1.5. Понятие о водном хозяйстве и водохозяйственном комплексе

Водное хозяйство в настоящее время – это совокупность естественных водоисточников и сложных систем инженерных устройств и сооружений, предназначенных для обеспечения населения и производств водой в соответствии с требованиями водопользователей к ее качеству, местам и времени водоподачи, для отвода отработанных (возвратных) вод, а также для предотвращения или смягчения вредных воздействий поверхностного стока.

Задачи водного хозяйства весьма обширны и могут быть кратко сведены к следующему:

1. Изучение, учет и охрана водных ресурсов от истощения и загрязнения.

2. Регулирование речного стока с целью приведения его в соответствие с нуждами населения и требованиями отраслей народного хозяйства.

3. Борьба с наводнениями путем регулирования половодий и паводков и проведение защитных мероприятий.

4. Борьба с вредным или разрушительным воздействием вод (эрозия почв, наводнения, селевые явления, разрушение берегов водохранилищ и морей).

5. Осуществление водноземельных мелиорации.

Приведем основные определения:

Водохозяйственная система – это комплекс взаимосвязанных водных объектов и гидротехнических сооружений, предназначенных для обеспечения рационального использования и охраны вод (ГОСТ 171101).

Водохозяйственный комплекс – это совокупность различных отраслей народного хозяйства, совместно использующих водные ресурсы одного водного бассейна (ГОСТ 19185).

Управление водохозяйственной системой обычно принято осуществлять через водохозяйственный комплекс (ВХК). Использование водных ресурсов сопровождается изменениями сложившихся связей в природе и в хозяйстве. Эти изменения затрагивают интересы многих отраслей народного хозяйства, и поэтому наряду с положительным эффектом в одних отраслях в других отраслях могут возникнуть и отрицательные последствия после реализации решений конкретных водохозяйственных проблем. Минимизация или исключение отрицательных последствий возможны лишь в случае рассмотрения водохозяйственной системы как единого комплекса, учитывая долгосрочные прогнозы по требованиям различных отраслей к количественным и качественным показателям водных ресурсов, изменения природных условий данного региона и т.п.

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

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

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

Техническая часть – это общие и отраслевые технические сооружения, а также водохранилища, защитные и другие сооружения. Они обеспечивают эффективную работу всего комплекса.

Основой технической части являются водохозяйственные объекты (ВХО). Это гидроузел вместе с водохранилищем и всеми сопутствующими сооружениями. ВХО может быть энергетическим, воднотранспортным, оросительным, водоснабженческим, т.е. водные ресурсы могут использоваться для одной отрасли. Чаще всего ВХО являются комплексными, т.е. водные ресурсы используются для различных целей с помощью сооружений, которые могут быть отраслевыми или общими.

Общим для всех участников ВХК являются подпорные сооружения (плотины, дамбы), водохранилища, сооружения, регулирующие расход воды (водосливы, водосбросы и т.п.).

Отраслевые – гидроэлектростанция, судоходный шлюз, водозаборы, рыбопропускные сооружения и др.

Сопутствующие объекты осуществляют технологические связи между гидроузлом и потребителями. Это: ЛЭП от ГЭС до приемной подстанции, магистральные и оросительные каналы, водопроводы и др.

Рассмотрим более подробно классификации, применяемые к ВКХ по масштабам распространения, типам сооружений и числу участников.

По масштабам распространения они делятся на:

• глобальные (межгосударственные),

• государственные,

• зональные,

• бассейновые,

• части бассейнов.

Глобальные ВХК. К ним относятся ВХК, использующие водные ресурсы пограничных рек или рек, проходящих транзитом через ряд стран. Это, например, Амур (Россия и Китай), Припять (Белоруссия и Украина), Дунай (несколько стран). Водохозяйственные решения, принимаемые каждым участником такого ВХК, имеют большое значение всего водосбора и должны быть согласованы на уровне правительств стран.

Государственные ВХК – приравниваются к водохозяйственной системе страны. В РФ в связи с огромными масштабами страны такая система только начала формироваться. Общий признак такой системы – это решение водохозяйственных проблем страны на основе долгосрочных прогнозов ее экономического развития. При этом для удовлетворения потребностей в воде могут привлекаться отдаленные ресурсы.

Зональные ВХК – это водохозяйственные системы определенного экономического района, предназначенные для решения водохозяйственных проблем этого района. Основная их цель – наиболее полное и эффективное использование водных ресурсов для развития экономической зоны (или группы экономических районов) путем, прежде всего, совершенствования самого водного хозяйства. Примеры таких ВХК – это водное хозяйство экономических зон в бассейнах Волги, Днепра, Дона, Иртыша, Среднеазиатских рек, т.е. когда несколько экономических районов используют водные ресурсы одного или нескольких близко расположенных речных бассейнов. Организационной основой для этого являются региональные схемы комплексного использования водных ресурсов этих рек. (РВХС). К настоящему времени созданы многие зоны ВХК и могут появиться новые по мере развития производительных сил страны и увеличения потребностей в воде.

Бассейновые ВХК – это ВХК одного речного бассейна, предназначенные для комплексного использования его водных ресурсов. Наиболее часто они создаются в мелиорации и гидроэнергетике. Практически по всем бассейнам крупных рек составлены и в разной степени реализованы “Схемы комплексного использования и охраны водных и земельных ресурсов” с перспективой на 15-20 лет (в данный момент многие из них устарели и проводится актуализация данных документов). Они ассоциируются с региональной водохозяйственной системой (РВХС). В этих схемах достаточно полно учитываются природные и социально-экономические особенности районов, более точен долгосрочный прогноз развития народного хозяйства. В них более обоснованно назначаются мероприятия, обеспечивающие максимальную эффективность всего хозяйства.

ВХК части бассейнов – это ВХК, сформировавшиеся в части бассейнов рек. Они формируются после планирования и рассмотрения ВХК более высоких порядков и являются одними из начальных элементов их реализации. Создаются на основе проектных решений по использованию участков реки. Здесь более детально прорабатываются все вопросы использования водных ресурсов части основной реки и ее притоков, природоохранные вопросы.

По типам сооружений и числу участников ВХК в функциональном отношении взаимосвязаны, поэтому они рассматриваются совместно.

Они могут быть:

1) одноузловые отрасли (для орошения или энергетики).

2) чаще строят одноузловые, но многоотраслевые ВХК (водоснабжение, орошение, энергетика, рыбное хозяйство, водоотведение).

3) многоузловые (каскадные) межотраслевые (водоснабжение, орошение, энергетика, рыбное хозяйство, водоотведение, транспорт, отдых, охрана природы). Такие водохозяйственные комплексы сформированы на Волге, Днепре, Свири (р. Свирь в Ленинградской области), р. Нарын, р. Дон, р. Иртыш и др. крупных реках. Так как работа такого комплекса оказывает влияние (негативное) на окружающую среду, в т. ч. ее водную часть, то появляется необходимость создания водоохранного комплекса.

4) при переброске воды из одного речного бассейна в другой создаются межбассейновые отраслевые и межбассейновые многоотраслевые ВХК. Формирование ВХК такого типа завершается с окончанием строительства всего каскада. Такие комплексы стимулируют развитие хозяйства в данном районе, способствуют комплексному и рациональному использованию водных ресурсов.

Приведем (рис. 3) схему водохозяйственного комплекса небольшого поселка городского типа N. Город N расположен на реке, основная часть населения занята в местной промышленности. Недалеко от города расположены сельскохозяйственные угодья, требующие орошения. Электроэнергия, обеспечивающая работоспособность предприятий и городское отопление производится на местной ТЭЦ, для охлаждения оборудования которой используется прямоточная система водоснабжения.

Рис. 3. Пример Водохозяйственного комплекса

Завершая краткую характеристику структуры ВХК, следует отметить, ВХК должен обеспечить наибольшую экономическую эффективность для народного хозяйства в целом, а не для какой-либо отдельной отрасли; не допускать вредного воздействия на окружающую среду. Сооружения участников ВХК должны способствовать охране вод от загрязнения и истощения; обеспечить достаточно простую и надежную эксплуатацию участникам или компонентам ВХК.

Требования к составу водопользователей, а также основные проблемы, решаемые при их планировании, приведены в главе 3.