Глава шестая
ЗАДАЧИ НАУКИ В ОБЛАСТИ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ И ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ
Общие положения
Дальнейшее развитие народного хозяйства СССР обусловливает необходимость повышения планомерности и эффективности использования водных ресурсов страны и глубокого научно-технического обоснования всех проблем водохозяйственного комплекса.
Основные направления развития науки и техники в области водохозяйственного строительства определяются главными задачами таких ведущих отраслей водного хозяйства, как гидроэнергетика, сельскохозяйственные водные мелиорации, водоснабжение и канализация промышленности и населенных мест, водный транспорт, рыбное хозяйство, рекреационное использование, а также охрана водных ресурсов и борьба с вредным влиянием подземных и поверхностных вод.
Для успешного развития отраслей водного хозяйства страны оказывается уже недостаточным повышение уровня использования существующих водных ресурсов только путем строительства и использования регулирующих водохранилищ. Становится настоятельно необходимым осуществление переброски больших количеств воды с севера на юг в районы с водным дефицитом, в первую очередь переброски части стока северных рек европейской части СССР в бассейн Волги с последующим расширением территориального перераспределения водных ресурсов нашей страны, и решение ряда крупных комплексных водохозяйственных проблем, в том числе проблем Азовского, Каспийского и Аральского морей, комплексного использования земельных и водных ресурсов Волго-Уральского междуречья, Дальнего Востока и других районов, а также проведение целого ряда мероприятий по охране водных ресурсов.
Осуществление столь широких мероприятий потребует больших капиталовложений, а это в свою очередь ставит перед наукой ряд технико-экономических проблемных задач, в том числе и таких, как разработка основных принципов и методов распределения капиталовложений и эксплуатационных затрат в многоотраслевые гидроузлы и усовершенствование методики оценки экономической эффективности комплексных водохозяйственных мероприятий. При этом для решения центральной задачи — эффективного использования водных ресурсов необходимо предварительно провести широкие систематические исследования влияния хозяйственной деятельности человека на водные ресурсы в условиях всевозрастающего их использования и разработать методику прогнозирования изменений в природе прилегающих территорий в связи с их затоплением и подтоплением, переформированием берегов, изменением гидрологического, гидрохимического и гидробиологического режима рек, озер, водохранилищ, а в ряде случаев и климатических условий отдельных районов.
Другая важнейшая задача науки — улучшение технологии использования воды и разработка новых сниженных удельных показателей водопотребления и водоотведения во всех областях водного хозяйства. В частности, в области гидроэнергетики следует разработать эффективную методику выбора наиболее оптимальных параметров гидравлических и гидроаккумулирующих электростанций и определить рациональные режимы их работы в энергетических и комплексных водохозяйственных системах.
В свою очередь, необходимость выполнения в сжатые сроки исключительно больших объемов строительных гидротехнических работ требует форсирования разработки научно обоснованных методов организации гидротехнического строительства, обеспечивающих резкое снижение сроков и стоимости строительства за счет внедрения и освоения новой технологии массовых земельно-скальных и бетонных работ. Особенно важно достигнуть резкого сокращения подготовительного периода строительства водохозяйственных объектов и периода их временной эксплуатации.
Научные исследования в области комплексного использования водных ресурсов
В настоящее время большинство крупных гидроузлов в стране имеет комплексное назначение и учитывает интересы различных отраслей народного хозяйства, что позволяет полнее использовать водные ресурсы и гидроэнергетический потенциал рек. Поэтому одной из важнейших научных задач является глубокое изучение народнохозяйственных требований к комплексному использованию водных ресурсов и разработка технических решений, обеспечивающих достижение высокого экономического эффекта и отвечающих уровню современного научно- технического прогресса в отношении конструктивных решений сооружений и их оборудования, технологии производства строительных работ. При этом возрастающее значение приобретают правильное определение состава, эффективности и очередности строительства, а также экономичность эксплуатации созданных комплексов, в том числе обязательное обеспечение каскадного использования рек.
В связи с этим приобретает важнейшее значение разработка методики правильной оценки фактической эффективности капиталовложений в энергетику, водный транспорт, водоснабжение, ирригацию и в другие компоненты водохозяйственного комплекса и на основе этого определения доли участия той или иной отрасли водного хозяйства в стоимости гидроузла (плотина, защитные, выправительные и берегоукрепительные сооружения, здание ГЭС, судоходные шлюзы, работы по устройству водохранилища и др.). Это необходимо как для правильного распределения капиталовложений между отраслями водного хозяйства, так и для определения себестоимости энергии, воды, транспортных расходов.
Существующая в настоящее время практика отнесения расходов по строительству комплексных гидроузлов целиком на гидроэнергетику ставит последнюю в очень невыгодные условия. Это тем более недопустимо, что при строительстве целого ряда комплексных гидроузлов (например, Токтогульского, Каневского, Днестровского) капиталовложения собственно на энергетику составляют лишь около половины общих капиталовложений в эти гидроузлы.
Следует отметить также необходимость решения другой важной задачи, которая связана с разработкой совершенной методики оценки ущерба от затопления земель при создании водохранилищ и компенсирующих мероприятий, направленных, например, на развитие сельского хозяйства, рыбоводства и др., а также правильной оценки районообразующего эффекта гидроузлов. Все это имеет особое значение для тех комплексных гидроузлов, в которых энергетике принадлежит ведущая роль в развитии водного хозяйства, как это можно видеть на примере Днепровских, Волжских, Ангарских и других электростанций.
Все большую актуальность приобретает проблема научно обоснованного определения сроков амортизации разного типа сооружений и оборудования комплексных гидроузлов, а также установленной величины амортизационных отчислений. Сейчас особенно остро стоят эти вопросы для такого элемента водного хозяйства, как гидроэнергетика. Правильное решение их позволит во многих случаях изжить еще существующие неоправданные ограничения в развитии гидроэнергетики.
К числу важных проблем, подлежащих изучению и научному обоснованию при комплексном использовании водных ресурсов страны, должны быть отнесены: оценка водных ресурсов страны на базе дальнейшего систематического их изучения (прежде всего в дефицитных по воде районах); более углубленное изучение влияния хозяйственной деятельности человека на речной сток; изучение многолетних колебаний стока, в том числе степени синхронности этих колебаний; разработка более совершенной методики долгосрочных прогнозов речного стока; определение запасов подземных вод и их связи с водными ресурсами рек и озер, а также оценка возможности использования естественных подземных резервуаров для регулирования водных ресурсов; установление оптимальных уровенных, гидробиологических и гидрохимических режимов, изучение элементов и динамики водного баланса морей и рек; разработка методики составления водохозяйственных балансов, учитывающих качественную сторону водных ресурсов, а также разработка мероприятий по охране водных ресурсов и по экономии воды (в том числе введение дифференцированной цены на воду для всех водопотребителей и водопользователей); исследование методов управления атмосферными осадками и искусственной конденсацией природных запасов водяного пара; разработка на научной основе схем комплексного использования водных ресурсов бассейнов рек, в которых намечается перспективное водохозяйственное строительство.
Необходимо также исследовать ряд важных для народного хозяйства экономических вопросов, возникающих в процессе более широкого комплексного использования водных ресурсов. Надо осуществить научно обоснованное водохозяйственное районирование территории страны как по балансу водных ресурсов, так и по их качеству; изучить влияние водных ресурсов на развитие и размещение производительных сил; разработать методы определения технико-экономических показателей водохозяйственных мероприятий с учетом последствий для народного хозяйства; создать экономическую основу оптимизации режимов комплексного использования водных ресурсов; разработать методику оценки влияния режима водоотдачи (в верхнем и нижнем бьефах) на различные отрасли народного хозяйства; определить экономическую эффективность очистки сточных вод и роли водохранилищ в улучшении качества воды; создать методику оценки ущерба от спуска сточных вод в водотоки и водоемы.
Научные исследования в области гидроэнергетики
Дальнейшее развитие советской гидроэнергетики будет осуществляться на основе выработанных практикой основных принципов каскадного строительства гидроузлов и комплексного использования гидроресурсов для нужд различных отраслей народного хозяйства. При этом должны быть учтены конкретные проблемы, которые обусловлены особенностями развития энергетики СССР на ближайшую перспективу: повышение роли гидроэнергетики в покрытии пиковых нагрузок в связи с изменением структуры топливного баланса, прежде всего европейской части страны, в связи с широким вводом базисных атомных электростанций;
развитие гидроэнергетики в восточных районах страны на базе строительства крупных гидроузлов в Сибири и на Дальнем Востоке, в Средней Азии и Казахстане;
повышение эффективности гидроэнергетики в целом.
Проблема покрытия переменной зоны графика нагрузки и методы ее решения должны стать предметом дальнейших проектных и научно- исследовательских работ. В первую очередь здесь необходим подробный анализ эксплуатационных и экономических показателей пиковых электростанций различного типа (тепловых, газотурбинных, гидравлических и гидроаккумулирующих с разными мощностями и параметрами). Ряд соображений о роли гидравлических и гидроаккумулирующих электростанций в энергосистеме был приведен в гл. 5. Очевидны целесообразность дальнейшего строительства в европейской части страны ряда гидроэлектростанций на неиспользованных или не полностью использованных речных водотоках, а также реализация возможностей увеличения мощности путем модернизации и реконструкции установленного оборудования ранее построенных ГЭС специально для покрытия пиков суточной нагрузки. Необходимо также изучение возможности комплексного использования средних и малых водотоков и ГЭС.
Другое направление решения проблемы состоит в строительстве ряда гидроаккумулирующих электростанций большой мощности и объединении их в энергокомплексы с крупными атомными электростанциями. Поскольку в СССР нет еще достаточного опыта строительства таких установок, требует решения целый ряд вопросов, связанных с усовершенствованием и созданием новых обратимых агрегатов, сооружений, с выбором соответствующих эксплуатационных режимов и правильной экономической оценкой ГАЭС.
Развитие гидроэнергетики в восточных районах страны связано с освоением богатых полезными ископаемыми и природными ресурсами районов Сибири и Дальнего Востока. Промышленное и сельскохозяйственное развитие этих районов в значительной мере зависит от возможности получения здесь дешевой электроэнергии на мощных и сверхмощных электростанциях. В связи с этим целесообразно продолжить исследования и проектные разработки использования гидроэнергетических ресурсов бассейна Ангары и Енисея, приступить к практическому гидроэнергостроительству в районах Забайкалья, Крайнего Севера и Дальнего Востока, бедных топливными ресурсами и богатых ценными ископаемыми. Необходимо изучить возможность использования богатых гидроэнергоресурсов в низовьях Печоры, Оби, Енисея и Лены и создания на их основе территориально-промышленных комплексов. Значение этой проблемы возрастает также в связи со строительством БАМа. Речь идет об использовании энергии рек бассейнов Лены, Амура, Колымы и др.
Энергетическое использование рек в восточных районах страны должно сочетаться с решением комплексных водохозяйственных проблем (в частности, в Забайкалье — обеспечение электроэнергией БАМа, на Дальнем Востоке — борьба с наводнениями и ирригация, на Крайнем Севере — водоснабжение промышленных предприятий и населенных пунктов, в Средней Азии и Казахстане — ирригация). В проектах гидроузлов на крупных реках Сибири и Дальнего Востока не должны быть упущены интересы водного транспорта. Весьма важны специальные разработки по вопросам создания магистральных водных путей, в особенности имеющих широтное направление. Таким примером является проект Урало-Кузбасского водного пути, первые наметки которого были даны еще в 30-х годах. Практически уже начаты работы по созданию водного пути в верховьях Енисея, рассматривается вопрос о судоходном освоении Ангары; значительный интерес вызывает проект шлюзованного водного пути по Лене с выходом в Охотское море, что позволит избежать тяжелого в навигационном отношении пути через Берингов пролив. Большое народнохозяйственное значение для Дальнего Востока может иметь осуществление воднотранспортного соединения Амура с Татарским проливом.
Разумеется, что строительство гидроузлов в суровых климатических условиях Сибири, в районах вечной мерзлоты потребует широких исследований и внедрения специальных конструкций бетонных и железобетонных гидротехнических сооружений и сооружений из местных грунтовых материалов. Для бассейнов рек Средней Азии и Южного Казахстана должны быть разработаны принципы оптимального энергоирригационного регулирования каскадов водохранилищ.
Повышение эффективности гидроэнергетического строительства в целом связано с научно обоснованным решением таких вопросов, как первоочередное освоение наиболее эффективных гидроэнергоресурсов страны; снижение затрат на устройство водохранилищ; строительство крупных высоконапорных гидроэлектростанций с гидроагрегатами большой единичной мощности; внедрение наиболее экономичных конструкций гидросооружений (с учетом местных условий); применение новых строительных материалов; использование совершенного энергетического и гидросилового оборудования, в том числе быстроходных турбин, высоковольтных генераторов и генераторов с водяным охлаждением, высоконапорных затворов разных типов; переход на новые более совершенные методы производства строительных и монтажных работ и повышение организационного уровня гидроэнергостроительства; совершенствование методов эксплуатации гидроэлектростанций и их сооружений; удешевление и автоматизация средних и малых ГЭС.
Перечисленные основные направления научных работ должны быть подкреплены исследованиями общей проблемы оценки эффективности капиталовложений в гидроэнергетику, разработкой научно обоснованных критериев и нормативов эффективности гидроэнергостроительства.
Научные исследования в области сельскохозяйственных водных мелиораций
Масштабы использования водных ресурсов для сельскохозяйственных мелиораций в СССР огромны и определяются задачей обеспечения устойчивости сельскохозяйственного производства и удовлетворения потребностей населения продуктами земледелия и животноводства. Сложность ситуации определяется тем, что большую часть производства основных сельскохозяйственных продуктов намечено сосредоточить на юге и юго-востоке европейской части СССР, в Сибири и в Казахстане, т. е. в полузасушливых и в засушливых зонах. Эти земли представляют высокую ценность для интенсивного сельского хозяйства при условии регулярного орошения их, в то же время расширение орошаемых земель потребует дополнительно больших количеств воды, нужна вода и для обводнения пастбищ, площадь которых увеличится в ближайшие годы на 20—25%, а в перспективе — на 35—40%. Планируется обеспечить сельское население централизованным водопроводом и канализацией, а также полностью механизировать водоснабжение животноводческих ферм и полевых станов, что также увеличивает общую потребность в воде.
Особая задача стоит в связи с освоением Нечерноземья. Здесь наряду с осушением земель придется решать для ряда районов вопросы ирригации, комплексного проведения мелиоративных работ. Несоответствие водных ресурсов все расширяющимся потребностям вызывает необходимость проведения большого объема строительных работ, связанных и с межбассейновой переброской воды, и с устройством крупных водохранилищ для регулирования стока рек, используемых для орошения. Для суждения о размерах этих работ укажем, что затраты на осуществление мероприятий, связанных с использованием водных ресурсов для сельскохозяйственных мелиораций, составляют примерно 40—45% всех затрат, намеченных на ближайшие годы по всем отраслям водного хозяйства (при этом намечаемые затраты на развитие гидроэнергетики составляют около 6%).
В связи с резким увеличением потребностей воды на орошение и обводнение пастбищ исключительное значение приобретает изучение проблемы уменьшения потерь и всемерной экономии воды, а также использования подземных вод для орошения и обводнения. Экономия воды, используемой для орошения, обеспечивается в основном переходом на прогрессивные системы орошения: широкозахватная дождевальная техника, подпочвенное и капельное орошение и пр. Важную роль в экономии воды смогут сыграть разработка и внедрение экономичных противофильтрационных одежд магистральных, распределительных и других каналов, прокладываемых в водопроницаемых грунтах, полное шлюзование оросительных систем для ограничения холостых сбросов при орошении, применение специальных конструкций против испарения воды с поверхности водохранилищ (пленочные покрытия и т. и.), использование для орошения сточных и сбросных вод.
Для снижения расходов воды на орошение необходимо на основе длительных исследований разработать научно обоснованные агротехнические мероприятия: сроки и способы поливов и нормы расхода воды на орошение применительно к различным климатическим условиям. Потери воды в ирригационных каналах должны быть снижены в зависимости от размеров систем с 60—40 до 15—10%, а коэффициент полезного действия систем соответственно повышен до 0,85—0,90. Все эти задачи должны разрешаться в тесном содружестве науки и практики. Важное место в исследованиях должны занять вопросы орошения и освоения мелководий и зон подтопления водохранилищ.
Научные исследования в области водоснабжения и канализации промышленности и населенных пунктов
В гл. 3 было указано, что водоснабжение в нашей стране, особенно централизованное, несколько отстает от роста промышленности и развития городов и рабочих поселков. Еще в большей степени это относится к водоотведению. В результате сброса неочищенных сточных вод загрязняются водоемы, что осложняет использование последних в промышленных, культурно-бытовых и рыбохозяйственных целях. Необходимо широко развернуть исследование для обоснования безотходной технологии.
В последние годы благодаря пристальному вниманию со стороны общественности, партийных и государственных органов к охране водных источников начала проводиться широкая программа строительства сооружений очистки сточных вод.
Следует отметить, что по затратам на намеченные к осуществлению мероприятия этот элемент водного хозяйства занимает второе место: капитальные затраты составляют около 25% общего объема затрат на все отрасли водного хозяйства.
Первоочередными мероприятиями по упорядочению и развитию водоснабжения и канализации и связанными с этим научными проблемами являются дальнейшее развитие централизованных систем водопровода и канализации в населенных пунктах и в промышленности, строительство эффективных очистных сооружений, введение в промышленности оборотного водоснабжения, разработка и внедрение прогрессивных норм водопотребления, проведение исследований с целью совершенствования технологических процессов в отношении достижения максимальной экономии воды, обоснование возможностей использования морской (для промышленности) и опресненной соленой воды.
В маловодных районах с ограниченными запасами поверхностных и подземных вод для обеспечения водой крупных городов и промышленных центров осуществляется ряд проектов по переброске воды из ближайших рек и бассейнов. Для подачи больших расходов воды сооружаются каналы, крупные трубопроводы, насосные станции. Производится полная реконструкция водного хозяйства. Примерами таких сложных комплексов сооружения являются построенные для водоснабжения Донецкого промышленного и Криворожского железорудного бассейнов каналы Северский Донец — Донбасс, Днепр — Кривой Рог, строящийся канал Днепр—Донбасс, а также канал Иртыш — Караганда в Казахстане. Осуществление проектов подобных комплексов должно базироваться на обширных научных исследованиях: гидрологических, геологических, гидравлических, экономических и т. д.
Научные исследования, связанные с использованием соленых и солоноватых вод
К районам, в которых отсутствует в достаточном количестве пресная вода, относятся Туркменская ССР в зоне Каракумов и на восточном побережье Каспийского моря, Курганская область, Калмыцкая АССР и западное и восточное побережье Каспийского моря. Предварительные данные по ряду других районов Советского-Союза указывают на наличие больших запасов поверхностных и подземных соленых и солоноватых вод, непригодных для использования их в естественном состоянии в промышленности, коммунальном или сельском хозяйстве.
В Советском Союзе проблемой опреснения воды занимается ряд научно-исследовательских организаций, однако эта проблема еще не вышла из стадии опытных работ. Из различных методов опреснения воды наиболее распространены дистилляция морской воды с применением обычного или ядерного топлива и замораживание воды с использованием природного или искусственного холода. Из новейших еще недостаточно разработанных методов опреснения воды испытываются ионообменные процессы, метод экстракции и другие.
Исследования показали, что в настоящее время основной, наиболее перспективный путь решения проблемы опреснения соленой воды связан с использованием атомной энергии. В результате проектных проработок и исследований установлено, например, что атомный реактор тепловой мощностью 2,2 млн. кВт может обеспечить работу электростанции мощностью 510 тыс. кВт и опреснительной установки на 180 тыс. м3 пресной воды в сутки. В этом случае стоимость опреснения не будет превышать 2—3 коп. за 1 м3 воды. А при создании реакторов тепловой мощностью 10—20 млн. кВт стоимость опресненной воды снизится настолько, что ее можно будет использовать даже в ирригации.
Однако исследования в этой области необходимо продолжать, в первую очередь это касается научной разработки теоретических и экономических основ расчета и конструирования дистилляционных опреснительных установок различной мощности на ядерном топливе. Не менее важно развертывание научных работ по изысканию новых экономичных методов опреснения воды. Актуален также вопрос о промышленном использовании рассолов, получаемых в качестве побочного ценного продукта в процессе опреснения морской или грунтовой минерализованной воды.
Научные исследования в области рыбного хозяйства
Особенно сложные научные проблемы связаны с элементами водного хозяйства, непосредственно соприкасающимися с биологическими процессами. К их числу прежде всего относится рыбное хозяйство. Рост общих уловов рыбы в СССР осуществлялся до настоящего времени исключительно за счет промысла в открытых морях и океанах. Однако значение внутренних водоемов особенно велико, так как в них производится лов наиболее ценных видов рыб (кроме того, необходимо учитывать введение ограничений в океаническом промысле).
Основными причинами снижения улова рыбы и ухудшения их видового состава во внутренних водоемах являются: нерациональное ведение промысла; изменение бытовых режимов рек в результате гидростроительства; ухудшение качества воды в результате сброса отработанных и канализационных неочищенных вод, поступления вод с химикатами с сельскохозяйственных угодий, повышенного отбора воды и пр.; несвоевременное и не всегда правильное проведение рыбомелиоративных мероприятий. К сожалению, отечественная ихтиологическая наука, призванная заниматься рыбным хозяйством, решением проблем народнохозяйственного значения, не занимает еще ведущего положения не только в вопросах увеличения запасов ценных промысловых рыб, но даже и сохранения их; она недостаточно занимается вопросами искусственного воспроизводства, акклиматизации в водоемах новых продуктивных видов рыб и кормовых организмов, рыборазведением на теплых водах.
Та часть проблемы восстановления и развития рыбного хозяйства, которая относится к гидротехнике, включает в первую очередь научные исследования для обоснования конструкции эффективных рыбопропускных и рыбозащитных устройств при плотинах и водозаборах, а также разработку других мероприятий по охране рыбы в условиях зарегулированного стока рек, таких, например, как нерестовые попуски из водохранилищ и т. и. Большое значение для сохранения и увеличения запасов рыбы имеет осуществление различных научно обоснованных рыбоводно-мелиоративных мероприятий. Сюда относятся строительство сооружений для искусственного рыборазведения (хозяйственное освоение водохранилищ), развитие прудового рыбоводства, восстановление подорванных стад ценных видов рыб, борьба с загрязнением водоемов. В частности, обнадеживающие результаты дает опыт прудового разведения рыбы в теплой воде водохранилищ-охладителей ТЭС (Донецкий рыбокомбинат и др.). По этой проблеме необходимо продолжить и расширить производственные и экспериментальные исследования. Важными являются исследования в области создания искусственных нерестилищ.
Учитывая, что одним из основных источников получения рыбопродуктов высокого качества в дальнейшем будут Каспийское и Азовское моря с впадающими в них реками, особое значение приобретают научные проблемы переброски части стока северных рек в бассейны Волги, Урала и Дона, устройства специальной плотины в Керченском проливе с целью стабилизации солевого и гидрохимического режима Азовского моря, а также поддержания постоянного уровня Каспийского моря и подтопления его северо-восточной части, богатой кормовыми ресурсами.
В заключение следует указать, что осуществление отдельных разрозненных рыбохозяйственных мероприятий не может дать желаемого эффекта. Лишь тщательно продуманная и научно обоснованная система мероприятий, охватывающая все звенья процессов воспроизводства и защиты промысловой рыбы, сможет обеспечить сохранение запасов ценных пород рыб и гарантировать получение максимального объема продукции.
Научные исследования в области территориального перераспределения водных ресурсов
Крупные проекты территориального перераспределения стока рек СССР ставят своей целью решение важных народнохозяйственных проблем. Большое количество самых разнообразных вопросов, затрагиваемых проектами, потребует длительных проработок и своевременного разрешения с помощью специально поставленных широких научных исследований.
Один из наиболее полно разработанных проектов межтерриториального перераспределения водных ресурсов предусматривает переброску части стока крупных северных рек Печоры и Вычегды на юг—в бассейн Волги, в Каспийское и Азовское моря. Другой, менее разработанный проект переброски вод великих сибирских рек Оби, Иртыша и Енисея на юг ставит своей целью орошение обширных безводных пространств Приуралья и Прикаспия с учетом решения проблемы Аральского моря.
Переброска стока сибирских рек на юг — сложная комплексная и прежде всего экологическая и экономическая проблема, требующая длительного изучения и тщательной подготовки. Разрешение этой проблемы займет много лет и должно быть организовано поэтапно для обеспечения окупаемости капитальных затрат в приемлемые для народного хозяйства сроки. Вместе с тем серьезные проектные проработки по этой проблеме, основанные на глубоких научных и технико-экономических исследованиях, только еще начались. В настоящее время развернулись научно-исследовательские и проектные работы с привлечением различных научных и проектных институтов. Эти проработки должны дать материал для обоснования проектов.
До сих пор многие вопросы гидрологии, гидробиологии, гидрогеологии, сельского хозяйства, организации строительных работ и другие не получили должного разрешения. Так, почти совсем не разработаны вопросы об изменении качества воды и о климатических изменениях, которые неизбежно вызовет каждое крупное перераспределение стока. В частности, до осуществления проекта переброски части стока сибирских рек необходимо изучить возможные неблагоприятные изменения климата в устьях Оби и Енисея и усиления ледовитости Карского моря. Не менее сложные научные проблемы возникнут при разработке проектов переброски части стока Дуная на юг Украины и Молдавии, Припяти и Западной Двины — в верховье Днепра, водообеспечения района Курской магнитной аномалии и др.
Другой кардинальной проблемой является экономическое обоснование этих проектов, тесно связанное с разработкой рациональных способов производства массовых земляных работ по сооружению плотин, дамб и каналов и созданию новых мощных землеройных машин — землесосных снарядов, мощных экскаваторов и скреперов и других грунтовых условиях, например в моренных отложениях, в лесах, в скальных и других грунтах.
Научные исследования в области охраны водных ресурсов от загрязнения и истощения
Исследования, касающиеся качества воды, имеют особое значение. Борьба с загрязнением рек, озер, водохранилищ, грунтовых вод определяется в основном законодательными и административными мероприятиями. Контролю со стороны государственных органов подлежат стоки промышленных предприятий, городские канализационные воды, загрязнение вод, вызываемое водным транспортом (портовые стоки, утечка нефти), и другие источники загрязнения природных вод. При этом возникает ряд научно-технических проблем, прежде всего в области совершенствования способов очистки сточных вод различного типа с применением как механических и химических, так и биохимических методов. Особое внимание при этом необходимо уделить стокам водоподготовки тепловых электростанций, зональным и канализационным водам, содержащим расщепляющиеся изотопы и фенольные соединения.
Необходимы создание новых, совершенных конструкций очистных сооружений и оборудования, поиски эффективных безвредных реагентов для обработки сточных вод. Весьма важны также прогнозирование процессов самоочищения воды и разработка методики определения ущерба, причиняемого загрязнением воды, с тем чтобы иметь надежный критерий для экономического выбора способов защиты природных вод от загрязнения их стоками.
Борьба с загрязнением воды ядохимикатами, применяемыми в сельском хозяйстве, становится все более актуальной и требует специальных научных исследований. Такие исследования должны прежде всего определить опасные концентрации ядов, а также разработать типы дренажей для сбора и отвода грунтовых вод, содержащих использованные препараты, последующей очистки и нейтрализации воды.
Защита природных вод от загрязнения сплавляемым лесом требует перевода молевого сплава леса на сплав плотами и перевозку в судах, а также очистки водоемов от топляков.
Важной проблемой охраны водных ресурсов от истощения является сокращение потребления питьевой воды для технических целей. Необходимо в сжатые сроки усовершенствовать существующие и разработать новые методы повторного использования отработанной воды в промышленном водоснабжении, так как промышленные предприятия подлежат переводу на максимально возможное оборотное водоснабжение.
Широкое распространение оборотных циклов в использовании воды для охлаждения с применением прудов охладителей, градирен и других сооружений ставит перед наукой задачу усовершенствования методики тепловых расчетов, а также моделирования процессов циркуляции воды и теплоотдачи в водохранилищах-охладителях. Представляет интерес влияние подогрева воды на фауну и флору прудов-охладителей, что имеет значение для их зарастания и для разведения в них рыбы.
Важным профилактическим средством охраны водных ресурсов является правильное размещение промышленных предприятий и нового жилищного строительства, нового сельскохозяйственного производства и животноводческих комплексов с учетом наличия и состояния водных ресурсов. Эта проблема требует к себе пристального внимания со стороны планирующих, проектных и научно-исследовательских организаций.
В качестве общего мероприятия целесообразно установление платы за водопользование, включая дифференцированную плату за забор воды и за сброс отработанных вод.
В заключение отметим, что в настоящей главе были рассмотрены основные направления предстоящих исследований в области комплексного использования водных ресурсов и гидроэнергетики и почти не затрагивались вопросы о направленности научно-исследовательских работ по обоснованию гидротехнических сооружений водохозяйственного комплекса. Следует подчеркнуть, что эти исследования органически связаны с практическим решением задач комплексного использования и охраны водных ресурсов и проведение их позволит обеспечить не только создание надежных и долговечных гидротехнических сооружений, но и определит сроки и экономику водохозяйственного строительства.
