Лекція №5. Основні показники використання та якості води

Використання води різними галузями гос­подарства характеризується певними показниками, основними се­ред яких є: повне, необоротне і одноразове необоротне використан­ня води, необоротні втрати води, водовідведення.

Повне водокористування — забір води із водного об'єкта кому­нальними міськими водопроводами, промисловими і сільськогос­подарськими системами водозабезпечення, водоводами та канала­ми галузевого й комплексного призначення тощо.

Необоротне водокористування — необоротні втрати води в про­цесі використання її населенням у побуті, промислового виробни­цтва, зрошення, сільськогосподарського водопостачання.

Одноразове необоротне використання води — забір води для за­повнення неробочих («мертвих») об'ємів водосховищ, ємкостей оборотних систем водопостачання, підземних ємкостей при законтурному обводненні нафтових родовищ тощо.

Необоротні втрати води — невиробничі втрати води на випаро­вування і фільтрацію в системах водозабезпечення і при безпосе­редньому використанні її користувачами; втрати води на випарову­вання з поверхні водосховищ і ставків, на фільтрацію крізь греблі, шлюзи та інші споруди.

Необхідно зазначити, що термін «необоротні витрати води», вживаний у практиці водокористування, — умовний і відповідає своєму призначенню лише стосовно невеликих річкових басейнів і територій, для яких додаткове випаровування дійсно є втратою во­ди. Для великих територій додаткове випаровування в результаті господарської діяльності не є необоротними втратами, оскільки значна частина води може повертатися на ці самі території у виг­ляді додаткових опадів, і тим більша, чим більша площа території. Для Землі в цілому цей термін взагалі втрачає своє значення.

Водовідведення — повернення води користувачами після її вико­ристання. Повернені води (або скидні води чи скиди) в кількісно­му відношенні є різницею між використанням свіжої води і необо­ротними втратами та необоротним водокористуванням.

Характер і ступінь використання водних ресурсів в окремих регіонах залежать від природних, економічних і соціальних умов. Наприклад, кліматичні особливості північних регіонів можуть зу­мовлювати утруднення з водозабезпеченням взимку, коли водотоки перемерзають. Особливої гостроти набувають проблеми водозабез­печення в південних посушливих районах, де для їх вирішення до­водиться здійснювати регулювання і територіальний перерозподіл водних ресурсів.

На можливості організації безперебійного водозабезпечення і введення для цієї мети гідротехнічних споруд впливають також рельєф території, ґрунтовий і рослинний покрив, геологічні і гідрогеологічні умови, гідрологічні особливості водних об'єктів та інші природні фактори.

Економічні умови впливають і на характер, і на ступінь вико­ристання водних ресурсів. Масштаби і направленість цього впливу в окремих регіонах визначаються рівнем розвитку продуктивних сил, структурою існуючих територіально-виробничих комплексів і тих, що формуються, а також рівнем заселеності та територіальної концентрації населення.

У другій половині XX ст. у зв'язку з інтенсифікацією промис­лового й сільськогосподарського виробництв, різким збільшенням міського населення та благоустроєм населених пунктів, значно збільшилось використання води, що зумовило значні кількісні й якісні перетворення водних ресурсів.

Можливість використання води залежить від її природної якості.

Якість води — це показники її складу та властивостей, які виз­начають рівень придатності води для конкретних видів водокорис­тування (питного, промислового, сільськогосподарського, побуто­вого тощо).

В екології основними показниками якості води є рівень її при­датності для життя різних організмів і вживання людиною.

Якість води визначається її фізичними (колір, запах, прозорість, температура, смак) і хімічними властивостями, а також санітарно-бактеріологічним станом (вмістом бактерій). На формування якості природних вод впливають як природні фактори, так і господарська діяльність людей. Остання зумовлює інколи значні якісні зміни по­верхневих і підземних вод. У деяких випадках незадовільна якість води може бути рівнозначна її відсутності.

Загальновідомо, що у різних водокористувачів є свої вимоги до якості води. Найжорсткіші вимоги до якості води — при викорис­танні її для ниття і виробництва продуктів харчування, а також риб­ного господарства. Вода нижчої якості може використовуватись для потреб промисловості та зрошення. Якихось особливих вимог до якості води не висуває гідроенергетика, судноплавство та лісосплав.

Для водопостачання населення повинна використовуватися ви­ключно чиста вода. Діючі стандарти на питну воду визначають до­пустимий вміст у ній різних речовин, оскільки надлишок їх у воді може мати несприятливий вплив на організм людини. За хімічним складом вода більшості річок і прісних озер України задовільна.

Найпридатнішими для водопостачання населення є підземні во­ди, особливо глибинні, в тому числі артезіанські, які забруднюються зрідка. Тому в якісному відношенні вони звичайно кращі за по­верхневі. Проте ці води можуть бути сильно мінералізованими, з підвищеною твердістю або з наявністю великої кількості заліза чи інших хімічних елементів.

Якісна оцінка поверхневих і підземних вод як питних визна­чається ступенем їх мінералізації. Придатними для пиття вважають­ся прісні води, вміст розчинених солей в яких не перевищує 1 г/л, а в деяких випадках (наприклад, в арідних районах з підвищеною мінералізацією поверхневих і підземних вод) — і солонуваті, що вміщують 1...3 г/л солей. Води з вищою мінералізацією (3...10 г/л) до ресурсів господарсько-питного призначення не належать. Вони непридатні і для зрошення, оскільки можуть спричинити засолен­ня грунтів. Використовувати їх можна лише при розведенні прісною водою, тобто при переведенні до категорії солонуватих.

Природні води класифікують за різними ознаками, за якими визначають придатність вод для певного виду використання. На­приклад, за О. О. Альокіним, природні води поділяються на окремі класи за такими ознаками:

• За ступенем мінералізації (вмістом солей): прісні — до 1 г/л, солонуваті — 1...3, слабкосолоні — 3...10, солоні -- 10...50 г/л.

• За величиною рН: лужні — 11...14, слабколужні — 8... 10, нейт­ральні — 7, слабкокислі — 4...6, кислі — 1...3.

• За загальною твердістю: дуже м'які — до 1,5 мг-екв/л, м'які — 1,5...3,0, помірно тверді — 3...6, тверді — 6...9, дуже тверді — понад 9 мг-екв/л.

• За ступенем бактеріальної забрудненості (колі-індексу): дуже забруднені — понад 10 000, забруднені — понад 1000, слабкозабруднені — понад 100, задовільні — понад 10, добрі — менше трьох.

Вимоги до якості води, а також придатності її для певних видів користування викладено у відповідних нормативних документах і регламентуються галузевими стандартами. Оцінку якості поверхневих вод в Україні приведено на рис. 2.1.

Різні водокористувачі потребують різної безперебійності подачі води. Найвищі вимоги щодо забезпеченості водою у комунального господарства, промисловості й енергетики (Р = 95...97 %). Меншими є вимоги щодо підтримання судноплавних глибин на річках (Р = 90 %), зрошення та використання води для інших цілей (Р = 75...90 %).

Отже, розрізняють два основні типи водокористування: жорсткий, коли з високою надійністю слід підтримувати певну, не­залежну від коливання водності річки витрату води, і гнучкий, коли в маловодні сезони року може обмежуватися подача води або збіль­шуватися при достатній її кількості.

Використання води характеризується значною сезонною, місяч­ною (рис. 2.2.) і внутрідобовою нерівномірністю. Якщо цілодобово працюючі промислові підприємства, населені пункти, теплові й атомні електростанції використовують воду рівномірно, то зрошу­вальне землеробство, водний транспорт, лісосплав, гідроенергетика і рибне господарство — нерівномірно. Так, при зрошенні необхідно подавати воду у вегетаційний період; водний транспорт і лісосплав потребують необхідних глибин водних об'єктів протягом навігації; рибне господарство повинне мати певну кількість води в період не­ресту риби тощо. Все це дуже ускладнює використання і розподіл води між різними користувачами.

Дані щодо використання води в Україні наведено в табл.

Як бачимо з таблиці, за цей період повне водокористування досягло максимуму в 1985 р. і становило 36 км³. Така сама тенденція характерна і для необоротного використання води: у 1985 р. воно і к надало 18,8 км³, або майже 38 % водних ресурсів України, які формуються на її території в середній за водністю рік. Змінилась і його структура. Якщо в 1960 р. на частку промисловості припадало 38 %, комунального господарства 11, сільського і рибного госпо­дарств 51 % використаної води, то у 1985 р. частка промисловості зменшилась до 23 %, використання води комунальним господар­ством залишилося в межах 11 %, а частка сільського і рибного гос­подарств збільшилась до 66 %. Найбільші темпи зростання водоко­ристування, як бачимо, характерні для сільського та рибного госпо­дарства — в 4,5 раза (в основному за рахунок різкого збільшення зрошення), тоді як використання води промисловістю збільшилось лише у 2 рази. Загальне зменшення усіх видів забору води за ос­танні роки зумовлено економічним станом в Україні.

Динаміка загального забору води з прісних поверхневих і підземних джерел, забору морської води і необоротного водокорис­тування разом із втратами при транспортуванні води зображена на рис. 2.3.