КАК НАМ ЭКОНОМИТЬ ВОДУ?

Блок Шайкенов, доктор наук, эколог

Источник: https://dn.kz/news/archive/kak-nam-ekonomit-vodu/

Казахстан находится в зоне, где выпадает недостаточное количество осадков, соответственно, на его значительной территории, кроме северо-востока (где выпадает 350-420 мм), испытывают дефицит влаги. Географически сложилось так, что ряд многоводных рек течет по окраинам страны, и значительная часть водостоков изымается соседями, расположенными вверх по течению. Однако природа одарила нас высокими нагорьями. С восточной и южной части страну окаймляют горы Алтая, Джунгарского Алатау, Тянь-Шаня (с хребтами Заилийского и Таласского Алатау), за пределами границы – продолжающиеся в Памиро-Алай, представляющие единую систему гор Центральной Азии.

Существенной особенностью этих гор является то, что высокие вершины их составляют значительную преграду влажным потокам, идущим из экваториальных зон в сторону северных широт. Поэтому большая часть влаги выпадает (до 1600 мм, со сдвигом в осенне-зимний период) в ее внутренние части и накапливается в виде ледников. Они составляют основу благополучия в водном балансе всех стран, расположенных вокруг этих гор, так как истоки всех крупных и средних рек Центральной Азии начинаются с этих ледников.

Воздушные потоки, оставляя значительную часть своей ноши в высокогорьях (в Шымбулаке – 800-850 мм), облегчаются и на равнине создают широтную тень, где выпадает незначительное количество влаги. Там находятся протянувшиеся широкой полосой песчаные, глинистые и щебнистые пустыни. Только узкая часть у подножия высоких нагорий окаймляет благоприятные для жизни горные степи, луга и полусаванны, имеющие ширину 50-120 км. Природа установила незыблемый и добрый порядок, однако человек своими активными действиями внес в него свои коррективы.

У подножья горы, в самом живописном месте был построен городок. После становления города столицей, в течение более полувека жилые и общественные здания не превышали 3-4 этажей, а теплоэлектростанции были маломощными, атмосферные порядки еще справлялись, унося ночью пыль и дым вверх под действием теплого воздуха, идущего из равнины, а рано утром заменяя свежим воздухом из гор.

На перевале веков в город стекалось множество народа, увеличились мощности 3-4 ТЭС на углях, появилось несметное количество автомашин, тесно выстроились дома в 16-18 этажей. Природа не располагала арсеналом для очистки от внезапно навалившейся огромной нагрузки копоти и удушливого газа. Темная шапка протянулась на 50-60 км на восток и на запад вдоль подножья гор, едва не достигая белых шапок ее вершин.

Только такую нагрузку не могли вынести громадные горы. Темная пыль и дым начали оседать на ледниках, превращая их в грязные поля. Теперь лучи солнца не отражались на сверкающей поверхности льда, а прогревали, впитывая им тепло. Нарушился вековой порядок – ледники стали усиленно таять. Тут определенную лепту, как полагают ученые, вносит и глобальное потепление, возрастающее с каждым годом.

По данным ученого-гляциолога Евгения Вилесова, более интенсивному таянию подвергаются ледники западных отрогов Джунгарского Алатау, северные и северо-восточные отроги Заилийского Алатау, где в течение 20 лет площади оледенения сократятся на 200 кв. км, а в 2090 году до высоты 3000 м они вообще исчезнут. Такие же изменения происходят в прилегающих к равнине горах Кыргызстана.

При этом сильно изменятся стоки горных рек. Как известно, зимние осадки краевых нагорий в основном обеспечивает весеннее половодье, в то же время вода, очень необходимая для полива летом в земледелии, пополняется за счет таяния ледников срединных гор. Этот период станет маловодным. Она может быть восполнена, если только разумно накопить в водохранилищах весенний паводок.

Интенсивный рост промышленного потенциала и плотности населения в южных регионах центрально-азиатских стран порождает острый дефицит в энергообеспечении. В южных зонах в Казахстане, по подсчетам энергетиков, недостаток энергии составляет около 40% от потребности.

В Кыргызстане и Таджикистане, которые находятся у истоков формирования великих рек, стремятся использовать весь энергетический потенциал этих рек, где построили водохранилищ для ГЭС. При этом работы ГЭС подчиняются сезонным энергетическим потребностям этих стран, а не периодам природного цикла водного обмена.

Естественно, энергопотребление сильно возрастает зимой, когда ГЭС-ы используют значительный запас воды из водохранилищ, накопленные за теплые сезоны. Теперь же испытывается недостаток воды для полива летом в земледелии в Казахстане и Узбекистане, где на равнинах выращивают продовольственные и технические культуры. На этой основе нередко возникает недовольство и споры между жителями этих стран, решение которых требует приложения мудрой дипломатии правителей республик.

Центрально-азиатские страны находятся в едином природном цикле водного обмена. Нас объединяет общая цепь высоких нагорий и окружающие их сухие равнинные ландшафты. Здесь нет национальных различий и особенностей в решении проблем. И нет оснований превратить в собственность это общее достояние – живительную влагу. Есть различия только в способах ее использования.

Возникает вопрос: как найти общий консенсус, объединяя задачи гидроэнергетики высотных республик и продовольственную программу населения равнинных территорий?

При анализе этой проблемы на поверхность появляется более доступный путь ее решения. На стоки рек во время интенсивного полива в земледелии фактически влияет только режим работы ГЭС, находящейся на последнем пункте спуска воды на равнину. Каскады всех остальных ГЭС, расположенные выше, используют одни те же ресурсы воды, которые затем все же стремятся вниз.

Кыргызстан планирует построить 8 ГЭС Нарынского каскада, общей энергетической мощностью 6200 МВт и превратиться в мощного производителя электроэнергетики. Гидроэнергетические ресурсы рек республики составляет 142 млрд. киловатт-часов. В настоящее время освоено только 10% возможностей.

Таджикистан обладает огромными запасами гидроэнерге­тических ресурсов, которые оцениваются в 527 млрд. кВт. ч. в год. В техническом плане имеет хорошие перспективы для развития 317 млрд. кВт часов в год, из которых до настоящего времени использованы только 4-5%.

Эти данные показывают, что гидроэнергетические ресурсы рек Центральной Азии более чем достаточны, чтобы удовлетворить потребности в энергии республик горного региона и произвести экспорт ее вблизи находящимся странам. В этом случае можно найти согласие в использовании воды для полива в необходимые сроки. Без этого сложный узел водной проблемы решить невозможно.

В настоящее время в Кыргызстане и Таджикистане идет постоянный поиск инвесторов для постройки новых мощных ГЭС, технические перспективы которых давно определены. При этом по традиции эти страны оглядываются в Россию, но там не спешат идти навстречу по разным причинам. Представляется, что здесь открываются хорошие перспективы для состоятельных бизнесменов Казахстана и Узбекистана принять участие в постройке этих ГЭС под гарантию государства, строящих эти объекты. Как известно, ГЭС-ы – отрасль производства, которая быстро окупается, а затем становится высокодоходными.

При успешном решении проблем энергетики в Кыргызстане и Таджикистане с избыточными ресурсами, возможность благоприятного исхода обеспечения полива в равнинной территории возрастает. Здесь вопрос будет упираться в режим спуска воды из последнего низинного ГЭС. В этом случае наступает момент, когда воля и консенсус руководителей государств будет иметь решающее значение. В техническом отношении определенным ограничением может стать объем накопителя последнего ГЭС. Но этот вопрос можно решить путем строительства дополнительного водохранилища ниже спуска, огражденного каменно-гравийной насыпной плотиной с усиленным бетонным основанием.

В этом, кажется, заключается решение вопроса рационального обеспечения земледелия необходимым объемом воды в поливной период. А как на самом деле обстоят технологические вопросы влагообеспечения посевов?

В водопользовании в сельском хозяйстве преобладает старинный способ – подачи воды в поля через каналы (иногда бетонные лотки) и земляные арыки. Но в некоторых регионах до полей вода подается через специальные бетонные или железные трубы.

В конце советского периода по инициативе Д.А.Кунаева была построена система использования водостока р. Шелек, для чего было сооружено Бартогайское водохранилище. Вода предназначалась только для полива в летний период. Она изымалась через бетонный трубопровод диаметром 2,7 м, затем распределялась по малым железным трубам на подходе в поля. Это сооружение в течение более 30 лет справлялось со своим назначением, обеспечивая водой несколько районов Алматинской области. Однако эффективность его теряется, так как полив проводится через арыки, когда влагой пропитывается весь почвенный покров, и расходы воды многократно возрастают.

Способ полива через арыки имеет и некоторые отрицательные последствия. Все поля подгорной равнины имеют значительный наклон, поэтому при напускном поливе постепенно смывается верхний плодородный слой и обнажаются каменные валуны. Сами арыки с каждым разом становятся глубокими, стенки их активно пропитываются и теряют часть подаваемой воды. Бесцельный расход воды при арычном поливе составляют почти половину ресурсов.

Выращивание технических и продовольственных культур на юге республики породило и другие проблемы в использовании поливной воды. В этом регионе сосредоточены посевы хлопчатника и риса. Полив хлопчатника производится 2-12 раз за сезон, а рисовые чеки после всходы семян находятся под слоем воды в 12-15 см, вплоть до уборки урожая. Поливная вода, глубоко проникая в почву, стимулирует выход соли в верхний плодородный слой почвы, что приводит к ее засолению. В настоящее время для восстановления прежнего состояния почвенного покрова солевой вынос из верхних слоев осенью обильно промывают водой и удаляют с полей. При этом смывается часть питательных веществ из плодородного слоя почвы.

В этой проблеме довлеют две причины: низкая цена (или бесплатная) поливной воды и боязнь затрат на усовершенствование поливной технологии. Но основным препятствием в этом вопросе является отсутствие осознания того, что эра полива через арыки завершилась, при котором расходуются воды в 2-3 раза больше и теряется плодородный слой почвы или происходит его засоление.

Задача рационального сохранения пахотных ресурсов земли и ее плодородия в условиях дефицита влаги и получения стабильного урожая требует срочно перейти к новым правилам использования поливного земледелия с внедрением новейших технических средств.

Широко используемые способы искусственного орошения в зарубежных странах показали высокую эффективность применения разных систем дождевальных установок и капельного орошения. В Израиле, Саудовской Аравии, Объединенных Арабских Эмиратах, используя только подземные и опресненные морские воды, достигли того, что обеспечивают фруктами и овощами европейские страны и выращивают зерно, закрывая свои потребности.

Внедрение и переход в новую систему орошения требуют от органов управления сельского хозяйства и фермеров вложения значительных средств на приобретение техники, распланировки полей и обучения специалистов, умеющих квалифицированно управлять новыми техническими средствами.

Перевооружение земледелия новой техникой полива подталкивает наращивание производства полиэтиленовых труб больших и малых диаметров для подвода воды из водохранилищ и каналов в поля и в обслуживающую технику. Возможно, для этой цели необходимо прекратить производство полиэтиленовых пакетов (которые загадили огромные территории страны) и провести платный сбор полиэтиленовых бутылок с последующей их переработкой. В этом вопросе есть хорошее начало. Если вступит в строй завод в Атырау по производству полипропилена, то недостатка в материалах для производства труб не будет. Остается сделать поворот на использование новой системы водопользования.

Решение этого вопроса требует создания для стран Центральной Азии единой технологии в использовании водных ресурсов, доставки ее в поля и населенные пункты. При этом должны учитываться не только требования крупных хозяйств, занимающихся выращиванием продовольственных и технических культур, но и мелких фермерских хозяйств и индивидуальных владельцев, вносящих огромный вклад в производство ценных видов фруктов и овощей. Это приведет к массовой занятости населения и, возможно, зарождению перспективных отраслей производства продуктов (как в Узбекистане, выращивание черешни), захватывающих рынки многих стран.

В последние полвека свои права на долю в водных ресурсах стремительно предъявляет водопотребление в городах. По рекомендации ВОЗ, для обеспечения бытовых и гигиенических условий в городах со всеми благоустройствами рекомендуется расход 230-350 литров воды в день, в месяц это составляет 7-10,5 м/куб воды. Но это максимальные нормы, в среднем расход воды (в Алматы) составляет 170-200 л в день. Анализ расхода воды показал, что на приготовление пищи, стирку, чистку посуды, купание и умывание расходуется меньше, чем на санитарную очистку.

Абсолютное большинство аппаратов очистки, выпускаемые в настоящее время, имеют одну целостную емкость объемом 10-12 л.

Ученым из Казахстана в 2017 году была разработана новая конструкция очистительного аппарата, разделенного перегородкой на неравные отделения, из которых большая часть имеет 2/3, а малая часть – 1/3 общего объема бачка. Изобретение подано на патентование в Евро-Азиатскую патентную организацию, получен патент ЕАПВ № 038749. Новая конструкция смывной емкости позволяет экономить 1/3 чистой воды, расходуемой на бытовые нужды городов и мегаполисов за счет того, что предотвращает неразумный расход воды через аппараты, используемые в настоящее время.

В Казахстане (по данным на 2021 г.) из 19 млн. населения 59,2% проживают в городах и 50% пользуются водопроводом, что составляет около 9,5 млн. людей. При тех приблизительных расчетах бесцельного расхода воды (14,4 м3 на человека) ежегодно это составляет 136,8 млн. м куб. воды. Общие потери населения в стране из-за излишнего расхода воды составляют 8,06-10,08 млрд. тенге или около 18,9-23,7 млн. долл. в год.

A кто возместит 136,8 млн. м/куб воды, выкачанной из подземных источников и горных речек и бесцельно вылитой в канализацию, а также расходы по ее очистке? Истощая чистые источники, мы одновременно наносим экологический вред природному балансу водного оборота. При этом дефицит воды становится угрожающей категорией в обеспечении продовольственной безопасности страны.

Нам остается бережно относиться к нашим немногим ресурсам водных источников и перейти к экономному и рациональному ее использованию.