Глобальная засуха или проблемы водопотребления

При таком росте потребления стало резко не хватать водных ресурсов в целом ряде регионов мира. По данным Всемирной организации здравоохранения более 2 миллиардов человек в мире страдают сегодня от нехватки питьевой воды. В ближайшие 20 лет, учитывая современные тенденции роста населения и мирового хозяйства, следует ожидать увеличения потребности в пресной воде не менее чем на 100 км кубических в год.

 

Основное количество пресной воды потребляется сельским хозяйством, расход на которое почти в 2,5 раза превышают промышленное и коммунальное использование воды. В промышленности использование воды в 3 раза превосходит ее расход в коммунальном хозяйстве. Начиная с середины XX века рост водопотребления в мире резко увеличился, практически в 4 раза. В основном связано это было с расширением площади орошаемых земель.

 

В настоящее время водный голод ощущается даже в тех местах, где раньше его не было. На 70% всех обрабатываемых земель царит засуха. Причина водного голодания не в недостатке пресной воды, а в нарушении цепи, связывающей воду с почвой.

Все более ощутимо на изменение режима вод суши влияет деятельность человека, в результате которой заметно увеличивается расход вод на испарение в процессе развития орошения и увеличения площади водохранилищ. Сокращение атмосферных осадков и речного стока при увеличении испаряемости внутренних областей суши привело к снижению их общей увлажненности.

 

С деятельностью человека связано изменение обмена подземных вод, их пополнение за счет создания искусственных водоемов и сокращения в результате интенсивного выкачивания. Ежегодно извлекается до 20 тыс. км кубических подземных вод. В настоящее время под воздействием антропогенной деятельности более 20% территории континентов коренным образом преобразована (перевыпас скота, вырубка лесов и т.п.), что приводит к изменению водного режима.

 

На рост водопотребления серьезно повлияло увеличение масштабов урбанизации. Суточный расход воды на личные нужды жителя современного благоустроенного города составляет 100-400 л. В то же время во многих местах земного шара эта цифра снижается до 20-30 л. Почти миллиард человек на нашей планете не обеспечены безопасной питьевой водой, хотя ее годовое потребление постоянно растет.

 

Естественными источниками водоснабжения являются поверхностные воды рек и озер. Однако во многих районах мира, и не только в развивающихся странах, объем забираемой воды уже достиг или превысил допустимую величину. Например, в юго-западной части США объем потребления воды равен среднегодовому стоку рек.

 

Другим естественным источником водоснабжения в аридных областях являются подземные воды. Крупные запасы подземных вод имеются в Саудовской Аравии в восточной части пустыни Эль-Хаса, где скважины дают 200-700 л/с с глубины 200-1000 м. Возобновляемые запасы подземных вод имеются в Азии. Однако во многих местах этот источник водоснабжения отсутствует, или же вода является минерализованной. Таким образом, естественные источники пресной воды не могут удовлетворить возрастающие потребности в ней. Следовательно, для решения этой проблемы необходимо искать другие, более эффективные пути.

 

 

Соглашения по транспортировке воды заключены между Турцией и Израилем; Белоруссией и Объединёнными Арабскими Эмиратами, Кенией, Киргизией и Германией и рядом других стран. Между Израилем и Турцией заключен договор на 20 лет на доставку по морю 50 млн куб м воды ежегодно по цене 0,7 долл/куб м. Объёмы других подобных контрактов измеряются сотнями миллионов долларов.

 

 

В Туркмении реализуется проект крупнейшего в мире водоёма. Срок реализации проекта 20 лет, стоимость 12 млрд долл.

 

 

Американский Конгресс принял еще в 1992 году специальный закон об уменьшении на 70% объёма воды на коммунальные нужды.

 

Опреснение морской воды или солёной воды из подземных источников. Выработка пресной воды в мире растет непрерывно и высокими темпами. Так, если в 1960 году опреснение составило 0,09 куб км, то в 1985 году получали 7,5 куб км. Тогда же был сделан прогноз на 2000 год – 40 куб км, которому не суждено было сбыться. На самом деле смогли достичь величины в 15,3 куб км. Распределение количества получаемой воды по регионам неравномерно. На Средний Восток приходится 60%, Северную Америку - 13%, Европу - 10%, Африку - 7%, на остальной мир - 10%. На страны СНГ приходится всего 0,6% от общего объема выработки опресненной воды в мире.

 

Несмотря на существенные различия данных методов опреснения, у них есть ряд общих свойств. Во-первых, для производства пресной воды они используют морскую воду или артезианскую слабо соленую, при этом для дистилляционного метода и обратного осмоса вода требуется в большом количестве, так как в первом случае она используется для охлаждения конденсатора, а во втором для создания водного потока вдоль мембран с целью предотвращения их от загрязнения.

Использование морской воды в данных целях требует размещения  установок по ее опреснению вблизи водоема, поскольку эксплуатация крупных установок вдали от водоема приводит к повышению себестоимости воды. Кроме того, необходимость размещения опреснительных установок вблизи водоема обусловлена тем, что в него сливается при опреснении концентрированный рассол. Следует отметить, что сброс рассола оказывает на экологию неблагоприятное воздействие, поскольку в водоем поступает большое количество вредных веществ в концентрированном виде, например, химические добавки, которые вносятся в воду для уменьшения образования накипи при дистилляции, а также сброс приводит к повышению солености в данном районе.

 

Особенно негативна для развития опреснения морских вод тенденция удорожания топлива, т.к. на себестоимость производимой воды существенное влияние оказывают энергозатраты, составляющие 60% ее величины.

 

 

Один кубометр пресной воды в умеренных широтах обходился в зависимости от места в 15-32 цента, а некоторым приморским промышленным предприятиям примерно 2,2 доллара и дороже, особенно в случае химической очистки водопроводной воды или уплаты  штрафных санкций за превышение лимитов на воду. В экономически выгодном положении опреснение оказывается по сравнению с подачей пресной воды на расстояние от 10 до 300 км для водоснабжения мелких населенных пунктов и отдельных рекреационных объектов.

 

В настоящее время основным источником пресной воды продолжают оставаться воды рек, озер, артезианских скважин и опреснение морской воды. В то же время, если во всех речных руслах находится 1,2 тыс. куб км  воды, то ее количество  в атмосфере равно 14 тыс. куб км. Ежегодно испаряется с поверхности суши и океана 577 тыс. куб км воды и столько же потом выпадает в виде осадков. Вода в атмосфере в течение года обновляется 45 раз.

 

По высоте влага распределена неравномерно. Половина всего водяного пара приходится на нижний, 1,5-киллометровый слой атмосферы, свыше 99% - на всю тропосферу. У земной поверхности абсолютная влажность в среднем по миру составляет 11 г/куб м. Парадоксально, но факт: самый крупный источник – вода в атмосфере – почти не используется.

 

Ресурс пресной воды в атмосфере постоянно обновляется, качество конденсата для большинства районов нашей планеты очень высокое: в нем в 2-3 раза меньше токсичных металлов (по сравнению с требованиями санитарных служб), практически нет микроорганизмов, он хорошо аэрирован. Как показывают экономические оценки, вода из атмосферы может стать самой дешевой из всех, что получаются иными способами.