Водный экологический след

На протяжении последних десятилетий повышение эффективности водопользования, особенно в сфере сельскохозяйственного производства, являлось одной из основных целей международного сообщества в области решения водных проблем. Международный институт природных ресурсов, Всемирный водный совет, Всемирный фонд дикой природы и другие научные организации в последние годы используют в своих исследованиях концепцию водного экологического следа. Эта концепция с середины 1990;х гг. разрабатывается по инициативе ФАО и ЮНЕП группой специалистов под руководством А. Хоэкстры в университете Twenty, Нидерланды. Экологический водный след (Water Ecological Footprint), по аналогии с земельным экологическим следом, представляет собой долю изъятия и аккумулирования воды в процессе производства разного рода продукции, используемой населением¹. Расчеты водного следа позволяют определить главные потоки и объемы изымаемых вод и резервуары их концентрации в изготовленной продукции. Общий объем антропогенного звена в глобальном круговороте воды составляет примерно 22%.

Водный след складывается из следующих составляющих^[1][2].

Голубой водный след — объем воды, безвозвратно забираемый из поверхностных или подземных источников для хозяйственных нужд и водоснабжения населения. Основной объем голубого следа составляет сельскохозяйственное водопотребление — использование воды для ирригации, а также для производства разного рода промышленных и бытовых товаров (рис. В10).

Зеленый водный след — объем дождевой воды, попадающий в почву и испаряющийся с поверхности полей, лугов, пастбищ и лесов; эта вода участвует в процессе транспирации растениями и создания ими биомассы (в том числе урожая).

Серый водный след — объем воды, необходимый для разбавления очищенных или не полностью очищенных стоков, образующихся в процессе производства. Стоки, в разной степени очищенные, должны быть разбавлены чистой водой, чтобы они соответствовали согласованным санитарным нормативам.

Помимо этих трех основных категорий водного экологического следа, используется и такое понятие, как виртуальный водный след. Им обозначают величину объемов воды, аккумулированной в произведенной продукции и по торговым или прочим миграционным потокам перемещаемой между различными регионами и областями. Это не физический объем водозабора, а расчетная величина валового водопотребления, затраченная на производство определенного продукта и ее перемещение по территории¹. На международных конференциях (например, на Всемирном водном форуме, состоявшемся в 2015 г. в Южной Корее) высказывается и обсуждается идея учитывать объемы виртуальной воды в продукции при заключении торговых сделок на мировых рынках.

Показатели водного следа (как общего, так и его составляющих) рассчитываются за разные промежутки времени (за год, по сезонам), а в территориальном плане — по речным бассейнам, странам или материкам^[3][4]. Структура следа и его параметры позволяют судить и об остроте водохозяйственной ситуации в регионе, и о путях внедрения первоочередных и более эффективных методов водопользования. Согласно расчетам Международного института водных проблем (табл. 9.3), большая часть в антропогенном звене глобального круговорота воды приходится на зеленый след (почти 6700 км^[5] или 74%), т. е. на производство урожая, транспирацию растений на пашнях и трав на пастбищах и на испарение с поверхности почв. Водозабор оценивается в 11% антропогенного звена (голубой след), а на разбавление стоков (серый след) требуется 15% чистых вод (рис. 9.5).

Исследованиями установлено, что для поддержания благополучного состояния ландшафтных систем необходимо, чтобы они расходовали на свои биопродукционные нужды не менее 80% месячного полного стока^[5]. Если хозяйственный водозабор превышает 20% полного стока в конкретной ландшафтной системе, в ней возникает ситуация «водного стресса». На рис. В11 показаны регионы мира с различной напряженностью водохозяйственной ситуации.

Экономически развитые страны размещаются преимущественно в областях гумидного климата и обладают немалыми водозапасами. Однако темпы увеличения водопотребления возрастают, а характер водопользования настолько нерационален, что и в этих регионах Глобальный водный след по производству (1996—2005 гг.)¹

Таблица 9.3

Глобальный водный след, млн м3/год	Сельскохозяйственное производство			Промышленное производство	Бытовое водоснабжение	Всего
	урожаи на пашнях	пастбища	водообеспечение животноводческих хозяйств
Зеленый.			;	;	;
Голубой.		;
Серый.
ВСЕГО.
Водный след в продукции экспорта, млн м3/год.
Водный след в продукции экспорта, % от общего объема.

¹ Приводится по: Mekonnen М. М., Hoekstra A. Y. The green, blue and grey water footprint of crops and derived crop products.

1 — зеленый след; 2 — голубой след; 3 — серый след возникли серьезные водохозяйственные проблемы. Из них главное — резкое ухудшение качества поверхностных водных источников в результате сброса недостаточно очищенных сточных вод, выпадения кислотных осадков и инфильтрации разнообразных загрязнителей из почвы и грунтов. Как показывают обследования, объем серых вод в этих странах остается весьма значительным (см. рис. 9.5). Обращает на себя внимание тот факт, что огромные объемы воды (виртуальные воды) аккумулируются в различных продуктах производства — в сельскохозяйственных товарах (в продовольствии), промышленных и бытовых товарах, которые сосредоточиваются на ограниченной территории в процессе местного производства и потребления или по экспортноимпортным потокам произведенных товаров перемещаются по суше земного шара. Это усложняет расчет производственных изъятий водных масс (валового водопотребления) и их последующих антропогенных миграций (объемов виртуальной воды). Однако такие расчеты дают представление о реальной напряженности водохозяйственной ситуации в регионах мира (рис. 9.6)^[7][8].

Дефицит качественных пресных вод пытаются восполнить разными способами. В ряде районов суши (в Саудовской Аравии, на Великих равнинах США, в Иране и т. д.) имеются значительные ресурсы подземных вод, которые интенсивно откачиваются. Так, только в бассейне р. Хуанхэ ежегодно добывают из подземных горизонтов 30 км³ воды, из артезианского бассейна Огалалла в США — до 12 км³. Водоносные горизонты сильно истощены, и откачка подземных вод сопровождается просадками грунта и снижением уровней рек в водосборных бассейнах.

Еще один путь решения водохозяйственной проблемы — опреснение соленых морских или озерных вод. В 2000;х гг. масштабы опреснения таких вод в мире достигли¹ 15 км³. Поскольку технология опреснения соленых вод — мероприятие весьма дорогостоящее и энергоемкое, оно применяется пока в небольших масштабах, на ограниченных участках суши, где особенно остро стоит вопрос получения чистых питьевых вод: на Среднем Востоке, на севере Африки, в США и в других районах.

Увеличение объемов водозапасов достигается в ряде регионов мира перебросками стока из одного речного бассейна в другой.^[9][10]

• 1 — 1990 г.; 2 — 2000 г.; 3 — 2010 г.; 4 — 2015 г. (прогноз);
• 5 — 2015 г. (цель ЦРТ)

Примерная тематика рефератов и контрольных заданий

• 1. Гидрологический круговорот на планете.
• 2. Состав гидросферы и ее водноресурсная часть.
• 3. Что такое водные ресурсы и какими факторами они определяются?
• 4. Природное и хозяйственное качество водных ресурсов.
• 5. Дифференциация водозапасов по материкам—территориальная и удельная.
• 6. Структура и особенности водохозяйственного баланса мира.
• 7. Что такое водный экологический след?
• 8. Голубой, зеленый и серый экологический след и их дифференциация по материкам.
• 9. Какое количество людей на планете не имеет доступа к чистой питьевой воде? Каковы последствия?
• 10. Каково решение проблемы адекватного водообеспечения населения мира?

• [1] См.: Water Footprint Assessment Manual, Setting the Global Standard / A. Y. Hoekstraet al. 2011.
• [2] См.: Mekonnen M. M., Hoekstra A. Y. The green, blue and grey water footprint of cropsand derived crop products // Hydrology and Earth System Sciences. 2011. Vol. 15. № 5.P. 1577—1600.
• [3] См.: The Water Footprint Assessment Manual. Setting the Global Standard /A. Y. Hoekstra et al. L.; Wash., DC: Water Footprint Network, 2011.
• [4] Cm.: Aqueduct global maps 2.0. Aqueduct metadata document / / Francis Gassert et al. Washington, WRI, Working Paper 19, 2013.
• [5] См.: Живая планета: доклад WWF. 2012.
• [6] См.: Живая планета: доклад WWF. 2012.
• [7] Приводится по: Мекоппеп М. М., Hoekstra A. Y. The green, blue and grey waterfootprint of crops and derived crop products.
• [8] Cm.: Water Footprint Assessment Manual, Setting the Global Standard.
• [9] См: Алексеев В. В., Березкин М. Ю., Иванов В. Н. Глобальная проблема нехваткипресной поды и эффективные пути ее решения. М.: Изд-во МГУ, 2005.
• [10] Составлено по данным ВОЗ за 2012 г.