Водопотребление в областных центрах Республики Беларусь

В работе анализируется динамика водопотребления в областных городах Республики Беларуси, различия в эффективности использования водных ресурсов. Всесторонний анализ состояния водопотребления в стране позволяет определить пути минимизации негативных последствий и повышения экологической и экономической эффективности использования водных ресурсов.

Ключевые слова: водопотребление, водные ресурсы, прогноз водопотребления, водное хозяйство, водная стратегия.

В настоящее время среди первоочередных задач рационального природопользования в Беларуси стоит проблема сохранения природных ресурсов и в первую очередь водных ресурсов.

Необходимым и важным условием рационального использования водных ресурсов является наличие своевременной, достоверной и полной информационной базы о водных ресурсах, с помощью которой можно оценить фактическое водопотребление и водопользование, дать прогнозные оценки водных ресурсов в будущем.
Кроме того, остро стоит проблема загрязнения природных вод вследствие сброса сточных вод и других видов антропогенного воздействия.

Ухудшение и сокращение водных ресурсов может не только нанести вред окружающей среде, снизить эффективность производства, сказаться на здоровье населения, но и стать причиной конфликтных ситуаций между государствами, расположенными в одном речном бассейне [1].

Исходные данные и методика исследования

В работе использованы материалы водохозяйственной и экономической статистики Республики Беларусь за период с 1990 по 2015 гг., то есть за период существования Беларуси как самостоятельного государства [2, 3, 4].

Для выявления тенденций и изменений в использовании природных вод в качестве основного показателя водопотребления рассматривается общее водопотребление (использование воды на все нужды народного хозяйства) с подразделением на отдельные отрасли, а также учетные данные по сбросу сточных вод.

Исследования водопользования осуществлялись с применением метода системного анализа, моделирования, баз данных, а также общих и частных методик. Такое исследование позволило сделать выводы о реальных тенденциях изменения водопотребления в областных городах Беларуси.

Прогноз водопотребления на долгосрочную перспективу осуществлялся на основе вероятностных и регрессионных моделей. В основе вероятностного прогноза положен сценарный подход. Рассматриваются три сценария:
1. Оптимистичный прогноз (снижение водопотребления) - водопотребление в диапазоне от 25% обеспеченности до 75%;
2. Пессимистичный прогноз (повышение водопотребления) - водопотребление в диапазоне от 25% обеспеченности до 75%;
3. Средний прогноз (возможно как повышение, так и понижение) - изменение водопотребления находится в диапазоне ±25% обеспеченности.

Кроме того, ширина указанных выше диапазонов увеличивалась пропорционально ошибке прогноза.

Ошибка прогноза определялась на основе критерия Стьюдента в зависимости от доверительного интервала, а также от количества степенней свободы.
Общий вид модели прогноза водопотребления Wi по i-му сценарию можно представить следующей зависимостью:
Wi = Td + Er P% ± T k5% • σEr ,
где Td - прогнозное значение водопотребления на основе модели линейного тренда, в зависимости от особенностей формирования водопотребления может приниматься по аналогу, л/сут. на чел; Er P% - отклонение водопотребления от линейного тренда при заданной обеспеченности, в данном случае применялось отклонение 25% и 75%, л/сут/чел.; T k5% -критерий Стьюдента в зависимости от количества степеней свободы, которое определялось как разность количества степеней свободы исходного ряда и заблаговременность прогноза;
σ Er - среднеквадратическое отклонение ошибки линейного тренда, л/сут/чел.

Результаты исследования и их обсуждение

На рис. 1 представлена динамика потребления воды Республикой Беларусь за период ее существования как независимой страны.

Рис. 1. Водопотребление Беларуси

Отмечается общая тенденция снижения к потреблению воды. Это вызвано различными факторами, среди которых в первую очередь следует отметить спад экономики на начальном этапе становления Беларуси, переход на современные маловодоемкие технологии, изменение политики в области водопотребления и водопользования, направленной на рациональное использование водных ресурсов и т.д.

На рис. 2 видна тенденция изменения общего водопотребления в сторону уменьшения по Республике Беларусь и в целом по областным центрам за период с 2000 года по 2015 гг.

Рис. 2. Общее водопотребление

При этом за рассматриваемый период наблюдается увеличение численности населения в крупных городах Беларуси (рис. 3).

Рис. 3. Динамика численности населения в областных городах Беларуси, %

Более явный рост прослеживается с 2008 по 2009 гг., и в данный период видна тенденция к изменению в общем и удельном водопотреблении, где кривая становится более сглаженной (рис. 1, 2).

Потребности в воде для хозяйственно-питьевых целей включают в себя: расходы в жилых зданиях (внутреннее водопотребление), расходы в общественных зданиях, на внешнее благоустройство зоны жилой застройки (коммунальное водопотребление). Фактический расход воды зависит от различных факторов: степени санитарно-технического оборудования зданий, привычек людей, вида застройки, структуры местной промышленности и промысла, графика работы крупных предприятий, вида производства, количества смен, климатических условий, качества поставляемой воды, способа и размера взимания платы за воду [5, 6, 7].

Последнее наиболее прослеживается после введения приборов учета воды в 1995 году, тогда удельное водопотребление (использование свежей воды) на хозяйственно-питьевые нужды начало падать, и в 2015 году составило по Республике Беларусь 137 л/сут/чел. Если рассматривать областные города, то этот показатель можно проследить в таблице 1.

Таблица 1. Изменение удельного водопотребления за период с 2000 по 2015 гг., л/сут/чел.

Удельное водопотребление на хозяйственно-питьевые нужды в областных городах за весь рассматриваемый период с 2000 по 2015 гг. постепенно уменьшается. Минимальное водопотребление, равное 126 л/сут/чел., отмечалось в Гомеле в 2015 году, максимальное - 364 л/сут/чел.- имело место в Минске в 2001 году.

Можно предположить, что столь высокое удельное водопотребление в 2001 году, существенно превышающее нормативы многих стран, связано не с повышением комфортности быта основной массы белорусов и их расточительным потреблением пресной воды, а с утечками из разводящих водопроводных сетей, которые не учитывались отдельной статьей в отчетных документах, а списывались на бытовое потребление.

Что же касается показателей удельного водопотребления в 2015 году, то оно близко к нормам, которые актуальны в европейских странах [8, 9, 10, 11, 12] (рис.4).

Рис. 4. Удельное водопотребление в различных городах мира, л/сут/чел.

Резкий спад в удельном водопотреблении в Прибалтике связан с использованием современных сантехнических устройств, а именно индивидуальных приборов учета воды, при которых видна значительная экономия воды.

На основе описанных выше методов разработан сценарный прогноз для центров областей. В качестве расчетного тренда снижения удельного водопотребления использовалось водопотребление города Хельсинки (Финляндия).

Предполагаем, что водопотребление крупных городов Республики Беларусь снижается аналогично водопотреблению Хельсинки только в период с 1995 по 2008 гг. Для данного города наблюдается тренд к снижению водопотребления с интенсивностью 2,3 л/сут. в год. Коэффициент детерминации линейного тренда составил 0,88, что указывает на статистическую достоверность линейной функции. Результаты представлены на рис. 5.

Рис. 5. Прогноз водопотребления областных центров Республики Беларусь на 2025 год: синяя зона - пессимистичный прогноз (П); красная зона - оптимистичный прогноз (О); серая зона - средний прогноз (С)

По результатам прогноза для большинства городов оптимистичный прогноз достигает снижения удельного водопотребления до уровня 100 л/сут., в то же время пессимистичный прогноз указывает на повышение водопотребления в среднем до 168 л/сут.

В соответствии с прогнозной статистической моделью, описанной выше, водопотребление по областным городам Республики Беларусь снижается к 2025 году.

Для города Бреста оптимистичный прогноз к 2025 году составит в среднем 72,9 л/сут/чел., пессимистичный прогноз - 182,83 л/сут/чел., средний прогноз - 127,84 л/сут/чел.

Для Витебска: О - 90,6 л/сут/чел., П - 149,08 л/сут/чел., С - 119,84 л/сут/чел.

Для Гомеля: О -66,19 л/сут/чел., П - 139,5 л/сут/чел., С - 102,84 л/сут/чел.

Для Гродно: О -90,28 л/сут/чел., П - 157,4 л/сут/чел., С - 123,84 л/сут/чел. Для Минска: О - 117,61 л/сут/чел., П - 190,08 л/сут/чел., С - 153,84 л/сут/чел.

Для Могилева: О - 79,05 л/сут/чел., П - 186,63 л/сут/чел., С - 132,84 л/сут/чел.

В промышленности вода используется, как правило, в качестве теплоносителя или охлаждающего средства, для мойки гидротранспорта, продукции и сырья, для парообразования и т.д. За период с 2000 по 2015 гг.по республике произошло снижение использования воды в производстве почти в 2,5 раза.

Это связано с эффективностью выполнения программ социально-экономического развития в областях республики, где ставятся задачи для промышленного сектора - технологическое перевооружение производств на базе внедрения новейших технологий, стимулирование инноваций и фундаментальных разработок в области ресурсосбережения и энергосбережения. Кроме того, в 2008 году вступило в силу положение о порядке разработки и согласования технологических нормативов водопотребления и водоотведения [13].

Изменение водопотребления на хозяйственно-питьевые и производственные нужды по областным городам Беларуси можно проследить на рис. 6.

Рис. 6. Динамика использования водных ресурсов в областных городах Беларуси

Обустройство оборотной и повторно-последовательной систем водоснабжения значительно снижает объем сбрасываемых в водоем промышленных стоков и, как следствие, снижает уровень его загрязненности [14,15,16].

На 2015 год объем оборотной воды в процентном отношении к общему объему водопотребления на промышленные нужды в республике составляет 93%, по отдельным же городам изменения можно проследить в таблице 2.

Таблица 2. Динамика объемов оборотной воды

К 2015 году в сравнении с 2000 годом наблюдается уменьшение расходов воды в системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжения практически по всем областным городам Беларуси, за исключением Гомеля и Гродно, что обусловлено техническим переоснащением и модернизацией производств, а также снижением материало- и энергоемкости производств.

При этом доля оборотной воды в общем водопотреблении в промышленности за период 16 лет практически не изменилась для Гомеля, Гродно, Минска и Могилева. Для Бреста данный показатель колеблется в пределах 12%, а в Витебской области - 21%.

В отношении объемов сбрасываемых сточных вод, практически по всем областным городам Беларуси наблюдается ситуация, схожая с общим водопотреблением. Прослеживается снижение объемов сточных вод, и только по Витебску наблюдается незначительное их увеличение (рис. 7).

Рис. 7. Динамика использования водных ресурсов по областным городам Беларуси

Превышение сброса сточных вод над общим водопотреблением свидетельствует об неучтенных данных ливневой канализации, предназначенной для сбора воды - дождевой, а также образующейся в результате таяния снега и льда.

В промышленном производстве ведущее место занимают химическая и нефтехимическая промышленность, а также электроэнергетика.

Среди категорий сточных вод, отводимых в водные объекты, преобладают нормативно очищенные воды, их объем в сравнении с 2000 годом сократился по всем областным городам.

При этом значительное снижение, более чем на 40% за период 16 лет, наблюдается в городах Брест и Минск. В городах Витебск, Гродно и Могилев уменьшение отводимых нормативно очищенных сточных вод в водные объекты составило около 30% (рис. 8).

Рис. 8. Динамика отведения сточных вод по областным городам Беларуси

Объем вод, отведенных без очистки и недостаточно очищенных, по всем городам также сократился.

За весь рассматриваемый период существования Республики Беларусь как независимого государства можно выделить два основных этапа.

Первый этап (1991-1995 гг.) характеризуется значительной потерей рынков сбыта, ограниченностью сырья и топлива, комплектующих, слабой конкурентоспособностью продукции, вследствие чего и произошло снижение уровня жизни населения и падение производства.

Второй этап, начиная с 1996 года, характеризуется стабилизацией экономики и началом медленного экономического роста как показателей ВВП в целом, так и объемов промышленности в частности. В сельском хозяйстве этот рост прослеживается только с 2000 года, одной из причин такой нестабильности стал недостаток собственных источников финансирования, и как следствие, низкий уровень закупочных цен, которые не обеспечивали рентабельность сельскохозяйственного производства.

Проследить тенденцию изменения макроэкономических показателей в процентах по отношению к 1990 году можно на рис. 9.

Рис 9. Динамика макроэкономических показателей в Беларуси за 1991-2015 гг., % к 1990 году

Выводы

Современный этап использования водных ресурсов в Республике Беларусь характеризуется стабилизацией их потребления. В обозримом будущем в стране не следует ожидать значительного роста или падения водопотребления, и существующие водные ресурсы в полной мере будут удовлетворять потребности всех отраслей экономики и требованиям экологического стока. Однако это не снимает проблему очистки природных и сточных вод, качества природных, безопасность функционирования водных экосистем.
Решение проблем чистой воды зависит не только от наличия воды, но и от:
- социальных и экологических условий в стране;
- процессов управления водным хозяйством, компетенции, профессионализма и потенциала управляющих их структур;
- способов руководства, включая проблемы политического вмешательства, прозрачности, коррупции;
- нормативных правовых и технических нормативных правовых актов;
- наличия и оптимизации инвестиций;
- технического уровня применяемых технологий;
- уровня подготовки кадров и образовательных процессов;
- состояния науки и проводимых исследований по водным проблемам.

В первоочередном порядке необходимо:
- придать высший приоритет науке в решении водных проблем и обосновании мероприятий, применения наилучших доступных технологий;
- создать современную эффективную систему водного образования для подготовки высококвалифицированных кадров;
- разработать систему тарифов на питьевую воду, учитывающую социально-экономические условия регионов и населения, в первую очередь сельского, стимулирующую водосбережение;
- создать эффективную систему нормативных правовых и технических нормативных правовых актов в водохозяйственной отрасли и механизмов обеспечения их исполнения;
- повысить роль и эффективность действующих водных ассоциаций, придав им самостоятельность и независимость в принятии решений;
- обеспечить открытый доступ общественности к результатам финансово-хозяйственной деятельности предприятий водоснабжения и канализации (ВХК) и через СМИ информировать о расходовании средств, получаемых за воду и услуги канализации.

Литература:
1. Природная среда Беларуси /под ред. В.Ф. Логинова Мн.: ОООО «БИПС», 2002.
2. Окружающая среда и природные ресурсы Республики Беларусь: Статистический сб. Минстат Республики Беларусь, НИИ статистики. Минск, 1995 -2015 гг.
3. Государственный водный кадастр. Водные ресурсы, их использование и качество вод. Минск: Минприроды Республики Беларусь, 1994-2015 гг.
4. Водные ресурсы, их использование и качество вод за 2000-2015 гг. [Электр.ресурс]. Режим доступа: http://cricuwr.by/gvk/. Дата обращения: 14.01.2014.
5. Водная стратегия Республики Беларусь на период до 2020 года. [Электр.ресурс] Режим доступа: http://minpriroda.gov.by/ru/ new_url_1649710582ru
6. Основной государственный информационный ресурс в области права и правовой информатизации. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.pravo.by/pdf/2008 135/2008135%28098102%29.pdf
7. Регионы Республики Беларусь. Основные социально-экономические показатели городов и районов// Сб. ст. Нацстат комитет Республики Беларусь. 2013 г. Т. 1. Т. 2.
8. Состояние мира. М.: Издво «Весь Мир», 2000. 364 с.
9. Вода для людей, вода для жизни. Доклад о состоянии водных ресурсов мира.[Электр.ресурс]. Режим доступа: http://unes doc.unesco.org/images/0012/001295/129556r.pdf.
10. В.И. ДаниловДанильян. Водные ресурсы мира и перспективы водохозяйственного комплекса России. М.: ООО «Типография ЛЕВКО», 2009. 88 с.
11. Brown L., Ayres E. The World Watch Reader on Global Environmental Issues // N.Y. London: W.W. Norton Co., 1998. 358 p.
12. Rodda G. On the problems of assessing the World water resources. In: Geosci. and water resource environment data model. Berlin Heidelberg. 1997. P. 1432.
13. Электр.ресурс] Режим доступа: http://pandia.ru/text/77/211/88419.php
14. Gleick P.H. Global freshwater resources: softpath solutions for the 21th century //Science. 2003. 302., № 5650. P. 1524-1527.
15. Xia Jun, Yongqin David Chen. Water Problems and Opportunities in the Hydrological Sciences in China // Hydrological Sciences J.2001. 46, No 6. P. 907-921.
16. Думнов А.Д., Борисов С.С. Учет использования воды: основные этапы становления и проблемы современного анализа // Использование и охрана природных ресурсов в России. 2003. № 910. С. 3764.
17. Коронкевич Н.И., Зайцева И.С., Черногаева Г.М. Формы, механизмы и показатели антропогенной нагрузки на водные ресурсы // Антропогенные воздействия на водные ресурсы России и сопредельных государств в конце ХХ столетия. М.: Наука, 2003. С. 721.
18. Мелешко В.П., Голицын Г.С., Малевский-Малевич С.П., Мохов И.И. и др. Возможные антропогенные изменения климата России в XXI веке: оценки по ансамблю климатических моделей // Метеорология и гидрология. 2004. № 4. С. 38-49.
19. Потребление воды: экологогические, экономические, социальные и политические аспекты / В.И. Данилов-Данильян, К.С. Лосев. ИВП РАН. М.: Наука, 2006. 221 с.

Water consumption in regional centers of the Republic of Belarus

Water resources - the major component of natural resource potential of the country, which is heavily used by the population and various sectors of the economy. Comprehensive analysis of the status of water consumption in the country will allow to identify ways to minimize the negative consequences and improve the environmental and economic efficiency of water resources use. The purpose of this work is to assess the dynamics of water consumption in the regional cities of Belarus, to identify differences in the efficiency of water use.

Keywords: water consumption, water resources, water consumption forecast, water economy, water strategy.

Volchek Alexander Alexandrovich, doctor of geography, Professor, Dean of the faculty of engineering systems and ecology, Brest state technical University. 224017, Belarus, Brest, Moskovskaya str., 267. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Zubritskaya Tatyana Evgenevna, senior lecturer of the Department of environmental engineering, Brest state technical University, 224017,
Belarus, Brest, Moskovskaya St., 267. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Sheshko Nikolay Nikolaevich, candidate of technical Sciences, associate Professor, associate Professor of the Department of priro, Brest state technical University, 224017, Belarus, Brest, Moskovskaya str., 267. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Журнал «Вода Magazine», №4 (128), 2018 г.