Состояние водных ресурсов Европы (часть первая)
Европейское агентство по окружающей среде опубликовало доклад «Европейские водные ресурсы - проблема нехватки воды и засуха». В исследовании приводятся разнообразные данные, касающиеся количества запасов воды в Европе, уровня водозабора и качества водоснабжения, а также детально рассматриваются вопросы потребления воды промышленностью, сельским хозяйством и коммунальным сектором. Особое внимание в докладе уделяется таким проблемам, как дефицит воды и засуха. Помимо анализа текущего положения дел в водном секторе Европы в исследовании даются долгосрочные прогнозы, основанные на новейших методах моделирования с учетом глобального потепления.
В отличие от многих регионов жители европейских стран почти не страдают от острой нехватки воды, а степень загрязнения водоемов пока в основном остается на допустимом уровне. На сегодняшний день в Европе имеется достаточное количество пресноводных ресурсов - 2270 км3/год, и лишь 13% этих запасов реально используется.
Вместе с тем в Европе имеется ряд серьезных проблем, связанных с ухудшением состояния существующих водоисточников и несбалансированным уровнем водопотребления, причем в ряде районов ситуация за последние годы значительно ухудшилась, а в некоторых местах подошла к опасной черте. В первую очередь речь идет о некоторых средиземноморских государствах и отдельных областях на юге Франции, Испании, Португалии и на острове Крит. Дефицит воды связан там главным образом с избыточными уровнями водозабора и очень высоким уровнем потребления воды. Положение дел усугубляется также сокращением количества осадков и более высокой температурой, отмечаемой в летние периоды года, что является следствием глобального потепления. Увеличение продолжительности и интенсивности засушливых периодов в странах Южной Европы и необходимость использовать бoльшие объемы воды на цели ирригации еще более осложняют ситуацию. Согласно многочисленным прогнозам, изменение климата приведет, в частности, к более сильным и длительным засухам в ближайшие десятилетия. Речь идет именно о засухах, а не сухих периодах с небольшим количеством осадков, которые типичны для многих стран, расположенных на юге Европы и в Средиземноморье.
По оценкам Евросоюза, сейчас на 17% территории Европы отмечается дефицит воды, от которого испытывают неудобства примерно 11% населения. За последние 30 лет суммарный ущерб от нехватки воды и засух составил около 100 млрд. евро (EC, 2007). Имеются многочисленные данные, свидетельствующие о сокращении объема речного стока, падении уровня воды в озерах и водоемах, а также снижении уровня грунтовых вод. Помимо вынужденного ограничения промышленной и хозяйственно-бытовой деятельности, эти изменения негативным образом влияют на состояние пресноводных экосистем, вызывая нарушения в жизнедеятельности птиц, рыб и других объектов фауны. В результате засухи исчезают маленькие речки и ручьи, высыхают сильно увлажненные и заболоченные территории, играющие важную роль в функционировании региональных экосистем, наносится непоправимый урон заливным лугам в бассейне рек. Практически везде, где имеет место оскудение водных ресурсов, регистрируется ухудшение санитарного состояния водоемов, поскольку нарушаются процессы самоочищения и возрастают концентрации вредных веществ в воде. Кроме того, в прибрежных морских районах происходит проникновение соленой морской воды в водоносные горизонты, из которых полностью выбраны запасы пресной воды. Кардинальные изменения мирового климата будут лишь способствовать большей интенсивности этих негативных процессов в обозримом будущем. Например, следует ожидать роста количества продолжительных засушливых периодов не только в Южной, но и в Центральной Европе.
Для правильного понимания всего комплекса проблем, связанных с водопользованием, необходимо не только владеть данными об объемах забора воды в том или ином секторе экономики или, скажем, располагать сведениями о количестве повторно используемой воды в теплоэнергетике, но и хорошо понимать основополагающие причины или движущие силы основных процессов. Без глубинного понимания всех природных и антропогенных явлений, управляемых этими движущими силами, нельзя добиться устойчивого развития водной сферы, т.е. получить экологически выверенные решения, реализация которых не нанесет ущерба окружающей среде.
В основу исследования авторы положили методологический принцип пяти последовательно связанных детерминант (движущая сила, воздействие, состояние, результат и ответ), которые определяют всю сумму явлений и многообразие причинно-следственных связей (рис. 1).
В соответствии с этим принципом, например, возможность полноценного использования водных ресурсов на континентальном или субконтинентальном уровне зависит от двух видов факторов: природных и антропогенных. Природные факторы включают пространственные и временные вариативные составляющие, оказывающие непосредственное воздействие на уровень водообеспеченности не только в настоящее время, но и в будущем (с учетом ожидаемого изменения климата), в частности, на продолжительность и интенсивность засух.
Что касается антропогенных факторов, то вначале рассматриваются общие тенденции водозабора, водообеспеченности и водоснабжения, а затем более детально изучаются особенности потребления воды в различных секторах экономики, включая промышленность, энергетику, коммунальное водоснабжение и сельское хозяйство. Таким образом, данный подход позволяет весьма последовательно и логично осветить такую сложную проблему, как состояние европейских водных ресурсов, выделить наиболее слабые участки в системе водопользования и наметить стратегические направления для совершенствования этой сферы в будущем.
Водообеспеченность, водозабор и водоснабжение
С учетом всех возобновляемых запасов пресноводных источников европейские страны забирают сравнительно незначительную часть воды.
Однако в последнее время все чаще говорится о проблемах, связанных с нехваткой водных ресурсов в разных частях континента. Причина, как правило, заключается в диспропорции между существующими запасами воды и уровнем водозабора. Это связано, прежде всего, с тем, что наиболее значительные запасы пресной воды в Европе находятся в малонаселенных регионах, в то время как в густонаселенных районах часто нет достаточных водных ресурсов. Кроме того, в ряде мест проблема обостряется чрезвычайно интенсивными темпами забора воды из местных водоисточников.
Чтобы правильно оценить степень нехватки воды в том или ином районе Европы, необходимо обладать разнообразной информацией о состоянии водоисточников (местоположение, питание, сток, санитарное состояние), интенсивности забора воды (объем, динамика), уровне водопотребления (промышленность, жилой сектор) на всей проблемной территории не только в данный момент, но и в достаточно широком временном диапазоне. Кроме того, следует обязательно учитывать перспективы развития местности, демографические и экологические показатели, состояние транспорта, промышленности и аграрного сектора и другие факторы, а также возможные климатические изменения, связанные с глобальным потеплением. В этой главе будут затронуты вопросы наличия и доступности пресноводных источников в Европе и перспективы их пригодности в будущем с привлечением математических прогностических данных. Для более полного понимания картины будут также приведены некоторые сведения о количестве осадков и объеме речного стока.
Осадки весьма неравномерно распределяются в разных регионах Европы. Частота выпадения и интенсивность осадков зависит от широты, топографических особенностей местности, расстояния от моря и других причин. Например, в некоторых частях Средиземноморья и равнинных районах Центральной Европы количество осадков не превышает 400 мм в год, в то время как в районах вдоль побережья Атлантического океана от Испании до Норвегии, в Альпах и восточных отрогах Альп количество осадков достигает 1000 мм в год и более (JRC, 2006). Однако значительные объемы осадков теряются в процессе эвапотранспирации (т.е. испарения с поверхности почвы совместно с транспирацией), поэтому оставшиеся эффективные остатки (часть осадков, которая реально остается в почве и может использоваться растениями) составляют не более 250 мм в год в большинстве районов континента. В некоторых областях Южной Европы этот показатель даже не достигает 50 мм в год (JRC, 2006).
Многочисленные метеорологические данные и наблюдения позволяют сделать вывод о том, что уровень осадков в Европе на протяжении ХХ века (с 1901 по 2005 гг.) в среднем возрос на 6-8%, хотя картина не отличается однородностью. Например, в некоторых районах, примыкающих к Средиземному морю, а также в отдельных местах в Восточной Европе отмечается существенное сокращение количества осадков. (EEA, 2008; рис. 2).
Кроме того, в течение прошлого века произошли некоторые сезонные изменения, в частности, увеличение уровня осадков на большей территории Западной и Северной Европы в зимние месяцы и снижение уровня осадков в Южной Европе и в некоторых областях Центральной Европы. Прогнозы, составленные на основе климатических моделей, также обещают увеличение выпадения осадков в северных районах Европы и сокращение их количества в южных районах. В ближайшие годы в зимние и осенне-весенние периоды будут отмечаться более частые осадки в Средней и Северной Европе, а в странах Южной и отчасти Центральной Европы летние месяцы ожидаются более сухими, чем обычно (EEA, 2008). Практически все прогнозы говорят о том, что засухи станут более частым явлением на большей части территории континента, а их интенсивность и длительность возрастут. Об этом, в частности, можно судить по предполагаемому числу последовательных дней с сухой погодой, т.е. таких дней, когда регистрируется менее 1 мм осадков (рис. 2 и рис. 3; Sillmann and Roeckner, 2008).
Данные, полученные на основании математических моделей, показывают, что в ХХI веке число таких сухих дней заметно увеличится в Южной Европе. В Центральной Европе ожидается увеличение продолжительности сухого периода примерно на одну неделю. В общем, можно сказать, что сухие регионы Европы станут в будущем еще суше. Засуха как климатическое явление оказывает негативное воздействие на все компоненты водного цикла. Последствия засухи проявляются в резком снижении влажности почвы, понижении уровня грунтовых вод, сокращении речного стока, высыхании переувлажненных участков и водно-болотистых угодий, гибели травяного покрова и т.п. Засуху не следует путать с периодами сухой погоды с небольшим количеством осадков, которые являются нормальным явлением на территориях с сухим климатом. Неправильно смешивать засуху и с таким понятием, как выраженный дефицит водных ресурсов, который, как правило, говорит о несоответствии между имеющимися запасами воды и уровнем водопотребления, хотя, разумеется, засуха непосредственно влияет на состояние региональных водных ресурсов.
Речной сток является мерой наличия и доступности пресноводных ресурсов в пределах данного бассейна, причем эти значения в весьма широких пределах коррелируют с относительным количеством воды, которое находится в озерах, искусственных водоемах, подземных горизонтах и на заболоченных территориях. Колебания объема речного стока зависят прежде всего от количества осадков и температуры, а также от особенностей конкретного водосборного бассейна (геологические параметры, состав почв, травяной покров и т.д.).
Среднее значение речного стока в Европе составляет около 450 мм в год, однако эта величина очень сильно разнится: от 50 мм в год и менее в южных провинциях Испании до 1500 мм в год в ряде мест на побережье Атлантического океана и в Альпах. Данные по сезонным колебаниям речного стока также сильно отличаются в разных частях континента. Например, на юге речной сток может быть минимальным в течение продолжительного периода в летнее время. Если же в этой местности пройдут сильные ливни, это вызовет резкое увеличение объема стока, хотя, как правило, ненадолго. Подобный водный режим создает серьезные трудности при использовании таких рек в качестве источника водоснабжения, если не применяются меры по созданию запасов воды, такие как искусственные водоемы или подземные хранилища.
На западе Европы годовые колебания речного стока гораздо менее выражены благодаря морскому или приморскому климату. В северных и восточных регионах значительная часть осадков выпадает в виде снега, который играет большую роль в питании таких рек. На сезонные величины стока также существенно влияют гидрогеологические параметры. Например, реки, для которых основным источником питания являются грунтовые воды, обычно имеют более стабильные показатели стока, поэтому в течение сухого периода объем стока таких рек выше, чем у рек, имеющих преимущественно поверхностное или дождевое питание. На основании имеющихся данных можно утверждать, что за прошедшее столетие произошли изменения как в сезонных, так и в количественных параметрах речного стока европейских рек (рис. 4).
Как правило, среднегодовые значения стока выросли в северных районах Европы, причем максимальные показатели регистрировались в зимний период. В южных же районах отмечается стойкая тенденция к снижению объема речного стока. Однако определение влияния климатических изменений на параметры речного стока в течение продолжительного времени является непростой задачей, поскольку на протяжении всего ХХ века большинство речных бассейнов в Европе претерпели значительные изменения рукотворного характера. На реках сооружались плотины и запруды для создания запасов воды для нужд промышленности, ирригации и коммунального водоснабжения, а также проводились дноуглубительные и русловыправительные работ для улучшения судоходства, развития рыболовства, рекреационной деятельности и других целей.
По прогнозам специалистов, объем годового речного стока будет сокращаться в южных и юго-западных районах Европы и возрастать в северных и северо-восточных районах (Arnell, 2004; Milly et al., 2005; Alcamo et al., 2007; Environment Agency, 2008). Ожидаются также существенные изменения сезонных значений стока. Предполагается, что величина стока будет увеличиваться в большинстве районов Европы, за исключением южных и юго-восточных областей. В летние и осенние месяцы объем стока будет сокращаться почти повсеместно, за исключением северных и северо-восточных районов, где ожидается некоторый рост (Dankers and Feyen, 2008). Таким образом, более всего изменение климата скажется на состоянии рек, расположенных на юге и юго-востоке Европы. Ожидаемое увеличение числа и интенсивности засух в этом регионе еще более обострит ситуацию с водой.
Запасы воды, находящиеся в виде снега и аккумулированные в ледниках, играют ключевую роль в гидрологическом цикле Европы. Любые количественные и качественные изменения этих запасов будут оказывать кардинальное влияние на параметры водообеспечения, как на сезонном уровне, так и в более длительной перспективе. По оценкам ученых, в Альпах, Скандинавии и на территориях, примыкающих к Балтийскому морю, такие явления как сокращение снежного покрова, более раннее таяние снега и уменьшение количества осадков летом обязательно приведут к ощутимому сокращению объема речного стока в летние месяцы, когда водные ресурсы обычно оказываются максимально востребованными (Andreasson et al., 2004; Jasper et al., 2004; Barnett et al., 2005). В Альпах, которые иногда сравнивают с водонапорными башнями Европы, сейчас находится примерно 40% всех пресноводных запасов континента. За прошедшие 100 лет температура воздуха в Альпийском регионе выросла на 1,48°C, что выше среднемирового показателя в два раза. В последние годы большинство альпийских ледников тают, нижняя граница вечных снегов (так называемая снеговая граница) повышается. Нарушается весь природный механизм сбора, хранения и распределения водных ресурсов, что становится особенно заметно в летние месяцы (EEA, 2009).
Величина водозабора - это объем воды, который отбирается из естественного или искусственного (например, водохранилище) источника в течение определенного периода времени, как правило, календарного года. Вместе с тем по показателям водозабора нельзя понять, какая часть из этого количества воды в конечном итоге возвращается обратно в водоем после использования. Невозможно также узнать, сколько воды безвозвратно «уходит» в конечный продукт или испаряется. Степень водопотребления очень сильно варьирует в зависимости от сектора экономики. Так, например, почти вся вода, которая используется для производства электроэнергии, возвращается в водоем. В то же время бoльшая часть воды, отобранной для целей сельского хозяйства, остается в растениях или переходит в атмосферу в виде пара в результате десукции и последующей транспирации (физиологическое испарение), а также физического испарения из почвы и с поверхности растений.
Суммарная величина водозабора В Европе достигает 288 км3, что составляет в среднем около 500 м3/год водозабора на одного человека. Из этого количества примерно 44% приходится на производство энергии, 24% - на сельское хозяйство, 21% - на коммунальное водоснабжение и 11% - на промышленность. Однако в отдельных странах эти показатели могут сильно различаться (рис. 5).
В восточно-европейских странах в качестве основного потребителя воды выступает электроэнергетика (более 50%), затем идет коммунальное водоснабжение (20%). В западноевропейских странах наибольшее количество воды также уходит на производство электроэнергии (примерно 52%), отбор воды для коммунального водоснабжения составляет 29%, а промышленность забирает около 18%.
В странах Южной Европы наибольшее количество воды отбирается на нужды сельского хозяйства, в основном для орошения и полива растений. В среднем в этих странах для этих целей забирается до 60% от всего количества воды, а в некоторых местах этот показатель достигает 80%. За последние годы в структуре водозабора по различным секторам экономики и хозяйственной деятельности произошли определенные изменения (рис. 5).
Начиная с 1990-х гг. в восточноевропейских странах отбор воды снизился в промышленном и аграрном секторах, однако несколько увеличился на цели орошения в Турции. В западноевропейских государствах за тот же период произошло некоторое снижение отбора воды для производства электроэнергии и в различных отраслях промышленности. Что касается стран на юге континента, то там зафиксирован максимальный отбор воды в аграрном секторе, причем объемы воды, предназначенные для ирригационных целей, продолжают возрастать.
Источники пресной воды включают поверхностные водоемы (реки и озера) и грунтовые воды, а также опресненную воду, собранные дождевые осадки и повторно использованные стоки. В целом в европейских странах поверхностные водоемы являются преобладающим источником воды, главным образом потому, что это самый простой и сравнительно недорогой способ, позволяющий добывать воду в больших объемах. Примерно 81% всего количества воды для различных целей отбирается из поверхностных источников. Фактически вся вода для производства энергии, а также более 7% воды для нужд промышленности и сельского хозяйства поступает из поверхностных водоисточников (рис. 6).
Цифры, касающиеся использования грунтовой воды в аграрном секторе, скорее всего, занижены, так как трудно подсчитать количество воды, полученной из частных колодцев и скважин и объем незаконного водозабора. Что же касается питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, то здесь основным источником служат грунтовые воды (около 55%), так как они отличаются более высоким качеством по сравнению с поверхностными водами. К тому же такой источник водоснабжения является более надежным, что весьма актуально особенно для южных районов Европы.
Все водопользователи, независимо от того, к какому сектору экономики они относятся, нуждаются в надежном источнике воды, который мог бы полностью обеспечить их потребности даже в периоды, когда количество осадков минимально. В результате обычным явлением стало сооружение искусственных водоемов и водохранилищ. Кроме того, известны методы переброски больших объемов воды из одного бассейна в другой, либо в пределах одного бассейна посредством каналов, крупных водоводов и акведуков, хотя они применяются реже. Широко используется практика пополнения грунтовых вод с помощью поверхностных вод, которые закачиваются в подземные горизонты, особенно в периоды паводка или длительных дождей. В последнее время также заметно возрастает значение опресненной воды в системе водоснабжения ряда европейских государств.
Самым распространенным средством аккумулирования больших объемов воды и надежного регулирования речного стока являются искусственные водоемы или водохранилища, которые сооружают на реках, перекрывая русло, либо путем изменения гидрографии озер. Первые искусственные водоемы возникли в Европе еще во II веке н.э., хотя создание подавляющего числа крупных водохранилищ приходится на ХХ век (рис. 7).
Согласно классификации Международной комиссии по крупным плотинам (International Commission of Large Dams, ICOLD), сейчас в Европе функционирует около 7000 крупных плотин (высота - 15 м и выше, объем водохранилища - не менее 0,3 км3). В последние годы масштабы строительства плотин заметно сократились, главным образом из-за того, что все пригодные места для их сооружения уже использованы, а также в связи с растущим пониманием различных рисков, связанных с воздействием крупных искусственных водохранилищ на окружающую среду. Наибольшее количество крупных водохранилищ находится в Испании (около 1200), Турции (около 610), Норвегии (около 360), Италии (около 570), Франции (около 550), Великобритании (около 500) и Швеции (около 190). Помимо больших водохранилищ, почти во всех европейских странах можно найти небольшие многочисленные искусственные водоемы, пруды или запруженные озера. В общей сложности в европейских водохранилищах содержится около 1400 км3 воды, что составляет примерно 20% всех доступных пресноводных ресурсов (EEA, 2007). Испытывающие трудности с водой Румыния, Испания и Турция, благодаря использованию искусственных водоемов, в состоянии хранить более 40% своих возобновляемых водных ресурсов. Болгария, Кипр, Чехия, Швеция и Украина за счет этого способны хранить 20- 40% водных ресурсов.
Еще один способ повысить объем И надежность водоснабжения - транспортировка воды из одного речного бассейна в другой. В Европе такой способ применяется со времен Древнего Рима, когда в 312 году до н.э. был сооружен первый акведук (Аква Аппиа) для подачи воды в Рим на расстояние 16,4 км. Остатки построенных в ту эпоху акведуков можно найти во многих местах - от Турции на востоке до Испании, Франции и Великобритании на западе, причем некоторые из них до сих пор исправно выполняют свои функции. Большинство современных крупных акведуков и каналов расположено в районе Средиземноморья. В последние годы в районы, испытывающие острый дефицит воды, воду стали доставлять с помощью танкеров. Это, в частности, было на Кипре во время беспрецедентной засухи в 2008 году.
Для аккумулирования водных запасов и улучшения качества воды, предназначенной преимущественно для коммунального водоснабжения, широко применяется метод искусственного пополнения (магазинирование) подземных вод, когда вода из поверхностных водоемов закачивается в подземные горизонты. В результате происходит увеличение запасов грунтовых вод и улучшается санитарное состояние поверхностных вод благодаря почвенной фильтрации, глубокого просачивания и разбавления.
Для пополнения запасов подземных вод может использоваться избыточный ливневый сток, вода рек и озер, либо очищенные стоки. В этом процессе применяется поверхностная фильтрация, нагнетательные скважины, искусственные пруды ипрудыотстойники, фильтровальные установки и др. При осуществлении подпитки грунтовых вод требуется учитывать такие аспекты, как топография местности, тип почв, а также состав и количество поверхностных иподземных вод. Метод магазинирования подземных вод начал активно внедряться в Европе начиная с XIX века, и в наши дни широко применяется для производства питьевой воды в Бельгии, Чехии, Дании, Финляндии, Нидерландах, Польше, Греции, Испании и на Кипре. Так, в Финляндии 12% всей воды, предназначенной для питьевых и хозяйственно-бытовых целей, поступает из искусственно пополненных подземных запасов. Ожидается, что к 2030 году доля грунтовых вод в муниципальном водоснабжении Финляндии достигнет 25% (Isomaki, 2007). На Кипре из искусственно пополненных водоносных горизонтов забирается около 10% питьевой воды. Для пополнения запасов подземных водоносных слоев используется как вода, находящаяся в водохранилищах и искусственных водоемах, так и очищенные стоки. По мнению специалистов, объем стоков, предназначенных для этих целей, заметно возрастет в ближайшие годы. Полученные запасы грунтовых вод в основном применяются для орошения и полива растений. На прибрежных территориях Кипра закачка воды в подземные пласты также является средством для предотвращения вторжения соленой морской воды.
Опреснение - это процесс удаления солей из слабоминерализованной, солоноватой или соленой морской воды. В последнее время к традиционным источникам воды прибавилась опресненная морская вода, объемы использования которой стремительно растут, особенно в тех регионах, где наблюдается существенная нехватка пресной воды.
Однако в процессе опреснения воды с применением двух основных методов - выпаривания и обратного осмоса - требуется большое количество энергии. Например, для производства только одного кубометра воды типичная опреснительная установка, в которой установлены обратноосмотические мембраны, потребляет от 1,5 до 2,5 кВт электроэнергии (Service, 2006).
В ближайшем будущем ожидается существенное сокращение энергопотребления на опреснительных станциях благодаря развитию нанотехнологий и разработке новых полимерных материалов. Помимо опреснения воды метод обратного осмоса и другие мембранные технологии могут успешно применяться для обеззараживания и глубокой очистки питьевой воды.
В Европе лидером по использованию опресненной воды выступает Испания. По масштабам опреснения воды она занимает четвертое место в мире после Саудовской Аравии, ОАЭ и Кувейта. По использованию опресненной воды в сельском хозяйстве Испания занимает первое место в мире. В стране работает 700 опреснительных станций, которые производят около 1,6 млн. м3 воды в сутки, что достаточно для полного удовлетворения потребностей в воде 8 млн. человек (WWF, 2007b).
Другие государства, расположенные в средиземноморском регионе (Кипр, Греция, Италия, Мальта и Португалия), также все более активно применяют различные способы опреснения воды в качестве надежного дополнительного источника муниципального водоснабжения. Помимо этого, опресненная вода используется на курортах в засушливых районах Южной Европы для водоснабжения и рекреационной деятельности. Например, на Мальте 57% всей пресной воды получают путем опреснения морской воды. На Кипре недавно введены в эксплуатацию две крупные станции по опреснению воды суммарной мощностью 120 тыс. м3/сут. и мобильная опреснительная установка производительностью до 20 тыс. м3 воды в сутки. В будущем правительство Кипра планирует построить еще несколько станций по опреснению воды (как стационарных, так и мобильных) в Лимассоле, Пафосе и Василикосе, которые будут в состоянии опреснять до 130 тыс. м3 воды в сутки. Сегодня к методу опреснения, как альтернативе получения гарантированных объемов качественной воды, проявляют интерес не только страны с засушливым жарким климатом. В 2010 году ожидается ввод в строй первой в Великобритании станции по опреснению солоноватой воды в Лондоне, на строительство которой компания Thames Water уже потратила 300 млн. евро (Thames Water, 2009).
Большинство современных способов обеспечения надежного водозабора, такие как создание рукотворных водоемов и водохранилищ, переброска части речного стока, транспортировка больших объемов воды с помощью каналов и магистральных водоводов и даже опреснение морской воды, в той или иной степени отрицательно влияют на состояние природной среды. Теперь стало ясно, что, например, дальнейшее увеличение объемов водохранилищ или дополнительное перемещение громадного количества воды из одного района страны в другой часто является экологически нерациональным способом решения нехватки воды. Это, по сути, интенсивный путь, который не решает проблему коренным образом, а лишь смягчает ее остроту. В ХХI веке, в эпоху глобального истощения жизненно важных природных ресурсов, к числу которых в первую очередь относится пресная вода, такой подход вряд ли можно считать верным. В связи с этим сейчас во всем мире необычайно возрос интерес к разработке и внедрению альтернативных, экологически дружественных и экстенсивных методов водоснабже-ния. Среди них можно назвать порой довольно простые, но весьма эффективные и экологически рациональные методы: сбор дождевого стока, повторное использование «серой» воды (бытовые стоки из душевых и кухонь, за исключением стоков из туалетов) и более широкое применение очищенных надлежащим образом сточных вод. Хотя ни один из этих методов не уменьшает количества потребления воды, вместе с тем их внедрение приводит к заметному сокращению объемов водозабора из традиционных пресноводных источников.
Одним из самых надежных альтернативных источников водоснабжения могут быть обработанные сточные воды, на объем которых почти не влияют такие факторы, как засуха или малая интенсивность осадков. Однако до сих пор в Европе уделяется очень мало внимания вопросу повторного использования стоков. На данный момент общий объем такой воды составляет 964 млн. м3/год - 2,4% от всего количества сточных вод (Mediterranean EUWI Wastewater Reuse Working Group, 2007). Среди европейских государств наибольший объем очищенных стоков используют Испания (347 млн. м3/год) и Италия (233 млн. м3/год). В обеих странах обработанные сточные воды главным образом применяются в аграрном секторе, а в целом по Европе этот показатель приближается к 75% (Mediterranean EUWI Wastewater Reuse Working Group, 2007). Помимо сельского хозяйства очищенные стоки используются для орошения полей для игры в гольф, полива городских территорий, а также находят применение в некоторых отраслях промышленности. Что касается «серой» воды, то она собирается, хранится и используется без дополнительной очистки (возможна фильтрация в домашних условиях для удаления жиров и грубых механических взвесей) для смыва в туалетах и полива огородов и садов. Еще одно перспективное направление - сбор дождевой воды с не пропускающих влагу поверхностей (крыши, покрытые асфальтом или плиткой городские территории и т.п.) для дальнейшего использования. Обычно такая вода годится для полива растений или мойки автомобилей, но ее также можно применять и для домашних целей, например, для стирки или в смывных бачках в туалетах.
Для определения степени воздействия или нагрузки различных факторов на состояние водных ресурсов применяется специальный показатель использования (эксплуатации) водных ресурсов (water exploitation index). Этот показатель, рассчитываемый каждый год, представляет собой соотношение между суммарным объемом водозабора и общим количеством возобновляемых водных ресурсов. Значение показателя использования водных ресурсов выше 20% говорит о том, что водные ресурсы испытывают определенную нагрузку. Значение показателя 40% и выше свидетельствует об очень сильном воздействии на водные ресурсы и их экологически неустойчивом состоянии (Raskin et al., 1997). Наивысшие показатели использования водных ресурсов в Европе имеют Кипр (45%) и Болгария (38%). Высокие значения также у Италии, Испании, Македонии и Мальты. Однако подобные оценки не отражают в полной мере степень нагрузки на водные ресурсы на субнациональном уровне. Например, показатель Испании примерно равен 34%, однако речные бассейны Андалузии и Сегура на юге страны имеют значения 164% и 127% соответственно.
В 2007 году 13 стран-членов ЕС представили сведения, касающиеся степени использования водных ресурсов по отдельным речным бассейнам. Эта работа проводилась в рамках исследования ЕС, посвященного вопросам нехватки воды (EC, 2007b). Полученные данные (рис. 8) показали, что ряд речных бассейнов в Южной Европе имеют исключительно высокие показатели использования водных ресурсов по отдельным речным бассейнам. В то же время многие речные бассейны в более северных районах имеют значение не выше 20%, что все же предполагает наличие определенной нагрузки.
Несмотря на то, что показатель использования водных ресурсов по бассейнам рек является более точным источником информации о состоянии поверхностных водоемов, эти данные не полностью отражают все многообразие факторов, оказывающих воздействие на местные водоисточники. Это происходит, прежде всего, потому, что показатели рассчитываются на основе среднегодовых значений, и, следовательно, с их помощью нельзя объяснить сезонные колебания имеющихся в наличии запасов воды и допустимые уровни водозабора. Так, например, в летние месяцы в странах Южной Европы отмечаются наиболее высокие уровни забора воды в аграрном секторе и в сфере отдыха и туризма, в то время как состояние водных запасов находится на минимальных отметках. Показатель использования ресурсов рек не показывает эти особенности и, таким образом, не в состоянии отразить разнообразные риски, которым подвергаются локальные пресноводные экосистемы. Вместе с тем, руководствуясь значениями показателя, можно завысить уровень нагрузки, которому подвергается водоем, так как показатель не учитывает характер водопользования. Например, там, где преобладает забор воды для производства энергии, почти весь отобранный объем воды возвращается обратно в водоем. Несмотря на эти ограничения, показатель в целом сообщает полезную и весьма достоверную информацию о состоянии пресноводных источников.
Журнал «Вода Magazine», №1 (29), 2010 г.
