Львович М.И. Мировые водные ресурсы и их будущее

Подождите немного. Документ загружается.

Весь опыт прошлого говорит, что отношение к водным ре-

сурсам как к неисчерпаемому дару природы требует коренного

изменения. Водные ресурсы действительно неисчерпаемы, но то-

лько при чрезвычайно бережном их использовании, при самом

серьезном отношении к их охране. При неправильном же их

использовании, пренебрежении к вопросам их охраны онн

очень легко и быстро истощаются.

Чрезвычайно важно привести потребности в водных ресур-

сах в соответствие с их наличием. В целом ряде районов Зем-

ли такого соответствия нет: потребности в воде превышают

естественные возможности. Что же касается мер по расширен-

ному воспроизводству водных ресурсов, то и их возможности

не беспредельны. Вот почему водоемкость хозяйства — один из

важных показателей уровня экономики. Но водным ресурсам

принадлежит также большое неэкономическое значение как

компоненту среды, окружающей человека.

Нередко считается, что разрешить водную проблему мо-

жет применение какой-либо одной меры. В одних случаях пред-

лагают опреснение морской воды, в других — очистку сточных

вод или переброску воды из районов, где она в избытке, в

районы бедные или с истощенными водными ресурсами и т. д.

Все эти меры хороши, но лишь как частные элементы широко-

го комплекса разносторонних целенаправленных мер.

Я не считаю возможным решение водной проблемы какой-

либо одной мерой и стремлюсь показать, что водный кризис

вполне реально можно предотвратить только применением со-

вокупности мер технического, биологического, экономического

и организационного характера.

Для того чтобы показать на конкретных примерах, какие

принципы, положенные в основу развития водного хозяйства,

могут обеспечить будущие потребности в воде при существен-

ном росте населения и развитии хозяйства, необходимо исхо-

дить из плановых предположений. Я, конечно, не претендую на

точность прогноза, ориентируемого примерно на 2000 г. Для

нас важно оценить возможности обеспечения водными ресурса-

ми населения, а также сельского хозяйства и промышленности

какого-то гораздо более высокого уровня развития, чем в

настоящее время. Рано или поздно наступит такая ситуация,

при которой водное хозяйство должно будет решать проблему

обеспечения водой в масштабах, значительно больших, чем в

наши дни.

Выводы о принципиальных направлениях развития водного

хозяйства, о технической политике использования и охраны

водных ресурсов в большой степени зависят от перспективного

прогноза, от примененной для его составления методологии. В

последние годы появилось много прогнозов, в основу которых

положена простая экстраполяция количественного роста расхо-

дования водных ресурсов. Она исходит из практики, сложив-

шейся в течение одного-двух истекших десятилетий. При этом

нормативы и другие принципиальные положения использования

и охраны водных ресурсов, сложившиеся в прошлом, перено-

сятся без существенных изменений на будущее, т. е. практиче-

ски на несколько десятилетий вперед. Такой подход прост, но

в такой же мере и ненадежен, причем степень недостовер-

ности растет по мере удлинения срока прогноза. При прогнозе

(планировании) на пяти-десятилетний срок достоверность бу-

дет наиболее высокой, но при прогнозе на два-три десятилетия

и более она резко снижается. Прогнозы должны строиться на

принципах динамики прогресса, без чего нельзя получить ско-

лько-нибудь правильного представления о развитии водного

хозяйства (как и любой другой отрасли хозяйства) в условиях

будущего. По мере удлинения сроков прогноза степень его де-

тализации должна уменьшаться, так как его достоверность в

таком случае снижается. Укрупненные показатели дают мень-

ше оснований для существенных просчетов. Более того, в ос-

нову перспективных прогнозов должно быть положено минима-

льное число главнейших принципов, но диктующих развитие

возможно большего числа показателей хозяйства. Этому учит

ленинский план ГОЭЛРО — первый перспективный план раз-

вития социалистического хозяйства, в качестве методологиче-

ской и практической основы которого, как известно, была при-

нята электрификация страны. С электрификацией было связа-

но развитие всего хозяйства в целом. В данном случае именно

в этом выражалась динамика технического и социального про-

гресса на перспективу.

Такой подход к перспективным прогнозам наиболее сложен,

но именно он обеспечивает достоверность прогноза. Погреш-

ности, по-видимому, неизбежны, но важно не допустить круп-

ных, принципиальных просчетов, правильно нацелить развитие

использования и охраны водных ресурсов по общим проблемам.

Над разработкой таких проблем мне со своими сотрудника-

ми пришлось работать в течение ряда лет. В итоге намечены

те узловые вопросы методологии перспективных прогнозов, из

которых вытекают главные моменты технической политики ис-

пользования и охраны водных ресурсов. С основными вывода-

ми по этой проблеме я выступил в 1961 г., а в дальнейшем,

развивая эту работу, сделал первую приближенную попытку

прогноза состояния мировых водных ресурсов на 2000 г. (Льво-

вич, 1967, 1969) и наконец выступил (совместно с Н. И. Ко-

ронкевичем) с аналогичным прогнозом по СССР (Львович, Ко-

ронкевич, 1971).

Что наиболее важно подчеркнуть в этих прогнозах? Во-

первых, наиболее эффективные пути преобразования водных

ресурсов, экономии воды в промышленности вплоть до перево-

да значительной части производства на «сухую» и «безотход-

ную» технологию. Во-вторых, всемерное сокращение и в перс-

пективе прекращение сброса сточных вод в реки и водоемы.

Это предложение исходит из необходимости отказа от исполь-

зования рек и водоемов для удаления и обезвреживания сточ-

ных вод — практики, которая сложилась в прошлом, когда объ-

ем промышленного производства и размеры канализованных

городских сточных вод были значительно меньше современных

и тем более намного меньше ожидаемых в будущем. При этом

решение проблемы не ограничивается только прекращением

сброса сточных вод в реки и водоемы. Дело в основном заклю-

чается в повторном использовании сточных вод для самых раз-

нообразных целей в дополнение к сказанному выше о снижении

водоемкости промышленности. Повторное использование сточ-

ных вод позволяет устранить тот вред, который они приносят

людям, и в какой-то мере превратить их в производительную

силу. С этим связана переориентировка очистки сточных вод,

которая теперь рассматривается как средство, допускающее

их сброс в реки и водоемы. Очистка должна служить сред-

ством повторного использования сточных вод, которые долж-

ны миновать в своем круговороте реки и водоемы.

В-третьих, необходимо считать одной из главных проблему

водного компонента среды, окружающей людей. С этим связа-

но соответствующее место, которое должна занять вода для

здоровья и комфорта людей. Вода как один из компонентов

природной среды неотделима от водных ресурсов как средства

решения экономических задач. Однако хотя и не вполне четко,

но такая граница проводится, что служит не только теоретиче-

ским целям, но и подсказывает пути практического решения

проблемы сохранения и улучшения гидросферы. Проблема вод-

ной среды тесно переплетается с основными проблемами био-

сферы. Речь идет не только о водных организмах и повышении

биологической продуктивности рек, водоемов и морей, но и об

оптимальном решении цепи вопросов, связанных с водой как

элементом плодородия почв, в целях повышения урожаев ку-

льтурных растений и для роста продуктивности лесов и лугов.

В-четвертых, наш перспективный прогноз исходит из ряда

таких теоретических принципов и мер, как охрана водных ре-

сурсов, в основном в процессе использования взамен современ-

ного ее положения в качестве надстройки, которое занимает

охрана водных ресурсов в системе современных водоохранных

мер. Это значит, что задачи охраны необходимо решать не

столько запретами, сколько путем правильного, рационального

использования, в котором должны быть заложены водоохран-

ные меры. Таким образом, охрана водных ресурсов в процессе

их использования должна начинаться с профилактики. Такой

подход, несомненно, должен сыграть большую роль, так как

ликвидирует неоправданное разделение функций использова-

ния водных ресурсов, с одной стороны, и их охраны — с другой.

К этой группе вопросов относится и воспитание людей в духе

бережливого отношения к природе, и преодоление психологи-

ческого барьера, связанного с переориентировкой отношений

к водным ресурсам как неистощимому дару природы.

Решение всех этих вопросов связано, конечно," с социальны-

ми факторами. Осуществление названных мер наиболее реаль-

но в условиях планируемого и строго координируемого хозяй-

ства социалистических стран, где созданы все необходимые

предпосылки для правильного, целенаправленного решения

сложных вопросов по охране водных ресурсов. Многое в этом

направлении уже осуществляется.

Задача книги в целом — ответить на вопросы: мало или много

воды на Земле и угрожает ли человечеству водный кризис? Как

видно из сказанного, нельзя однозначно ответить на эти вопросы.

Это усложняется значительным количеством высказываний в ли-

тературе о том, что воды мало, что поэтому якобы неизбежен

водный кризис. Некоторые из этих высказываний упоминались,

но нет смысла разбирать их подробно, так как пессимизм часто

обусловлен чисто эмоциональным характером авторов и недоста-

точно научно обоснован. Наиболее ярким проявлением пессимиз-

ма могут служить взгляды некоторых авторов, считающих, что

рост населения и развитие экономики будут ограничиваться не-

достатком пресной воды. Упомяну, например, об увлекательно

написанной книге Р. Фюрона (1966), считающего, однако, что

водные ресурсы Земли могут обеспечить потребности людей лишь

ограниченной численности.

В последнее время появляется также все больше высказыва-

ний о том, что улучшение природной среды, включая и ее вод-

ный компонент, требует сокращения потребления продуктов про-

изводства. Но такой подход, имеющий в некоторых случаях ос-

нование, не может быть принят безоговорочно. Действительно,

если ограничения относятся к излишествам в потреблении про-

дуктов производства, то такой путь не вызывает возражений. От

расходования воды, не вызванного интересами широкой обще-

ственности, следует, конечно, отказаться, но расходование воды

и других естественных ресурсов, связанное с ростом благососто-

яния людей, не подлежит сокращению, а, наоборот, нуждается в

развитии.

Не следует забывать, что около Уз населения земного шара

недоедает, а значительная часть его не обеспечена надлежащи-

ми жильем и одеждой. Для удовлетворения таких потребностей

сотен миллионов людей необходим соответствующий рост произ-

водства, всемерное увеличение потребления продуктов сельского

хозяйства и промышленности. В таких условиях не может быть

речи об ограничении развития экономики. Дело в том, что лю-

бые масштабы ее развития можно почти повсеместно приспосо-

бить к имеющимся водным ресурсам, используя пути их расши-

ренного воспроизводства, не допуская при этом ухудшения вод-

ного компонента природной среды.

Научный подход к решению сложной водной проблемы не-

совместим ни с необоснованным пессимизмом, ни с чрезмер-

ным оптимизмом. Анализ всех «за» и «против» приводит к вы-

воду о том, что водный кризис действительно может возник-

нуть, и в некоторых районах, богатых водными ресурсами по

естественным условиям, он уже наступил, но вовсе не потому,

что такая ситуация неизбежна. Все дело в том, что некоторые

принципы использования и охраны водных ресурсов, сложив-

шиеся в прошлом, как уже отмечалось, не соответствуют сов-

ременным условиям. Поэтому, чем дольше они останутся не-

изменными, тем больше будет углубляться несоответствие меж-

ду сложившейся практикой и требованиями современности, а

также нуждами будущего. Отсюда следует ответ на поставлен-

ный вопрос: да, при сохранении сложившихся принципов испо-

льзования и охраны водных ресурсов водный кризис неизбе-

жен. Однако научный конструктивный подход показывает, что

такая перспектива вовсе не является фатально неизбежной.

Изменив свое отношение к воде, отказавшись от устаревших

принципов и заменив их более рациональными, соответствую-

щими условиям современного и будущего хозяйства и требо-

ваниям жизни людей, водный кризис вполне реально можно

предотвратить.

Таким образом, основной вывод по данной проблеме заклю-

чается в том, что имеющихся на Земле водных ресурсов вполне

достаточно (учитывая возможности их расширенного воспроиз-

водства), чтобы обеспечить всевозрастающие потребности людей

практически в течение неопределенно продолжительного време-

ни. Но для этого уже сейчас необходимо приступить к осуществ-

лению рассчитанного на два-три десятилетия плана всемерной

интенсификации водного хозяйства, к повышению его уровня

на основе технической политики, подсказываемой условиями бу-

дущего.

Нередко высказывается мнение об экономических трудно-

стях проведения в жизнь такого плана. Конечно, затраты не-

обходимы, притом немалые. Однако есть основания считать,

что эти затраты в целом будут ниже, чем при осуществлении

мер охраны на основе прежних принципов. Причем эффектив-

ность водохозяйственных мероприятий, направленных на пра-

вильное использование водных ресурсов, весьма повысится,

если иметь в виду не только удовлетворение потребностей эко-

номики в воде, но и сохранение среды, даже более того — ее

улучшение и управление ею в целях здоровой и радостной

жизни.

Вполне очевидно, что такого результата можно достигнуть

комплексным решением проблемы, т. е. при внимании и к дру-

гим компонентам природной среды, окружающей людей: чи-

стоте атмосферы и достаточному восполнению в ее составе

кислорода, охране почвы, включая такие проблемы, как ее чи-

стота и сохранение от эрозии и дефляции, наконец, состоянию

биосферы — росту продуктивности биомассы, сохранению и

умножению растительного и животного мира.

В этих направлениях в Советском Союзе предпринимаются

большие усилия. На проблему охраны природных ресурсов,

охраны природы обращено внимание на XXIV съезде КПСС.

В 1972 г. в программу работы четвертой сессии Верховного Со-

вета СССР был включен вопрос «О мерах по дальнейшему улуч-

шению охраны природы и рациональному использованию при-

родных ресурсов». Обстоятельный доклад по этому вопросу,

заслушанный на сессии, был посвящен мерам, предпринимае-

мым в СССР по охране природы, и прогрессу, достигнутому в

этом направлении (Кириллин, 1972). Вместе с тем было отме-

чено, что преимущества, которые созданы социалистическим

общественным строем в деле лучшего использования природ-

ных ресурсов и охраны природы, мы реализуем еще не полно-

стью.

Международное сотрудничество дает возможность повысить

эффективность мер по охране водных ресурсов, предпринимае-

мых отдельными странами. В первую очередь это относится к

речным бассейнам, в пределах которых расположено два или

несколько государств. Использование водных ресурсов стран,

расположенных ниже по течению реки, зависит от использова-

ния и охраны речных вод в странах, расположенных выше

по течению. Это относится к количеству расходуемой воды, но в

еще большей мере — к ее загрязнению. Можно было бы при-

вести много примеров для иллюстрации важности международ-

ного сотрудничества по этой проблеме. К числу наиболее ярких

примеров, свидетельствующих о еще недостаточной координации

необходимых усилий, относятся, по-видимому, бассейны рек Ду-

ная и Рейна. В каждом из них находится несколько стран, со-

средоточено много населения и высоко развита экономика. Все

страны сбрасывают в реки сточные воды, в некоторых случаях

очень слабо очищенные или вовсе не очищенные. В итоге, осо-

бенно в нижнем течении этих рек, вода существенно загрязнена,

и в печати все чаще появляются сообщения о невозможности

ее использования. Почти все загрязнения речных вод в конечном

счете попадают в океан, который теперь не свободен от загряз-

нений. Пятна нефти обнаруживаются на поверхности воды даже

в центральных частях Атлантического и Тихого океанов. Про-

должающийся сброс сточных вод в реки и непосредственно в

моря, несомненно, грозит океану более глубокими и необрати-

мыми последствиями. Процесс испарения с океана и с суши пре-

рывает цепь загрязнения природных вод: испаряющаяся вода (па-

ры атмосферы), как правило, чиста, а загрязнения остаются и

накапливаются в последнем звене жидкой фазы круговорота

воды. Прервать эту цепь загрязнения и накопления весьма мед-

ленно окисляемых в воде нечистот возможно устранением глав-

ной причины загрязнения океана — прекращением сброса сточ-

ных вод в реки.

Наконец еще один аспект международного сотрудничест-

ва — обмен методическим и практическим опытом, а также со-

действие развивающимся странам в деле рационального испо-

льзования и охраны водных ресурсов.

Эта книга относится к монографиям, посвященным конст-

руктивной географии. Направление конструктивной географии

(Герасимов, 1966) я считаю весьма важным и плодотворным.

Любые научные исследования, даже теоретические, как бы они

ни стояли далеко от прикладных решений, не могут в конечном

итоге не предусматривать конструктивных аспектов данной проб-

лемы. Опыт научной работы такого направления говорит о том,

что содержание теоретического исследования подвергается тем

или иным коррективам, когда ученый доводит свою научную ра-

боту до прикладного решения. Но теория должна идти впереди

практики, прикладные же аспекты научных исследований служат

не только прямым практическим целям, но и оплодотворяют тео-

рию.

Любые водохозяйственные мероприятия, будь то гидротех-

ническое сооружение или мелиоративная система, как это уже

отмечено, неизбежно связаны с вмешательством в ход естест-

венных природных процессов. Для того чтобы предвидеть по-

следствия подобных мер, необходимо глубокое и всестороннее

знание природы, всех ее компонентов и, что едва ли не глав-

ное, многообразных форм и последствий их взаимодействия

между собой. В этом заключается одна из наиболее сложных

л ответственных задач гидрологической науки.

ЧАСТЬ I

МИРОВОЙ

ВОДНЫЙ БАЛАНС

ГЛАВА I

ГИДРОСФЕРА

Гидросфера изучается с нескольких точек зрения: во-первых,,

в связи с происхождением Земли и земной коры; во-вторых,

как компонент геохимических процессов; в-третьих, как среда

возникновения жизни и т. д. В данном случае нас интересуют

гидрологические процессы и явления гидросферы, а также гид-

росфера как источник, дающий начало водным ресурсам, или

как источник этих ресурсов.

Общепринятое и, как я полагаю, наиболее обоснованное оп-

ределение понятия «гидросфера» — прерывистая водная обо-

лочка Земли. По некоторым прежним представлениям, рамки

гидросферы ограничивались Мировым океаном. Поскольку оке-

ан един, постольку гидросфера прежде не нуждалась в таком

определении. Но воды рек и озер, так же как и подземные

воды, являются составными частями гидросферы. А эти воды в

отличие от океана дискретны. Отсюда и появляется необходи-

мость определения гидросферы как прерывистой оболочки. За-

мечу, что противопоставление дискретности вод речной сети, озер

и подземных вод континуальности океана не лишено условности,

поскольку относится к стационарному состоянию гидросферы,

чего в природе не существует. Гидросфера отличается высокой

динамичностью, движущей силой которой служит круговорот

воды. Этому грандиозному процессу на Земле посвящена отде-

льная глава. Поэтому следует в понятие о гидросфере ввести

определение ее динамичности, подвижности.

По некоторым представлениям, гидросфера, включающая

океан и воды суши, определяется как воды Земли, находящиеся

между атмосферой и литосферой. Такое представление о гид-

росфере сужает понятие о ней, ограничивает ее искусствен-

ными рамками, так как подземные воды связаны с поверхност-

ными: они питаются водой с поверхности и, как известно, об-

разуются в результате процессов инфильтрации и фильтрации.

Кроме того, подземные воды зоны активного водообмена пи-

тают реки, озера и моря. Следовательно, они являются неотъ-

емлемой частью поверхностных вод Земли — океана и поверх-

ностных вод суши. В той же мере это относится к атмосфер-

ной воде — парообразной влаге. И эта вода по своему про-

исхождению и по ее роли в образовании поверхностных и

подземных вод является также взаимосвязанной частью гидро-

сферы.

Из сказанного следует, что понятие «гидросфера» равно-

значно понятию о всех свободных водах Земли. Свободных в

том смысле, что воды гидросферы не связаны химически и фи-

зически с минералами земной коры, т. е. могут двигаться под

влиянием гравитационной силы, а также под влиянием тепла.

В понятие «движение» входит и переход воды из одного агре-

гатного состояния в другое. Переход воды через парообразную

фазу служит механизмом естественного опреснения воды.

Происхождение гидросферы связывается с дегазацией воды

из мантии Земли, в которой содержится около 2-Ю

г воды

(Виноградов, 1963), или 20 млрд. км

Из приведенного определения гидросферы и ее краткой ха-

рактеристики видно, что эта сфера Земли находится в тесной

взаимосвязи с другими сферами — литосферой, атмосферой и

биосферой. Связь гидросферы с земной корой происходит пос-

редством подземных вод, а с мантией Земли-—как с ее генети-

ческим источником. Атмосферные воды (парообразная влага)

связывают гидросферу с атмосферой. Гораздо сложнее взаи-

модействие гидросферы с биосферой. Общеизвестно, что боль-

шую часть живых организмов — растений и животных — со-

ставляет вода, но общая масса воды как часть органического

мира незначительна относительно объема гидросферы, и не по

этому признаку следует судить о биологической роли воды. В

данном случае взаимосвязь гидросферы с биосферой гораздо

сложнее, чем с литосферой и атмосферой. Важный фактор —

участие воды в биологических процессах, начиная от возникно-

вения жизни. Следует «исключить совершенно сухие участки

из числа мест зарождения жизни и рассматривать жизнь как

явление, присущее лишь гидросфере», и «жизнь в сущности

есть производное воды», — писал Д. Бернал (1969, стр. 184). В

своей теории происхождения жизни на Земле этот автор в зна-

чительной мере следует теории А. И. Опарина (1941).

Другое значение воды — образование при ее участии в про-

цессе фотосинтеза органического вещества — основы животного

мира и почвообразования. При этом выделяется кислород, ко-

торым дышат люди и животные и который является основой

для" распространенных в природе и важных для обмена веществ

окислительных процессов. Далее, вода с биосферой связана

процессом транспирации, который мы относим к биологи-

ческому звену круговорота воды (см. гл. II, стр. 55—62).

Переходя к количественной характеристике гидросферы,

следует отметить, что представления по этому вопросу имеют

свою историю, обзор которой довольно полно освещен в лите-

ратуре, поэтому отсылаю читателя к основному из таких источ-

ников (Федосеев, 1967).

Об объеме гидросферы дают представление данные, поме-

щенные в табл. 1.

Таблица 1

Гидросфера

Части гидросферы

Объем воды,

тыс. км

% от общего

объема

Мировой океан ....

! 370 323

93,96

Подземные воды . . .

60 000

4,12

В том числе зоны

активного водообмена

4 000

0,27

Ледники

24 000 1,65

Озера 280 * 0,019

Почвенная влага . . .

85**

0,006

Пары атмосферы . . .

14 0,001

Речные воды

1,2

0,0001

Итого . . .

1 454 193

100

* В том числе около 5 тыс. км

воды в водохранилищах.

** В том числе около 2 тыс. км

оросительных вод.

Весь объем гидросферы, по современным подсчетам, не-

сколько превышает 1,4 млрд. км

. Точность современных пред-

ставлений об объеме гидросферы колеблется в пределах около

50 млн. км

, что соответствует 3% объема гидросферы. Такая

сравнительно высокая точность связана с наиболее надежным

определением объема Мирового океана, составляющего почти

94% всего объема гидросферы. Действительно, за полувековой

период, со времени появления эхолота, промеры морских глубин

приобрели настолько массовый характер, что довольно точные

вычисления объема даже наиболее отдаленных от суши частей

океана не связаны с какими-либо затруднениями методологиче-

ского характера. Теперь это уже в большей мере стало вопросом

вычислительной техники. По последним данным, объем воды

Мирового океана немного превосходит

370 млн. км

при его

площади 361,3 млн. км

и средней глубине 3790 м. Близкие к

этой глубины были определены в последней четверти прошлого

века. Так, Дж. Меррей уже в 1888 г. определил среднюю глу-

бину океана лишь на 14 м больше современной, а наш соотечест-

венник А. Тилло (1889), известный ученый, составивший первую