WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Использование водных ресурсов России: современное состояние и перспективные оценки

Автореферат докторской диссертации по географии

 

ДЁМИН Александр Павлович

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ РОССИИ:

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ОЦЕНКИ

Специальность 25.00.27 – Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора географических наук

Москва – 2011

Работа выполнена в Институте водных проблем РАН

Научный консультант:                          доктор экономических наук,  

член–корреспондент РАН, профессор                       

Данилов–Данильян Виктор Иванович                                                                                                             

Официальные оппоненты:                   доктор географических наук, профессор                                                         

Коронкевич Николай Иванович   

доктор географических наук 

Георгиевский Владимир Юрьевич

доктор географических наук, профессор

Лосев Ким Семенович

Ведущая организация:                    кафедра гидрологии суши географического

факультета Московского государственного                                                                                       университета им. М.В. Ломоносова

Защита состоится «   » октября  2011 г.  в 14.00 на заседании диссертационного совета Д.002.040.01 при Учреждении Российской академии наук Институт водных проблем РАН по адресу: 119333, Москва, Губкина, 3.

Факс: 8 (499) 135-54-15, тел. 8 (499) 135–54–56.

С  диссертацией   можно ознакомиться  в   библиотеке  Института    водных

проблем РАН

Автореферат разослан   «    »   сентября  2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор геолого-минералогических наук, профессор                       Р.Г. Джамалов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Перестройка структуры мировой экономики под давлением угрозы глобального водного кризиса формирует исключительно благоприятные условия для водообеспеченных стран, поскольку неизбежен рост спроса и цен на водоемкую продукцию. Существует мнение, что главное преимущество России в «постнефтяной» период – водные ресурсы, по запасам которых она занимает второе место в мире. Для того чтобы воспользоваться этим преимуществом необходима существенная модернизация и развитие водохозяйственного комплекса России.

Главная цель водохозяйственного комплекса Российской Федерации состоит в  обеспечении качественной водой населения и народного хозяйства, создании благоприятных условий для функционирования всех отраслей экономики, охраны водных  ресурсов от истощения и загрязнения, их количественного и качественного воспроизводства. Многообразие задач и проблем, стоящих перед водным хозяйством, требовало тщательного изучения водных ресурсов, их регулирования и управления на основе достоверной информации о состоянии водопользования населением и отраслями экономики.

В настоящее время в стране сложились крупные региональные водохозяйственные проблемы, которые уже через несколько лет могут стать фактором, сдерживающим социально-экономическое развитие некоторых регионов, если своевременно не принять необходимых мер с учетом долговременного характера разработки и реализации водохозяйственных проектов.

При разработке стратегии в области рационального использования и охраны водных объектов, планирования и реализации капиталоемких водохозяйственных мероприятий, направленных на решение проблем водообеспечения, необходимо иметь научно-обоснованные оценки происходящих и возможных изменений количества и качества водных ресурсов, водного режима рек под влиянием естественных и антропогенных факторов. Сложность решения этих вопросов в значительной мере обусловлена недостаточной изученностью влияния изменения  социально-экономических и климатических условий на водохозяйственный комплекс, особенно в последние десятилетия.

Изучению различных аспектов использования водных ресурсов, проблем водообеспечения населения и отраслей экономики, антропогенного воздействия на режим и качество водных ресурсов посвящены труды А.Б. Авакяна, И.П. Айдарова, Н.И. Алексеевского, А.Е. Асарина, М.В. Болгова, О.Ф. Васильева,  А.Л. Великанова, Е.В. Венецианова, Ю.И. Винокурова, А.Н. Вознесенского, Г.В. Воропаева, В.Ю. Георгиевского, Н.Ф. Глазовского, В.И. Данилова-Данильяна, И.П. Дружинина, А.Д. Думнова, И.С. Зайцевой, И.С. Зекцера, Д.Т. Зузика, Г.Х. Исмайылова, Н.И. Коронкевича, А.Е. Косолапова, А.П. Левина,  К.С. Лосева, М.И. Львовича, А.М. Никанорова, В.К. Паписова, Н.Б. Прохоровой, В.Г. Пряжинской, Д.Я. Ратковича, Н.Н. Филатова, Г.М. Черногаевой, А.М. Черняева, И.А. Шикломанова и др.

Однако многие актуальные вопросы водопользования  не нашли своего достаточно полного решения, особенно применительно к современным достаточно специфическим климатическим и хозяйственным условиям на территории значительной части России. Прежде всего, недостаточно полно изучено влияние социально–экономических трансформаций на изменение потребности населения и  отраслей хозяйства регионов РФ в  водных ресурсах. Методически неразработанными являются вопросы оценки водоемкости экономики России  и сопоставимости ее с водоемкостью экономик крупных стран мира. Не исследованы должным образом вопросы оценки водопотребления на перспективу при различных сценариях социально–экономического и демографического развития.

В связи с вышеизложенным, одной из наиболее актуальных проблем, стоящих перед гидрологами и водохозяйственниками, является выявление пространственно-временных закономерностей изменений потребности  населения  и отраслей экономики в водных ресурсах, а также изменений водных ресурсов  и водного режима рек в современных социально-экономических и климатических условиях, оценка этих изменений на перспективу, чему и посвящена данная работа.

Цель и задачи исследования. Целью исследований является выявление основных закономерностей изменения потребления водных ресурсов  населением и отраслями экономики России в современных социально-экономических и климатических условиях, а также оценка прогнозных объемов водопотребления  при вероятных сценариях социально-экономического и демографического развития. Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач:

  •  выявление основных технико-экономических характеристик современного состояния участников водохозяйственного комплекса России;
  •  оценка тенденций изменений объемов водопотребления в жилищно-коммунальном хозяйстве, промышленности, сельском хозяйстве;
  • анализ материалов по использованию и охране водных ресурсов  России  в 1970-2008 гг. и уточнение данных водохозяйственной статистики с целью получения объективной оценки антропогенного воздействия на водные ресурсы;
  • оценка динамики отведения сточных вод и изменения их качественного состава; оценка динамики  сброса загрязняющих веществ в составе сточных вод;
  • выявление закономерностей изменения водопотребления в бассейне Каспийского моря, где проживает почти половина населения России, и оценка перспективного водопотребления в этом регионе;
  • расчет территориальной дифференциации водоемкости регионального продукта по федеральным округам и субъектам, а также секторам экономики РФ;
  • выявление закономерностей изменения водоемкости экономики России и стран мира;
  • оценка антропогенной нагрузки на водные ресурсы федеральных округов и основных бассейнов рек России в 2005-2008 гг.;
  • расчет прогнозных оценок водопотребления отраслей экономики на период до 2020 года.

Предмет защиты. Предметом защиты является совокупность научно-обоснованных выводов о закономерностях изменения потребления водных ресурсов населением  и секторами экономики  России, а также о возможных  величинах водопотребления  при вероятных сценариях социально-экономического и демографического развития. На защиту выносятся:

  • результаты анализа изменений водопотребления в основных секторах экономики России и бассейне Каспийского моря;
  • закономерности территориальной дифференциации водоемкости  регионального продукта по округам и субъектам РФ; закономерности динамики водоемкости  в секторах экономики России и крупных странах мира;
  • оценка перспективного водопотребления отраслей экономики России и бассейна Каспийского моря на основе сценариев социально-экономического и демографического развития.

Научная новизна.  В работе выявлены основные закономерности изменения потребления водных ресурсов населением  и секторами экономики  России. Получены следующие новые результаты:

  • выявлена динамика изменения водопотребления основных секторов экономики России и отведения сточных вод за 1970–2008 гг.;
  • сформулированы основные проблемы, стоящие перед водохозяйственным комплексом России в современных условиях;
  • выявлены закономерности изменения полного и безвозвратного водопотребления в бассейне Каспийского моря и дана качественная оценка перспективного водопотребления на основе региональных программ социально-экономического развития;
  • выявлены особенности и причины территориальной дифференциации  водоемкости регионального продукта по субъектам Российской Федерации;
  • разработаны методические подходы к сопоставлению водоемкости ВВП разных стран мира. Впервые рассчитан  показатель водоемкости экономики для большого числа стран, выявлены объективные и субъективные причины его значительных колебаний, показана динамика водоемкости экономик крупных стран мира (за 1990–2008 гг.);
  • выполнена оценка современной антропогенной нагрузки на водные ресурсы федеральных округов и основных бассейнов рек России.
  • для прогноза водопотребления предложен комплексный подход, основанный на совместном учете факторов, определяющих потребность в воде и возможность сокращения водозабора. Выявлены прогнозные оценки водопотребления отраслей экономики на период до 2020 года.

Практическое значение работы. Результаты исследований направлены на решение важной народнохозяйственной проблемы изыскания возможных путей снижения антропогенной нагрузки на водные ресурсы  и повышения эффективности использования водных ресурсов, минимизации потерь воды,  снижения удельного водопотребления в промышленности, агропромышленном комплексе и жилищно-коммунальном хозяйстве. Полученные результаты могут существенно повысить научную обоснованность и эффективность решений по использованию и охране водных ресурсов бассейнов рек Каспийского моря, а также полезны для территориальных органов Росводресурсов при осуществлении водохозяйственных мероприятий в бассейнах этих рек. Создана база данных основных составляющих  водохозяйственного баланса рек бассейна Каспийского моря за длительный период времени (1970–2008 гг.). Эти данные имеют как самостоятельную научную и практическую ценность, так и могут служить основой для разработки прогнозов составляющих водохозяйственного баланса и колебаний уровня Каспийского моря. Созданы базы данных основных показателей социально-экономического развития в бассейне р. Волги, объемов загрязняющих веществ, поступающих со сточными водами, за длительный период. Предложения автора вошли в Водную стратегию Российской Федерации на период до 2020 года, в рекомендации  по итогам рабочей встречи экспертов по оценке современного состояния водных ресурсов РФ, прошедшей в ИВП РАН под эгидой ЮНЕП в апреле 2010 г.

Личный вклад автора. В основе диссертационной работы лежат результаты многолетних исследований, полученных автором в лаборатории моделирования поверхностного стока Института водных проблем РАН при выполнении работ по планам фундаментальных исследований РАН, НИР выполненных по договорам с Федеральным агентством  водных ресурсов. Личный вклад автора состоит в постановке цели, задач и научных положений, разработке конкретных методов их решения, анализе и теоретическом обобщении полученных результатов, формулировках выводов и направлений дальнейших исследований, подготовке научных отчетов и статей.

Реализация результатов диссертационной работы. Основные положения диссертационной работы вошли в заключительные научные отчеты  по различным тематикам государственных планов НИР, выполняемых Институтом водных проблем РАН, Программе №11 фундаментальных исследований Отделения наук о Земле РАН «Оценка, прогноз и методы управления водными ресурсами с учетом их качества и экологического состояния», по грантам РФФИ № 97–05–64455–а «Эколого-экономические основы управления водными ресурсами речного бассейна с целью обеспечения устойчивого экономического развития и экологической безопасности территории», № 04–05–64048–а «Совершенствование методов оценки и учета нестационарности развития природно-хозяйственных процессов в моделях управления водными ресурсами речного бассейна», № 07–05–00121–а «Методы оценки и прогноза основных составляющих водного баланса речного бассейна».

Материалы диссертации вошли также в отчеты о НИР по хозяйственным договорам, выполняемых  в рамках Отраслевой программы – «Выполнение НИР в области водных ресурсов для федеральных государственных нужд»:

– Проект «Разработка научно-обоснованного комплекса водохозяйственных мероприятий для обеспечения устойчивого функционирования водохозяйственных систем, рационального использования водных ресурсов в условиях маловодья (в том числе затяжного) на примере бассейнов Волги и Кубани» (Тема – «НИР-04», 2006–2007 гг.).

– Проект «Разработать концепцию «Водные ресурсы как стратегический фактор развития экономики России на долгосрочную перспективу» (Тема – «НИР–06», 2006–2008 гг.).

– Проект «Исследование современного состояния и научное обоснование методов и средств обеспечения устойчивого функционирования водохозяйственного комплекса Нижней Волги и снижения рисков вредного воздействия вод» (Тема – «НИР–02», 2007–2008 гг.)

– Базовый проект МПР РФ 10–У3–03 «Формирование приоритетных направлений научных исследований в системе Минприроды России, соответствующих стратегическим потребностям водохозяйственного комплекса Российской Федерации, в соответствии с Водной стратегией Российской Федерации на период до 2020 года»  и ряду других проектов.

Апробация работы. Основные положения диссертации, результаты и выводы  исследований докладывались автором на Международных, Всесоюзных, Всероссийских, Межрегиональных конференциях, конгрессах  и симпозиумах. В их числе: Всесоюзное совещание по рассмотрению комплексной программы экономического и социального развития Срединного региона в связи с территориальным перераспределением  водных ресурсов (Москва, 1983);   Всесоюзное совещание «Совершенствование системы управления и контроля использованием и охраной вод  СССР на базе объединенных региональных ВХС» (Свердловск, 1987); Межреспубликанская научно-методическая конференция «Оптимизация структуры производства в АПК» (Рига, 1990); Международный симпозиум “Природные и социально-экономические  последствия разработки и управления водными ресурсами” (Москва, 1995); 3,4,5,6,7,8 Международные конгрессы «Вода: экология и технология» ЭКВАТЭК (Москва 1998, 2000, 2002, 2004, 2006, 2008); The Second  International Iran and Russia Conference «Agriculture and natural resources» (Moscow, 2001); The 3-d International Iran and Russia Conference «Agriculture and natural resources» (Moscow, 2002); УI Всероссийский гидрологический съезд (Санкт-Петербург, 2004); Международная научная конференция «Экстремальные гидрологические события в Арало-Каспийском регионе» (Москва, 2006); Международная научно-практическая  конференция  «Роль обустройства сельских территорий в обеспечении устойчивого развития АПК» (Москва, 2007);  Всероссийская конференция «Обоснование устойчивого функционирования водохозяйственных комплексов» (Краснодар, 2007); Всероссийская научно-практическая  конференция «Водные ресурсы Волги: настоящее и будущее, проблемы управления»   (Астрахань, 2007); Международная научно-практическая  конференция «Роль мелиорации и водного хозяйства в реализации национальных проектов» (Москва, 2008); Всероссийская научно-практическая  конференция «Стратегические проблемы водопользования России» (Азов, 2008); Международная научно-практическая  конференция «Роль мелиорации в обеспечении продовольственной и экологической безопасности России» (Москва, 2009); Конгресс 11–го Международного научно-промышленного форума «Великие реки – 2009». (Н. Новгород, 2009);  Всероссийская конференция «Водные проблемы крупных речных бассейнов и пути их решения» (Барнаул, 2009); Всероссийская конференция «Проблемы безопасности в водохозяйственном комплексе России» (Краснодар, 2010); Заседание Гидрологической комиссии Московского отделения Русского географического общества (май 2011); Международная научно-практическая  конференция «Проблемы развития  мелиорации и водного хозяйства и пути их решения» (Москва, 2011); Всероссийская конференция «Устойчивость водных объектов, водосборных и прибрежных территорий; риски их использования»  (Калининград, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 54 работы, в том числе 2 монографии, глава в коллективной монографии, 24 публикации в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка использованной литературы. Объем диссертации составляет  280 страниц текста, включая  35 рисунков  и 42 таблицы. Список литературы содержит 229 наименований.

Автор благодарен д.т.н. М.В. Болгову, под руководством которого он проводил исследования в Институте водных проблем РАН, за всестороннюю поддержку его инициатив при выполнении данной работы. Сотрудничество с Г.Х. Исмайыловым способствовало определению направлений научных исследований и поиску путей их решений. Автор признателен сотрудникам лаборатории моделирования поверхностного стока за всемерную помощь в работе.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

         Во введении обосновывается актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследований, показаны научная новизна, практическая значимость работы и личный вклад автора, представлены основные положения, выносимые на защиту. Также приводятся сведения об апробации и внедрении результатов работы.

Глава 1. Водохозяйственный  комплекс России: понятие, состояние, проблемы

В 1970–1980–х гг. понятия «водохозяйственный комплекс» и  «водное хозяйство»  имели четкие разграничения. Под водохозяйственным комплексом (ВХК) понималась «совокупность предприятий различных отраслей народного хозяйства, совместно использующих водные ресурсы одного водного бассейна», т.е. потребители отрасли водного хозяйства. Под термином «водное хозяйство» понималась «отрасль науки и техники, охватывающая учет, изучение, использование, охрану водных ресурсов, а также борьбу с вредным воздействием вод» или «область деятельности, обеспечивающая управление водными ресурсами с целью удовлетворения нужд населения и народного хозяйства в воде, их рациональное использование и охрану от загрязнения, засорения, истощения, эксплуатацию водохозяйственных систем, а также предупреждение и ликвидацию вредного воздействия вод». В таком понимании это была отрасль хозяйства, предназначенная для удовлетворения потребителей в воде надлежащего качества. Позднее эти понятия стали смыкаться.

Таким образом,  водохозяйственный комплекс можно представить как комплекс отраслей и производств, состоящий из обеспечивающей водой и потребляющей воду систем. Обеспечивающая система включает водный фонд, объединяющий все водные объекты, и водохозяйственное производство, состоящее из русловых сооружений по формированию, регулированию и территориальному перераспределению стока, воспроизводству водных ресурсов, а также водозаборов и сооружений по защите от вредного воздействия вод. Потребляющая система включает сооружения по технолого-биологическому и социально-бытовому водопользованию и его рационализации, а также сооружения по очистке и отведению сточных вод.

Установленное Водным кодексом (2006 г.) понятие «водопользователь» (физическое лицо или юридическое лицо, которым предоставлено право пользования водным объектом) может быть условно разделено на две группы: первая – лица, которые существенную часть вовлекаемой в технологический процесс воды расходуют безвозвратно, и вторая – лица не изымающие воду из водного объекта, но нуждающиеся для своей деятельности в поддержании определенных уровней, расходов и качества воды в водном объекте. К водопотребителям относят коммунальное хозяйство городов, промышленность (в т.ч. теплоэнергетику), сельское хозяйство (водоснабжение сельских населенных мест и животноводческих ферм, орошение земель, обводнение пастбищ, влагозадержание на неорошаемых землях), прудовое рыбоводство. К водопользователям относят гидроэнергетику, водный транспорт, лесосплав, рыбное хозяйство внутренних водоемов, водные рекреации, водные и околоводные экосистемы (природоохранные попуски), здравоохранение (санитарные попуски), осушение земель.

В водопотребление входит не только использование воды непосредственно потребителем, но и потери воды на испарение и фильтрацию из водохранилищ и каналов. С точки зрения использования и охраны водных ресурсов производственная деятельность водопотребителей характеризуется: общим водопотреблением (суммой забора свежей и оборотной воды), забором свежей воды (пресной или морской), забором оборотной воды, водоотведением, безвозвратным водопотреблением,объемами сброса загрязнений, тепловым загрязнением.

Жилищно-коммунальное хозяйство (ЖКХ), связано с водообеспечением и водоотведением населенных пунктов и проживающим в них населением, коммунально–бытовых и частично промышленных предприятий. Услугами централизованного водоснабжения обеспечено 31% всех населенных пунктов России, а услугами централизованной канализации – всего 6%, в том числе в городах – соответственно 100% и 98% населения, в поселках – 96% и 81%, в сельских населенных пунктах всего 30% и 5%. В настоящее время состояние водопроводно-канализационного хозяйства оценивается как кризисное – износ основных средств колеблется от 50 до 70%, при этом ежегодно степень износа увеличивается на 2–3%.

В 2008 г. около четверти  жилого фонда России не было обеспечено водопроводом, а 27%  не оборудовано централизованной канализацией. При этом объемы ввода в действие новых водопроводных сетей по сравнению с 1990 г. снизились в 5 раз. Подача воды из подземных источников составляет менее 40% общего объема воды, поданной в водопроводные сети, что намного ниже, чем в большинстве европейских стран. Обеспеченность централизованных систем водоснабжения сооружениями предочистки и водоподготовки составляет лишь 60% общего количества водозаборных сооружений. Средний по России уровень потерь воды в сетях водоснабжения превышает 19%  объема воды, поданной в сеть. Если в странах Западной Европы удельное бытовое водопотребление составляет ~ 150 литров на человека в сутки, то в России оно превышает 250–500 л/сутки, что объясняется огромными объемами протечек воды во внутридомовой сети. Существенные потери воды происходят из-за аварий, число которых в 2–3 раза превышает показатели европейских стран.

Экологическое состояние рек и водоемов в Росси неудовлетворительное. В 2007 г. более 28% проб санитарного состояния водных объектов (водоемы 1 категории), используемых в качестве источников питьевого и хозяйственно-бытового водопользования населения, не соответствует гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям, и более 21% проб – по микробиологическим показателям. Из года в год динамика этих показателей не улучшается. Около 60% канализационных очистных сооружений  перегружено, 38% эксплуатируются 25–30 и более лет  и требуют срочной реконструкции.

На промышленных предприятиях обрабатывающих производств вода используется на самые различные нужды, но преимущественно ее используют для следующих целей: – от 70 до 90% воды используется в качестве хладоагента, охлаждающего продукцию в теплообменных аппаратах, или для защиты отдельных элементов машин и установок  от чрезмерного нагрева; – от 10 до 20% воды теряется за счет испарения или входит в состав произведенной продукции; – от 5 до 13% воды используется для очищения продукции или сырья от примесей (протравка стали, очистка текстиля, пищевых продуктов и т.д.), а также в качестве транспортирующей среды (в бумажной промышленности для транспортирования сырой бумажной массы в виде водной суспензии, при гидравлической добыче угля и рудных полезных ископаемых). Коэффициент оборота воды в обрабатывающих отраслях промышленности в целом превышает 90%. Загрязненных сточных вод с 2006 по 2008 гг.  стало сбрасываться в водные источники на 13 % меньше, но и количество нормативно очищенных сточных вод снизилось на 17%.

Технологии, применяемые при добыче полезных ископаемых, условно можно разделить на две группы: технологии по добыче угля и рудных полезных ископаемых и  технологии добычи нефти и газа. Наиболее распространенным способом добычи угля и рудных полезных ископаемых является гидравлическая добыча, при которой рудная порода разрушается и перемешивается с водой, образуя пульпу. Далее пульпа откачивается с помощью специальных насосных станций и фильтруется. В рамках технологий добычи нефти и газа вода закачивается в нефтегазоносный пласт через специальные скважины, что позволяет повысить давление нефти и газа и увеличивает ресурс нефтяной или газовой скважины. В отрасли объем использования свежей воды  в 2007 г. по сравнению с 2005 г. снизился на 25%, объем сброса сточных вод – на 20%, а Коб вырос с 91 до 93.7%. Часть сточных  вод этих предприятий сбрасывается на рельеф местности, поля фильтрации, в накопители и подземные горизонты.      Серьезный ущерб окружающей среде наносится разливами нефти и пластовой воды вследствие прорывов трубопроводов, основной причиной которых является коррозия металла.

Теплоэнергетика находится на первом месте по объемам забора воды из природных источников и ее использования. Выделяют три вида тепловых электростанций:  – конденсационные (КЭС), в которых отработанный пар, прошедший через турбину, охлаждается, конденсируется и вновь поступает в котел; – теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), в которых отработанный пар используется для отопления; – атомные электростанции (АЭС), которые действуют по принципу КЭС и отличаются типом использования топлива (вместо органического – ядерное). В теплоэлектростанциях вода используется для следующих целей:  – получения пара в котлах, парогенераторах, ядерных реакторах кипящего типа, испарителях, паропреобразователях; –  конденсации отработавшего в паровых турбинах пара;  – охлаждения различных аппаратов и агрегатов ТЭС и АЭС;  – производства отопительной воды;  – удаления золы и шлака  на электростанциях, работающих на твердом топливе. Основная часть воды используется для охлаждения конденсаторов турбин. На тепловых электростанциях используются два типа водоснабжения: прямоточные системы и последовательные и оборотные системы. Водным Кодексом РФ 2006 г. (статья 60) запрещено проектировать системы прямоточного водоснабжения.

После преодоления кризиса в отрасли объем выработки электроэнергии ежегодно растет. Наибольший рост производства электроэнергии за 2001–2008 гг. отмечается на тепловых станциях – 22.8%, на атомных станциях – 19%, на ГЭС – всего 1.2%. Объем использования воды для нужд электроэнергетики в 2008 г. составил более 32 км3 воды и превысил показатель 2005 г. на 11.8%. Увеличение расхода воды из систем оборотного и повторно-последовательного водоснабжения привело к росту экономии свежей воды с 70.2 до 73%.

Гидроэнергетика. По установленной мощности ГЭС и по производству электроэнергии на ГЭС Россия занимает пятое место в мире. Однако доля производимой ГЭС электроэнергии не превышает 18% всей производимой электроэнергии в России. Главной причиной слабого освоения гидроэнергетического потенциала в России является его значительное удаление от потребителя электроэнергии – 90% потенциала сосредоточено на реках Сибири и Дальнего Востока. Принцип комплексного использования водных ресурсов потребовал осуществлять освоение гидроэнергетического потенциала крупных и средних рек, как правило, путем строительства каскадов гидроэлектростанций.

Одним из препятствий на пути дальнейшего развития строительства ГЭС является их негативное влияние на окружающую среду (затопление земель, изменение климата, ущерб рыбному хозяйству и т.д.). Водохранилищами в России было затоплено 4.6 млн. га, в том числе 1.7 млн. га сельскохозяйственных угодий и 2.2 млн. га лесов. Значительные средства тратятся на переселение людей и перенос предприятий. Всего из зон затопления было переселено 840 тыс. человек, в том числе 600 тыс. человек с обжитой территории будущих водохранилищ на Волге и Каме (Асарин, 2008).

В настоящее время  на 80 крупнейших ГЭС России эксплуатируются 420 гидроагрегатов, из которых 170 достигли 40–летнего рубежа (в т.ч. 70 агрегатов эксплуатируются более 50 лет) и нуждаются в замене. Много плотин находится в неудовлетворительном состоянии, т.к. эксплуатируются без ремонта и реконструкции более 30 лет (Румянцев, 2008). К 2015 г. боле 70% имеющихся мощностей ГЭС будет эксплуатироваться за пределами нормативного срока.

Сельское хозяйство – один из основных потребителей среди видов экономической деятельности по общим (16% суммарного использования) и особенно по безвозвратным изъятиям воды. Количество используемой свежей воды сельским хозяйством России на протяжении 1980–х годов несмотря на заметный рост производства продукции было довольно стабильным – 25–29 км3. С началом вхождения экономики России в сферу рыночных отношений объем используемой свежей воды стал неуклонно снижаться, опустившись в 2000 г. до 13.6 км3, а в 2007 г. до 11.6 км3 (с учетом прудового рыбоводства, ранее входившего в отрасль сельского хозяйства).

Степень износа основных фондов на многих мелиоративных системах и ГТС достигает 60%. Свыше половины оросительных систем нуждаются в проведении работ по реконструкции и повышению их технического уровня. Большая часть магистральной и распределительной оросительной сети выполнена в земляном русле, потери воды на фильтрацию достигают 40% от объема водозабора. Только 30% протяженности каналов имеют противофильтрационные облицовки. Из общей площади орошаемых угодий не используется в сельскохозяйственном производстве почти 0.5 млн. га (11%), в значительной степени по причине засоления и заболачивания почв. Площадь орошаемых земель в целом по России снизилась с 6.2 млн. га в 1990 г. до 4.3 млн. га в 2008 г., а площадь фактически политых земель – с 4.9 млн. га до 2.4 млн. га  (рис.1). Причина – неисправность внутрихозяйственной сети, вышедшей из строя поливной техники и отсутствие возможности ее замены, ухудшение ремонтной базы.

Рис. 1.  Динамика площади орошаемых земель по федеральным округам РФ, тыс. га (числитель – 1991 г., знаменатель – 2008 г.)

         Сельскохозяйственное водоснабжение базируется преимущественно на подземных водах (85–90 %). В 2007 г. централизованным водоснабжением было охвачено 30% сельских населенных пунктов, при этом площадь жилищ в сельской местности, оборудованная водопроводом, составляла 43%. Техническое состояние большинства локальных систем водоснабжения далеко от нормального – 55 % из них нуждается в техническом улучшении, в т. ч. более 30% – в реконструкции. Износ групповых водопроводов в настоящее время доходит до 70%. Протяженность сельских водопроводных сетей в 2007  г. составляла  4.9 м на одного жителя, должно же быть, как свидетельствует практика, 12–15 м. Население некоторых регионов, где отсутствуют подземные воды питьевого качества, снабжается привозной водой.

Населенные пункты и животноводческие фермы часто получают воду не соответствующую установленным требованиям, так как не обустроены сооружениями по улучшению качества подаваемой воды. Лишь 5% сельских населенных пунктов имеют канализационные сети, а через очистные сооружения проходит около 60–70% образующихся сточных вод. Сточные воды объектов животноводства практически не подвергаются очистке и наносят значительный урон качеству природных вод и окружающей среде.

В общих объемах уловов водных биологических ресурсов на долю внутренних водоемов за последние 20 лет приходится 7–8%. С 2000 г. по 2007 г. улов рыбы во внутренних водоемах сократился на 14%.  В федеральной собственности находится 22.5 млн. га озер, 4.3 млн. га водохранилищ, ~ 1 млн. га сельскохозяйственных водоемов комплексного назначения, 143 тыс. га прудов и 523 тыс. км рек. В то же время для развития аквакультуры используется не более 5–6% этого фонда. Значительный урон рыбному хозяйству наносят неконтролируемый вылов рыбы и браконьерство. Выпуск молоди ценных промысловых видов рыб в естественные водоемы и водохранилища Российской Федерации увеличился с 5.2 млрд. штук в 1996 г. до 6.6 млрд.  в 2000 г. и 7.7 млрд. в 2007 г.

Внутренний водный транспорт включает речной флот и необходимую инфраструктуру для его обслуживания. Речной флот используется для перевозки грузов и пассажиров по внутренним водным путям. Основным его преимуществом является возможность доставки грузов и пассажиров в труднодоступные регионы. Текущее состояние водных путей характеризуется низкой долей путей с гарантированными габаритами (47%). Протяженность водных путей, оборудованных знаками судоходности, систематически снижается. Грузооборот речного транспорта России в 2007 г. сократился по сравнению с уровнем 2005 г. и особенно 1995 г.  Объем  перевозки пассажиров после 2000 г. постоянно снижался, однако в 2007 г. наметился его рост. Отмечается заметное старение парка судов.

Водные объекты – излюбленное место для отдыха, спорта, оздоровления людей. В последние годы масштабы рекреационной деятельности на водных объектах постоянно растут, чему способствует совершенствование транспортных коммуникаций. В Российской Федерации на берегах рек и водоемов расположено ~ 60% всех санаториев, > 80% учреждений отдыха, 60% туристических баз и 90% рекреационных объектов для  пригородного отдыха. С 2000 г. наблюдается рост туристской активности на внутреннем водном транспорте. На долю пассажиров на туристских и экскурсионно-прогулочных маршрутах приходится четверть всех перевозок пассажиров на этом виде транспорта и почти 70% их пассажирооборота. В 2007 г. на туристских маршрутах было перевезено в 2.4 раза больше пассажиров, чем в 2000 г., а на экскурсионно-прогулочных – в 1.7 раза больше.

Основными проблемами, стоящими перед водохозяйственным комплексом России в современных условиях, являются: – неудовлетворительное состояние хозяйственно-питьевого водоснабжения; – расточительное водопользование с высоким удельным расходом воды; – неудовлетворительное качество воды в водных объектах; – значительный материальный ущерб от негативного воздействия вод; – низкая эффективность системы государственного управления водным хозяйством, значительное сокращение финансирования научных исследований и проектных работ; – плохое техническое состояние основных фондов водохозяйственного комплекса; – несовершенство  законодательной базы, отсутствие полноценного экономического механизма рационального водопользования.

Глава 2. Тенденции использования и охраны водных ресурсов в России.

Многообразие задач и проблем, стоящих перед водным хозяйством, требовало тщательного изучения водных ресурсов, их регулирования и управления на основе достоверной информации о состоянии водопользования населением и отраслями экономики. К числу первоочередных задач гидрологии, требующих решения, относятся тщательный анализ и перепроверка  данных водохозяйственной статистики с целью получения объективной оценки антропогенного воздействия на водные ресурсы.

В 1960–е  и 1970–е гг. обобщение материалов по использованию и охране водных ресурсов выполнял  Минводхоз РСФСР, который регулярно публиковал ежегодники. Однако более достоверные сведения по использованию воды отдельными водопотребителями (особенно в сельском хозяйстве)  стало возможно получать только в результате внедрения отчетности по статистической форме № 2-ТП (водхоз). После нескольких лет подготовительных работ с 1980 г. начали публиковаться сборники основных показателей использования вод.

В начальный период изменялись критерии отнесения сточных вод к разным категориям чистоты, принципы отнесения используемой воды к «свежей» и «повторно используемой», и т.д. Данные об объемах транзитных вод, забираемых из природных источников в бассейнах одних рек, но используемых  предприятиями, расположенными в бассейнах других рек, публиковались нерегулярно. В объемы водных ресурсов, забираемых из подземных источников, в 1980–е гг. часто не включались шахтно-рудничные воды. Нерегулярно публиковались данные об использовании свежей воды для нужд прудового рыбного хозяйства и использовании морских вод. Был существенно затруднен анализ водоотведения несопоставимостью данных в результате изменения содержания категорий.

Все эти разночтения потребовали огромной работы по проверке отчетности по использованию и охране водных ресурсов, как для отдельных регионов России, отраслей экономики, так и для бассейнов крупных рек. При экспертизе первичных материалов   выявлялись ошибки, двойной счет или, наоборот, неучет использования воды отдельными водопользователями. Были внесены принципиальные коррективы в рядах показателей, которые, как правило, относились к первой половине 1980–х гг.

В 1970–е гг. отмечается резкий рост забора свежей воды, относительная его стабилизация  до 1991 г.  и значительное снижение в последующем, более резкое в начале 1990-х гг. (с ежегодным уменьшением на 5–8%) и замедленное в конце 1990-х гг. (3–4%) (рис.2).

Рис. 2. Динамика забора свежей воды по видам источников и секторам экономики, км3: а) 1 – поверхностные воды,  2 – подземные воды, б)  1 – ЖКХ,  2 –  сельское хозяйство, 3 – промышленность и другие отрасли (строительство, транспорт и т.д.).

Снижение забора воды из поверхностных источников происходило до 2004 г., после чего наметился его незначительный рост, который произошел главным образом в энергетическом секторе в результате роста производства электроэнергии.  В 1970–е гг., когда не был налажен учет шахтно-рудничных вод, на долю подземных вод приходилось 6.5–7.5 % общего водозабора, к концу 1980–х  гг. эта доля увеличилась до 13% и остается примерно на этом уровне.

Известный  интерес  представляет анализ структуры водозабора по секторам экономики. За исследуемый период объем забора свежей воды ЖКХ  вырос более чем в 2 раза (он увеличивался даже  в годы  кризиса). Удельный вес забираемой воды этой отраслью в общем объеме водозабора вырос с 9 % в 1970 –е гг. до 19 % к середине 1990–х гг. В середине 2000–х гг. этот показатель составлял уже ~ 23%, после чего стал снижаться. Для сельского хозяйства  и промышленности характерен резкий рост забора  в 1970–е гг., относительная стабильность в 1980–е гг. и значительное снижение после 1991 г. в связи с экономическим кризисом. Во второй половине 1990–х гг. темпы падения водозабора заметно уменьшились, а в 2005–2008 гг. отмечался его рост в промышленности.

В 1980–е гг. потери свежей воды при транспортировке от водоисточников до места использования составляли  8.5–9.5 км3. В 1990–е гг. потери постепенно снижались и сейчас не превышают 8 км3, что составляет 8.6 %  объема забора свежей воды. Значительные ее объемы теряются в процессе использования, особенно в сельском хозяйстве.

Среди отраслей экономики наиболее водоемкая – промышленность. В настоящее время доля используемой ею воды составляет 61–62%  общего водопотребления. Объем использования воды  на производственные нужды во всех отраслях промышленности России заметно вырос (с 52 до 63 км3) в первой половине 1970–х гг. (рис.3). Во второй половине 1970–х гг. водопотребление промышленности вернулось к исходному значению. На протяжении 1980–х гг. оно находилось примерно на этом же уровне, несмотря на рост производства во всех отраслях промышленности.

Рис. 3. Динамика использования воды в промышленности России на производственные нужды, км3: 1 – свежая вода, 2 – оборотная и повторно–последовательно используемая вода, 3 – коэффициент оборота воды, %.

Такая стабилизация потребления свежей воды связана с активным введением мощностей оборотного и повторно-последовательного водоснабжения – с 1970 по 1990 г. в этих системах водоснабжения объем использования воды увеличился с 60 до 167 км3, или в 2.8 раза. С 1991 по 2000 г. использование свежей воды в промышленности России на производственные нужды сократилось с 50 до 36 км3, оборотной и повторно- последовательной – со 168 до 131 км3, а суммарное водоснабжение – с 219 до 168  км3. В 2008 г. эти показатели составили соответственно 37, 141 и 178 км3.

Важнейший показатель эффективного использования воды в отраслях материального производства – коэффициент оборота воды Коб. За 25 лет (1970–1995 гг.) в целом по промышленности России он вырос с 53 до 78%, за последующие 13 – на 1%.  Наибольший Коб в последнее время наблюдается в черной металлургии и топливной промышленности (95.5%), химической и нефтехимической промышленности (91%),  цветной металлургии (90%), наименьший – в легкой промышленности (67%), электроэнергетике (73%), что обусловлено особенностями технологических процессов.

Наиболее водоемкая отрасль промышленности –  электроэнергетика, причем доля водопотребления этой отраслью все более возрастает. Если в 1985 г. в электроэнергетике использовалось 63 % общего объема потребляемой промышленностью свежей воды, то в 2000 г. уже 77 %, а в 2008 г. – 82%.

Максимальный  объем использования воды на хозяйственно-питьевые нужды  в России отмечен в 1991 г. – 14.7 км3. Далее он постоянно сокращался и в 2008 г. составил 11.3 км3. В последние годы во многих городах проводится комплекс водосберегающих мероприятий по рациональному расходованию воды в жилищном фонде. Он включает в себя реконструкцию и наладку систем водоснабжения жилых микрорайонов, устранение утечек в подводящих и внутридомовых сетях, установку регуляторов расхода воды, установку водосберегающей санитарно-технической арматуры и квартирных водосчетчиков, совершенствование системы учета воды. В среднем по России с 2000 по 2008 г. суточное  водопотребление горожан снизилось на 51 л.

Крупнейший потребитель свежей воды – сельское хозяйство, в первую очередь орошаемое земледелие. С 1970 по 1990 гг. площадь орошаемых сельскохозяйственных угодий возросла с 1.97 до 6.16 млн. га, или в 3.1 раза, а площадь фактически политых угодий  – с 1.74 до 5.23 млн. га (рис.4).

Рис. 4.  Динамика орошаемых сельскохозяйственных угодий (1),  фактически политых земель (2) и объема воды, использованного на орошение (3).

 Однако с начала 1990–х гг. площадь политых  угодий стала резко сокращаться. Основные причины – отсутствие необходимого финансового обеспечения отрасли; резкое удорожание стоимости электроэнергии и услуг водохозяйственных организаций; передача части орошаемых земель в собственность слабым в финансовом отношении крестьянским хозяйствам; отсутствие оборудования, запасных частей, разрывы трубопроводов, ухудшение ремонтной базы в связи с нарушением устойчивых хозяйственных связей и, как следствие, неисправность оросительной сети и техники на значительной площади. Если в 1980–е гг. поливалось 82–83 % орошаемых земель, то сейчас не более 57%. Объем воды, используемой на орошение земель, сократился с 21 до 8 км3.

Системы сельскохозяйственного водоснабжения предназначены для удовлетворения в питьевой воде потребностей населения, животных в общественном и личных секторах, работников перерабатывающих и обслуживающих отраслей АПК. С 1970 по 1990 г. объем использования воды на эти нужды вырос в 3.5 раза (с 1.2 до 4.1 км3).  Однако в последующие годы  этот показатель стал резко сокращаться. Связано это прежде всего с резким падением в общественном секторе   поголовья крупного рогатого скота, свиней, овец и коз.

Тенденции в изменении объемов сточных вод аналогичны тенденциям изменения водопотребления как в целом по России, так и по отдельным отраслям. В структуре сточных вод удельный вес загрязненных вод вырос с 36 %  в 1989 г. до 40%  в 1998 г. В последующие годы этот показатель стал поступательно сокращаться, снизившись к 2008 г.  до 33%.

Количество  основных загрязняющих веществ (ЗВ), сброшенных со сточными водами за 1991-2008 гг.  снизилось в  3–8 раз, а количество нефтепродуктов, свинца, ртути, кадмия, пестицидов – более  чем в 10 раз. При этом количество ЗВ, поступающих со сточными водами ЖКХ, промышленности, сельского хозяйства, снизилось по большинству ингредиентов  соответственно в 2–3,  5–8 и 1.5–2 раза. Наибольшее влияние на сокращение поступления ЗВ в водные объекты России  оказало снижение объемов промышленного производства в период экономического кризиса.

Снизилась также и рассредоточенная по водосборной территории антропогенная нагрузка.  Количество вносимых органических и минеральных удобрений сократилось в целом по России с 1990  по 2007 г. в 8 и почти в 7 раз соответственно, а количество пестицидов –  в 3 раза. Несмотря на снижение контролируемой массы поступающих ЗВ, улучшения качества поверхностных и подземных вод в целом не наблюдается. Это можно объяснить следующими причинами:  значительными запасами ЗВ в почвах и грунтах, оставшихся с прежних времен; продолжающимся увеличением загрязненности урбанизированных территорий; усиливающейся интенсивностью эрозионных процессов и увеличением твердого стока в поверхностные водные объекты; участившимся нарушением водного законодательства; ростом чрезвычайных ситуаций в результате аварий и катастроф в промышленности, ЖКХ и на транспорте.

Глава 3. Закономерности изменения водопотребления в бассейне Каспийского моря (1970–2008 гг.)

Одной из актуальных задач на сегодняшний день является оценка объема безвозвратного водопотребления в бассейнах рек, впадающих в Каспийское море, и его прогноз на перспективу в зависимости от различных сценариев социально-экономического развития общества (Березнер, 1985; Водные ресурсы России, 2008; Воропаев и др., 2003; Кудинов, Степанова, 1989; Раткович, 2003;  Шикломанов, 1989; Шикломанов, Георгиевский, 2000). Из всех антропогенных факторов, влияющих на элементы водного баланса Каспийского моря, наибольшее влияние оказывают факторы, связанные с уменьшением стока в результате непосредственных заборов воды из водотоков или подземных горизонтов, дренируемых реками, для хозяйственных нужд. Значительные потери стока происходят также в результате строительства и эксплуатации водохранилищ на реках, впадающих в море. В связи с этим, в данной главе исследована динамика изменения этих факторов по основным рекам бассейна Каспия.

На рисунке 5 показаны собранные и обобщенные автором основные показатели водопользования в бассейне Волги. Объем использования воды на производственные нужды к 2008 г. сократился по сравнению с серединой 1980–х гг. в 1.5 раза. Наиболее резко сокращение водопотребления произошло в орошаемом земледелии – в 6 раз, так как площадь фактически политых земель в бассейне Волги   по нашим расчетам сократилась с 1.8–2.0  до 0.65 млн. га и значительно снизилось количество поливов.  В настоящее время в Центральном Черноземье и большинстве регионов Приволжского федерального округа оросительные нормы не превышают  30–40% требуемой величины.

Анализ изменения объема безвозвратного водопотребления в бассейне Волги показал, что в этом процессе четко выделяется четыре неравнозначных по времени периода. С 1970  до середины 1980–х гг. в результате резкого роста  забора воды для удовлетворения растущих потребностей промышленности, ЖКХ и особенно орошаемого земледелия объем безвозвратного водопотребления и потерь увеличился втрое – с 5 до 15 км3 (рис. 4е). С середины  1980–х гг. до 1995 г. объем безвозвратного водопотребления был довольно стабильным и колебался в пределах 13–14 км3, а  далее неуклонно снижался до 7 км3 в 2004 г. В последующие  годы этот показатель не изменился, что говорит о новой стабилизации.

Дополнительные потери на испарение с поверхности построенных волжских и камских  водохранилищ в средний по водности год составляют 7–8 км3. В целом безвозвратное водопотребление на водосборе в современных условиях с учетом потерь на испарение с поверхности водохранилищ оценивается в 15.5–16 км3 , что составляет ~ 6% нормы годового стока Волги.

Для расчетов объемов водопользования в 1970–е гг. по бассейну Куры использовалась информация из архивных источников Минводхоза СССР и Минводхозов Армении, Азербайджана и Грузии. С 1980 г. до распада СССР данные публиковались в ежегодных изданиях ЦНИИКИВР и Государственного водного кадастра.   Для расчетов объемов водопользования  в бассейне Куры в постсоветский период привлекалась информация министерств охраны окружающей среды, статистических и экологических организаций  государств Южного Кавказа. Объем забора свежей воды и безвозвратного водопотребления в бассейне поступательно снижался с начала 1990–х гг. до


Рис. 5. Динамика забора воды из водных объектов (а) и его использования (б), в частности на хозяйственно–питьевые (в) и производственные нужды (г), орошение и обводнение (д), безвозвратного водопотребления (е) в бассейне Волги.


 2002 г. (в 2 раза). С 2002 по 2007 г. объем безвозвратного водопотребления вырос с 8.3 до 11 км3.

Согласно Л.Ф. Сотниковой (1989) в верховьях бассейна Куры на территории Ирана и Турции объем безвозвратного водопотребления за 1985–2005 гг. должен был увеличиться с 1.5 до 2.0 км3. Наши расчеты показывают, что фактически объем водопотребления рос существенно быстрее, чем предполагалось ранее. В последние десятилетия население и экономика Турции развивались бурными темпами, что с учетом повышения качества жизни требовало опережающего развития инфраструктуры, в том числе водной. С 1970 по 2005 г.  население Турции выросло более чем в 2 раза. В 2008 г. общее водопотребление (ирригация, муниципальное и промышленное водоснабжение) в турецкой части бассейна Куры и Аракса составило 1.7 км3 (Turkey Water Report 2009), а безвозвратное водопотребление, по–видимому, около 1.5 км3.

В Иране также отмечался значительный рост населения. По состоянию на 2000 г. в иранской части бассейна р. Аракс проживало 2.4 млн. человек. В бассейне Аракса орошается 237 тыс. га земель. Объем изымаемых водных ресурсов в бассейне составляет около 3 км3, из которых 90% идет на нужды сельского хозяйства, а остальные ресурсы распределяются между коммунальным хозяйством, промышленностью, горной отраслью и рыбным хозяйством (Transboundary Diagnostic Analysis Aras River Basin).

На уровень 2000 г. в турецкой и иранской частях бассейна Куры из водных источников изымалось 4.5 км3 (в основном для  орошения земель), а безвозвратное водопотреблении составляло около 4 км3. Это в 2 раза выше, чем предполагалось к 2005 г., так как потребовалось резко увеличить производство продовольствия для быстрорастущего населения этих стран.

В бассейне р. Терек  сокращение забора воды из источников и безвозвратного водопотребления началось в начале 1980-х гг. и продолжалось до конца 1990-х гг. Наиболее водоемкий сектор экономики бассейна Терека – сельское хозяйство (60-80% общего водопотребления). В 1970–е и начале 1980–х годов объем безвозвратного водопотребления неуклонно рос (с 5.3 до 6.5–7.0  км3). С середины 1980–х годов начал сокращаться объем  забора воды сельским хозяйством.  До 1997 г. объем безвозвратного водопотребления снизился в 2.3 раза (с 6.5 до 2.8 км3) из–за разразившегося экономического кризиса и боевых действий в Чечне, В последующие годы в результате устойчивого экономического роста в регионах бассейна он снова стал расти и в 2002–2008 гг.  составлял около 4.5 км3.

В бассейнах Сулака, Самура (дагестанская часть) и мелких рек Дагестана, также как и в большинстве южных регионов, основная часть водных ресурсов использовалась для орошения земель (70–80% общего объема). В последние годы по нашим оценкам объем безвозвратного водопотребления составлял около 1.5 км3.

В 1970–е гг. наблюдался трехкратный рост  объем безвозвратного водопотребления в бассейнах Самура (азербайджанская часть) и мелких рек Азербайджана (с 0.6 до 1.7 км3). На протяжении последующих 15 лет этот показатель колебался в пределах 1.3–2.0 км3, резко снизившись во второй половине 1990–х гг. В 2005–2007 гг. он находился на уровне 0.7 км3.

Для расчета объемов водопользования в казахской части р. Урал после распада СССР привлекались материалы Министерства охраны окружающей среды, Комитета по водным ресурсам Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан. Структура использования воды в российской и казахской частях бассейна Урала существенно отличаются. На территории  российской части бассейна, где на основе богатой минерально-сырьевой базы развиты черная и цветная металлургия, газодобыча и газопереработка, химическая промышленность, энергетика, основная часть водных ресурсов (~ 87%) используется на производственные,  11%  на хозяйственно–питьевые нужды и менее 1% на орошение земель. В казахской части бассейна Урала в настоящее время лишь 7% объема воды используется на производственные нужды, ~ 8 на хозяйственно–питьевое водоснабжение городского населения и сельскохозяйственное водоснабжение, 44 – на регулярное и лиманное орошение и 41% – на нужды прудового рыбного хозяйства.

В период поступательного социально-экономического развития объем безвозвратного водопотребления  в бассейне Урала неуклонно повышался и достиг к началу 1980–х гг. 3.0 км3  против 2.2 км3  в 1970 г. В кризисный период  развития общества он снизился  в два раза (с 2.8  в 1989 г. до 1.4 км3 в 1999 г.) и в 2004–2008 гг. находился в пределах 1.3–1.6 км3.

В Каспийское море с иранского побережья впадает более 40 рек. Суммарная площадь водосборов рек иранского побережья составляет ~ 163 тыс. км2, длина береговой линии побережья  ~ 620 км. В пределах рассматриваемого региона проживает > 16% населения Ирана. Воды прикаспийских рек интенсивно используются для обеспечения нужд населения, промышленности, сельского хозяйства. Всего за 30 лет население Ирана увеличилось более чем в 2 раза, причем рост городского населения шел опережающими темпами. Площадь орошаемых земель также быстро росла, а забор воды из источников для нужд экономики и населения увеличился с 45 км3 в 1975 г. до 93.3 км3 в 2003 г.

Предполагалось, что к 2005 г. площадь орошаемых земель в бассейнах прикаспийских рек Ирана превысит 1 млн. га, а  забор воды для этих нужд возрастет до 9.5 км3 (Николаева, Решетникова, 1989). Однако уже в 1998 г. только в двух прикаспийских провинциях  из семи (Мазандаран и Гилан) площадь орошаемых земель превысила 1.2 млн. га. По нашим расчетам к 2005 г. площадь орошаемых земель в прибрежной зоне превысила 1.5 млн. га, а забор воды для хозяйственных нужд превысил 16–17 км3. Наибольшее по масштабам влияние хозяйственной деятельности проявилось в бассейне р. Сефидруд, годовой сток которого сократился на 27% (Лахиджани, Красножон, 1998). У некоторых малых рек в сухом сезоне под влиянием  хозяйственной деятельности сток полностью прекращается. Тенденция к сокращению стока будет сохраняться и впредь. Это связано в основном с увеличением коммунально-бытового и промышленного водопотребления, так как почти все пригодные для орошения земли освоены.

Обобщив полученные ранее ряды по основным показателям водопользования в бассейнах рек Каспийского моря, расположенных в странах СНГ, приходим к следующим выводам. Забор воды из водных объектов на территории СНГ вырос с 57  в 1970  до 75 км3 в 1981 г. (в основном за счет развития орошения) и в течение 9-10 лет был относительно стабильным. После 1991 г. в обстановке наступившего социально-экономического кризиса объем водопотребления стал регулярно падать, снизившись к 2001 г. до 50 км3. В последние семь лет отмечается стабилизация водозабора (рис. 6).

Аналогичная тенденция отмечается и для показателя безвозвратного водопотребления на территории СНГ. Объем безвозвратного водопотребления и потерь (с учетом потерь на испарение с поверхности водохранилищ) на постсоветском пространстве в бассейне Каспийского моря за 10 лет (1970–1980 гг.) вырос с 32 до 47 км3 и до 1991 г. оставался стабильным (45–49 км3). В последующие годы кризиса он стал резко снижаться, достигнув в 2002 г.  32 км3. В последние годы устойчивого экономического роста во всех государствах СНГ отмечается небольшой рост этого показателя.

Рис. 6.  Динамика забора воды из водных объектов (1) и безвозвратного водопотребления (2) в бассейнах рек Каспийского моря в пределах стран СНГ.

На территории Ирана и Турции за весь исследуемый период отмечался неуклонный рост забора воды из источников для нужд развивающейся экономики и быстрорастущего населения. С 1970 по 2008 г. по расчетам автора объем безвозвратного водопотребления вырос в этом регионе Каспия с 6 до13 км3. В целом по бассейну Каспийского моря объем безвозвратного водопотребления вырос с 38 км3 в 1970 г. до 57 км3 в 1990 г. К 2002 г. он снизился до 44 км3, но позже в результате возрождения экономики он вновь стал расти  и составил в  2008 г. 47.4 км3 (рис.7)

Рис. 7. Объем безвозвратного водопотребления в результате хозяйственной деятельности и потерь на испарение с поверхности водохранилищ в бассейне Каспийского моря, км3/год (числитель – 1990 г., знаменатель – 2008 г.)

Итак, только за 1970-2008 гг. и только в результате непосредственных заборов воды из водотоков для хозяйственных нужд и дополнительных потерь на испарение с поверхности водохранилищ Каспийское море недополучило более 1900 км3 воды.

Для оценки изменения водопотребления в бассейне Каспийского моря на  ближайшую и отдаленную перспективу проведен анализ программ экономического и социального развития, а также национальных программ развития в области использования водных и земельных ресурсов  стран, входящих в бассейн. Уже сейчас во всех речных бассейнах Каспийского моря, кроме Волги, наблюдается дефицит водных ресурсов, тормозящий социально-экономическое развитие регионов. В этих условиях дальнейшее поступательное развитие стран немыслимо без разнообразных мер (экономических, правовых, организационных, технологических и  т.п.), направленных на экономию воды в экономике  и быту и снижение показателей удельного водопотребления. На основе анализа программ развития водного хозяйства можно сделать вывод о том, что заметного роста водопотребления в бассейне моря в близкой и средней перспективе не предвидится.

Глава 4. Пространственно–временные закономерности изменения водоемкости  экономики России и стран мира.

Одним из важнейших путей обеспечения устойчивого развития должно стать ресурсосбережение, снижение ресурсоемкости производства. Высокая ресурсоемкость экономики, существующая во многих странах, предопределяет возникновение ряда глобальных проблем человечества: грядущее истощение некоторых природных ресурсов, загрязнение окружающей среды, низкую эффективность хозяйства (Глазовский, 1993). Наряду с расчетом энергоемкости, материалоемкости производства важное значение имеет и оценка водоемкости производства, так как без использования воды невозможно производство большинства важнейших продуктов, а ее неиспользуемые запасы во всем мире стремительно истощаются.

Водоемкость определяется как отношение расхода свежей воды к объему произведенной продукции в натуральном или стоимостном выражении, а размерность этого показателя – м3/т, м3/шт., м3/тыс. руб. Базовая характеристика эффективности использования водных ресурсов экономикой – водоемкость  валового внутреннего продукта (ВВП).  Водоемкость ВВП, как и любого другого макроэкономического показателя, – обобщенная характеристика, отражающая в своей динамике всю совокупность изменений не только эффективности производственных процессов в водной инфраструктуре, но и эффективности использования других производственных ресурсов, а также отраслевой структуры экономики. Анализ водоемкости экономики России целесообразно проводить в разрезе крупных отраслевых водопотребителей –  промышленности, сельского хозяйства и ЖКХ, каждый их которых имеет свою специфику водопользования, а также в региональном разрезе.

На промышленность приходится 62% общего водопотребления. Среди отраслей промышленности России наиболее водозатратная – электроэнергетика. Занимая лишь 5–10% в общем выпуске промышленной продукции в стоимостном выражении, эта отрасль потребляет в настоящее время ~ 80% свежей воды, используемой в промышленности. С начала  1990–х гг. в связи с заметным сокращением производства энергии  потребление свежей воды в электроэнергетике стало снижаться (за 8 лет на 9.5 км3). С 1999 г. в этой отрасли отмечается рост использования свежей воды в результате увеличения выработки электрической и тепловой энергии.

Во всех остальных отраслях промышленности, кроме электроэнергетики, с 1991 по 2008 г. объем использования свежей воды сократился почти в 3 раза – с 20 до 7 км3. В 1990–е гг. это было связано с экономическим кризисом, после 1998 г. –  с ростом оборотного водоснабжения. Коэффициент оборота воды в среднем во всех отраслях промышленности, кроме электроэнергетики, достиг в 2008 г. 91.7%.

Итак, сокращение водопотребления в 1990–е гг. было обусловлено общей экономической дестабилизацией в стране. Согласно расчетам автора с 1990 по 1996 г. выпуск промышленной продукции в России снизился в 2.3 раза. При этом производство электроэнергии сократилось за шесть лет лишь на 22%, а в большинстве добывающих и обрабатывающих отраслей промышленности падение производства было обвальным – в 2–3 раза. После дефолта 1998 г. началось возрождение экономики, прервавшееся мировым кризисом 2008 г.

С 1980 по 1990 г. водоемкость продукции промышленности России по свежей воде снизилась с 138 до 105 м3 (1.3 раза) При этом в электроэнергетике расход свежей воды снизился в 1.25 раза (с 1690 до 1350 м3),  а во всех остальных отраслях, кроме электроэнергетики,  в 1.5 раза (рис. 8.) Начиная с 1997 г. отмечается неуклонное снижение водоемкости промышленности. За 1997–2008 гг. в среднем по России расход свежей воды на 1 тыс. руб. продукции снизился более чем вдвое – со 162 до 77 м3, расход оборотной воды  сократился в 1.8 раза (с 515 до 277 м3), а суммарное водоснабжение – в 1.9 раза (с 676 до 354 м3). Объясняется это, прежде всего, ускоренным ростом маловодоемких отраслей промышленности. Однако удельный расход свежей воды в электроэнергетике за эти годы вырос на 7%, а расход оборотной воды вырос на 9%. В этой отрасли крайне медленно вводятся новые мощности с современным ресурсосберегающим оборудованием. В то же время во всех остальных отраслях промышленности, кроме электроэнергетики, водоемкость по свежей воде снизилась в 3.3 раза (с 47 до 14 м3/тыс. руб.), по оборотной воде – в 2 раза (с 240 до 119 м3/тыс. руб.), а суммарное водоснабжение – в 2.2  раза.

Рис. 8. Динамика водоемкости продукции промышленности (1), электроэнергетики (2), и суммарно отраслей промышленности, кроме электроэнергетики (3), м3/тыс. руб. (цены 1990 г.).

Количество используемой свежей воды сельским хозяйством России на протяжении 1980–х гг., несмотря на заметный рост производства продукции, был довольно стабильным (25–29 км3). С началом вхождения экономики России в сферу рыночных отношений объем используемой свежей воды стал неуклонно снижаться, опустившись в 2008 г. до 11 км3. Рассчитаем водоемкость производства за 1980–2007 гг. как для сельского хозяйства в целом, так и отдельно для отраслей растениеводства и животноводства.

В 1980–х гг. поступательный рост сельскохозяйственного производства и одновременное улучшение технологии водопользования, целенаправленная борьба с непроизводительными потерями воды привели к тому, что водоемкость продукции сельского хозяйства России снизилась с 400–450 до 300 м3/тыс. руб. (цены 1983 г.). В 1990–е гг. сельское хозяйство России подверглось сильному кризису, и, несмотря на снижение водопотребления, водоемкость сельскохозяйственной продукции росла опережающими темпами. К 1995 г. этот показатель вырос до 500 м3/тыс. руб. За 1999–2007 гг. ежегодно отмечался рост производства продукции при постоянном, хотя и незначительном, сокращении потребления воды. В результате, показатель водоемкости снизился  до 249 м3/тыс. руб., что существенно ниже, чем в конце 1980–х гг. (рис.9).

Рис. 9. Динамика показателя водоемкости сельского хозяйства России в целом (1), животноводства (2) и  растениеводства (3), м3/тыс. руб.

По нашим расчетам  в начале 1980–х гг. в животноводстве использовалось 5–5.5 км3 воды, а к  началу 1990–х гг. уже 8.5 км3.  Далее, в связи с резким падением поголовья животных, потребление воды  стало резко сокращаться, опустившись в 2007 г. до 3.3 км3, при этом основным потребителем в  отрасли стало прудовое рыбоводство (55%). В начале 1980–х гг. на 1 тыс. руб. продукции животноводства расходовалось 140–160 м3 воды. Далее до 1996 г. этот показатель повышался. В 1990–е гг. отрасли был нанесен жесточайший урон – за семь лет производство животноводческой продукции сократилось почти в 3 раза. В итоге, в 1997 г. водоемкость животноводства составляла 370 м3/тыс. руб. Позже началось снижение этого показателя, продолжающееся до сих пор. В 2007 г. на 1 тыс. руб. в животноводстве России было израсходовано 160 м3, что несколько выше уровня начала 1980–х гг.

Совсем по другим законам изменялся показатель водоемкости в растениеводстве. В 1980–е гг. рост производства продукции растениеводства происходил при одновременном снижении вод     опотребления за счет внедрения водосберегающих технологий и сокращения потерь воды. Все это привело к устойчивому снижению показателя водоемкости с 750–900 до 520 м3/тыс. руб. С 1989 по 1998 г. в результате кризиса в мелиорации водопотребление упало с 17.2 до 9.5 км3, однако еще более резкий спад производства в растениеводстве привел к повышению  водоемкости в 1998 г до 730 м3/тыс. руб. Позже отмечалось ежегодное снижение водоемкости отрасли. В 2007 г. она составила 322 м3/тыс. руб., что более чем вдвое ниже уровня 1998 г. Однако эти удельные показатели не должны слишком обольщать, так как в абсолютном выражении с орошаемых земель сейчас собирают меньше продукции, чем 30 лет назад.

Удельное использование воды на хозяйственно–питьевые нужды городского населения России росло быстрыми темпами в 1970–е и первой половине 1980–х гг., когда  оно увеличилось с 232 до 363 л/сутки на человека (табл.1). В последние годы во многих городах проводится комплекс водосберегающих мероприятий по рациональному расходованию воды в жилищном фонде. После 2000 г. отмечается повсеместное снижение среднесуточного водопотребления, за исключением Волго-Вятского и Дальневосточного районов.

Таблица 1.  Динамика удельного использования воды на хозяйственно–питьевые нужды по экономическим районам России, л/сутки на человека.

Экономический район

1970

г.

1975

г.

1980

г.

1985

г.

1990

г.

1995

г.

2000

г.

2005

г.

2007

г.

2008

г.

Северо-Западный

271

317

413

448

361

351

334

319

310

295

г. Санкт-Петербург

397

417

458

505

413

384

333

334

331

311

Северный

246

313

377

426

404

325

312

309

Центральный

283

303

406

413

421

426

368

358

328

312

г. Москва

405

429

597

560

515

613

434

434

384

351

Волго-Вятский

196

222

276

275

281

266

271

275

261

265

Центрально-Черноземный

194

216

250

323

330

317

344

361

323

311

Поволжский

234

256

309

365

369

346

348

319

305

303

Северо-Кавказский

180

251

335

395

397

347

358

294

282

274

Уральский

204

245

275

353

345

349

384

349

340

331

Западно-Сибирский

186

234

269

307

306

310

311

302

293

281

Восточно-Сибирский

282

300

320

323

333

364

331

261

254

252

Дальневосточный

146

180

244

322

322

340

285

302

284

293

Калининградская обл.

237

266

273

321

331

324

315

271

273

275

Россия

232

265

319

363

362

360

348

324

307

297

 

При анализе эффективности использования водных ресурсов по регионам России обобщающим показателем водоемкости экономики является водоемкость валового регионального продукта (ВРП), рассчитываемая как  удельный расход воды на 1 тыс. руб. ВРП. В 2006 г. расход свежей воды на 1 тыс. руб. ВРП (в текущих ценах)  колебался от 1.4 м3 в Центральном федеральном округе  до 9.6 м3 в Южном округе (табл.2).

Суммарный расход воды (свежей + оборотной) изменялся от 6.3 до 13.5 м3. Обусловлены эти различия особенностями структур как производства ВРП, так и водопотребления. Низкие удельные показатели расхода воды в Уральском и Центральном округах обусловлены, в первую очередь, высокой выработкой ВРП на 1 человека в этих регионах.  Кроме того, здесь незначителен расход воды в сельском хозяйстве. Высокий расход свежей воды в Северо–Западном округе обусловлен, прежде всего, наличием здесь мощных предприятий энергетики с прямоточной системой охлаждения агрегатов, а в Южном округе – большим объемом водопотребления на орошение (319 м3/человека). На высоких удельных показателях суммарного расхода воды в Приволжском округе отразились, главным образом, большие затраты оборотной и повторно используемой воды на предприятиях металлургии и энергетики.

Таблица 2.  Изменчивость показателей эффективности использования воды и влияющих на них экономических и водохозяйственных показателей по федеральным округам России в 2006 г.

Федеральный округ

Расход свежей воды на тыс. руб. ВРП, м3

Расход свежей и оборот–ной воды на тыс. руб. ВРП, м3

Производ-ство электроэ- нергии на тыс. руб. ВРП, кВтч

Исполь-зовано воды на орошение на 1 чел., м3

К об

, %

Доля промыш-ленности и сельско-го хозяйства в ВРП, % 

Доля торговли и услуг в ВРП, %

Выработ-ка ВРП на 1 чел., тыс. руб.

Центральный

1.4

6.3

28.6

1.1

85.8

24.8

48.4

210.9

Северо-Западный

5.4

10.4

45.9

0.1

52.1

38.5

24.7

160.0

Южный

9.6

13.5

43.1

318.6

62.1

36.7

25.4

70.7

Приволжский

2.9

11.8

54.3

6.4

80.8

51.0

21.2

116.0

Уральский

1.1

9.6

43.4

0.8

93.5

57.9

21.9

308.5

Сибирский

3.6

10.7

86.3

10.7

71.2

48.2

19.1

122.0

Дальневосточ-ный

1.8

7.8

41.9

3.6

84.2

36.2

21.1

150.7

Россия

2.8

9.2

44.7

54.4

78.8

39.8

31.3

156.7

Помимо крупнорегиональной оценки эффективности водопользования несомненный интерес представляет и пространственная дифференциация аналогичных показателей по территории субъектов Российской федерации. Анализ показывает, что наиболее низкие показатели расхода свежей воды на 1

тыс. руб. ВРП (до 1 м3) наблюдаются или в северных сырьевых регионах с высокой выработкой ВРП на 1 работающего в результате высоких цен и огромных объемов добычи полезных ископаемых (Ненецкий АО, Тюменская обл., Республика Саха Якутия, Чукотский и Корякский АО), или в регионах с

сельской специализацией и неразвитой водной инфраструктурой (республика Алтай, Агинский–Бурятский, Эвенкийский, Усть–Ордынский АО). Высокие показатели водоемкости по свежей воде (20–30 м3/тыс. руб.) отмечаются в субъектах федерации с развитой энергетикой (Ленинградская, Костромская области) и орошаемым земледелием (Республика Дагестан, Республика Калмыкия) (рис.10).

Рис. 10.  Расход свежей воды в расчете на 1 тыс. руб. валового регионального продукта в регионах Уральского и Южного федеральных округов, м3.

Оборотной и повторно–последовательно используемой воды на 1 тыс. руб. ВРП больше всего (35–60 м3)  расходуется в тех регионах, где расположены атомные электростанции (Смоленская, Курская, Тверская, Саратовская области).

Автором были проанализированы зависимости удельных показателей использования свежей воды (У1) и суммарного водоснабжения (У2) на 1 тыс. руб. ВРП в 2006 г. по 87 субъектам федерации от ряда экономических и водохозяйственных показателей этого года: производства электроэнергии на 1 тыс. руб. ВРП (Х1); объема использования воды на орошение в расчете на душу населения (Х2); коэффициента оборота воды (Х3); доли промышленности и сельского хозяйства в структуре ВРП (Х4); доли торговли услуг в структуре ВРП (Х5); производства ВРП в расчете на 1 человека (Х6).

В результате осуществления процедуры расчета зависимых случайных величин У1 и У2 от вышеуказанных факторов Х1…Х6 и отсеивания факторов, оказавшихся несущественными при проверке статистической значимости  их коэффициентов регрессии, получены следующие уравнения множественной регрессии:

У1 = 1.18 + 0.036 Х1 + 0.030 Х2                               R = 0.774 ± 0.043,

У2 = 2.41 + 0.166 Х1 + 0.025 Х2                                 R = 0.889 ± 0.022.

Итак, наибольшее влияние на эффективность использования свежей воды оказывают производство электроэнергии в регионе в расчете на 1 тыс. руб. ВРП и расход воды на орошение. 60% вариации показателя водоемкости по территории России объясняется изменчивостью этих двух факторов. Еще более тесная связь с этими факторами  обнаружена для показателя общей водоемкости (свежая + оборотная) – 79% его вариации по территории России связано именно с их изменчивостью.

В речах высокопоставленных чиновников неоднократно упоминается о значительном  (кратном) отставании  России от передовых стан мира по показателю расхода воды на единицу валового внутреннего продукта. Для корректного сравнения показателя удельного расхода воды на единицу ВВП между странами необходимо подходить с единых методических позиций к расчету как показателя ВВП, так и показателей использования водных ресурсов.  Рассмотрим методические подходы к корректному определению показателей как ВВП, так  и водопотребления, в целях получения объективных оценок этих показателей для разных стран.

Для оценки экономического потенциала различных стран мира, выявления различий в уровне экономического благосостояния населения этих стран на наш взгляд необходимо использовать расчеты ВВП по паритету покупательной способности (ППС)  валют, осуществляемые в рамках программы международных сопоставлений ВВП. Они получены по итогам весьма трудоемких, длительных и постоянно проверяемых расчетов  и представляют собой коэффициенты, характеризующие соотношение между ценами сравниваемых стран, позволяющие корректные межстрановые сопоставления как общего объема ВВП, исчисленного методом конечного использования, так и его основных составляющих. В данной работе автор использовал расчеты ВВП по ППС, проведенные Организацией  стран экономического сотрудничества и развития  (htpp://www.oecd.org) и Всемирным банком (http:// devdata.worldbank.org).

Значительную трудность представляет расчет показателей использования водных ресурсов в различных странах мира. Возможности статистического сопоставления водопользования в России и в других странах ограничены минимальным числом показателей. Причины этого – организационно-методологические различия учета использования воды в каждой стране. Общепризнанные международные стандарты и методы статистических сравнений  до настоящего времени не выработаны. По уровню организации сбора и обработки данных, а также по детализации показателей информация по водопользованию в большинстве стран мира в настоящее время значительно уступает российской статистике. Отечественная учетно-отчетная система, созданная в 1970–1980 гг., – крупное достижение не только нашей, но и мировой статистической теории и практики (Думнов, 2007).

В различных публикациях, (например – Доклад о мировом развитии 1999/2000; Россия и страны мира. 2006), широко используются данные по водопользованию Института мировых ресурсов. На наш взгляд,  для расчета показателей современной водоемкости к ним следует подходить с большой осторожностью. Во–первых, они представлены за длительный диапазон времени (1980–2000 гг.). За этот период ВВП в быстро развивающихся странах увеличивается в 2–3 раза и показатели водоемкости будут несопоставимы. Во–вторых, как показал анализ автора, показатель «годовое потребление пресной воды» часто включает забор и морской воды. Более надежные и современные, хотя и по менее ограниченному числу стран, – данные Евростата (htpp://epp.eurostat.ec.europa.eu), где дается разбивка объемов изымаемых водных ресурсов как  по источникам водоснабжения, так и по секторам экономики. Также надежны данные организации стран экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) (htpp://www.oecd.org) и Статкомитета СНГ (htpp://cisstat.com). В отдельных случаях были использованы  материалы национальных изданий статистических и  водохозяйственных организаций некоторых стран. Эти материалы перепроверялись по различным источникам.

Водопотребление в различных странах мира изменяется по своим законам – как по направленности изменения (рост, стабилизация или снижение), так и по темпам развития этих процессов. Был выполнен анализ изменения водопотребления (забор пресной воды) в различных странах мира за 1980–2005 годы. Существенное снижение водопотребления произошло как в странах испытывающих в определенные периоды экономические трудности (Республика Чехия, Польша, Румыния, Россия), так и в странах интенсивно внедряющих водосберегающие технологии или использующих значительные объемы морских вод (Дания, Швеция, Финляндия). Существенный рост  водопотребления (в 1.5–1.7 раза) произошел в некоторых развитых и развивающихся странах (Австралия, Корея, Египет), но особенно значителен (в 2–2.6 раза) он был в Греции и Турции, главным образом за счет освоения новых орошаемых земель. В большинстве развитых стран (США, Канада, Япония, Франция, Испания)  водопотребление было стабильным, или изменилось за 25 лет не более чем на 10% в сторону увеличения или уменьшения.

Исходя из вышеуказанных методических подходов,  представим расчет показателя водоемкости экономик 69 развитых и развивающихся стран. Для сопоставления расчетным является 2007 г.  В указанных странах проживает 80% населения мира, поэтому  диапазон колебания показателя водоемкости отражен достаточно полно. Следует отметить, что расчет водоемкости проводился для объема изымаемой пресной воды  и стран, в которых забор морской воды не превышает  забора пресной воды.

Водоемкость ВВП в рассматриваемых странах колеблется от 4 (Ирландия) до 911 (Узбекистан) м3/тыс. долл. Прежде всего бросается в глаза разница в водоемкости стран с высоким (более 25 тыс. долл. на человека), средним (10–25 тыс. долл.) и низким  (1.5–10 тыс. долл.) уровнем душевого производства ВВП. Внутри каждой группы, как отмечалось в (Данилов–Данильян, Лосев, 2006), водоемкость ВВП и обобщаюшие показатели эффективности водопользования зависят прежде всего от структуры экономики (доли водоемких отраслей) и ее технологического уровня.

В первой группе стран минимальные показатели водопотребления на производство единицы ВВП отмечены в странах с небольшим потреблением воды сельским хозяйством (Норвегия, Ирландия, Швейцария, Англия, Германия и т.д.), а максимальные – в странах с развитой ирригацией и энергетикой (США, Канада, Италия, Греция, Португалия, Саудовская Аравия). Те же выводы характерны и для второй группы стран (Польша, Хорватия, Латвия, Беларусь – с одной стороны, и Иран, Казахстан, Уругвай, Эстония – с другой). Влияние уровня развития страны и объема забора воды сельским хозяйством на величину водоемкости экономики представлено в комбинационной таблице 3.

Таблица 3. Группировка стран мира по уровню развития экономики и объему забора воды сельским хозяйством на душу населения

Группы стран по уровню развития экономики

Подгруппы стран по объему забора воды сельским хозяйством, м3/чел.

Число стран

ВВП на душу населения, долл. США

Забрано воды сельским хозяйством, м3/чел.

Водоемкость (забрано пресной воды), м3

/ тыс. долл.

Высокий

до 100

10

35427

21

11,7

100-500

7

32264

379

24,0

более 500

6

43534

614

32,8

в среднем по группе

23

37847

379

25

Средний

до 100

10

15592

24

19,8

100-500

5

14119

271

41,0

более 500

7

14128

780

68,3

в среднем по группе

22

14388

452

49

Низкий

до 100

5

4401

43

38,9

100-500

6

5344

264

75,0

более 500

13

2922

704

271,6

в среднем по группе

24

4219

459

136

Всего

69

11287

444

60

Среди бедных стран максимальные показатели водоемкости  отмечаются в странах Центральной Азии – Узбекистане, Кыргызстане и Таджикистане, которые в 2–3 и более раз превышают показатели других стран. Так, в Узбекистане, несмотря на абсолютно схожие показатели душевого дохода  с Индией и Вьетнамом  и незначительные площади посевов самой влаголюбивой культуры – риса, затраты воды на единицу ВВП превышают показатели этих стран соответственно в 3.3 и 2.5 раза. 

Автором были проанализированы зависимости удельных показателей забора пресной воды (У) на 1 тыс. долл. США ВВП в 2007 г. по 69 странам мира от ряда экономических и водохозяйственных показателей этого года: производства электроэнергии на 1 тыс. руб. ВВП (Х1); объема использования воды на орошение в расчете на душу населения (Х2); производства ВВП в расчете на 1 человека (Х3), удельного веса промышленности и сельского хозяйства в структуре ВРП (Х4); В результате осуществления процедуры расчета зависимой случайной величины У  от  вышеуказанных факторов   и отсеивания факторов, оказавшихся несущественными при проверке статистической значимости  их коэффициентов регрессии, получено следующее уравнение множественной регрессии:

У = 0.190 Х1 + 0.196 Х2             R = 0.786 ± 0.046

Итак, наибольшее влияние на эффективность использования пресной воды в мире оказывают производство электроэнергии в стране в расчете на 1 тыс. долл. ВВП и расход воды на орошение в расчете на 1 человека. 62% вариации показателя водоемкости объясняется изменчивостью этих двух факторов. К числу самых водозатратных  относятся страны, где основную часть продовольствия невозможно получить без орошения. Примером для них является Израиль, где применяются самые передовые технологии орошения, непроизводительные потери пресной воды сведены к минимуму, а также широко практикуется повторное использование очищенных сточных вод.

Рассмотрим динамику изменения водоемкости ВВП по ряду крупных стран, имеющих надежную статистику водопотребления за относительно длительный период времени. Во всех странах, как с растущим водопотреблением, так и со стабильным или снижающимся водопотреблением, отмечается снижение водоемкости ВВП, что указывет на решающую роль темпов экономического развития.  Наиболее быстро  снижается  водоемкость ВВП (более 5.5% в среднем за год) в Китае, отличающемся максимальными темпами экономического роста. Во всех остальных странах среднегодовое снижение водоемкости находится в пределах 2.6–3.9% (рис. 10).

При общей тенденции снижения водоемкости ВВП в отдельные периоды в некоторых странах отмечается рост этого показателя, объясняющийся различными причинами. В России, как указывалось выше, на рост водоемкости ВВП в 1990–е годы повлиял разразившийся экономический кризис. В Греции и Турции рост водоемкости во второй половине 1990–х годов связан в первую очередь с увеличением изъятия пресной воды для нужд сельского хозяйства.

После 1998 г. ВВП России стремительно растет. За 10 лет его объем, рассчитанный в долларах США по ППС вырос в 2.6 раза. Однако объемы забора и использования пресной воды в этот период неуклонно сокращались (за исключением последних четырех лет). Учитывая два этих разнонаправленных процесса, водоемкость ВВП России стремительно сокращается. За 10 лет она снизилась почти в 3 раза и в 2008 г. была уже ниже, чем показатель водоемкости ВВП США (при обоснованном предположении о сохранении тенденций водопотребления США за последние 3–4 года).

  Рис. 10. Изменение водоемкости экономики в различных странах мира: страны с растущим водопотреблением (а и б), страны со стабильным и  снижающимся водопотреблением (в).

Глава 5. Антропогенные воздействия на водные ресурсы России: современные и перспективные оценки

Главным антропогенным фактором, воздействующим на водные ресурсы больших речных систем и регионов, является забор, использование воды на различные хозяйственные нужды и водоотведение в водные объекты, для чего создан мощный водохозяйственный комплекс. Для того чтобы оценить состояние водных ресурсов любого региона, прежде всего необходимо иметь данные о водопотреблении в этом регионе и его динамике за многолетний период. Под полным водопотреблением понимают объем водозабора из водных объектов. Под безвозвратным водопотреблением понимают разницу между водозабором и объемом воды, поступившей после использования обратно в водные объекты. Обычно этот объем отождествляют с объемом сброса или водоотведения. Располагая данными о водопотреблении, можно характеризовать состояние водных ресурсов, которое определяется путем сопоставления имеющихся в данном регионе водных ресурсов с объемами используемой воды, а также с численностью населения.

Таким образом, нагрузка на водные ресурсы любого региона характеризуется коэффициентом использования водных ресурсов К исп , равным отношению в процентах величины полного водопотребления к возобновляемым

водным ресурсам. Современные данные по оценке водных ресурсов получены в ГГИ путем обобщения материалов многолетних наблюдений гидрометеорологической сети Росгидромета, что позволило получить надежную информацию по их среднемноголетним характеристикам  и динамике во времени для всех субъектов и федеральных округов РФ по годам за период 1930–2005 гг. Суммарные среднемноголетние возобновляемые водные ресурсы России достаточно велики и оцениваются в 4324 км3 /год (второе место в мире), однако имеется целый ряд субъектов РФ, которые располагают весьма ограниченными водными ресурсами (в основном в Центральном и Южном ФО).

Для анализа состояния водных ресурсов в любом регионе или бассейне может быть применена  классификация по коэффициенту использования водных ресурсов К исп  или нагрузки на водные ресурсы– от низкой нагрузки (К исп <10%) до критически высокой (К исп >60%) (Водные ресурсы России.., 2008). Кроме того, состояние водных ресурсов может оцениваться по величинам водообеспеченности, под которой понимается количество, воды, приходящейся на одного жителя. Для этого показателя также существует своя классификация. В таблице 4 представлены расчеты показателя современной нагрузки на водные ресурсы по федеральным округам относительно среднемноголетних водных ресурсов. В Центральном округе нагрузка на общие водные ресурсы превышает 10%. По отношению к местным водным ресурсам Южный ФО имеет очень высокую нагрузку на водные ресурсы, а Центральный ФО – умеренную.

Согласно представлениям специалистов ФГУП «Российский научно–исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», коэффициент использования водных ресурсов рассчитывается как отношение водозабора на хозяйственные нужды к минимальной водности рек в лимитирующий зимний период. По нашим расчетам на уровень 2008 г. в бассейнах рек Волга, Терек, Томь, Тобол отмечается умеренная нагрузка на водные ресурсы, в бассейне р. Кубань – высокая, в бассейнах Дона и Урала–очень высокая (рис.11).

Таблица 4. Водные ресурсы и коэффициент их современного использования в федеральных округах

Федеральный округ

Средние водные ресурсы км3/год за период 1930–2005 гг.

Забрано пресных водных ресурсов в ср. за 2005–2008 гг., км3/год

Нагрузка на водные ресурсы в 2005–2008 гг. %

местные

приток

общие

местные

общие

Центральный

108

22.3

131

13.2

12.2

10.1

Северо–Западный

554

65.0

619

7.7

1.4

1.2

Южный

53.3

570

323

25.5

47.8

7.9

Приволжский

173

113

286

11.2

6.5

3.9

Уральский

385

217

601

5.0

1.3

0.8

Сибирский

1277

59.1

1336

10.2

0.8

0.8

Дальневосточный

1566

295

1861

1.6

0.1

0.1

Итак, распределение водных ресурсов по территории страны и периодам года крайне неравномерно. На многих участках бассейнов рек, даже в целом малонагруженных, таких как Обь, Енисей, Лена, в маловодные периоды отдельных лет наблюдаются значительные дефициты водных ресурсов. Россия имеет очень неравномерное внутригодовое распределение возобновляемых водных ресурсов, в отличие от большинства крупных стран.

Нагрузка на водные ресурсы в годы экономической реформы существенно снизилась. В 1980–е гг. потери свежей воды при транспортировке от водоисточников до места использования составляли  8.5–9.5 км3. В 1990–е гг. потери в связи со снижением изъятия воды из источников постепенно уменьшались и сейчас не превышают 8 км3, что составляет 8.6%  объема забора свежей воды. Больше всего воды теряется в орошаемом земледелии (до 25 %  водозабора).

К настоящему времени как за рубежом, так и в нашей стране накоплен определенный опыт по прогнозированию водопотребления отдельных отраслей экономики и других показателей развития водного хозяйства. Прогнозирование объемов водопотребления и водоотведения входило в состав балансовой оценки водных ресурсов при разработке комплексных программ и схем их рационально использования и охраны, а также в исследованиях по прогнозированию альтернативных путей обеспечения водой (Березнер,1982; Благоверов, 1976; Благоверов, Мирошкин, 1974; Воропаев и др., 1986;

Рис. 11. Коэффициент использования поверхностных водных ресурсов по бассейнам основных рек в 2008 г. (отношение водозабора в среднем за год к водности реки в лимитирующий зимний период в процентах).

Вознесенский и др., 1974; Григорьев,1994; Данилов-Данильян,2009; Замахаев, 1979; Измайлова, 1999; Комплексная программа…, 1978; Львович,1982, 1986;; Родзиллер, Воронова, 1982; Уайт, 1973; Шикломанов и др.,2008; Эльпинер, Васильев, 1983; Shiklomanov. (ed.), 2003)

Методика расчета оценок водопотребления на перспективу должна опираться на следующие методические положения.

1.Основной метод расчета потребности в воде по отраслям хозяйства заключается в использовании удельных норм расхода воды на душу населения и на 1 руб. или единицу продукции в натуральном выражении, а также  демографических и социально-экономических прогнозов развития общества.

2. Необходим тщательный всесторонний анализ как можно более широкого круга разработанных основополагающих документов демографического и социально-экономического развития России на перспективу, отраслевых и территориальных прогнозов развития.

3. Применение сценарного подхода развития водохозяйственного комплекса. Сценарий – это модель будущего, в которой описывается возможный ход событий с указанием вероятностей их реализации. Он является инструментом, используемым для разработки прогнозов, в которых будет описано будущее с достаточной полнотой, с учетом всех приоритетов, управляемости, наличия цели и критериев, синергетического эффекта. В сценарии аккумулируется исходная информация, на основе которой должна строиться вся работа по развитию прогнозируемого объекта или процесса.

4. Возможно более полный учет основных факторов, определяющих изменение удельного водопотребления в каждом секторе водного хозяйства и оценка предстоящего изменения этих факторов  в перспективе в результате научно-технического прогресса.

Для оценки предполагаемых изменений объемов водопотребления на среднесрочную перспективу и, следовательно, антропогенной нагрузки на состояние водных объектов, необходимо опираться  на целый ряд уже разработанных документов перспективного планирования социально-экономического развития Российской Федерации в целом, отдельных отраслей и регионов.  Среди основополагающих плановых документов важнейшая роль принадлежит  Концепции долгосрочного социально-экономического развития РФ на период до 2020 год и Концепции совершенствования региональной политики  в Российской Федерации (проект). Эти документы задают тренд социального и экономического развития страны на ближайшее десятилетие, а также описывают пути и способы достижения целевых показателей экономики и изменения качества жизни россиян. Важнейшую роль играют также демографические прогнозы, так как без них невозможно определить потенциальную водообеспеченность россиян в ближайшей перспективе.

Важнейшим специализированным проектным документом на ближайшее десятилетие является Водная стратегия Российской Федерации на период до 2020 года (утверждена распоряжением Правительства РФ от 27 августа 2009 г. № 1235–р). Она определяет основные направления деятельности по развитию водохозяйственного комплекса России, обеспечивающего устойчивое водопользование, охрану водных объектов, защиту от негативного воздействия вод, а также по формированию и реализации конкурентных преимуществ Российской Федерации в водоресурсной сфере.  Водная стратегия закрепляет базовые принципы государственной политики в области использования и охраны водных объектов, предусматривает принятие и реализацию управленческих решений по сохранению водных экосистем, обеспечивающих наибольший социальный и экономический эффект, и создание условий для эффективного взаимодействия участников водных отношений.

Среди отраслевых прогнозов определяющее место принадлежит прогнозам развития энергетики, так как на эту отрасль приходится около 80% промышленного водопотребления. В связи с этим тщательному анализу должна подвергнуться Энергетическая стратегия России на период до 2030 года. При расчетах  перспективного водопотребления в бассейнах рек и регионах важная роль отводится Генеральной схеме размещения объектов электроэнергетики до 2020 года. К числу крупных водопотребителей относятся металлургические и химические отрасли. Здесь существенную помощь окажет анализ таких документов как Стратегия развития металлургической промышленности Российской Федерации до 2020 года и Стратегия развития химической и нефтехимической  промышленности России на период до 2015.

При планировании развития водохозяйственного комплекса в отдельных регионах и бассейнах рек важная роль принадлежит территориальным прогнозам. Из важнейших территориальных прогнозов крупных территориальных образований, выполненных в последние годы, необходимо отметить Стратегию социально–экономического развития Сибири до 2020 года (проект) и Стратегию социально–экономического развития Дальнего Востока и Байкальского региона на период до 2025 года (проект). Также в настоящее время активно разрабатываются Стратегии социально–экономического развития субъектов РФ на период до 2020–2025 годов. К октябрю 2010 г.  на заседаниях Правительства РФ заслушаны и утверждены Стратегии  по 62 субъектам федерации. Важнейшими перспективными документами, увязывающими социально-экономическое развитие территорий с отраслевыми прогнозами и располагаемыми водными ресурсами, являются Схемы комплексного использования и охраны водных объектов в бассейнах важнейших рек, активно разрабатывающиеся сейчас в научных и проектных организациях Федерального агентства водных ресурсов.

Остановимся на некоторых важнейших целевых водохозяйственных показателях  развития  секторов экономики в ближайший прогнозный период. 

Жилищно–коммунальное хозяйство. Согласно Концепции ФЦП «Комплексная программа модернизации жилищно-коммунального хозяйства  на 2010–2020 годы» к 2020 г. будет достигнут уровень полного благоустройства многоквартирных домов и обеспечена надежность и эффективность поставки коммунальных ресурсов за счет масштабной реконструкции и модернизации систем коммунальной инфраструктуры. Удельное водопотребление на 1 человека в сутки в 2015 г. должно составить 258 л (85% от уровня 2008 г.), а в 2020 г. – 182 л (60%). Количество аварий на 1 км сетей в сфере тепло– и водоснабжения  должно сократиться к 2020 г. до 50% от уровня 2008 г.

Достичь такого резкого снижения удельного водопотребления к 2020 г. будет крайне трудно. С 1995 по 2008 г. (13 лет) удельное водопотребление в России на 1 человека снизилось на 63 л/сутки. На предстоящие 12 лет планируется, что удельное водопотребление снизится на 115 л/сутки. Известно, что в любой отрасли в первую очередь используются самые эффективные и дешевые мероприятия. Дальнейшее удельное снижение любого показателя достигается все большим трудом и большими затратами, если только не происходит революционного обновления технологий.

Кроме того, необходимо учитывать региональные особенности. Во многих субъектах федерации с пониженным уровнем благоустройства жилья и низким удельным водопотреблением такого снижения не наблюдалось. Фактически в 35 из 89 регионах (~ 40%) в последние годы наблюдается стабилизация и даже рост удельного водопотребления. Особенно это характерно для Сибири и Дальнего Востока, где такой процесс отмечен в большинстве регионов (14 из 26).

Автором выявлена зависимость  удельного водопотребления в субъектах Российской Федерации от степени благоустройства жилого фонда (рис. 12). По мере роста доли жилого фонда, оборудованного горячим водоснабжением и канализацией, удельное водопотребление в регионах России возрастает в несколько раз. В связи с вышеизложенным, на наш взгляд, к расчетам объемов водопотребления на коммунальные нужды на ближайшие 10–15 лет необходимо подходить дифференцированно, исходя из сложившихся региональных тенденций изменений удельного водопотребления и планов территориального развития по благоустройству жилья.

Рис. 12. Зависимость удельного водопотребления от степени благоустройства жилищного фонда в субъектах РФ  в 2008 г.: а) доля жилой  площади, оборудованная горячим водоснабжением, %; б) доля жилой  площади, оборудованная водоотведением (канализацией), %.

Учитывая региональные особенности динамики удельного водопотребления,  предстоящего изменения численности городского населения  и благоустройства жилого фонда, по нашим оценкам объем использования воды на хозяйственно–питьевые нужды в России к 2020 г. составит 9.7 против 11.3 км3 в 2008 г.

Теплоэнергетика и промышленность. Согласно Энергетической стратегии России на период  до 2030 г. к 2020 году производство электроэнергии на ТЭС и АЭС должно возрасти по сравнению с 2008 г. на 70% и составить 1485 млрд. кВтч.  За 1996–2008 гг. лет удельная водоемкость сократилась на 14%. Во времена СССР при прогнозе удельной водоемкости в теплоэнергетике с 1970 до 1990 гг., предполагалось, что 20 лет она снизится  на20% (Прогноз рационального…, 1972). До 2020 года расписаны все места нового строительства и реконструкции ТЭС и АЭС, известны типы вводимых реакторов и турбин и никаких революционных нововведений за этот короткий срок не предвидится. Учитывая это, резкого снижения удельной водоемкости в энергетике произойти не должно. Она будет зависеть в первую очередь от соотношения темпов ввода новых электростанций с оборотными системами водоснабжения различных типов и темпов вывода старых электростанций с прямоточной системой водоснабжения. По нашим оценкам максимальный объем использования свежей воды в энергетике России к 2020 г. мог бы составить 48–50 км3, но с учетом мирового экономического кризиса 2008–2009 гг., затормозившего развитие экономики России на 3–4 года, он, скорее всего, не превысит 42 км3.

Аналогичные расчеты проведены и для остальных отраслей промышленности, где удельная водоемкость на 1 тыс. руб. продукции снижается в последние годы очень существенно. Суммарный объем использования свежей воды во всех остальных отраслях промышленности к 2020 г. лишь ненамного превысит уровень 2008 г. В целом по промышленности и энергетике объем использования свежей воды к 2020 г. может  составить 48–49 км3. Объем использования воды на прочие нужды (в основном для нужд прудового рыбного хозяйства, а также поддержания пластового давления) за последние 10 лет находится на уровне 4 км3. Учитывая планы развития аквакультуры в России, мы предполагаем, что к 2020 г. эта цифра возрастет до 6 км3.

Сельское хозяйство. В мире шестая часть земель мелиорирована и с них получают 40–50% всех производимых сельскохозяйственных продуктов. В России на 1 января 2008 г. площадь мелиорированных земель составляла 9.1 млн. га (в т.ч. 4.3 млн. га орошаемых и 4.8 млн. га осушаемых) или < 6% угодий. В 1980–е годы мелиоративная отрасль давала > 30% продукции земледелия, в настоящее время – всего 15%.

Основным программным документом, определяющим развитие мелиорации на ближайшую перспективу, является Концепция федеральной целевой программы «Развитие мелиорации сельскохозяйственных земель России на период до 2020 года» (проект). Согласно Концепции существует три варианта восстановления, технического перевооружения, реконструкции и развития  мелиоративного комплекса России: инерционный, инновационный и форсированный. С точки зрения оценки природных, техногенных и социальных рисков, а также потребности в инвестициях, разработчики Концепции считают, что наиболее приемлем вариант инновационного развития.

При оценке потребности в водных ресурсах для развития орошения разработчики Концепции опирались на прогнозы ВНИИГиМ и ГГИ.  Однако по прогнозу ВНИИГиМ планировалось орошать и отводить воду с 6.0 млн. га, что существенно выше, чем предусматривается в Концепции (4.9 млн. га). Для орошения запланирована водоподача в объеме 29 км3  в год, в том числе для риса 8.1 км3 (Водная стратегии агропромышленного комплекса России на период до 2020 г.) Итак, при увеличение поливной площади с современных 2.4 млн. га (2008 г.) до 4.5 млн. га в 2020 г. (из них 1 млн. га предполагается орошать сточными водами), или на 87%, объем водозабора для орошения возрастает с 12 км3  до 29 км3 или в 2.4 раза. То есть предполагается, что удельный забор воды на 1 га поливаемой площади возрастет на 30%. При этом в Концепции декларируется внедрение систем нового поколения, использование высокоэффективных способов, средств и технологий орошения, позволяющих существенно экономить водные ресурсы (на 30–40%).

Прогноз ГГИ основывался на данных по развитию орошения, принятых в «Концепции развития комплексных мелиораций и повышения продуктивности мелиорированных земель», разработанной Россельхозакадемией в 2004 г. В этой старой Концепции предусматривалось доведение площади орошаемых земель к 2020 г. до 10.2 млн. га, а водозабор для орошения этой площади по расчетам ГГИ должен был составить ~ 25 км3 (Водные ресурсы России.., 2008).

Итак, разработчики ссылаются на два документа, в которых заложены параметры развития орошения, отличающиеся от Концепции ФЦП до 2020 г. Рассчитаем прогнозный объем водопотребления, учитывая сложившиеся тренды орошения и планируемые площади земель, принятые за основу в Концепции ФЦП.

При расчете площадей политых земель исходили из того, что для южных регионов страны удельный вес площади политых земель превысит 90% площади наличных земель, для остальных регионов он будет в пределах 80–85%. Итак, к 2020 г. площадь орошаемых земель в Южном ФО должна составить 2230 тыс. га, Приволжском ФО – 1180, Сибирском ФО – 670, Центральном ФО – 550 тыс. га. Площадь политых земель к этому сроку возрастет соответственно до 2090, 1000, 570 и 450 тыс. га. Удельная водоподача на уровень 2015 г. по каждому округу принята не по жесткому варианту, а в размере 80% фактически наблюдавшейся в середине 1980–х гг. –  периода наибольшего расцвета мелиорации, когда не ограничивали количество поливов. На уровень 2020 г. удельная водоподача принята в размере 70% от фактически наблюдавшейся.

Площадь орошаемых земель России по инновационному варианту развития орошения должна составить 4913 тыс. га, площадь поливаемых земель – 4530 тыс. га, а объем использования воды на орошение по нашим расчетам  – 13.6 км3. Максимальный объем изъятия водных ресурсов для орошения при принятых в Концепции площадях орошения не превысит 17 км3 (при КПД магистральных каналов равным 0.8). Это существенно ниже прогнозных оценок ГГИ и Водной стратегии агропромышленного комплекса, исходящих из развития орошения соответственно на площади 10.2 и 6 млн. га. 

Итак, суммарный объем использования воды на все нужды на уровень 2020 г. по нашим оценкам может составить 75–80 км3, а забор свежей воды с учетом прогнозируемого сокращения объема потерь воды при транспортировке от источников и сохранившегося объема межбассейновых перебросок стока может составить 90–95 км3.

На наш взгляд, антропогенная нагрузка на водные ресурсы России вырастет незначительно (в основном за счет развития энергетики и орошения), однако на отдельных участках рек (особенно в центре и на юге европейской части России – в бассейнах Дона и Верхней Волги, а также в бассейнах рек Кубань, Терек, Урал, Тобол, Томь) водохозяйственный баланс будет очень напряженным.

Заключение

         В диссертации выявлены пространственно-временные закономерности воздействия водохозяйственного комплекса на водные ресурсы. Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем.

1. Дана характеристика современного состояния водохозяйственного комплекса России. Износ основных средств  водопроводно-канализационного хозяйства колеблется от 50 до 70%. Подача воды из подземных источников  составляет < 40% от общего объема воды, поданной в водопроводные сети, что намного ниже, чем в большинстве стран. Высокая норма водопотребления в городах России объясняется огромными объемами протечек воды. Существенные потери воды происходят из-за аварий на водоводах.

Степень износа основных фондов на многих мелиоративных системах и ГТС достигает 60%. Большая часть оросительной сети выполнена в земляном русле, потери воды на фильтрацию достигают 40% от объема водозабора.  Площадь сельского жилья, оборудованная водопроводом, в 2007 г. составляла лишь 43%. Около 55% локальных систем водоснабжения нуждается в техническом улучшении, в т. ч. > 30 % – в реконструкции. Только 5% сельских населенных пунктов имеют канализационные сети.

Текущее состояние водных путей характеризуется низкой долей путей с гарантированными габаритами. Грузооборот речного транспорта России в 2007 г. существенно сократился по сравнению с уровнем  1995 г.  Объем  перевозок пассажиров после 2000 г. постоянно снижался. Отмечается заметное старение парка судов. В последние годы масштабы рекреационной деятельности на водных объектах постоянно растут. В РФ на берегах рек и водоемов расположено ~ 60% всех санаториев, > 80% учреждений отдыха, 60% туристических баз и 90% рекреационных объектов для пригородного отдыха. В 2007 г. на туристских маршрутах было перевезено в 2.4 раза больше пассажиров, чем в 2000 г., а на экскурсионно-прогулочных маршрутах – в 1.7 раза больше.

Сформулированы основные проблемы, стоящие перед водохозяйственным комплексом России.

2. Выявлена динамика использования водных ресурсов России в 1970–2008 гг. Существенно изменилась структура использования воды, что отражается в первую очередь в резком увеличении социальной составляющей водопользования. Расход воды на хозяйственно-питьевое водоснабжение  вырос с 9 % в 1970 г. до 15 % в 1990 г. и 18% в 2008 г. Стабилизация потребления  воды промышленностью связана с активным введением  в эксплуатацию мощностей оборотного и повторно–последовательного водоснабжения (с 1970 по 1990 г. – рост в 2.8 раза). Коэффициент оборота воды неуклонно повышался за весь исследуемый период (в 1970 г. – 53%, 1980 г. – 69%, 1990 г. – 76%). После 1995 г. Коб  растет крайне медленно. Ввод в действие систем оборотного водоснабжения в России в 2000–е годы резко снизился.

Количество  основных загрязняющих веществ (кроме нитратов), сброшенных со сточными водами за 1991–2008 гг.  снизилось в  3–8 раз, а количество нефтепродуктов, свинца, ртути, кадмия, пестицидов – более  чем в 10 раз. При этом количество ЗВ, поступающих со сточными водами ЖКХ, промышленности, сельского хозяйства, снизилось по большинству ингредиентов  соответственно в 2–3,  5–8 и 1.5–2 раза.

3. Выявлены закономерности изменения полного и безвозвратного водопотребления в бассейне Каспийского моря. Забор воды из водных объектов на территории СНГ вырос с 57  в 1970  до 75 км3 в 1981 г. (в основном за счет развития орошения) и в течение 9–10 лет был относительно стабильным. После 1991 г. в обстановке наступившего кризиса объем водопотребления стал регулярно падать, снизившись к 2001 г. до 50 км3. В последние семь лет отмечается стабилизация водозабора. Аналогичная тенденция отмечается и для показателя безвозвратного водопотребления на территории СНГ.

На территории Ирана и Турции выявлен неуклонный рост забора воды для нужд развивающейся экономики и быстрорастущего населения. С 1970 по 2008 г. по расчетам автора объем безвозвратного водопотребления вырос с 6 до 13 км3. Итак, только за 1970–2008 гг. и только в результате непосредственных заборов воды из водных объектов для хозяйственных нужд и дополнительных потерь на испарение с поверхности водохранилищ Каспийское море недополучило более 1900 км3 воды.

4. Для оценки изменения водопотребления в бассейне Каспийского моря на  перспективу проведен анализ программ экономического и социального развития, программ развития в области использования водных и земельных ресурсов  стран, входящих в бассейн. Уже сейчас во всех речных бассейнах, кроме Волги, наблюдается дефицит водных ресурсов, тормозящий социально-экономическое развитие регионов. В этих условиях дальнейшее поступательное развитие стран немыслимо без разнообразных мер (экономических, правовых, организационных, технологических и  т.п.), направленных на всемерную экономию воды в экономике  и быту и снижение показателей удельного водопотребления. На основе анализа программ развития водного хозяйства можно сделать вывод о том, что заметного роста водопотребления в бассейне моря в близкой и средней перспективе не предвидится.

5. Выявлены тенденции изменений удельного водопотребления в промышленности, сельском и жилищно-коммунальном хозяйстве. За 12 лет (1997–2008 гг.) показатель водоемкости промышленности по свежей воде (м3/тыс. руб.) снизился более чем в 2 раза, при этом в электроэнергетике он вырос на 7.5%, а в остальных отраслях, кроме электроэнергетики, он снизился в 3.3 раза. За эти же годы показатель водоемкости сельскохозяйственной продукции снизился  почти вдвое. Максимальное значение использования воды на хозяйственно-питьевые нужды было отмечено  в 1991 г., далее оно постоянно уменьшалось. В последние годы во многих городах проводится комплекс водосберегающих мероприятий по рациональному расходованию воды в жилищном фонде. В среднем по России с 2000 по 2008 г. среднесуточное  водопотребление городского жителя снизилось на 51 л.

6. Впервые рассчитана территориальная дифференциация показателя водоемкости валового регионального продукта по федеральным округам и субъектам федерации. Наиболее низкие показатели расхода свежей воды на 1 тыс. руб. ВРП (до 1  м3) характерны для  северных сырьевых регионов с высокой выработкой ВРП на одного работающего и для регионов с сельской специализацией и неразвитой водной инфраструктурой. Высокие показатели водоемкости по свежей воде (20–30 м3/тыс. руб.) имеют место в субъектах РФ с развитой энергетикой и орошаемым земледелием. Оборотной и повторно-последовательно используемой воды на 1 тыс. руб. ВРП больше всего (35–60 м3) расходуется в тех регионах, где расположены атомные электростанции.

7.  Разработаны методические подходы к сопоставлению водоемкости ВВП разных стран мира и впервые рассчитан  показатель водоемкости экономики для большого числа стран. Межстрановые сопоставления показали, что водоемкость ВВП колеблется от 4 (Ирландия) до 911 (Узбекистан)  м3/тыс. долл. Минимальные показатели водопотребления на производство ВВП отмечены в странах с небольшим потреблением воды сельским хозяйством, а максимальные – в странах с развитой ирригацией и энергетикой. По этому показателю Россия занимает достойное место в мире.

Впервые показана динамика водоемкости экономик крупных стран мира (за 1990–2008 гг.). Во всех странах, как с растущим водопотреблением, так и со стабильным или снижающимся  водопотреблением, отмечается снижение водоемкости ВВП, что указывет на решающую роль темпов экономического развития.  За 1998–2008 гг.  водоемкость ВВП России снизилась почти в 3 раза и в 2008 г. была уже ниже, чем в США.

8. Для оценок перспективного  водопотребления предложен комплексный подход, основанный на совместном учете факторов, определяющих потребность в воде и возможности сокращения водозабора. Рассмотрен целый ряд имеющихся документов перспективного планирования социально-экономического развития Российской Федерации, отраслей и регионов. По нашим оценкам суммарный объем использования воды на все нужды на уровень 2020 г. составит 75–80 км3, а забор свежей воды – 90–95 км3. Антропогенная нагрузка на водные ресурсы России вырастет незначительно (в основном за счет развития энергетики и орошения), однако на отдельных участках рек (особенно в центре и на юге европейской части России – в бассейнах Дона и Верхней Волги, а также в бассейнах рек Кубань, Терек, Урал, Тобол, Томь) водохозяйственный баланс будет очень напряженным.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монографии

  1. Грин Г.Б., Демин А.П., Фёдоров Б.Г. Канал Иртыш–Караганда (Водохозяйственные, социально-экономические и экологические аспекты). М.: Наука, 1987.  153 с.
  2. Вода или нефть? Создание Единой водохозяйственной системы / Д.В. Козлов, И.П. Айдаров, А.И. Голованов, А.И. Голышев, А.П. Демин и др.; под общей ред. Д.В. Козлова. М.: МППА БИМПА, 2008.  456 с.  (Научное издание).

Публикации в научных журналах, рекомендуемых ВАК

  1. Левин А.П., Прокофьев В.П., Демин А.П. Методические вопросы определения эффективности водоохранных мероприятий // Водные ресурсы. 1974. №3. С. 123–146.
  2. Грин Г.Б., Демин А.П., Никольский Н.Б., Федоров Б.Г., Литвинюк А.Ф. Народно-хозяйственная эффективность канала Иртыш–Караганда // Мелиорация и водное хозяйство. 1988. №3. С. 9–12.
  3. Демин А.П. Почему снижается продуктивность орошаемых  земель в республиках Средней Азии? // Мелиорация и водное хозяйство. 1989. № 9. С.6–9.
  4. Демин А.П. Методы расчета интегральных показателей обеспеченности сельского хозяйства природными ресурсами // География и природные ресурсы. 1992. № 4. С.157–159.
  5. Демин А.П. Территориальная дифференциация агроэкономических показателей хлопководства // География и природные ресурсы. 1993. № 4. С.78–86.
  6. Демин А.П. Влияние природных и  экономических факторов на эффективность орошаемого земледелия (на примере Ферганской долины) // Водные ресурсы. 1995. Т.22. № 5. С.619–627.
  7. Демин А.П. Вопросы учета качества оросительной воды при разработке нормативов платы за воду // Водные ресурсы. 1997. Т.24. №1. С.111–118.
  8.  Демин А.П., Исмайылов Г.Х., Федоров В. МАнализ и оценка  влияния природных и антропогенных факторов на водные ресурсы бассейна  Волги: суммарные затраты водных ресурсов // Водные ресурсы. 1997. Т.24. № 2. С.234–240.
  9.  Демин А.П., Исмайылов Г.Х. ,Федоров В. М Анализ и оценка влияния природных и антропогенных факторов на водные ресурсы бассейна Волги: водопотребление // Водные ресурсы. 1997. Т.24. №5. С.609–616.
  10.  Исмайылов Г.Х., Демин А.П., Погодаев А.Е. Прогнозная оценка потребления воды агропромышленным комплексом России в начале XXI в. // Мелиорация и водное хозяйство. 1998. № 3. С.29–30.
  11.  Исмайылов Г.Х., Демин А.П., Погодаев А.Е.Методика прогноза водообеспечения в АПК России // Мелиорация и водное хозяйство. 1998. № 5. С.35–38.
  12.  Демин А.П., Исмайылов Г.Х. , Погодаев А.Е.  Проблемы водообеспечения агропромышленного комплекса России // Мелиорация и водное хозяйство. 2000. № 1. С.11–13.
  13.  Демин А.П. Тенденции использования и охраны водных ресурсов в России // Водные ресурсы. 2000. Т.27. № 6. С.735–754.
  14.  Демин А.П. Эффективность использования водных и земельных ресурсов в орошаемом земледелии России // Мелиорация и водное хозяйство. 2001. № 5. С. 16–18.
  15.  Демин А.П. Динамика потребления воды населением России (1970-2000 гг.) // Водоснабжение и санитарная техника. 2002. № 12. С.9–13.
  16.  Демин А.П., Исмайылов Г.Х. Водопотребление и водоотведение в бассейне Волги // Водные ресурсы. 2003. Т.30. № 3. С. 366–380.
  17.  Демин А.П. Состояние орошаемых земель и эффективность их использования в регионах России // Мелиорация и водное хозяйство. 2003. № 5 . С. 7–10.
  18.  Демин А.П. Эффективность использования водных ресурсов в бассейне Волги // Водные ресурсы. 2005. Т.32. № 5. С. 653–663.
  19.  Демин А.П. Современные изменения водопотребления в бассейне Каспийского моря // Водные ресурсы. 2007. Т.34. № 3. С.259–275.
  20.  Демин А.П.Эффективность использования водных ресурсов в сельском хозяйстве России // Мелиорация и водное хозяйство. 2007. №3. С.6–10.
  21.  Демин А.П. Современные проблемы водообеспечения сельского хозяйства России // Природообустройство. 2008. №2. С.37–44.
  22.  Демин А.П.Антропогенные воздействия  на водные ресурсы России: современные и перспективные оценки // Водное хозяйство России. 2010. №4. С. 11–26.
  23.  Демин А.П.  Водохозяйственный комплекс России: понятие, состояние, проблемы // Водные ресурсы. 2010. Т.37. № 5. С. 617–632.
  24.  Демин А.П.Изменение водоемкости экономики России // Водные ресурсы. 2010. Т.37. №6 . С. 739–751.

Статьи в коллективных монографиях, сборниках научных трудов, материалах научных конференций и прочие публикации

  1.  Демин А.П., Попов С.Н. О внутригодовой неравномерности водопотребления в народном хозяйстве // Проблемы изучения и использования водных ресурсов. М: ИВП АН СССР, 1979. С.113–115.
  2.  Грин Г.Б., Герасимова Т.П., Демин А.П. Некоторые вопросы использования водных ресурсов в зоне влияния канала Иртыш–Караганда // Теория и практика управления водными ресурсами суши. М: Наука,1985. С.131–138.
  3.  Грин Г.Б., Демин А.П., Костюковский В.И., Федоров Б.Г. Оценка опыта эксплуатации канала  Иртыш–Караганда (водохозяйственный, экологический и социально-экономический аспекты) // Географические исследования для целей планирования, проектирования, разработки и реализации комплексных программ. - Л: Изд. ГО СССР,1985. С.119–121.
  4.  Демин А.П. Методические вопросы определения показателей эффективности использования водных ресурсов в земледелии // Рациональное использование водных ресурсов. Вып. 7. М: Наука, 1986. С.19–29.
  5.  Грин Г.Б., Герасимова Т.П., Демин А.П.Оживление стихии // Человек и стихия,1989. Л: Гидрометеоиздат, 1988. С. 102–105.
  6.  Исмайылов Г.Х., Демин А.П. Методические подходы к определению массы загрязнений, поступающих в водные объекты с неорганизованными стоками, с целью расчета платежей за загрязнения // Эколого-водохозяйственный вестник. Екатеринбург, изд–во «Виктор», 1996. С.68–79.
  7.  Погодаев А.Е., Исмайылов Г.Х. , Демин А.П. Водопотребление и водоотведение в агропромышленном комплексе России // Современные проблемы мелиорации и пути их решения. Тр. ВНИИГиМ. 1999. т. II (99). С.154–174.
  8.  Демин А.П., Исмайылов Г.Х.  Водопользование в бассейне Верхней Волги и Оки: современное состояние и сценарии изменения // Водное хозяйство России. 2002. Т.4. № 1. С.25–50.
  9.  Демин А.П. Тенденции использования водных ресурсов в агропромышленном комплексе России // Водное хозяйство России. 2002. Т.4. № 4. С.349–363.
  10.  Демин А.П. Эффективность использования ресурсов в орошаемом земледелии России: региональный аспект // The 3-d International Iran and Russia Conference ‘Agriculture and natural resources’. September 18–20, 2002. Moscow/ Russia. Proceedings. Volume 2. M.: 2002. P. 932–936.
  11.  Демин А.П. Анализ и оценка эффективности использования водных ресурсов в орошаемом земледелии // Воропаев Г.В., Исмайылов Г.Х., Федоров В.М. Проблемы управления водными ресурсами Арало–Каспийского региона. М.: Наука, 2003. С.331–344.
  12.  Демин А.П. Динамика эффективности водопользования в регионах России // Использование и охрана природных ресурсов в России. 2005. № 2. С.48–57.
  13.  Демин А.П. Проблемы использования и охраны водных ресурсов в бассейне Терека (1970-2004) // Использование и охрана природных ресурсов в России. 2006. № 4. С.54–62.
  14.  Демин А.П. Динамика безвозвратных изъятий стока в бассейне Каспийского моря // Вестник Каспия. 2006. № 5. С.61–86.
  15.  Демин А.П.Тенденции использования водных ресурсов в бассейне Куры // Экстремальные гидрологические события в Арало–Каспийском регионе. Труды международной научной конференции. М.: ИВП РАН, 2006. С.239–243.
  16.  Демин А.П. Оценка безвозвратного водопотребления в бассейне Каспийского моря // Болгов М.В., Красножон Г.Ф., Любушин А.А. Каспийское море: экстремальные гидрологические события. М.: Наука, 2007. С.119–162.
  17.  Демин А.П.Водоемкость сельского хозяйства России // Использование и охрана природных ресурсов в России. 2007. № 6. С.15–24.
  18.  Демин А.П. Анализ эффективности использования водных ресурсов в регионах бассейна Волги //  Доклады УI Всероссийского гидрологического съезда. 28 сентября – 1 октября 2004 г. Секция 3. Ч.1. М.: АНО «Метеоагентство Росгидромета», 2008. С.189–192.
  19.  Демин А.П.Изменение водоемкости экономики в бассейне р. Волги (1980-2005 гг.) // Водные ресурсы Волги: настоящее и будущее, проблемы управления. Сборник статей Всероссийской научно–практической конференции. 3–5 октября 2007 г.  Астрахань, 2008. С.101–116.
  20.  Демин А.П. Водоемкость экономики России // Стратегические проблемы водопользования России: сборник научных трудов / Отв. ред. проф. В.Г. Пряжинская. Новочеркасск: НОК, 2008. С.193–205.
  21.  Демин А.П. Оценка водопотребления в бассейне р. Волги до 2020 г. // Материалы международной научно-практической конференции «Роль мелиорации и водного хозяйства  в реализации национальных проектов». Ч.1. М.:МГУП, 2008. С.300–304.
  22.  Демин А.П. Динамика водопотребления и водоотведения по водохозяйственным участкам Нижней Волги и рукавам дельты // Материалы международной научно-практической конференции «Роль мелиорации в обеспечении продовольственной и экологической безопасности России». Ч.1. М.:МГУП, 2009. С. 414–419.
  23.  Демин А.П.Оценка эффективности водопользования в бассейне р. Волги // Сб. докладов 11-го Международного научно-промышленный форума «Великие реки – 2009». Секция 1. «Рациональное использование водных ресурсов в бассейнах великих рек». Н.Новгород: Верхнее–Волжское БВУ  Федерального агентства водных ресурсов, 2009. С.5–10.
  24.  Демин А.П. Современное состояние водохозяйственного комплекса России // Сб. научных трудов  Всероссийской конференции «Водные проблемы крупных речных бассейнов и пути их решения». Барнаул: ООО «Агентство рекламных технологий», 2009. С. 469–488.
  25.  Демин А.П.Антропогенная нагрузка на водные ресурсы России и ожидаемые изменения к 2020 году // Сб. научных трудов  Всероссийской конференции «Проблемы безопасности в водохозяйственном комплексе России». Краснодар: ООО «Авангард плюс», 2010. С. 93–106.
  26. Демин А.П., Красножон Г.Ф., Шаталова К.Ю.Водохозяйственные проблемы Нижней Волги и пути их решения // Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы развития мелиорации и водного хозяйства и пути их решения» (в печати).
  27. Демин А.П. Современные и перспективные оценки водопотребления в бассейне Каспийского моря // Сб. научных трудов  Всероссийской конференции «Устойчивость водных объектов, водосборных и прибрежных территорий; риски их использования»  (в печати)
  28.  Demin A.P. Analysis of the water consumption dinamics in the river Volga basin //  Enviromental and Socio-Economic Consequences of Water Resources Development and Management. Procengs of the Moscow Symposium (15–20 May 1995) Edited by G.V. Voropaev and N.A. Zaitseva. Technical Documents in Hydrology. 1996. №3. UNESCO,  Paris. P.188–193.

 



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.