгоградом; на Севере России несколько столетий вплоть до XIX века эксплуатировался древний транспортный канал от реки Пинега до реки Кулой в Белое море и т.д.).

В Китае около 1000 лет назад построен огромный транспортный канал («Великий канал») от г. Ханчжоу до г. Пекина длиною ок. 1350 км. Он пересекал реки Янцзы и Хуанхэ и являлся единственной водной транспортной артерией, пересекающей страну с юга на север. Сейчас канал существует фрагментарно и используется больше как туристический объект.

Наибольшее развитие строительства искусственных водных объектов приобрело с развитием промышленности, техники и экономики. Во многих странах построены огромные искусственные транспортные, гидротехнические и ирригационные системы, приносящие пользу сельскому хозяйству, экономике, людям. Но любое строительство водных объектов создавало проблемы или просто наносило вред окружающей среде.

В 80-х годах XX века опять всплыла старая идея столетней давности о переброске части стока сибирских рек Оби и Иртыша (а впоследствии и Енисея) в Аральское море и осушении обширной зоны болот по пути канала в Тюменской области. Началось проектирование. Длина канала должна была составлять около 2550 км, ширина в отдельных местах - достигать 200 м, глубина в отдельных местах - также 200 м.

Безвредно ли было бы такое глобальное вмешательство человека в перераспределение водных ресурсов и отразилось бы это вмешательство на природе?

Не было никакой гарантии, что переброска части стока рек помогла бы Аралу, не было гарантии, что воды сибирских рек вообще дойдут до Арала, а не сгинут в Тургайской ложбине и не испарятся под солнцем Средней Азии. Да и проблема Арала возникла не в связи с историческими естественными преобразованиями природы или изменением климата, а из-за бесконтрольного расходования водных ресурсов, питающих Арал, рек Сыр-Дарьи и Аму-Дарьи. Воды этих рек в верхнем течении, у истока в горах Памира и Алайского хребта такие же изобильные и чистые как и тысячи лет назад, а в среднем течение - в зоне активного земледелия (хлопководства) и размещения крупных промышленных городов Узбекистана, Казахстана, Таджикистана, Туркмении (города Ферганской долины, Худжент, Ташкент, Термез, Чарджоу, Нукус и другие) воды интенсивно, но не рационально расходовались на мелиорацию полей и для снабжения городов. Возникает вопрос, стоит ли этот хлопок и выросшие на берегах этих рек города потерянного Аральского моря и затрат на его спасение? Этот вопрос остается открытым. Наука еще не располагает достаточными данными, чтобы защищать тезис, согласно которому поворот части стока сибирских рек на юг не вызовет серьезных отрицательных последствий для природных систем Западной Сибири, в частности ее лесов, водно-болотных угодий, их флоры и фауны.

Особенно это касается болот. В условиях Среднего и Нижнего Приобья, где на обширных пространствах нет ни населения, ни дорог, а частые торфяные пожары локализуются лишь за счет естественного фактора - переувлажнённости. И переувлажнёность территории нельзя рассматривать как экологически отрицательное явление. Это запас влаги, который помогает системе выдерживать критические периоды резкого ухудшения внешней обстановки.

Опыт осушения заболоченных земель у нас имеется, например, осуществление мелиоративных работ в Барабинской низменности (Западная Сибирь), которые проводились с большим размахом, с использованием мощной техники. В результате получили разрушение природных комплексов: засоление почвы - в одних местах, избыточное иссушение, выветривание торфяников и их возгорание - в других. Работы по «улучшению» земель были прекращены. Сегодня Барабинская низменность отнесена к разряду территорий с недостаточной водообеспеченностью. Последствия осушения торфяных болот в Подмосковье дают о себе знать практически ежегодными пожарами, наиболее памятные из них - 1968, 1972 и 2002 гг.

Во всем мире водно-болотные угодья считаются большой ценностью. Различные ведомства и организации вкладывают немалые средства в охрану и устойчивое использование этих природных ресурсов. В США осуществляется программа Министерства сельского хозяйства по сохранению и восстановлению водно-болотных угодий. На реализацию программы из бюджета выделено 1,8 млрд долларов. Это позволит получить водные объекты с наибольшей отдачей (привлечение дичи, естественная очистка стоков, пополнение подземных вод, смягчение паводков и др.).

Ценность переувлажненных земель осознали и в Западной Европе. В настоящее время в Беларуси осуществляется совместный германо-белорусский проект, нацеленный на спасение крупнейших и ценнейших болот, пойменных лугов и торфяных болот Европы, находящихся в Полесской низменности. После Чернобыльской трагедии (1986 г.) в Беларуси начали осушать заболоченные земли в районе реки Припять, с тем, чтобы превратить их в сельскохозяйственные угодья, взамен выбывших площадей, подвергшихся радиоактивному заражению. Уже очевидны последствия принятых мер: нарушен чрезвычайно важный в экологическом плане водный баланс; пострадало животноводство, для которого использовались заливные луга; исчезли многие виды флоры и фауны.

Водоотводные каналы, на строительство которых были затрачены большие силы и средства, приходят в упадок. Осушенные участки земли утрачивают свое плодородие, а позднее здесь придется применять искусственное орошение. В долгосрочной перспективе это скажется и на климате. Стало ясно, что расширение площадей таким способом - бессмыслица как в экономическом, так и в экологическом плане. Прироста полезных площадей можно было добиться и другими путями.

Отношение к переувлажненным землям начинает меняться и у нас. Уже разрабатываются «Основные направления сохранения и рационального использования торфяных болот России» на долгосрочную перспективу.

У великих сибирских рек и без «поворота» великие проблемы. Ускоренное освоение природных ресурсов Сибири, начавшееся в 50-е годы прошлого столетия, характеризовалось созданием территориально-промышленных комплексов, возведением крупных ГЭС. Строительство гидроэлектростанций сыграло свою роль в развитии народного хозяйства. Вместе с тем многие крупные реки - Обь, Енисей, Ангара и другие - были частично превращены в цепочки водохранилищ. Плотины-тромбы нарушили естественное течение рек, привели к развитию застойных процессов, снизили способность к «самоочищению», резко изменили качество воды и др.

Перечень совершенных ошибок при строительстве ГЭС немал. Вот лишь несколько примеров, иллюстрирующих бедствия и экологические угрозы:

Новосибирская ГЭС отсекла большую часть нерестилищ, резко снизив промысловые уловы сибирского осетра; в 1999 г. он занесен в Красную книгу России;

при строительстве Братской ГЭС в ложе водохранилища оставили строевую сосну, которая стала разлагаться, превратив водохранилище в мертвый водоем;

сооружение на Енисее Красноярской и Саяно-Шушенской ГЭС привело к необратимым процессам: изменению микроклимата региона, нарушению водного и теплового баланса реки. Прогретые массы водохранилищ не позволяют реке полностью покрыться льдом. Во время ледохода создаются заторы, перегораживающие реку по всей ширине, разрушение которых методом подрыва - малоэффективно. Каждый ледоход приносит местным жителям большие беды;

Иркутская ГЭС построена в сейсмически активной зоне: возможное катастрофическое разрушение плотины вследствие землетрясения приведёт к уничтожению ряда городов вдоль Ангары;

многие города Сибири - Новосибирск, Красноярск, Иркутск и другие - находятся ниже водохранилищ с высокими плотинами. Природная катастрофа или диверсионный взрыв могут привести к уничтожающему наводнению;

строительство каскада Зеленчукских гидростанций на реках Малый и Большой Зеленчук в Карачаево-Черкессии привело к резкому снижению водоснабжения в населённых пунктах - до 10 % от нормы, под угрозой гибели находится природный заповедник [1].

Таким образом, можно уверенно сказать, что изменение количественного или качественного состояния водных ресурсов неизбежно оказывает ощутимое влияние на окружающую среду.

Кроме того, любой водный объект оказывает как прямое, так и опосредованное негативное влияние на окружающую среду, и на человека.

В связи с этим:

1. Любой водный объект следует рассматривать не как отдельный частный случай, а как элемент взаимосвязанной и взаимовлияющей экологической модели.

2. Необходимо оценить «прямое» влияние водного объекта на окружающую среду и оценить «опосредованное» влияние водного объекта на окружающую среду.

Экологическая оценка влияния объекта на окружающую среду рассматривает, как правило, техногенное воздействие на природу и человека, приводящее к ущербу природе либо здоровью человека. Но, так как природа и человек неотделимы друг от друга, и человек не может нормально существовать без природы даже в стерильной, но искусственной среде, то проводить экологическую экспертизу водных объектов следует по оценке влияния и на человека и на природу одновременно.

Прямое положительное влияние выражается в улучшении качества жизни людей, в улучшении плодородия сельскохозяйственных угодий, улучшении транспортного обслуживания и т.д. - то есть решаются какие-то жизненные проблемы. Одновременно каждый водный объект оказывает и прямое отрицательное влияние на окружающую среду и на человека: изменение водного баланса, изменение климата, уничтожение лесных угодий, зон традиционного пребывания местной фауны, затруднение миграции животных и изменение их жизненного пространства, подтопление берегов и т.д. - каждый водный объект имеет своё характерное влияние на окружающую среду, на её элементы в зависимости от назначения объекта.

Помимо прямого негативного воздействия, сам водный объект оказывает также опосредованное негативное влияние на окружающую среду, притягивая к себе сооружения, технику, машины, транспорт, которые концентрируются вокруг водного объекта и, в свою очередь, загрязняют окружающую среду.

К таким объектам относятся:

объекты, имеющие своё собственное воздействие на окружающую среду, выполняющие функцию обслуживания жизнедеятельности основного водного объекта (например: общие очистные сооружения, предприятия водоподготовки, предприятия утилизации промышленных отходов и продуктов жизнедеятельности человека, мусорные свалки, могильники, транспортные предприятия и т.д.);

объекты - спутники, возникшие в связи с появлением основного объекта, имеющие свое собственное воздействие на окружающую среду - это плотины, техническая инфраструктура водного объекта, здания и сооружения, зоны рекреации, спортивные водные объекты, порты, причалы, терминалы, вокзалы, аэропорты и т.д.;

движимые объекты: водные транспортные средства: корабли, пароходы;

сухопутная техника, машины, автомобильный и железнодорожный транспорт, авиатехника, не связанные непосредственно с основным водным объектом.

Все эти объекты, выполняют вспомогательную функцию и обеспечивают функционирование основных водных объектов.

Таким образом, оценивать водный объект и его влияние на окружающую среду в отрыве от его опосредованного влияния нельзя. Учёт опосредованного влияния водного объекта на окружающую среду через загрязнение атмосферы транспортом, увеличение шума, загрязнение высокочастотным излучением, магнитными полями, сточными водами и т.д. приобретает в настоящее время актуальное значение.

Библиографический список

экологический водный ресурс

1. Авраменко И.М. Основы природопользования. - Ростов на Дону: «Феникс», 2004. 320 с.

2. Козлов Ю.Л., Дмитриева Т.М. Глобальные экологические проблемы психологии человека и общества: Учеб. пособие. - М.: РУДН, 2008. 306 с.

3. Корж В.Д. Геохимия элементарного состава гидросферы. - М.: Наука, 1991. 243 с.

4. Марцхулава Ц.Е. Экологические нарушения. /Груз. ин-т водного хозяйства и инженерной экологии АН Грузии. - Тбилиси, 1993. 437 с.

5. Самые грандиозные катастрофы. - М.: “РИПОЛ КЛАССИК”, 2001. 576 с.

6. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию: Пер. с нем. - М.: Мир, 1997. 232 с.

Размещено на Allbest.ru