Основные потребители воды

Различают два вида использования воды, один специалисты по водному хозяйству называют водопользованием, другой - водопотреблением. При водопользовании вода не изымается из водных объектов (рек, озер), они не становятся беднее водой. Водопользование применяется в гидроэнергетике (на гидроэлектрических станциях вода никуда не исчезает, ее только пропускают через турбины соединенные с генераторами тока, и затем она снова возвращается в реку), на водном транспорте, в целях рекреации (для спорта, отдыха и т. п.), для рыбоводства и рыболовства.

При водопотреблении вода изымается из водных объектов и в них количество ее уменьшается, а качество обычно ухудшается. Водопотребление применяется в таких отраслях хозяйства, как промышленность и сельское хозяйство (главным образом для орошения), а также хозяйственно-бытовое водоснабжение населения.

Строгую границу между водопользованием и водопотреблением, однако, провести трудно.

Дальше мы будем говорить в основном о водопотреблении, т. е. о том виде использования воды, который связан с изъятием ее из водных объектов. Часть изъятой воды возвращается после использования в гидрографическую сеть (например, промышленные и бытовые стоки, оросительные воды, не усвоенные растениями), часть (для данного водосбора) исчезает - входит в состав вырабатываемой продукции или испаряется и переносится в другие водоемы - это безвозвратное потребление.

Вода, которая изымается из водных объектов, включая и безвозвратное потребление, называется полным водопотреблением. В табл. 4 в Приложении перечислены величины безвозвратного и полного водопотребления на континентах четырьмя основными видами потребителей: городским и сельским населением (питьевая и бытовая вода), промышленными предприятиями, включая теплоэнергетические установки, сельским хозяйством, водохранилищами.

Население. В оборудованных водопроводом и канализацией городах в настоящее время водопотребление (на одного человека) значительно выше, чем в сельской местности. Современный крупный город потребляет 300-600 л воды в сутки на человека (Москва и Нью-Йорк - 600, Париж - 500, Ленинград - 370, Лондон - 263 и т. д.). В это количество входит и вода, затрачиваемая на городское хозяйство (поливка и мытье улиц, городской транспорт и т. д.).

В сельской местности даже в высокоразвитых странах водопотребление не превышает 100-120 л в сутки, а в слаборазвитых - 20-30 л в сутки на человека.

Снабжение населения водой составляет самую меньшую часть мировой затраты воды: всего 147 км³ (или 5% общих затрат), в том числе 25 км³ приходится на безвозвратное водопотребление. Основное количество забранной для нужд населения воды после использования снова возвращается в гидрографическую сеть, но в крайне загрязненном состоянии.

Промышленность и теплоэнергетика. Нет ни одной отрасли промышленности, в которой не использовалась бы вода. Она расходуется в производственном процессе как растворитель, теплоноситель (пар, горячая вода), охладитель. В зависимости от уровня технологии водопотребление одной и той же отрасли производства колеблется в довольно значительных пределах.

На металлургических предприятиях на производство 1 т чугуна затрачивается от 20 до 50 т воды, на производство 1 т стали - 150 т воды, на изготовление 1 т проката - 10-15 т воды. Особенно много воды потребляет целлюлозно-бумажная и нефтехимическая промышленность: на изготовление 1 т бумаги требуется 250 т воды, 1 т целлюлозы - 400-500 т воды, 1 т вискозного шелка - 1000-1100 т воды, 1 т искусственного волокна - 2000-3000 т воды. На 1 т хлопчатобумажных тканей затрачивается от 300 до 1100 т воды.

Значительны затраты воды и в пищевой промышленности: на бойнях при убое и разделке туши затрачивается не менее 0,5 т воды на голову убойного скота, на молочных фермах на мытье тары и посуды (ведер, бидонов, бутылок) затрачивается на 1 т молока 5 т воды, на сахарных заводах на 1 т изготовленного сахара уходит 100 т воды.

Теплоэнергетика требует огромного количества воды для охлаждения агрегатов. Так, для тепловых станций на 1 млн. кВт мощности необходимо 1,2-1,6 км³ воды в год. Это соответствует расходу воды свыше 40 м³/с, т. е. довольно значительной реки. На атомных станциях воды требуется в 1,5-2 раза больше, чем на обычных тепловых

Бурное развитие промышленности в 20 в. и вызванное им огромное, все возрастающее водопотребление и главным образом усиливающееся загрязнение природных вод промышленными отходами является, пожалуй, главной причиной нехватки пресной воды на земном шаре, хотя промышленность и занимает второе место (после сельского хозяйства) по общей затрате воды: более 600 км³ в год по земному шару, причем половина этого количества приходится на долю США.

Сельское хозяйство. Основная затрата воды в сельском хозяйстве приходится на орошение. В настоящее время во всем мире орошается свыше 230 млн. га, из них почти три четверти (170 млн. га, или 73%) в Азии. Площадь орошаемых земель составляет в СССР свыше 15 млн. га, в США - свыше 20 млн. га, в Индии - 27,5 млн. га. Количество воды, затрачиваемое на полив 1 га посевов, зависит от климата, почв и других физико-географических условий, состава сельскохозяйственных культур, способов полива (бороздами, дождеванием и т. п.).

В европейских странах на орошение 1 га затрачивается 4-6 тыс. м³ воды, в США и Мексике - 7,5-8,5 тыс. м³, в Индии и Индонезии - 9-10 тыс. м³, в СССР - 12,5 тыс. м³. Такие высокие значения для СССР объясняются отводом большого количества воды крупными каналами.

Расход воды на сельское хозяйство занимает среди всех видов использования вод первое место и превосходит 2000 км³ в год (или 70% мирового водопотребления), из них свыше 1500 км³ составляет безвозвратное водопотребление. Например, в настоящее время в СССР и США на орошение используется около 80% общего безвозвратного водопотребления этих стран.

Водохранилища. Еще один вид потерь воды в результате использования природных вод человеком - испарение с поверхности водохранилищ. Общая площадь зеркала водохранилищ в мире оценивается в 300-400 тыс. км².

Поверхность водохранилищ испаряет больше воды, чем поверхность суши, которая была затоплена при их создании. Общий объем потерь на дополнительное испарение с водохранилищ превосходит 100 км³ в год.

Итак, на четыре основных вида потребления воды человечество тратит в год в общей сложности почти 3000 км³ пресной воды, т. е. всего 7% годового стока рек мира, равного 44 540 км³ ("сток" полярных ледниковых покровов нами исключен). Эти цифры, очевидно, не совсем точны, но порядок их не вызывает сомнений.

На первый взгляд результаты подсчета общих затрат воды кажутся обнадеживающими. Становится даже не совсем понятным, почему в середине нашего века появились в мировой прессе панические заголовки о нехватке пресной воды, о "проблеме номер один" - обеспечении человечества водой. При этом надо еще иметь в виду, что лишь незначительная часть используемой в процессе промышленного производства воды как бы исчезает - химически связывается и входит в состав изготовляемой продукции. Подавляющее же количество ее после использования никуда не исчезает, остается той же водой (хотя обычно загрязненной), иногда меняя лишь свое агрегатное состояние, например, обращаясь в пар. Вся использованная вода продолжает участвовать в круговороте. По выражению одного французского гидротехника, "воду не потребляют, ее используют".

Угроза нехватки воды возникла в результате все ускоряющегося роста населения земного шара (каждую секунду население увеличивается на 2 человека), и бурного развития промышленности, в которой появляются все новые и новые водоемкие отрасли.