ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО составляет совокупность технических, экономических и администативно-правовых мероприятий, имеющих целью наиболее рациональное использование природных водных ресурсов. Водой пользуются для питья, водопоя, домашних, промышленных и сельскохозяйственных нужд, сплава, судоходства, рыболовства и рыбоводства. Водные запасы приходится при этом перераспределять, доставляя воду туда, где ее недостает, отводя излишки воды и изменяя природные условия, в которых находятся водные ресурсы.

По роду использования воды водное хозяйство включает в себя: 1) мелиорации сельского хозяйства, или коренные улучшения, связанные с улучшением естественных, по преимуществу почвенных и водных, условий сельского хозяйства (осушение, орошение); 2) внутренние водные пути сообщения, устраиваемые для улучшения, оборудования и создания водного транспорта; 3) мелиорации заселенных мест, обеспечивающие водоснабжение, канализацию, защиту от наводнений, оползней; 4) использование наличной гидравлической энергии (см. Белый уголь).

В основу мероприятий во всех этих областях д. б. положено систематическое и планомерное изучение наличных водных ресурсов, т. к. только знание их позволяет рационально поставить водное хозяйство. Земельные мелиорации имеют в виду коренные улучшения водных условий сельского хозяйства. Естественные водные условия местности могут быть неблагоприятны для успешного произрастания растений вследствие недостатка влаги или избытка ее. В первом случае путем орошения почва увлажняется и обогащается питательными веществами, во втором же, через осушение, избыток влаги собирается и отводится. Необходимость орошения, а также интенсивность его определяются климатом местности, главным образом влажностью воздуха и отношением между выпадением осадков и испаряемостью в течение вегетационного периода. Возможность орошения обусловливается наличием достаточно мощных водных запасов, не разобранных на другие цели, и определенным рельефом местности. Производство мелиораций требует предварительных изысканий, состоящих в выяснении водных запасов, выяснении рельефа местности (план в горизонталях), климатических (температура и осадки) и почвенных (плодородие, влагоемкость и водопропускная способность) условий, а также режима грунтовых вод.

Водные пути сообщения должны обладать постоянной минимальной глубиной, обусловливающей надежность и непрерывность сообщений, а при искусственных водных системах д. б. обеспечено их достаточное питание водой. Здесь опять необходимы исследования условий стока и его распределения по временам года, а также съемка русла реки и промеры глубин. Для утилизации запасов белого угля необходимо знание стока, продольных уклонов реки и геологического строения долины, обусловливающих возможности устройства плотин и водохранилищ. Поэтому необходимой частью правильно поставленного водного хозяйства является организация постоянных и систематических гидрометрических и метеорологических наблюдений, в результате которых можно было бы иметь гидрографию края и составить кадастры запасов воды и белого угля. Не менее важной предпосылкой водного хозяйства является организация целого ряда опытных работ, имеющих целью выявить наиболее целесообразные при данных условиях нормы орошения и осушения, типы гидротехнических сооружений и отдельные эмпирические коэффициенты для гидрологических и гидравлических расчетов. Чем обширнее, в смысле полноты и длительности непосредственных и опытных наблюдений, будет материал, тем обоснованнее можно составить общий план водного хозяйства данного района, и тем полнее можно использовать наличные водные ресурсы. На основании общего плана водного хозяйства производят детальные изыскания и составляют проекты отдельных сооружений, а затем производят и само строительство, по окончании которого сооружения переходят в текущую эксплуатацию. Таким образом, по признаку последовательности работ, водное хозяйство включает в себя: 1) постоянные гидрометрические, метеорологические и опытные наблюдения и исследования; 2) составление общего плана водного хозяйства; 3) изыскания, составление проектов и строительство отдельных сооружений и 4) эксплуатацию сооружений.

Водное хозяйство не ограничивается только технической стороной использования водных запасов. Не менее важную роль играют и те юридические и административные нормы, которые регулируют водопользование, источники финансирования водного хозяйства и, наконец, те организационные взаимоотношения, какие складываются между отдельными водопользователями. В водном праве основным является вопрос о принадлежности вод. Гражданский кодекс РСФСР устанавливает (ст. 52), что «воды могут быть исключительно собственностью государства». Во всех странах, где широко развиты мелиорации (Италия, Испания, США, Канада, Индия, Египет), право распоряжения водами изъято от береговых владельцев в пользу государства. То же самое имело место и на окраинах царской России - в Туркестане и Закавказье.

Не менее важное значение имеет и вопрос о том критерии, который д. б. положен в основу распределения воды в соответствии с общими интересами и нуждами водного хозяйства. Американский водный закон устанавливает, что «основанием, мерилом и пределом права пользования водами является полезное применение их». В других странах пытаются заранее предопределить известную градацию в водопользовании, основанную на обычае, давности пользования или судебных постановлениях. Закавказский водный закон 1890 г. установил следующую постепенность водопользования: 1) питье, домашние нужды населения, водопой, 2) орошение, 3) вододействующие и промышленные заведения. Во всяком случае во всех новейших водных законодательствах проводится мысль о предоставлении преимущественного права надобностям государственного и общественного значения перед частными и о допущении принудительного отчуждения всяких имуществ и прав как ныне существующих, так и могущих возникнуть в будущем, поскольку это окажется необходимым в интересах государства. Наконец, водное законодательство проводит принцип привязанности воды к определенному имуществу или предприятию с тем, чтобы вода производительно использовалась по тому именно назначению, на которое отпущена.

Вопросы финансирования составляют также неотъемлемую часть водного хозяйства. Мелиоративные работы, произведенные во многих странах и британских колониях, потребовали затраты колоссальных средств. Так, например: в Италии мелиоративные работы, произведенные за последние 50 лет, оцениваются не менее чем в 1 млрд. лир; регулирование среднего течения Рейна обошлось около 30 млн. марок; на 39 больших ирригационных систем Индии, орошающих свыше 4 млн. га, затрачено до 23 млн. фн. ст.; на орошение Египта в долине Нила - 7,2 млн. фн. ст.; в США - свыше 100 млн. долл. Производство таких больших работ не под силу частным землевладельцам и требует определенного содействия со стороны правительства. История мелиораций указывает, что это содействие выражалось в двух направлениях. Прежде всего правительства отдельных стран брали на себя организацию и производство крупных мелиораций. Еще в 18 в. в северо-восточной Пруссии правительство произвело в значительной степени осушение болот, что содействовало быстрому росту сельского хозяйства. В Италии, Индии и Египте крупные мелиорации произведены также государством. С середины прошлого столетия намечаются новые формы финансирования водного хозяйства. Самостоятельное производство мелиораций самой государственной властью заменяется целой системой мероприятий, имеющих целью облегчить производство работ самим населением. На первом месте в числе этих мер надо поставить организацию особого мелиоративного кредита и фонда. Такие фонды были созданы в Германии, Австрии и в США (по «Мелиоративному акту» 1902 г.). Из этих фондов выдавались особые ссуды, обеспечением которых считался тот прирост ценности земель, который получался вследствие произведенных коренных улучшений и мог быть сравнительно точно учтен заранее, до производства самых работ. Закладные на имущество, полученные с целью увеличения его первоначальной ценности, или мелиоративные ссуды, пользуются повсюду юридическим приоритетом перед ипотеками и другими закладными, лежащими на том же имуществе. При этом, однако, признание за ссудами мелиоративного характера обусловливается утверждением со стороны уполномоченного на то органа управления проекта и сметы мелиорации и контролем над израсходованием ссуды по прямому назначению. В тех случаях, когда государство само строит оросительные системы, оно вводит платность водопользования (Индия) или же устанавливает особый водный налог (Египет).

Следующей мерой, способствующей развитию водного хозяйства, является организация водных или мелиоративных товариществ. Основное отличие их от других товариществ заключается в принудительном характере их образования. Сам характер водного хозяйства требует распространения его на возможно большее число владений. Поэтому, если большинство землевладельцев данной местности желает произвести ту или иную мелиорацию ее, то водное законодательство большинства стран разрешает ему принудить при содействии власти несогласное меньшинство принять участие в осуществлении мелиорации, если только последняя является экономически выгодной для меньшинства. Наконец последней мерой для содействия водного хозяйства является организация особых правительственных технических бюро для содействия населению в его мелиоративных и других гидротехнических работах. Почти во всех западноевропейских странах существуют такие бюро. В царской России водное хозяйство, за исключением годов, непосредственно предшествовавших войне 1914-1918 гг., играло очень незначительную роль. Впервые русское правительство обратило внимание на мелиорации в 70-х годах прошлого столетия в результате работ валуевской «комиссии для исследования положения сельского хозяйства и сельской производительности в России». Были образованы две осушительные экспедиции - в Полесьи и на севере, а в 1880 г. - третья, «для орошения юга России». За 27 лет своего существования экспедициями было осушено свыше 1 млн. га, гл. обр. земель крупных помещиков, а оросительных работ и совсем не было произведено: дело ограничилось одними проектами. В 1903 году экспедиции были уничтожены, и в губерниях были созданы должности гидротехников. После революции 1905 г. земельная политика Столыпина, с одной стороны, и стремление создать свои хлопковые районы - с другой, поставили на очередь вопрос о заселении русскими переселенцами окраин и, в частности, пустующих, но пригодных под разведение хлопка полупустынь Закавказья и Туркестана. На водное хозяйство, в особенности на орошение хлопковых районов, были отпущены в разное время большие суммы, достигшие уже в 1904 г. 13,5 млн. р., а в 1913 г. был создан особый мелиоративный, «романовский», фонд в 100 млн. р. Однако царскому правительству не удалось осуществить ни одной крупной работы. Помимо правительства, водным хозяйством все в большей степени стали заниматься и земства. Отпускавшиеся ими средства были крайне незначительны (от 12 до 25 тыс. р. на губернию), но они обнаруживали тенденцию к быстрому росту. Кроме того, большинство земств организовывало свои гидротехнические бюро. Непосредственно перед войной в России стали созываться районные мелиоративные съезды из представителей государственных и общественных организаций, но большого значения для развития водного хозяйства они не получили.

В Союзе ССР значение водного хозяйства учитывается в полной мере. Целый ряд крупных работ по орошению и белому углю завершен или еще производится (орошение Голодной степи, Мугани, Волховская и Днепровская гидростанции и др.). Мысль о единстве и целостности всего водного хозяйства получила полное признание, и в союзных республиках, где вода играет первостепенную хозяйственную роль (Средняя Азия, Закавказье), образованы особые управления водного хозяйства. По государственному бюджету СССР образован особый ирригационный фонд (в 1925/26 г. капитальные вложения в водное хозяйство составили 31 млн. р., в 1926/27 г. - 42 млн. р.) на производство крупных работ в хлопковых районах. Поскольку водное хозяйство составляет неотъемлемую часть всего народного хозяйства, планы развития водного хозяйства согласуются в Госплане СССР с общим планом всего народного хозяйства.

Водное хозяйство – это производственная и природоохранная система, обеспечивающая население и хозяйство каждого региона и страны в целом водой в нужном объеме и надлежащего качества и защищающая окружающую среду от вредного воздействия вод. Функциональное назначение В.х. по обеспечению водой надлежащего количества и качества обусловливает одну из его главных целей: воспроизводство, охрана водных ресурсов и восстановление водных объектов. В задачи В.х., как отрасли экономики, входят: учет, изучение и комплексное использование поверхностных и подземных вод, включая охрану вод и борьбу с ущербом, причиняемым народному хозяйству наводнениями, селями, а также вопросы водного права. В.х. включает:

• гидротехнические (инженерные) мелиорации (осушение – орошение земель, обводнение пастбищ и сельскохозяйственное водоснабжение);
• гидроэнергетику;
• водный транспорт (судоходство и лесосплав);
• водоснабжение и водоотведение (канализация);
• использование водных недр (разведение и лов рыбы, добыча солей и пр.);
• регулирование рек для борьбы с наводнениями и др.

Основой В.х. служат:

1. Поверхностные и подземные водные объекты.
2. Сооружения, обеспечивающие регулирование и территориальное перераспределение речного стока, воспроизводство водных ресурсов, водозабор из поверхностных и подземных источников.
3. Сооружения, обеспечивающие очистку забираемой из водоисточников воды, отвод сточных вод и их очистку перед сбросом в водоемы.
4. Сооружения, обеспечивающие повторное использование вод в системах оборотного водоснабжения.
5. Сооружения по деминерализации соленых и солоноватых вод (опреснительные установки).
6. Сооружения по защите территорий, прилегающих к водным объектам, от подтопления и переформирования берегов, а также от эрозии, селей и лавин.
7. Сооружения, позволяющие использовать водные объекты в целях водного транспорта, лесосплава, рыбного хозяйства и рекреации.

К водным объектам относятся: реки, озера, водохранилища, др. поверхностные водоемы и водные источники, а также каналы и пруды; подземные воды и ледники; внутренние моря и др. внутренние морские воды; территориальные воды (территориальное море). Регулирование речного стока обеспечивается при помощи плотин. Плотины, перегораживая реки, поднимают уровень воды от нескольких до 300 м и образуют водохранилища объемом от 1 млн. м 3 до 200 млрд. м 3 и площадью зеркала от 1-2 км 2 до 8450 км 2 . Водохранилища осуществляют суточное, недельное, сезонное и многолетнее регулирование стока. Территориальное перераспределение стока осуществляется с помощью каналов и насосных станций. Различают три вида перераспределения стока: подача воды из источника непосредственно потребителю, внутрибассейновые и межбассейновые переброски стока. Самым распространенным способом перераспределения стока служит подача воды по открытым каналам. В мире имеются каналы протяженностью в несколько сотен километров и с пропускной способностью до 300 м/с.

Многочисленные и разнообразные сооружения, предназначенные для использования водных ресурсов рек, озер, морей, подземных вод или предотвращения (уменьшения) вредного воздействия воды на окружающую среду (наводнения, размывы берегов, селевые потоки и др.) называются гидротехническими сооружениями. По целевому назначению их разделяют на сооружения общего назначения и специальные.

К сооружениям общего назначения относятся:

• водонапорные (плотины, дамбы), водопроводящие (каналы, трубопроводы, гидротехнические тоннели, лотки), водозаборные, служащие для забора воды из водотоков и водоемов;
• водосбросные – для сброса излишков воды и полезных ее пропусков для поддержания санитарных или экологических условий, глубин для судоходства и др. (водосливы, водоспуски, глубинные водосбросы);
• регуляционные, предназначенные для регулирования взаимодействия потока с руслом (в целях борьбы с размывами или отложениями наносов), а также защиты берегов от воздействия волн и течений.

К специальным гидротехническим сооружениям относятся сооружения, предназначенные для нужд одной отрасли В.х.:

• мелиоративные (каналы, насосные станции и др., предназначенные для осушения, орошения и обводнения земель);
• водно-энергетические (здания ГЭС и ГАЭС, деривационные каналы и тоннели, уравнительные резервуары и др. сооружения, предназначенные для использования водной энергии);
• водно-транспортные (каналы, судоходные шлюзы, причалы, волноломы и пр.);
• лесосплавные (бревноспуски, плотоходы и др.);
• рыбохозяйственные (рыбоходы, рыбоподъемники, рыбоводные пруды и др.);
• для водоснабжения и водоотведения (водозаборы, насосные станции, каналы, коллекторы, очистные станции и др.);
• для борьбы с наводнениями, селями, эрозией почв (защитные дамбы, ливнестоки и др.);
• для использования подземных вод;
• для создания хвостохранилищ, шламонакопителей (дамбы, трубопроводы и пр.).

В ряде случаев применяют совмещенные сооружения, которые выполняют несколько функций, например, здания ГЭС – с водосбросными отверстиями, судоходные шлюзы – с водосбросами, водосбросы – с водозаборами. Группу гидротехнических сооружений, объединенных условиями совместной работы и местоположением, называют гидроузлом.

По месту расположения гидроузлы бывают речные, на каналах, морские, озерные и прудовые; по основному назначению – водозаборные (для различных отраслей В.х.), энергетические, водно-транспортные, рыбохозяйственные (рыбо-водные пруды); гидроузлы, регулирующие сток рек для его использования в различных целях (орошения, энергетики, водоснабжения, борьбы с наводнениями и пр.), для благоустройства населенных пунктов и др. Часто гидроузлы имеют комплексное назначение – для нужд нескольких отраслей В.х. Например, Цимлянский гидроузел на Дону имеет водно-транспортное значение, создает условия для орошения и обводнения, имеет в своем составе ГЭС и рыбоподъемник. Гидроузлы бывают безнапорные (например, речные гавани) и напорные; последние подразделяют на низконапорные (напор менее 10 м), средненапорные (10-50 м) и высоконапорные (более 50 м). Напорные гидроузлы часто бывают комплексными.

Комплекс гидротехнических сооружений, обычно объединенных в несколько гидроузлов, имеющих линейные участки трассы (участки рек, каналы, тоннели) и служащих общим водохозяйственным целям, называется гидротехническим комплексом или гидросистемой. Как и гидроузлы, гидросистемы бывают специализированными и комплексными. Например, в Волго-Донской комплекс входят: Волго-Донской канал длиной 101 км, Цимлянский комплексный гидроузел, оросительно-обводнительная система на левом берегу Дона, охватывающая территорию протяженностью более 600 км. Этот крупный гидротехнический комплекс решает вопросы водного транспорта, ирригации, водоснабжения, гидроэнергетики и рыбного хозяйства. В системе МПР России управление В.х. на местах осуществляется бассейновыми водохозяйственными управлениями (БВУ) и территориальными органами в субъектах РФ. БВУ осуществляет координацию деятельности территориальных органов, а также управлений эксплуатации водохранилищ и водохозяйственных систем, расположенных в границах обслуживаемого бассейна, и обеспечивает единую техническую и экономическую политику в ведении В.х. в целом по бассейну. Разделение территории России на отдельные водохозяйственные управления позволяет приблизить оперативное руководство В.х. непосредственно к водопользователям и водопотребителям, а также упростить систему рационального использования и охраны водных ресурсов выделенных регионов. В этих управлениях дают разрешение на водопользование и контролируют их на местах, организуют мероприятия по сокращению потребления водных ресурсов, использованию и охране вод от загрязнения, засорения и истощения.

Отличительной особенностью сооружений В.х. является их высокая капиталоемкость, поскольку они требуют повышенной надежности в силу громадных ущербов не только экономического, но и социального и экологического характера от разрушения плотин, дамб и каналов, а также от нарушений подачи воды в системах водо- и энергоснабжения. В В.х. России около 70 % основных производственных фондов приходится на сельское хозяйство и промышленность, 15 % – на жилищно-коммунальное хозяйство и 10 % – на гидроэнергетику. На водопроводы приходится 27 % основных фондов водохозяйственного назначения, по 22 % – на канализационные сети с очистными сооружениями и каналы совместно с оросительной сетью, 15 % – на водохранилища и несколько более 10 % – на оборотные системы водоснабжения в промышленности и мероприятия по защите от вредного воздействия вод. В последние десятилетия вследствие бурного роста водопотребления и ухудшения качества воды стал ощутимым недостаток водных ресурсов. Это вызвало возникновение и обострение противоречий, связанных с использованием воды различными отраслями В.х. Радикальным, а во многих случаях единственным способом устранения или смягчения этих противоречий служит организация водохозяйственных комплексов, объединяющих отрасли хозяйства в водохозяйственные системы и структуры различных масштабов.

Водохозяйственным комплексом (ВХК) называют гидроузел и водохранилище со всеми сопутствующими сооружениями. Основная цель организации ВХК – оптимальное использование водных ресурсов основными водопотребителями и водопользователями. При функциональном объединении нескольких гидроузлов и водохранилищ, расположенных в одном или нескольких речных бассейнах, образуется водохозяйственная система. В России с 1993 года центральным органом исполнительной власти в области водного хозяйства является МПР. Его задачи:

• разработка и реализация основных направлений федеральной политики в области водного хозяйства, воспроизводства и охраны водных ресурсов, восстановления водных объектов, бассейнового регулирования использования водных ресурсов;
• обеспечение населения и народного хозяйства качественной водой;
• сохранение чистоты и полноводности водных объектов, включая воды внутренних морей.

В задачи МПР входит также организация строительства и эксплуатации водохранилищ и др. комплексных водохозяйственных объектов, обеспечение разработки и реализации мероприятий по предупреждению и ликвидации последствий паводков и др. видов вредного воздействия вод. МПР организует и осуществляет выдачу лицензий на пользование водными ресурсами.

Лектор – , доцент,

кандидат геолого-минералогических наук

Лекции по курсу «Водоснабжение и инженерные мелиорации»

1. Комплексное использование и охрана водных ресурсов

Дисциплина «Водоснабжение и инженерные мелиорации» является логическим завершением многих специальных курсов и посвящена вопросам практического использования водных ресурсов и их сохранению как наиболее важного природного ресурса (после атмосферного воздуха), обеспечивающего жизнь на планете Земля.

Эволюция человека и человеческого общества связана с постоянно растущим потреблением воды. В целом оно превосходит суммарное потребление всех видов ресурсов и продукции.

В качестве примера роста потребления воды можно привести такие цифры:

В период с 1900 до 1975 г. промышленное водопотребление возросло:

В мире - в 21 раз – от 30 до 630 км3/год;

В СССР - в 83 раза – от 1 до 83 км3/год.

В период с 1913 по 1968 г. г. население в СССР возросло в 1,5 раза, а потребление воды - более чем в 5 раз. Это связано с ростом промышленности, особенно наиболее водоемкой отрасли – гидроэнергетики (см. табл.).

Темпы развития народного хозяйства и водопотребления в СССР

Показатели

Годы

Численность населения, млн. чел.

Объем промышленной продукции

(по отношению к 1913 г.)

Выработка электроэнергии гидростанциями, млрд. квт. ч.

Площади орошения, млн. га

Объем используемой воды, км3

Водопотребление и водообеспечение во всем мире, в том числе и в нашей стране, имеет несколько особенностей. Главные из них состоят в следующем:

1.Количество и пространственное распределение водных ресурсов не всегда соответствуют потребностям в них и, следовательно, потребность в ресурсах не всегда соответствует их наличию;

2. Использование воды отличается значительной неравномерностью. Наиболее постоянное водопотребление на промышленных предприятиях, работающих круглосуточно, при водоснабжении населенных пунктов и в гидроэнергетике. Гораздо менее равномерно водопотребление в орошении, водном транспорте, рыбоводстве. При орошении подача воды нужна лишь в вегетационный период; водный транспорт и лесосплав нуждаются в поддержании определенных глубин в период навигации, рыбное хозяйство в период нереста. В некоторых отраслях хозяйства потребление воды существенно изменяется в течение суток. Все это весьма усложняет использование воды и ее распределение между потребителями.

3. Особое значение приобретает разделение вод по качеству. Для питьевого водоснабжения должна использоваться вода высшего качества, прежде всего подземная, а также незагрязненных водоемов и водотоков. Для нужд промышленности и орошения может быть использована вода более низкого качества за исключением отдельных видов промышленности. Для гидроэнергетики, судоходства, лесосплава качество воды особого значения не имеет. Требования отдельных отраслей хозяйства к качеству воды сформулированы в нескольких нормативных документах – ГОСТах для хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного водоснабжения и в ТУ (технических условиях) для различных отраслей промышленности, питьевых – в ГОСТах и СанПиНах

4. Рост водопотребления вызвал и рост сброса сточных вод. Для защиты вод от загрязнения требуется многократное разбавление стоков. В условиях дефицита воды это зачастую становится невозможным. В конечном итоге ухудшается качество природных вод.

В силу указанных проблем использование вод и весь процесс водоснабжения – водоотведения становятся сложными задачами, решение которых требует специальной организации. В последние 30-40 лет это направление народного хозяйства оформилось в виде отрасли, которая получила название –

1.1. Водное хозяйство

Различные ученые и практики вкладывали в это понятие несколько разный смысл. К настоящему времени наметились 2 подхода в его определении. В “Водохозяйственном словаре” (1970 г.) говорится, что

“водное хозяйство – это совокупность мероприятий, направленных на изучение, учет, охрану и использование водных ресурсов для нужд общества и государства, а также на борьбу с ущербом, причиняемым народному хозяйству разрушительными действиями воды”

Другой вариант определения “водного хозяйства”, сохраняя содержание первого, расширяет его и звучит так:

“Водное хозяйство – это отрасль народного хозяйства, занимающаяся изучением, учетом, планированием комплексного использования водных ресурсов, охраной поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения и транспортировкой их к месту назначения (потребления)”

Как видим, первое определение включает “использование вод”, а второе – только “планирование использования”, первое не включает очень важный элемент – транспортировку воды, а второе – борьбу с разрушительными действиями воды

На мой взгляд, суть водного хозяйства объединяет оба эти понятия и поэтому определение лучше звучит так:

“Водное хозяйство – это отрасль народного хозяйства, занимающаяся изучением, учетом, планированием и комплексным использованием водных ресурсов, их транспортировкой к месту назначения, охраной от загрязнения и истощения и борьбой с разрушительными действиями воды”

Отсюда вытекают основные задачи водного хозяйства:

а) обеспечение всех отраслей народного хозяйства водой в необходимом количестве,

б) необходимого качества,

в) и в нужное время,

г) борьба и предупреждение разрушительного действия воды

1.2. Следующие виды использования водных ресурсов

Водное хозяйство включает обслуживание следующих водопотребителей:

1) хозяйственно-бытовое водоснабжение;

2) водоснабжение промышленных предприятий и теплоэнергетики ;

3) обеспечение гидроэнергетики;

4) сельскохозяйственное водоснабжение (водоснабжение, орошение и обводнение, осушение земельных угодий);

5) водный транспорт;

6) лесосплав и рыбное хозяйство;

7) спортивно-оздоровительное использование;

8) водоотведение;

9) борьба с разрушительными действиями воды: наводнениями, селями (водно-грязевые выносы), оползнями, размывом берегов и т. д.

Как любая отрасль народного хозяйства, водное хозяйство характеризуется своим особым производственным процессом.

Цель этого процесса состоит в создании определенного режима водных источников, который обеспечит возможность бесперебойного использования водных ресурсов всеми потребителями. Создание такого режима достигается обычно с помощью специальных гидротехнических сооружений, которые образуют важнейший элемент производственного процесса водного хозяйства.

Конечным результатом такого процесса является подготовленная к разным видам использования вода, представляющая собой продукцию водного хозяйства

Следовательно, продукция водного хозяйства – это, прежде всего, вода, подготовленная к различным видам использования. Для различных потребителей эта продукция характеризуется различными показателями:

А) это вода определенного качества, доставленная водопотребителям в определенном объеме и в необходимое для них время;

Б) объем воды, поддерживаемый на определенном уровне, который обеспечивает выработку электроэнергии, судоходство, лесосплав, орошение;

В) водная среда, обладающая необходимыми для развития живых организмов скоростями течения, течением и кислородным режимами, если они обеспечиваются с помощью каких-либо мероприятий

Водные ресурсы, подвергнутые обработке в ходе использования обществом, приобретают определенную трудовую стоимость . Она измеряется капитальными и текущими затратами на создание и эксплуатацию гидротехнических сооружений, при помощи которых осуществляется использование продукции водного хозяйства, т. е. водных ресурсов

Водное хозяйство во всех развитых странах превратилось в систему организованно планируемых мероприятий по рациональному и комплексному использованию водных ресурсов и их охране от истощения и загрязнения

Бесперебойное водоснабжение всех отраслей народного хозяйства и населенных мест достигается путем создания устойчивых во времени запасов воды на основе поиска и разведки месторождений подземных вод, регулирования или перераспределения поверхностного стока и централизованной подачи воды потребителям. Это связано с огромными объемами гидротехнического, мелиоративного и других видов строительства, требует больших капиталовложений и эксплуатационных затрат.

Целесообразность переброски стока определяется экономическими показателями: затратами на водоснабжение, влиянием этих затрат на стоимость продукции, использующей воду; экономическим эффектом от улучшения условий водообеспеченности, улучшением экологической обстановки и многим другим.

Межбассейновая переброска стока из многоводных бассейнов в маловодные стала одним из важнейших мероприятий в системе водного хозяйства страны.

За годы советской власти были осуществлены крупные межбассейновые переброски стока рек. Построены каналы Волга-Москва, Волга-Дон, Днепр-Кривой Рог, Северо-Крымский, подающий воду Днепра в северную засушливую часть Крыма, Каракумский, Иртыш-Караганда и др.

Вторым условием бесперебойного водоснабжения является согласование интересов многих отраслей народного хозяйства. Необходимые для этого мероприятия зачастую изменяют веками установленные связи в природе, что может негативно влиять на экологическую ситуацию больших территорий.

В связи с этим водное хозяйство не может функционировать в виде разрозненных, не взаимодействующих элементов. В современных условиях водное хозяйство страны формируется в виде сложной иерархической структуры .

1.3. Структура водного хозяйства

Верхней ступенькой водохозяйственной структуры является

Единая водохозяйственная система страны – ЕВХС , ее основное назначение – объединять крупнейшие природные источники водных ресурсов по всей стране и осуществлять их регулирование и распределение между основными регионами. При формировании ЕВХС решаются технические, экономические и организационные проблемы.

Одним из первых этапов создания ЕВХС явилось формирование водного хозяйства как отдельной отрасли путем централизации управления системы в целом и ее отдельных объектов.

Основные функции ЕВХС состоят в следующем:

1) учет количества и качества вод в крупнейших водоемах и водотоках;

2) прогноз развития водного хозяйства с учетом изменений природной среды и основных тенденций социального развития общества и научно-технического прогресса;

3) формирование крупных программ водохозяйственного строительства на основе централизованного федерального финансирования;

4) обеспечение всех отраслей хозяйства водой в соответствие с их требованиями к качеству и количеству, и режиму подачи;

5) осуществление контроля за состоянием и качеством вод в процессе их использования, очистки и отведения.

Формирование ЕВХС является основной задачей будущего развития водного хозяйства страны.

Следующей ступенью единой водохозяйственной структуры страны является

1.4. Региональная водохозяйственная система (РВХС)

Она формируется в пределах отдельных регионов страны. Она объединяет объекты и системы крупнейших водотоков и водоемов крупных регионов страны. Регулирование использования водных ресурсов внутри этих регионов осуществляется за счет межбассейнового перераспределения водных ресурсов. Управление региональными системами осуществляется централизованно на уровне регионов. На территории бывшего СССР за годы советской власти сформированы 3 основных хозяйственных региона: Европейская часть страны; Западная Сибирь – Казахстан – Средняя Азия; Восточная Сибирь и Дальний Восток. К настоящему времени наиболее сформирована РВХС в Е. Ч.С. Основные водохозяйственные мероприятия этой системы – территориальное перераспределение речного стока. Оно осуществляется по системе каналов: им. Москвы, Северский Донец – Донбасс, Днепр – Кривой Рог, Днепр – Крым, Волга – Дон и др. Общий объем переброски составляет 25-30 км3/год. При этом сформирована глубоководная транспортная система внутри страны. Она включает каналы: Беломорско-Балтийский, Волго – Донский, им. Москвы. Они связали крупнейшие реки, озера и моря Европейской части страны, а именно: Волгу, Днепр, Дон, Неву, Ладожское, Онежское озера, Белое, Балтийское, Каспийское, Азовское и Черное моря. При дальнейшем развитии этой системы переброска стока должна достигнуть 60-70 км3/год, т. е. увеличится.

Формирование РВХС Западной Сибири, Казахстана и Средней Азии связывалось с переброской части стока Оби и Иртыша в бассейн Аральского моря. На первом этапе объем этих перебросок должен был составить 25-30 км3/год. В настоящее время в связи с распадом СССР формирование этой системы приостановлено. Каждая из стран, входящих в эту РВХС, пытается решать свои водохозяйственные проблемы самостоятельно.

Создание РВХС в восточных районах страны началось с освоения водных ресурсов Ангары, Енисея, Амура. На Ангаре и Енисее построен каскад водохранилищ и ГЭС, на Амуре построена Зейская ГЭС с водохранилищем, заканчивается строительство Буреинской ГЭС с водохранилищем. Задачи этих водохранилищ – не только в получении электроэнергии, но и защите прилегающих районов от наводнений. Пока в эту систему не включен бассейн реки Лены, но чрезвычайные события весны – лета 2001 года ставят вопрос о расширении водохозяйственного строительства в ее бассейне, главным образом, для защиты от наводнений.

Следующая ступень водохозяйственной структуры страны – это Бассейновые водохозяйственные системы (БВХС). Они создаются в пределах водосборных бассейнов отдельных крупных рек. Основой их формирования являются, как правило, каскад водохранилищ на основной реке и ее притоках.

Основная задача БВХС – регулирование стока бассейна реки для удовлетворения всех водопользователей, пользующегося водными ресурсами этого бассейна, при условии их рационального использования. Практически на всех крупнейших реках южного склона территории ЕЧС созданы каскады водохранилищ с общим зарегулированным объемом стока около 150 км3. Наиболее развитые водохозяйственные системы созданы в бассейнах Волги, Камы, Днепра, Дона, Днестра. Практически все БВХС в ЕЧС имеют комплексное значение. В восточной части страны такие системы наиболее развиты лишь в бассейнах Енисея и Ангары, частично – в бассейне верхней Оби. Следующей ступенькой иерархической лестницы водохозяйственной структуры страны являются:

1.5. Водохозяйственные комплексы (ВХК)

Они образуются, главным образом, на базе комплексных гидроузлов и сопутствующих им объектов и являются основными составляющими элементами БВХС.

Основная задача ВХК состоит в регулировании стока реки с целью согласованного удовлетворения всех водопотребителей, т. е. водоснабжение населения и промышленности, энергетики, сельского хозяйства , водного транспорта и др. в отношении количества, качества воды и своевременной ее доставки в условиях неравномерного стока . В области охраны природы важнейшие функции ВХК в зоне влияния гидроузла состоят в следующем:

а) обеспечение пропусков воды для поддержания гидробиологического режима водотока;

б) регулирование уровня подтопления земель;

в) выполнение необходимых санитарно-гигиенических требований в районе водохранилища и в нижнем течении реки.

На нижней ступеньке водохозяйственной структуры страны находятся отраслевые водопользователи (ОВ), которые непосредственно потребляют воду или используют водную среду. Это конкретные предприятия и отдельные (более мелкие) потребители и пользователи. Формирование водного хозяйства и его отдельных (единых) систем начинается с самой нижней ступеньки, т. е. с конкретных водопотребителей и водопользователей, объединяющихся в ВХК. Именно эта единица всей водохозяйственной системы любой страны является главной, наиболее приближенной к реальной хозяйственной и социальной системе страны. Изучение ВХК, его участников, взаимосвязей между ними и составляет основную часть курса.

1.6. Водохозяйственное районирование территории РФ и стран СНГ

После того, как мы познакомились со структурой водного хозяйства и потребителями его продукции, и знаем, как распределяются водные ресурсы по территории страны, целесообразно рассмотреть распределение водопотребителей по стране и их приуроченность к определенным водным объектам и ресурсам. При этом необходимо выявить перспективы дальнейшего развития отдельных территорий ВХ районирования. Это лучше всего просматривается (обнаруживается) в водохозяйственном районировании страны. Это деление страны или ее части по уже сформировавшемуся или будущему ВХК. Водохозяйственное районирование отражает специфические черты географического размещения водного хозяйства страны. Оно необходимо для планирования развития народного хозяйства. С ростом дефицита воды оценка возможностей развития производства в районе начинается с оценки водных ресурсов, которые приобретают первостепенное значение. Отсюда вытекает роль водохозяйственного районирования в системе экономического и в целом комплексного районирования страны. Оно выявляет возможность комплексного районирования страны. Необходимость такого районирования обеспечивается административно-территориальным делением страны и потребностями развития каждого района. Как мы видим на карте ВХ районирования большинство экономических районов являются интегральными, объединяющими несколько отраслей хозяйства, но бывают и узко специализированные, отраслевые экономические районы, ориентированные на использование их естественных ресурсов. В стране давно сложились топливно-энергетические районы, в том числе угольные, нефтяные и газовые, черной и цветной металлургии , химии и нефтехимии, сельскохозяйственные районы. В этих районах, да и во всех остальных, водное хозяйство выступает посредником между природой и потребителями воды. По этой причине ВХ районы можно считать особым видом экономического районирования, являющимся в то же время элементом интегрального районирования.

Объективной основой водохозяйственного районирования служат реально существующие территориально-производственные комплексы, которые во взаимодействии с водными ресурсами определяют экономическое единство района. Территориальную структуру водохозяйственного районирования создают производственные взаимосвязи отраслей народного хозяйства между собой, а также с потребителями. Однако водохозяйственные районы охватывают не только отрасли народного хозяйства, т. е. сферы производства и потребления.

Производственной базой водохозяйственного района является источник водоснабжения с гидротехническими сооружениями, т. е. природная и техническая части ВХК, а зоной водообеспечения – связанная с ними хозяйственно насыщенная территория. Связь между водными ресурсами (т. е. природой) и хозяйством реализуется в водохозяйственном районе – опосредовано, через формирование конкретных типов производственно-территориальных комплексов.

При этом один водный источник редко образует основу водохозяйственного района, чаще всего это несколько водных источников. Следовательно, водохозяйственное районирование может осуществляться по следующим признакам :

1) по тяготению к бассейнам определенных рек;

2) по существующему экономическому и административно-территориальному делению страны;

3) по характеру использования водных ресурсов;

4) по сложившейся структуре водохозяйственных комплексов.

Первоначальный этап районирования – установление факторов районирования, а с ними – и границ районов:

1) в первую очередь учитываются ресурсы поверхностных и подземных вод. Их характер определяет масштабы и режим возможного использования;

Отсюда следует определение водохозяйственного района (ВХР района).

ВХ район – это территория с общностью источников водных ресурсов и структуры водного хозяйства при многостороннем характере использования водных ресурсов, т. к. для большинства водопотребителей основным источником являются поверхностные воды, то водохозяйственные районы, как правило, должны совпадать с бассейнами основных рек или их частями.

Н основании такого подхода на территории СССР выделено 20 водохозяйственных районов.

Этот принцип (учет перечисленных факторов) использовался при составлении “Генеральной схемы комплексного использования и охраны водных ресурсов СССР”, выполненный под руководством института Гидропроект. Этот же принцип используется и в практике органов водного хозяйства.

В качестве территориальных единиц водохозяйственного районирования приняты бассейны основных рек или крупные экономические районы.

В бассейнах основных рек (охватывают огромные территории), на которых могут сформироваться несколько крупных экономических районов и систем, например, в бассейне реки Волги. В то же время имеются крупные экономические районы, принадлежащие к различным речным бассейнам (Северо-Запад, Центр, Центрально-Черноземный р-н и др.)

Следовательно, водохозяйственное районирование исходит из учета не столько природных предпосылок, сколько исторически сложившихся хозяйственных особенностей. Поэтому в основе водохозяйственного районирования должны находиться связи между хозяйством и необходимыми для него водными ресурсами. Кроме водных ресурсов и сложившихся экономических районов, водное хозяйство включает технологию и технику добычи воды, ее транспортировку, очистку и другие показатели. Эту сторону водного хозяйства также необходимо учитывать при водохозяйственном районировании.

Таким образом, к водохозяйственному районированию следует подходить на основе учета уже сложившегося и перспективного размещения хозяйственных комплексов, их тяготения к определенным источникам водоснабжения.

На основании всего этого можно сказать, что ВХ район – это территория, характеризующаяся определенной общностью свойств водных источников, спецификой хозяйственного водопотребления и составом производств, использующих в настоящее время или в перспективе эти источники водоснабжения.

Это определение приобрело более общий характер, но специфическое содержание сохранилось.

Методология водохозяйственного районирования разнообразна, но чаще всего при этом не учитывается экономическая значимость водных ресурсов. Она была учтена в 1961 – 1962 годах. При этом выделены следующие виды районов :

1) со свободными водными ресурсами, не нуждающимися в регулировании стока;

2) районы, в которых необходимо сезонное или многолетнее регулирование;

3) районы, нуждающиеся в переброске стока из других районов;

4) районы с исчерпанными водными ресурсами и ограниченными возможностями для обводнения извне;

5) районы, нуждающиеся в неотложных мерах по очистке водоемов;

6) бассейны рек, сохраняемые как резервные для водоснабжения растущих индустриальных центров.

При районировании учтена водообеспеченность территории по количеству и качеству воды и вид водного источника. В лесной и лесостепной зонах ведущую роль играют поверхностные воды, а в бессточных районах основой являются ресурсы подземных вод.

Среди экономических условий решающую роль играют размещение населения и хозяйства.

Одно из последних районирований выполнено и. Оно носит комплексный характер и включает 3 раздела, вида (блока), информацию:

1) общая характеристика района (территория, население);

2) характеристика природных водных источников;

3) характеристика водопотребления

Достаточность водных ресурсов оценивалась по удельной водообеспеченности, т. е. объему стока с 1 км2 на 1 жителя.

Уровень водопотребления – по фактическому объему потребляемой воды.

По таксономической соподчиненности при этом районировании выделяются:

1) водохозяйственные зоны, объединяющие несколько водохозяйственных районов (Средняя Азия, Европейская часть СССР, Сибирь, Дальний Восток – т. е. территории с различным уровнем ограничений в использовании водных ресурсов или без ограничений);

2) водохозяйственные районы, т. е. территории с общностью источников водных ресурсов и структуры водного хозяйства;

3) подрайоны – выделяются в пределах районов к крупным водохозяйственным системам, обслуживающим промышленные узлы, большие массивы орошаемого земледелия.

Масштаб районирования: мелкий - для водохозяйственных зон, где критерии районирования генерализованы, обобщены; средний – для отдельных районов и крупный – для подрайонов или их частей.

1.7. Границы водохозяйственных таксонов

Границы водохозяйственных зон совпадают, как правило, с границами географических регионов; границы районов – с границами крупных экономических районов, но в пределах последних может быть выделено несколько водохозяйственных районов, имеющих различную структуру водохозяйственных комплексов. Часто водохозяйственные районы выделяются путем объединения административных единиц, подрайонов – по границам крупных водохозяйственных систем. По комплексу указанных признаков на территории СССР выделен 41 район, в том числе 21 – на территории РФ. Эти районы объединены в 6 типов – по наличию водных ресурсов, характеру их использования и перспективам обеспеченности водой.

Первый тип – районы, расположенные в пустынных и полупустынных зонах, характеризующиеся минимальной водообеспеченностью на всей исследованной территории. Поскольку это, в основном, Казахстан и Средняя Азия, мы не будем их характеризовать детальнее.

Второй тип водохозяйственных районов – это Донно-Кубанский, Терско-Кумский, Тоболо-Ишимский, Иртышский расположены в степной зоне неустойчивого увлажнения. Они характеризуются недостаточной и резко недостаточной природной водообеспеченностью. В хозяйственной структуре преобладает сельское хозяйство, преимущественно производство зерна. Из-за неустойчивого естественного увлажнения производительность сельского хозяйства резко колеблется по годам.

Из-за ограниченности водных ресурсов размещение водоемких производств в этих районах проблематично, в т. ч. расширение орошаемого земледелия.

Возможности переброски стока рек из других районов в 60-ых годах не рассматривались, а в настоящее время эта проблема актуальна.

Третий тип – это наиболее густо заселенные районы Волжско-Окский, Верхне-Окский, Центрально-Черноземный, Восточно-Уральский. Здесь множество городов, образующих крупнейшие агломерации – Москва, Урал (Свердловск-Екатеринбург).

Здесь преобладают обрабатывающая и добывающая промышленность с большим удельным весом водоемких производств в т. ч. тепловых электростанций, металлургии, текстильной и пищевой промышленности . Огромному объему водопотребления соответствует и столь же большой объем водоотведения, ухудшающий качество вод. Природная водообеспеченность этих районов невысокая, поэтому развитие водоемких производств целесообразно ограничить. Водное хозяйство этих районов находится в очень сложном положении, т. к. в регулировании стока достигнут предел. Усиленно используются подземные воды, но в ряде районов дефицит водных ресурсов наблюдается. Для этих районов ставится вопрос о межбассейновых перебросках стока.

Четвертый тип водохозяйственных районов – это районы с наиболее разветвленной структурой водохозяйственных комплексов, расположенные в бассейнах Волги, Оби: - Волго-Камский, Верхнекамский, Верхнеобский. В них размещены общероссийские базы железорудной промышленности, металлургии, нефтяной и химической промышленности . Все эти отрасли характеризуются очень высокой водоемкостью. Здесь созданы и мощная гидроэнергетика и водный транспорт.

При высокой общей плотности населения здесь имеется много крупных городов. Хорошо развито орошаемое земледелие. Бассейны Волги имеют уникальное рыбохозяйственное значение. Все это обеспечило очень большие объемы водопотребления, которые будут возрастать и далее. Для этих районов требуется пополнение частью стока северных рек.

Пятый тип – это хорошо увлажненные районы с широким развитием заболоченности. Это Волго-Вятский, Приморский, Сахалинский районы. В их хозяйстве преобладает добывающая, нефтеперерабатывающая, химическая, целлюлозно-бумажная промышленности , имеющие высокую водоемкость. Здесь много крупных городов. Общее водопотребление велико. Речной сток достаточно велик, но неравномерен. В целом он достаточен пока для удовлетворения всех нужд в воде.

Шестой тип – это районы с наиболее высокой водообеспеченностью, слабо освоенные и редко заселенные. Это Северо-Двинский, Печоро-Вычегодский Озерный, Обь-Иртышский Байкало-Енисейский, Ленский, Северо-Восточный, Приамурский районы. Они характеризуются огромными запасами водных ресурсов. В этих районах основные компоненты водного хозяйства – водоснабжение промышленности и населения, речной транспорт (включая лесосплав), рыбное хозяйство. Огромный гидроэнергетический потенциал этих районов почти исчерпан.

Колоссальные запасы воды, аккумулированные в больших озерах (Ладога, Онега) частично могут быть переброшены в южные маловодные районы.

Эти районы весьма перспективны для размещения водоемких и энергоемких производств, водного транспорта.

На этих территориях пока отсутствует необходимость количественных ограничений в использовании водных ресурсов. Эти районы перспективны для межбассейновых перебросок. Проект такой переброски лет 15-20 назад разрабатывался. Предполагалось часть стока из 6 типа районов перебросить в 1ый, т. е. из бассейна реки Оби в Среднюю Азию. Он не был реализован в том числе из-за протеста общественности по причине слабой проработки возможных последствий.

Водохозяйственное районирование позволяет выявить проблемы отдельных районов и их частей, связанные с водными ресурсами, и наметить пути их решения. Итоги водохозяйственного районирования реализованы в “Схеме комплексного использования и охраны водных ресурсов” России.

2. Водохозяйственный комплекс (ВХК)

Исходя из перечня потребителей, которых обслуживает водное хозяйство, а именно его основная единица – ВХК, можно определить это понятие следующим образом:

ВХК – это совокупность различных отраслей народного хозяйства, совместно использующих водные ресурсы определенной части водного бассейна или бассейна в целом.

С позиций науки о водном хозяйстве это определение может быть расширено.

ВХК – это сложная водохозяйственная система, которая функционирует на основе научно-обоснованных долгосрочных прогнозов в отношении требований, предъявляемых различными отраслями хозяйства к количеству и качеству воды с учетом рационального и комплексного использования водных ресурсов с минимальными отрицательными последствиями для природы.

Из этих определений вытекают требования к ВХК, которые в общем виде сводятся к следующему:

1) обеспечение водой всех потребителей в достаточном количестве, соответствующего качества, в необходимом месте и в необходимое время;

2) сохранение природных условий и гарантии охраны воды от загрязнения, засорения и истощения;

3) обеспечение наибольшего экономического эффекта в сфере хозяйственной деятельности, обслуживаемой данным ВХК;

4) гарантия простой и надежной работы всех технологических систем ВХК.

Эффективное функционирование ВХК возможно лишь при комплексном использовании водных ресурсов и эффективном взаимодействии всех его участников. Что включает в себя такое понятие, как “КИ и ОВР”? Наука о водных ресурсах и водном хозяйстве определяет это следующим образом: КИ и ОВР:

1) всестороннее изучение природных вод в отдельных речных бассейнах и экономических районах с учетом антропогенного влияния в современных условиях и на перспективу;

2) выявление потребностей в воде всех отраслей хозяйства, обоснование норм водопотребления с учетом повторного или последовательного использования воды и определения безвозвратных потерь;

3) согласование запросов отдельных водопользователей с выделением наиболее эффективных и экономично расходующих воду;

4) разработка водохозяйственных балансов (ВХБ) и выделение на их основе районов, испытывающих наибольший дефицит в воде;

5) установление мер по охране природных вод от истощения и загрязнения, разработка мер по очистке, обеззараживанию и использованию промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных стоков;

6) определение объемов финансирования объектов водохозяйственного строительства и экономического эффекта от реализации запроектированных мер;

7) оценка изменений природных условий в зонах проведения крупных водохозяйственных мероприятий, т. е. экологический прогноз;

8) обоснование объема проектно-изыскательских и научно-исследовательских работ с определением состава их исполнителей.

Очевидно, что выполнение этих задач связано с функционированием всей водохозяйственной системы страны и в первую очередь – ее основного звена – ВХК. В то же время п. п. 5 и 7 – требуют создания водоохранного комплекса.

Водоохранный комплекс – это система сооружений и устройств для поддержания количества и качества воды в данном пункте или в данном водном объекте. Такие сооружения предусматриваются при создании систем осушения, строительстве водохранилищ, выпусках загрязненных стоков и в других случаях, если водохозяйственный комплекс оказывает негативное влияние на водный объект.

В половодье гидроэнергетике требуется накопление воды в водохранилище, а рыбное хозяйство требует__________________ из водохранилища для поддержания оптимальных глубин на нерестилищах в нижнем бьефе.

Противоречия решаются при формировании ВХК на стадии разработки режима его функционирования путем согласования интересов всех участников ВХК.

При строительстве комплексных гидроузлов для каждого из них выделяется основной (приоритетный) участник. В Волжском, Камском, Ангарском, Енисейском каскадах ведущая роль принадлежит энергетике, в южных районах страны – сельскому хозяйству, но главным приоритетом повсеместно остается хозяйственно-питьевое водоснабжение населения.

2.1. Структура ВХК

ВХК включает 3 взаимосвязанных между собой части: природную, техническую и экономическую.

Природная часть – это водные объекты и водные ресурсы, другие компоненты природной среды, а также местные природные условия. Они являются основой создания и развития ВХК. Они же воспринимают техногенное воздействие ВХК.

Экономическая часть – она учитывает экономические интересы всех отраслей хозяйства, т. е. всех участников ВХК. Включает интересы производства, социального развития территории и водохозяйственный баланс. Ее цель состоит в достижении наибольшего экономического эффекта от ВХК и максимального снижения ущерба от недополучения воды, ее загрязнения, засорения и истощения. Она распределяет капиталовложения на строительство и эксплуатацию объектов ВХК.

Водное хозяйство, отрасль народного хозяйства, занимающаяся изучением, учётом, планированием комплексного применения водных ресурсов, охраной поверхностных и подземных вод от истощения и загрязнения и транспортировкой их к месту назначения (потребления). Главная задача В. х. - обеспечение всех отраслей народного хозяйства водой в нужном количестве и соответствующего качества.

По характеру применения водных ресурсов отрасли народного хозяйства делятся на потребителей, каковые довольно часто безвозвратно изымают воду из её источников (рек, водоёмов, водоносных пластов), - промышленность, сельское хозяйство, коммунальное хозяйство (для промышленного, бытового и с.-х. водоснабжения, орошения, обводнения), и водопользователей, каковые в большинстве случаев применяют не самоё воду, а её энергию либо водную среду, - гидроэнергетика, водный транспорт, рыбоводство и др. (см. Водопользование).

Отрасли народного хозяйства предъявляют к водным ресурсам различные требования, исходя из этого вопросы водохозяйственного строительства самый целесообразно решать комплексно, учитывая особенности каждой те изменения и отрасли в режиме подземных и поверхностных вод, каковые появляются при постройке гидротехнических их эксплуатации и сооружений и каковые нарушают сложившиеся в природе связи. Комплексное применение водных ресурсов разрешает самый рационально удовлетворять потребности в воде каждой отрасли народного хозяйства, оптимально сочетать интересы всех водопользователей и водопотребителей, экономить средства на постройку сооружений.

Успешным комплексным решением проблем В. х. помогает канал им. Москвы (выстроен в 1932-37), разрешивший обеспечить питьевое и промышленное водоснабжение Москвы; это глубоководная транспортная магистраль, обводняющая реки и каналы недалеко от Москвы и дающая возможность приобретать электричество; водохранилища канала активно применяются как туризма и места отдыха.

Но требования отраслей смогут быть и противоположными. Так, расширение площадей орошаемых земель в бассейне Амударьи, забор её вод для Громадного Каракумского канала, создание на притоках водохранилищ, в особенности Нурекского, приведёт к практически полному прекращению стока в Аральское море, что может ухудшить условия рыболовства.

Но сам Громадный Каракумский канал, не считая орошения хлопковых полей, есть водоснабжающей и обводняющей артерией и помогает для разведения рыбы; на его берегах создают территории отдыха и спортивные базы. Нурекский гидроузел (на Вахше) по большей части ирригационно-энергетический. Замыслы комплексного освоения водных схемы и ресурсов применения водных объектов должны входить составной частью в национальные замыслы развития народного хозяйства СССР и союзных республик.

Непременной обязанностью В. х. есть работа по охране вод от загрязнений промышленными и бытовыми стоками (см. Сточные воды). На фабриках и заводах сооружаются и реконструируются очистные сооружения, а сдача в эксплуатацию новых фирм допускается только при наличии устройств для очистки вод, сбрасываемых в водоёмы и реки.

Водные ресурсы СССР снабжают водой все отрасли народного хозяйства. Годовой сток рек равен 4714 км3, из них 4350 км3 формируется в пределах материковой части страны, а 330 км3 поступает из сопредельных государств. самая ценная часть стока - грунтовые и подземные воды - образовывает 1020 км3.

Народное хозяйство СССР применяет 226 млрд. м3 (эти 1965) воды в год, т. е. лишь 5% неспециализированного годового стока. Более 50% этого количества расходуется сельское хозяйством, практически треть - на бытовое и промышленное водоснабжение.

В связи с возрастающими требованиями, предъявляемыми народным хозяйством к В. х., несоответствием между потребностями и водными ресурсами в них в отдельных районах и негативным распределением стока по временам и годам года местные источники выясняются недостаточными. Появляется необходимость в регулировании стока больших и средних рек (для чего создают водохранилища), перераспределении его между бассейнами и в транспортировке воды на громадные расстояния. К примеру, по Громадному Каракумскому каналу воды Амударьи перебрасываются в бассейн Теджена и Мургаба, с введением в эксплуатацию канала Иртыш - Караганда началась переброска вод рек Северного Ледовитого океана в засушливые районы Казахстана; проектируется направить воды Вычегды и Печоры через Волгу и Каму в Каспийское море.

Управление В. х. в СССР имеет очень сложную структуру. Созданное в 1965 союзно-республиканское Министерство водного хозяйства и мелиорации занимается вопросами организации эксплуатации и водохозяйственного строительства гидротехнических систем и сооружений, и обеспечением комплексного применения и охраной водных ресурсов страны. Местные органы В. х. находятся в двойном подчинении - республиканских Совета и министерств Министров союзных республик.

Формирование В. х. как отрасли ещё не завершено (1971) и не будет прекращаться по мере установления хозрасчётных связей с другими отраслями организации и народного хозяйства единого централизованного управления им. Громадное внимание формированию В. х. и охране национального водного фонда СССР уделено в Директивах 24-го съезда КПСС по пятилетнему замыслу развития народного хозяйства СССР на 1971-75.

В замыслах капитального строительства СССР для В. х. централизованно выделяются капитальные вложения на сооружения многоцелевых водохозяйственных объектов, создаваемых для водообеспечения нескольких отраслей. Отношения между В. х. и другими отраслями, появляющиеся в связи с применением вод, регулируются водным законодательством СССР. Учёт водных ресурсов и все нужные сведения о них сосредоточены в водном кадастре.

Во́дное хозя́йство – область деятельности по изучению, учёту, планированию комплексного использования водных ресурсов , их охране от загрязнения и истощения, управлению этими ресурсами и транспортировкой воды от источников к потребителям, а также выполнению ряда функций по предотвращению негативного воздействия вод и ликвидации его последствий.

Главная цель водного хозяйства заключается в обеспечении населения и всех отраслей экономики водой в необходимом количестве, необходимого качества и в нужное время, а также борьба с негативным воздействием вод.

Наиболее важные задачи, решаемые водным хозяйством:

Ни одна из задач водного хозяйства не может быть решена без тщательного изучения имеющихся водных ресурсов региона, учёта используемых водных ресурсов в отраслях хозяйства и их охраны от загрязнений. Эти вопросы, а также планирование водохозяйственных и водоохранных мероприятий, предоставление водных объектов в пользование, создание экономики водного хозяйства регламентируются водным законодательством.

В структуру водного хозяйства входят: водный фонд (система водных объектов), водохозяйственные объекты (составляющие основные производственные фонды), органы управления водным фондом, водохозяйственные организации, учреждения научного обеспечения, инженерные центры и организации по строительству водохозяйственных систем и сооружений.

Поверхностные и подземные водные объекты в пределах территории России включены или подлежат включению в Государственный водный реестр , т. е. систематизированный свод сведений о количестве и качестве водных ресурсов страны.

На долю России приходится более 20% мировых запасов пресных поверхностных и подземных вод . Средние многолетние ресурсы речного стока составляют 4258,6 км 3 /год (около 10% мирового речного стока, второе место в мире после Бразилии), т.е. около 30 тыс. м 3 /год на одного жителя; пресные воды озёр – около 24,1 тыс. км 3 . Прогнозные ресурсы подземных вод оцениваются в 869 млн м 3 /сутки, при этом степень освоения ресурсов составляет лишь 3,1%.

К водохозяйственным объектам относятся сооружения (в том числе гидротехнические), обеспечивающие использование, восстановление и охрану водных объектов и их водных ресурсов.

Проблемы водообеспечения решаются путем регулирования и межбассейнового перераспределения стока рек. В настоящее время в России насчитываются более 2500 водохранилищ объёмом свыше 1 млн м 3 каждое, в том числе 260 крупных и крупнейших, из них 110 объёмом свыше 100 млн м 3 каждое, Суммарная протяжённость каналов переброски составляет более 3 тыс. км. Для межбассейновой и внутрибассейновой переброски речного стока используются 37 систем, которыми ежегодно перераспределяется 17 км 3 воды.

В настоящее время стоимость сооружений, предназначенных для защиты от вредного воздействия вод, составляет всего 3% стоимости основных фондов водохозяйственного комплекса, что намного меньше, чем в развитых странах (10–15%). Это в определённой степени объясняет те значительные ущербы, которые наносят населению и экономике страны наводнения, берегоразрушение и оползни.

Например, в Уральском, Сибирском и Дальневосточном федеральных округах наводнения могут проходить в любое время года: в период весеннего половодья , летне-осенних дождевых паводков и зимой – заторы и зажоры . В отдельные годы ущерб от наводнений может достигать 5–10% валового регионального продукта, например в Приморском крае.

Ежегодно на нужды социально-экономического комплекса страны забирается около 2% возобновляемых запасов пресных вод. Однако по территории водные ресурсы распределены крайне неравномерно, поэтому в некоторых регионах проблема водообеспечения стоит очень остро. На малоосвоенные бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов приходится почти 80% речного стока. В то же время в Европейской части России, где сосредоточен основной промышленный и сельскохозяйственный потенциал страны, формируется около 8% общего годового стока рек, что в расчёте на 1 человека составляет менее 3 тыс. м 3 /год. Это ниже, чем удельная водообеспеченность на душу населения в Европе (4910 м 3 /год), и намного ниже среднего мирового показателя (12640 м 3 /год).

Водное хозяйство должно обеспечить определённый режим водных источников, создающий возможность бесперебойного водопользования всеми потребителями. Создание такого режима достигается обычно с помощью специальных гидротехнических сооружений.

Водное хозяйство должно обеспечивать также объёмы воды на определённом уровне для выработки электроэнергии, судоходства, лесосплава, орошения, а также благоприятные условия для развития живых организмов.

Водные ресурсы, как и все другие природные ресурсы, подвергнутые обработке в ходе использования, приобретают определенную стоимость. Эта стоимость измеряется капитальными и текущими затратами на создание и эксплуатацию всевозможных гидротехнических сооружений и других элементов водохозяйственных систем , обеспечивающих получение продукции водного хозяйства – воды в достаточном количестве и требуемого качества.

Основными проблемами водного хозяйства России в настоящее время являются:

• нехватка воды в ряде регионов для нужд различных потребителей;
• загрязнённость водных объектов;
• рост экономических и социальных ущербов от вредного воздействия вод;
• расточительное водопользование;
• недостаточное обеспечение населения качественной питьевой водой;
• недостатки в управлении трансграничными водными ресурсами;
• деградация водных экосистем, связанная с проблемами количества и качества воды.

Решение этих проблем достижимо только при условии эффективного управления водным хозяйством.

История развития водного хозяйства и управления

В развитии системы управления водным хозяйством можно выделить четыре этапа: I этап – XVI–XIX вв.; II этап – советский, 1917–1990 гг.; III этап – переходный, 1991–2003 гг.; IV этап – современный. Эта периодизация обусловлена тем, что после революции 1917 г. было образовано новое государство, в 1991 г. была провозглашена независимость Российской Федерации, а в 2004 г. создана ныне существующая организационно-функциональная структура.

Начиная с XVI в. политика Российского государства в области водопользования была направлена на удовлетворение потребностей речного и морского судоходства. Россия издревле обладала разветвлённой сетью рек, поэтому первые гидротехнические сооружения – каналы для связи между реками – начали строить значительно позже, чем в других странах мира. Однако везде по России строились водяные мельницы – первые сооружения, меняющие режим рек. С древних времён в монастырских летописях сохранились данные о наводнениях, засухах, ледоставах , отмелях, порогах и т. д. В 1773 г. была создана первая гидрографическая карта «Древняя Российская Идрография, содержащая описание Московского государства рек, протоков , озёр, колодезей, и какие по них городы и урочища и на каком оные расстояния». При Петре I была создана «Книга о способах, творящих водохождение рек свободное», построена система шлюзов между Волгой и Доном , Вышневолоцкая водная система от Волги к Балтийскому морю. При Екатерине II в 1782 г. был создан Гидравлический корпус, готовящий гидравликов для научной и практической водной работы. Государство стало заботиться уже не только о правильном использовании вод ради предотвращения ущерба, но и об охране водных ресурсов.

В XIX в. исследования продолжались, были опубликованы многие гидрографические труды (книги, карты, атласы). В 1849 г. была организована Главная физическая обсерватория (ныне Главная геофизическая обсерватория имени А.И. Воейкова), положившая начало работе российской сети гидрометеорологических наблюдений. Было организовано около 500 водомерных постов и гидрометрических станций для изучения водоносности больших рек, в том числе Волги, Камы , Оки , Дона, Оби , Енисея и Амура .

В 1920–1930-е гг. основой комплексного использования водных ресурсов для нужд народного хозяйства стал план электрификации России ГОЭЛРО. К 1965 г. был создан мощный водохозяйственный комплекс.

В 1970–1980-е гг. развитие водного хозяйства осуществлялось по трём основным направлениям:

• регулирование стока – строительство водохранилищ;
• межбассейновое перераспределение водных ресурсов – переброска стока из многоводных бассейнов в маловодные;
• применение комплекса мероприятий, направленных на экономное расходование воды: повторное использование сбросных вод, строительство очистных сооружений и др.

В 1990-е гг. водохозяйственная деятельность в России характеризовалась непрерывными реорганизациями структуры управления водным хозяйством, резким сокращением финансирования, ухудшением технического состояния основных производственных фондов.

После вступления в силу нового Водного кодекса Российской Федерации были внесены значительные изменения в государственное управление использованием и охраной водных объектов, началась выработка механизмов по осуществлению эффективной государственной политики в сфере водного хозяйства, в том числе использование принципов.

Проблемы охраны вод

Необходимо обеспечить баланс между потребностями в воде и объёмами воды, которые можно изъять из водного источника без ущерба для его экологической системы. Величина экологически безопасного отбора воды из рек не должна превышать примерно четверти устойчивой величины речного стока. Ежегодно превышается граница экологически безопасного отбора воды из реки Тобол . К верхнему пределу близки реки Кубань и Терек , реки бассейнов Волги и Томи . Возможности отбора воды из бассейнов Урала и Дона практически исчерпаны.

Необходимо обеспечить неуклонное повышение качества вод. Очистка производственных и коммунальных сточных вод – дорогостоящее мероприятие. Его надо реализовывать постоянно и неуклонно. В мировой практике выработано много механизмов повышения качества вод: контроль за сбросами, внедрение новейших технологий основного производства, экономическое стимулирование водоохраны и др.

Мировая практика показывает, что в большинстве стран главную роль в организации, финансировании и регулировании системы водного хозяйства играет государство. Однако систематически развиваются способы активного участия водопользователей в охране водных объектов, методы государственно-частного партнёрства. Важную роль в повышении эффективности водного хозяйства страны играет Федеральная целевая программа «Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в 2012–2020 годах» .