Водные ресурсы российской федерации

Россия – одна из наиболее обеспеченных ресурсами пресных вод страна мира. Суммарные естественные ресурсы пресных вод РФ достигают 7770,6 км3/год, из которых 55 % приходится на долю речного стока. Объем среднего многолетнего речного стока, поступающего на территорию России транзитом из сопредельных государств, составляет 4270,6 км3/год (табл. 1).

Статистические (вековые) запасы, большая часть которых сосредоточена в озерах и подземных водных объектах, составляют около 90 тыс. км3 (см. табл. 1).

По территории России протекает около 3 млн рек, в абсолютном большинстве своем (94,9 %) малых, длиной до 25 км. Количество средних рек длиной от 101 до 500 км составляет 2833, больших – 214. Суммарный сток бассейнов Северного Ледовитого и Тихого океанов оценивается в 80 % от общего, в Азо-во-Черноморском и Каспийском бассейнах, где проживает свыше 65 % населения России, формируется около 7,5 % стока.

Пять крупнейших рек России – Енисей, Обь, Амур, Лена, Волга имеют водосборные площади, превышающие 1000 тыс. км3, и входят в первую двадцатку крупнейших рек мира.

Таблица 1

Естественные и статистические запасы водных ресурсов РФ

Реки обеспечивают водой хозяйственную деятельность человека, его повседневный быт. Играют важную роль в жизни общества и поэтому переходят из природной категории в категорию природно-техническую. Жизнь рек связана с человеческим обществом и с социальными преобразованиями. Современные водохозяйственные системы становятся в известном смысле и категорией социально-экономической.

Самая многоводная и протяженная река России – Енисей длиной около 6000 км (с рекой Селенгой); ее среднегодовой расход воды около 20 тыс. м/с и среднемноголетний сток 630 км3.

Речные воды обычно пресные, средняя минерализация их равна 90 мг/л. Бывают реки с солоноватой и соленой водой. Подобные аномалии связаны с питанием этих рек солеными подземными водами или солевыми залежами в их руслах. Состав растворенных веществ в реках обычно связан с особенностями геологического строения, типами почв и растительности, климатом территорий, по которым они протекают, иначе говоря, с ландшафтами, и меняются с их изменением, т. е. в целом подчиняются законам геофизической зональности. Минерализация речных вод в среднем почти в 200 раз меньше, чем у морской воды.

Изменения величины стока и состава веществ в реках обусловлены физико-географическими особенностями водосборных бассейнов и климата. В районах с устойчивым снежным покровом на реках весной возникают половодья, вызванные снеготаянием. На реках вне этой зоны паводки обусловлены дождями и ливнями. Существует промежуточный тип рек, где бывают тс и другие паводки. Однако на небольших реках в зоне устойчивого снежного покрова часты паводки при выпадении ливневых дождей, которые зачастую бывают не меньше весеннего половодья.

На реках, получающих питание от ледников, основная часть стока рек приходится на весенне-летний период: чем жарче лето, тем больше воды в реке.

Деление рек на малые, средние и большие условно. Длина реки – легко измеряемая ее характеристика, но представление о ресурсах реки дает площадь бассейна, с которого она собирает свои воды, а также данные о расходах воды в различные промежутки времени года. Расход воды в реке зависит от площади водосбора. В табл. 2 приведены основные характеристики рек РФ.

Речной сток обусловлен количеством осадков, выпавших в бассейне реки, и испарениями влаги в этом районе. Среднегодовое количество осадков зависит от географического расположения района, его расстояния от океана, особенностей рельефа местности и отчасти от характера растительности.

Среднегодовое количество выпавших осадков в стране колеблется, в засушливые и особенно обильные осадками годы отклонения от средних значений достигают 30...40 %.

Таблица 2

Основные характеристики рек РФ

Испарение влаги также зависит от географического положения района, влажности воздуха и количества солнечной энергии, достигающей земной поверхности. На процессы испарения влияют сила и продолжительность ветров, испарение с поверхности суши, влажность почвы и характер растительного покрова. Испарения с суши в южных районах составляют 450...500 мм/год, на севере – 50 мм/год.

Особую роль в круговороте природы играет транспирация (испарение влаги растениями): для трав она составляет 400...450 мм, для зерновых культур – около 350 мм и для лесов – 250...325 мм. Совокупность транспирации влаги растениями в атмосферу, ее испарения с поверхности крон и из почвы называют эвапотранспирацией.

Средний сток в горных районах Российской Федерации достигает 2500...3000 мм/год, на северо-западе европейской части страны – 300...400, в центральных районах– 10...200, в степной и полупустынной зонах – 5...15.

В последние десятилетия на величину речного стока все больше влияет деятельность человека: использование воды, строительство плотин, создание водохранилищ, устройство водозаборных сооружений, строительство мелиоративных систем, использование территорий под городскую и промышленную застройки. С ростом населения и развитием экономики нашей страны возрастает и антропогенное воздействие на гидрологический режим рек.

Характеристика водных ресурсов РФ и стран СНГ по распределению внутригодового режима приведены в таблице 3, а водный режим рек РФ – в табл. 4.

Таблица 3

Сезонное распределение речного стока в РФ и странах СНГ

Таблица 4

Водный режим рек России

Малые реки составляют подавляющее большинство водотоков страны. К этой категории можно отнести все несудоходные реки. Малые реки легко заиливаются и загрязняются стоками промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных предприятий. Между тем их хозяйственная, климатическая, рекреационная роль очень велика. Малые реки снабжают водой города и села, используются для орошения, в их поймах расположены миллионы гектаров пастбищ и сенокосов. На малых реках создают рыбоводные пруды и водохранилища, их берега используют как зоны отдыха. Малые реки улучшают климат и украшают ландшафт.

Ценной составляющей стока является его подземная часть. Реки с устойчивым подземным питанием наилучшим образом обеспечивают потребности различных отраслей народного хозяйства в воде без проведения каких-либо специальных мероприятий. Питание подземными водами происходит зачастую из бассейна, контуры которого не совпадают с границами поверхностного водосбора.

Увлажнение территории рассчитывается по следующей формуле:

У = Сп.под + И,

где Сп.под – полный подземный сток; И – испарение.

Коэффициент питания реки подземными водами находится из формулы:

kп = Сп.под / У

Величина коэффициента kп обусловлена географическими особенностями. Для тундры он равен 0,30...0,38; тайги – 0,11...0,29; зоны смешанных лесов – 0,11...0,13; лесостепной зоны – 0,03...0,04; полупустынных районов – 0,005. Среднее значение коэффициента питания рек подземными водами составляет 0,135.

На территории РФ осадки выпадают неравномерно. Наибольшее количество осадков наблюдается в европейской части страны – 700...800 мм/год, наименьшее количество – на крайнем юго-востоке европейской части – 200...250 мм/год. В Западной Сибири годовое количество осадков составляет 300...600 мм, в Восточной Сибири – 300...400 мм, на Дальнем Востоке – 500... 1000 мм. Эксплуатационные запасы подземных вод, по предварительным данным, составляют 175... 180 км3/год. В среднем с 1 км2 территории РФ сток равен 235 мм.

На территории нашей страны преобладает континентальный климат со значительной межгодовой и межсезонной изменчивостью годового (и сезонного) количества атмосферных осадков. В европейской части страны или Западно-Сибирской равнине осадки в особо увлажненные годы могут на 20...30 % (реже – на 40...50 %) превышать средние значения, а в маловодные годы осадков может быть на 20...30 % меньше нормы. Из среднего многолетнего стока всех рек РФ – 4262 км3/год – 194 км3 (4,6 %) дает приток из сопредельных территорий.

Реки РФ распределяются между бассейнами трех океанов и одним бессточным бассейном. На бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов приходится 89 % объема речного стока; на бассейн Атлантического океана и бессточной Каспийской впадины – 11 %.

По степени естественной обеспеченности речным стоком территория РФ делится на три зоны: зона высокой водообеспеченности (северные, северо-восточные и восточные районы страны); зоны средней водообеспеченности (территории вдали от крупных водных артерий) – центральный район европейской части РФ и промышленный Урал; зоны низкой водообеспеченности – часть Зауралья и юга Западной Сибири; юго-восточные и некоторые южные районы европейской части РФ, такие как Южное Поволжье, Заволжье.

Сток рек является основным источником систем водоснабжения населенных мест и промышленных предприятий. Подземные воды используются в основном для питьевого водоснабжения населения. Неравномерность распределения водных ресурсов неблагоприятно отражается на развитии сельского хозяйства. В южных районах страны с благоприятным для сельского хозяйства климатом, имеющих развитую промышленность и высокую плотность населения, отмечается дефицит воды.

В жизни сообществ все более важную роль играет комплексное использование водных ресурсов, необходимость осуществлять наряду с эксплуатацией природных ресурсов их охрану. Решение этой проблемы зависит от социального строя и уровня экономического развития страны. Одной из характерных черт этой важной проблемы является необходимость прогнозирования неблагоприятных, нередко необратимых процессов и их последствий.

Рассматривая перспективу водоиспользования водоемов и водотоков, исходят из следующих важных предпосылок:

– водная среда является местом зарождения жизни на Земле;

– водные массы служат средой обитания многих звеньев глобальной трофической цепи;

– водные массы – это арена хозяйственной деятельности с первых шагов биологической и социальной жизни человека;

– вода определяет условия существования и развития жизни во всех ее формах;

– водные массы формируют погоду и климат.

Всякое использование воды затрагивает в той или иной мере и другие компоненты природной среды. Невозможно охранять воду, водные источники в отрыве от охраны земли, леса, атмосферы. В противном случае они являются постоянным источником повторного загрязнения вод, и главная цель – сохранение биосферы в интересах современного и будущих поколений – не будет достигнута.

Дополнительным источником водных пресных ресурсов служат:

– минерализованные подземные воды;

– прибрежные морские воды;

– термальные подземные воды;

– вторичные пресные воды после очистки в водооборотных системах, теплоцентралях и на атомных электростанциях;

– некоторые виды сточных вод (в сельском хозяйстве на полях орошения, в промышленном водоснабжении);

– атмосферные осадки и лед (преимущественно покровный, а также и в ледниках).

В будущем одним из важных источников обеспечения пресной водой ряда регионов суши станут соленые океанские воды, а также запасы льда.

Классификация водных ресурсов: по объему, происхождению и местонахождению их принято разделять на местные, региональные и глобальные, а по принадлежности – на национальные, межгосударственные и всеобщие.

Местными поверхностными водными ресурсами принято считать воду, формирующуюся непосредственно в данной местности, например малые реки и малые озера какой-либо административной области, группы областей, экономического района.

К региональным поверхностным водным ресурсам в первую очередь относят транзитные воды крупных и средних рек, обслуживающих не только данную местность, но и территории, находящиеся выше и ниже по течению реки. Например, воды Волги, Оки, Камы, Дона, Днепра, Западной Двины, Невы, Северной Двины и многих других рек.

Водные ресурсы используют в народнохозяйственной деятельности в следующих направлениях: водоснабжение (коммунальное, промышленное); орошение сельскохозяйственных угодий и обводнение земель, тепло- и гидроэнергетика; водный транспорт, рыбоводство; использование водоемов, водотоков и прибрежных территорий для рекреационных целей (для отдыха и занятий спортом населения). Кроме того, водотоки и водоемы используют в качестве приемников избыточной воды с поливных и осушаемых земель, предварительно очищенных промышленных и хозяйственно-бытовых стоков, а также для осуществления процессов самоочистки в водоемах.

Территорию для строительства новых и реконструкции существующих городов и других населенных мест выбирают с учетом экологической характеристики водных ресурсов.

Экологическая характеристика представляет собой сопротивление антропогенной нагрузке (плотности населения, уровня развития промышленного и сельскохозяйственного производства, степени токсичности промышленных стоков и др.) с мощностью водных ресурсов.

Существуют нормативы, позволяющие выявить демографическую емкость района в зависимости от экологической характеристики водных ресурсов.

Демографическая емкость территории по экологической характеристике поверхностных вод Е1 рассчитывается следующим образом:

E1 = ∑Qk/B,

где ∑Q – сумма расходов воды в водотоках на входе в территорию, м3/сут; k – коэффициент, учитывающий степень загрязнения водотока сточными водами, k = 0,1...0,25; В – нормативная водообеспеченность, В = 1...2 м3/(сут∙чел.).

Демографическая емкость территории по экологической характеристике подземных вод Е2 равна

Е2= ∑ЭА/Во,

где ∑Э – эксплуатационный модуль стока, м3/(сут∙га); А – площадь территории, га; Во – нормативная обеспеченность, Во = 0,04 м3/(сут∙чел.).

Демографическая емкость территории по условиям рекреации на воде Е3 находим из

E3 = 4Lα/χ,

где L – длина водотока, пригодного для купания, км; α – коэффициент организации пляжей (α = 0,5 – в районе лесной зоны, α = 0,3 – в степной зоне); χ – коэффициент распределения отдыхающих в лесу и у воды, χ = 0,15 – в районах с умеренным климатом, χ = 0,4 – в районах с жарким климатом.

Определенную трудность при комплексном использовании водных ресурсов представляет ведомственный подход к распределению воды между участниками. Особенно резко это проявляется при наличии противоречий в требованиях к режиму расходов и уровней воды.

В РФ находится крупнейшее соленое озеро мира – Каспийское море. На территории России насчитывается более 2,7 млн. озер суммарной площадью зеркала свыше 400 тыс. км3, 19 из них имеют площадь зеркала, превышающую 1000 км3. Суммарный среднемноголетний объем воды в пресных озерах Российской Федерации составляет 26,5 тыс. км3. В жемчужине России – озере Байкал – сосредоточено 1/5 мировых запасов пресной воды. Значительные запасы пресной воды содержатся в озерах. В табл. 5 представлена характеристика озер России.

Таблица 5

Краткая характеристика озер России

Озера являются естественными регуляторами речного стока, а поэтому представляют большую ценность для водоснабжения и рыболовства. В нашей стране возведены искусственные водоемы (водохранилища) для регулирования речного стока и улучшения условий судоходства и лесосплава. В РФ эксплуатируются порядка 300 водохранилищ объемом более 10 млн м3 и около 1600 водохранилищ объемом от 1 до 10 млн м3. Суммарный полезный объем крупных водохранилищ составляет 364 км (табл. 6).

Болота также оказывают серьезное влияние на водообеспеченность отдельных районов страны. Это естественные резервуары, регулирующие речной сток и обладающие уникальным биоценозом.

Таблица 6

Характеристика крупнейших водохранилищ РФ

* С учетом озер, находящихся в подпоре.

** Обозначение видов использования: Э – энергетика; И – ирригация; С – судоходство; Л – лесосплав; В – коммунальное и промышленное водоснабжение; Р – рыбное хозяйство; О – рекреация; Н – борьба с наводнением.