Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow География arrow ГИДРОЛОГИЯ МАТЕРИКОВ
Посмотреть оригинал

Хозяйственное использование водных ресурсов

В Северной Америке, как и в Европе, в водном хозяйстве важнейшую роль играет промышленное водоснабжение. Велика при этом и доля городского населения, обеспеченного водопроводом и канализацией. Поэтому структура водохозяйственного баланса, км3/год, на этом материке (рис. 7.2) напоминает европейскую:

водозабор................................................... 663 (31 % базисного стока)

безвозвратное водопотребление.............. 224 (34 % водозабора)

сброс сточных вод.................................... 439 (66 % базисного стока)

Общее водопотребление на этом континенте в 1,5 раза больше, чем в Европе, однако благодаря значительно большим динамическим водным ресурсам их водозабор не превышал трети базисного стока, тогда как в Европе он составлял 40 %. Почти вдвое выше, чем в Европе, в Северной Америке и безвозвратное водопотребление, в 1,5 раза больше сброс сточных вод, который достигал 66 % ежегодного объема базисного стока. Это означает, что в межень речной сток в среднем состоит на 2/3 из сточных вод. Так, р. Огайо, крупнейший левый приток Миссисипи, «в межень представляет поток сточных вод трехкратного использования» [9, с. 344].

Затраты воды на испарение с водохранилищ и коммунальное водоснабжение в структуре водохозяйственного баланса (см. рис. 7.2) столь же невелики, как и в Европе (см. рис. 4.4), распределение водных ресурсов между промышленностью и сельским хозяйством более равномерно. Сброс промышленных стоков вдвое превышает объем сельскохозяйственных сточных вод, главным образом за счет сбросов подогретых вод мощных ТЭС и АЭС.

Водопотребление в центральном гидрологическом поясе Северной Америки (на территории 48 штатов США) превышает 75 % общего водопотребления на материке, а сброс сточных вод составляет около 80 % их общего ежегодного объема. Приблизитель-

Водопотрсбление основными отраслями водного хозяйства в Северной Америке в 1980 г. [13]

Рис. 7.2. Водопотрсбление основными отраслями водного хозяйства в Северной Америке в 1980 г. [13]:

а — структура водозабора (663 км3/год); б — структура сточных вод (439 км3/год); в — водозабор (/) и сброс сточных вод (2) в североамериканских регионах но в 10 раз ниже эти экологически неблагоприятные водохозяйственные показатели в северном поясе континента.

Наибольшему преобразованию подвергся речной сток в США. В центральном поясе континента среди водосборов средних и больших рек (площадью более 2000 км2) осталось всего пять рек (в штатах Колорадо, Юта, Монтана, Вайоминг и Айдахо), в речной сети которых еще нет плотин (W. L. Graf, 1999). Наиболее густа их сеть в восточных и юго-восточных штатах. Из соотношения среднего годового стока рек в этом поясе (1700 км3/год) и суммарного объема водохранилищ и прудов следует, что среднее время пребывания воды в речной сети здесь возросло в среднем с 15 — 25 сут до 280 сут. Наименьшее замедление водообмена наблюдается в речной сети северо-западных и северо-восточных штатов, наибольшее — в бассейне Миссури, в предгорьях Скалистых гор и в штатах Техас, Нью-Мексико и Аризона (рис. 7.3). Техас выделяется среди американских штатов наибольшим числом техногенных водоемов (6800 водохранилищ и прудов) преимущественно противопаводкового и ирригационного назначения.

В стране со столь развитым регулированием речного стока прогнозируемые вероятные климатические его изменения в 15 —20 %, по мнению В. Грэфа (W. L.Graf, 1999), будут многократно меньше тех, что вызваны работой гидроузлов, последствия которой ре-

Гидрологические регионы США с различной зарегулированно- стью речного стока водохранилищами (W. L.Graf, 1999)

Рис. 7.3. Гидрологические регионы США с различной зарегулированно- стью речного стока водохранилищами (W. L.Graf, 1999).

Среднее время пребывания водных масс т в речной сети: / — 2 —4 года; 2 — 1—2 года; 3— 6—11 мес; 4— 3 — 5 мес альны, поддаются оценке и управлению. Так, по данным 20-летних исследований заиления 1000 водохранилищ США, ежегодная аккумуляция речных наносов в них составляет 4,2 км3. Из-за сооружения более 200 водохранилищ в бассейне р. Миссисипи сток наносов в ее низовьях сократился вдвое, а на пограничной с Мексикой р. Рио-Гранде с водохранилищем Фалькон (объем 5,1 км3) — в 20 раз [8].

Практически повсеместное регулирование речного стока позволило существенно увеличить природный базисный сток в США, что резко ограничило частоту и высоту наводнений, площадь затапливаемых территорий. Кроме того, регулирование обеспечило орошение 30 млн га (на 25 % больше, чем в Европе, и в 3,5 раза больше, чем в Африке) и надежное водоснабжение промышленности, городского и сельского населения, а также выработку около 20 % электроэнергии на ГЭС для стабилизации энергоснабжения страны.

Ярким примером хозяйственного преобразования речного стока служит бассейн р. Колорадо. Область формирования ее стока расположена в Скалистых горах на территории штатов Вайоминг, Колорадо и Юта, а в Аризоне — область его столь полного использования, что средний расход воды в реке снижается с 730 до 5 м3/с (гарантированный санитарный расход в реке по межгосударственному соглашению США и Мексики). Сток реки регулируется каскадом водохранилищ Пауелл, Мид и еще трех небольших по объему русловых водохранилищ в нижнем течении реки, а также водохранилищем Флеминг-Годж на ее самом многоводном притоке Грин-Ривер. Суммарный объем водоемов каскада составляет 80 км3 [13], что обеспечивает глубокое сезонное и многолетнее регулирование р. Колорадо. Свыше 90 % ее динамических водных ресурсов изымается на орошение, при котором 2/3 воды испаряется, а остальная в виде дренажных вод возвращается в гидрографическую сеть. Самоочищение загрязненной речной водной массы особенно эффективно в водохранилище Мид благодаря соосаждению растворенных загрязняющих веществ с мелкими частицами лессовых наносов, заиливающими этот слабопроточный водоем.

Ниже, из руслового водохранилища, забирается около 1 км3/год воды в водовод акведука «Колорадо» для водоснабжения г. Сан-Диего. Второй столь же длинный акведук «Лос-Анджелес» обеспечивает подачу приблизительно такого же количества воды горного оз. Кроули на юго-восточном склоне Сьерра- Невады в крупнейшую городскую агломерацию Калифорнии. Сложнейшая водохозяйственная система объединяет водные ресурсы р. Сакраменто, регулируемой крупным водохранилищем Шаста (объем 5,5 км3), р. Сан-Хоакин и других рек Калифорнийской долины. Вода в ней распределяется с помощью нескольких гидроузлов, акведуков и каналов, обеспечивая водоснабжение и ирригацию этого района интенсивного земледелия.

Другим крупнейшим регионом сильного преобразования стока в Северной Америке является бассейн р. Св. Лаврентия, несмотря на гораздо большую его водообеспеченность, по сравнению с юго-западом США. Обилие и чистота воды в Великих озерах и речная магистраль к ним от Атлантического океана определили раннее заселение и мощное развитие промышленного производства в этом бассейне. На берегах крупнейшей в мире озерно-речной системы выросли многочисленные промышленные центры: Милуоки, Чикаго, Детройт, Кливленд, Буффало, Торонто, Монреаль и другие города, в которых проживает около 11 % населения континента. Объединяющий этот регион глубоководный транспортный путь имеет протяженность 2760 км. Его длина соизмерима с шлюзованной Волгой от Каспия до Рыбинского гидроузла. Океанские суда из залива Св. Лаврентия по 500-километровому эстуарию и шлюзованной реке, перекрытой гидроузлами ГЭС общей мощностью 6,5 тыс. МВт (такова примерно суммарная мощность трех ГЭС в низовьях Волжского каскада), входят в оз. Онтарио. Из него через шлюзы канала Уэлленд, огибающего Ниагарский водопад, они поднимаются в оз. Эри и далее идут до порта Дулут и Чикаго.

Эти озера служат надежным источником питьевого и промышленного водоснабжения, обеспечивают работу более двух десятков крупных АЭС и ТЭС в США и Канаде. В районе Чикаго забор озерной воды составляет порядка 20 км3/год. Приблизительно такой же объем сточных вод, образующихся в этом промышленном центре, отводится по каналу Чикаго-Иллинойс в речную систему Миссисипи, что ослабляет антропогенную химическую нагрузку на оз. Мичиган. К середине 1960-х годов стало заметным ежегодное снижение уровня воды в Великих озерах, приносящее убыток до 60 млн долл./год. Для того чтобы уравновесить водный баланс озерной системы, осуществлен проект переброски через озера Нипигон и Лонг-Лейк части стока р. Олбани объемом 5 км3/год из бассейна Гудзонова залива [13].

Несмотря на эти водохозяйственные мероприятия, наименьшее по размеру и наиболее проточное среди Великих озер оз. Эри (см. табл. 7.2) оказалось сильнее других подверженным антропогенному загрязнению. Вследствие этого возникло цветение его акватории синезелеными водорослями, резко ухудшился кислородный режим и состав ихтиофауны. Обнаружилось и сильное локальное загрязнение крупного залива Сагино в южной части оз. Гурон. Начавшееся антропогенное эвтрофирование побудило выделить необходимые средства для проведения лимнологами США и Канады пятилетних комплексных исследований Великих озер, в результате которых установлены основные источники загрязнения.

В обеих странах были приняты водоохранные законы. После введения ими жестких экономических санкций промышленным и коммунальным предприятиям стало выгоднее изменять технологию производства и строить дорогостоящие очистные сооружения, чем сбрасывать недостаточно очищенные сточные воды в Великие озера и их притоки. Продолжающийся мониторинг показывает, что к концу XX в. уже появились первые признаки восстановления природного качества воды в оз. Эри и возвращения его экосистемы из эвтрофного в мезотрофное состояние. Его водная масса используется для водоснабжения не только многочисленных прибрежных населенных пунктов, но и перебрасывается по каналу Эри в р. Гудзон для увеличения и улучшения водных ресурсов этой реки — главного источника водоснабжения крупнейшего города мира Нью-Йорка.

Основанный на тенденции развития водного хозяйства в северном, центральном и южном гидрологических поясах Северной Америки водохозяйственный прогноз [13] показывает, что водозабор к 2000 г. мог бы увеличиться на 20 % и составить 796 км3/год. Если при этом безвозвратные потери стока возрастут до 302 км3/год (на 35 %), то увеличение дополнительных осадков за счет хозяйственной интенсификации внутриконтинентального влагооборо- та должно составить до 338 км3/год, не только с избытком компенсируя антропогенное испарение (104 км3/год), но и повышая почти на 5 % базисный сток. Это несколько увеличит разбавление загрязняющих воду веществ.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы