Вопрос 3. Истощение водозапасов Северной Америки. Проблема оздоровления Великих озер. Переброски водных ресурсов – современные и проектируемые

В конце 1990-х гг. жители Канады и США в год использовали 1693 м³ воды на душу населения, что превышало объем потребления в любом другом регионе мира. Предпринятые меры по сокращению водозабора, в том числе структурные изменения водопотребления, привели к уменьшению суммарного объема отведения воды для хозяйственных нужд. В США общий объем водозабора сократился с 600 км³/год в 1970-х годах до 460 км³/год в 2005 году. Это стало возможным благодаря увеличению кратности использования воды в промышленности, более экономному потреблению воды в сельском и коммунальном хозяйстве. В Канаде, наоборот, объем водозабора увеличился (с 1972 по1991 год на 80%) вслед за ростом потребностей отраслей хозяйства.

В последние десятилетия наблюдается увеличение населения, проживающего в районах с сильным водным стрессом, где возникают кризисные и даже конфликтные ситуации в использовании водных ресурсов. Засушливые юго-запад США и север Мексики испытывают нехватку воды, что обусловлено малым объемом местного стока и высокими потребностями в воде орошаемого земледелия. Проблемы дефицита воды решаются путем экономии воды, переброски части стока ряда рек, заключения договоров о совместном использовании пограничных рек (например, реки Колорадо).

Загрязнение поверхностных и подземных вод продолжает оставаться одной из наиболее острых экологических проблем. Несмотря на то, что в США после принятия в 1970 г. Закона о чистой воде загрязнение, связанное с точечными источниками, уменьшилось, значительным остается площадное загрязнение, вызываемое поступлением в водные источники сельскохозяйственных и городских коллекторных (ливневых) стоков. Внедрение почвозащитной обработки почвы в сельском хозяйстве положительно сказалось на качестве воды, однако продолжается загрязнение рек и озер минеральными удобрениями, пестицидами и гербицидами.

В результате масштабного использования подземных вод в хозяйстве к середине 1990-х гг. истощение их постоянного запаса в США составляло около 10% от объема водозабора из подземных источников. Наблюдавшееся в 1980-е гг. падение уровня подземных вод на Великих равнинах и в межгорных котловинах южных Кордильер было приостановлено. Там для районов орошаемого земледелия хронической проблемой стало загрязнение подземных вод опасными для здоровья нитратами.

В Карибском регионе состояние водных ресурсов вызывает особую тревогу. Ежегодно 80-90% сточных вод уходят в океан неочищенными. Водные источники прибрежных районов и акватории Мексиканского залива и Карибского моря загрязнены нефтепродуктами, сельскохозяйственными и коммунально-бытовыми стоками.

В США и Канаде приняты стандарты качества водных ресурсов, осуществляется регулярный мониторинг их состояния. Региональные органы управления ресурсами обязаны составлять перечни водных объектов, не отвечающих установленным стандартам качества. Это водные источники, содержащие избыточные концентрации загрязняющих веществ (фосфора, азота, твердых осадков и т.д.) или не пригодные для определенных видов использования (рыболовства, купания, питьевого водоснабжения, жизни диких животных). В США для водных объектов определяются нормы допустимой нагрузки загрязняющих веществ (в том числе суточной нагрузки), которую может ассимилировать водоем. На штаты возлагается обязанность разрабатывать программы и планы по выполнению этих нормативов для всех рек, озер и прочих водоемов.

Проблема Великих озер. С юга и юго-востока к Великим озерам примыкают густо заселенные индустриальные районы, с севера и запада - аграрно-сырьевые районы США и Канады. На Великих озерах расположены крупнейшие города США – Чикаго и Милуоки на берегах озера Мичиган, Буффало и Кливленд – озера Эри, Детройт на берегах одноименной реки, – а также второй по величине город Канады – Торонто на берегах озера Онтарио. Великие озера соединены с бассейнами реки Миссисипи системой судоходных каналов, начинающейся у г.Чикаго, и реки Гудзон каналом, берущим начало из озера Эри.

Бассейн Великих озер – одна из крупнейших на планете водосборных систем; содержит 18 % мировых запасов пресных вод. Скорость возобновления воды в озерах составляет менее 1 % в год за счет осадков, поверхностного и подземного стока. Масштабное использование водных ресурсов в США и обжитой части Канады привели к серьезным экологическим и социально-экономическим проблемам, прежде всего - загрязнению поверхностных и подземных вод. Особенно интенсивно экономика США стала развиваться после второй мировой войны, когда наблюдался невиданный ранее рост промышленности. Промышленные, хозяйственно-бытовые и иные стоки без очистки в водные объекты. В озерах значительно понизилось содержание кислорода, стала погибать рыба. Концентрация ртути, пестицидов и других загрязнителей во много раз превышала допустимую норму. Использование и сброс в водные системы токсичных хлорсодержащих (ДДТ, ПХБ) соединений, синтетических удобрений приводило к попаданию их в пищевые цепи. В конце 1960 гг. 40 % водных систем США не могли использоваться для ловли рыбы и купания из-за загрязнения вод. При этом большие объемы загрязнителей сбрасывались в Великие озера. В частности, в начале 1970-х гг. озеро Эри стало практически «мертвым» из-за интенсивного загрязнения.

До начала 1970 гг. озера подвергались загрязнению вредными веществами из-за недостаточной очистки промышленных сточных вод, поступления с поверхностным стоком удобрений и отходов. Так, в этот период в водах озера Эри отмечались избыток фосфора, цветение водорослей, сокращение популяции рыб. Особенно пострадали аборигенные (местные) сообщества живых водных организмов.

В 1987 г. основными направлениями природоохранной политики стали сокращение фосфатной нагрузки, загрязнений, поступающих из воздуха и с суши, а также решение проблем, связанных с загрязнением донных отложений (для снижения вторичного загрязнения) и подземных вод. В этом же году были разработаны Планы действий по очистке предварительно выявленных 43 экологически неблагополучных территорий и начаты широкомасштабные работы по реализации Планов действий. Соответственно, был сокращен сброс в озера ряда устойчивых токсичных химических загрязнителей.

Начиная с 1972 г. отмечено снижение на 71 % объемов производства, использования и сброса со сточными водами 7 основных токсичных соединений. С конца 1980 гг. удалось достичь сокращения объема токсичных веществ на 82 %. В итоге резкого сокращения поступления фосфора и других загрязнителей существенно уменьшилось развитие водорослей в озере Эри и снизился дефицит кислорода в придонном слое. Объявленное ранее “мертвым” озеро стало крупнейшим в мире районом добычи окуня.

Однако в 1990 гг. быстрое развитие городов и промышленности продолжало наносить ущерб состоянию окружающей среды на водосборах озер. В Великих озерах обнаружено до одной тысячи видов токсичных загрязнителей, которые попадают туда вместе со сточными водами и кислотными дождями. Проблема кислотных дождей остается одной из наиболее острых, около 50 % кислотных дождей в Канаду поступают из США. Было установлено также, что до 96 % хлорсодержащих химических соединений в водах Великих озер поступает из атмосферы. Возможно, именно поэтому Канада первой подписала подписавших Киотский протокол о регулировании выбросов в атмосферу парниковых газов и ввела на своей территории обязательную систему отчетности по количеству выброшенных в атмосферу парниковых газов для промышленных предприятий. В то же время, США не подписали Киотский протокол.

Для решения проблемы, в первой половине 1990 гг. США и Канада разработали Стратегию защиты Великих озер от загрязнения токсичными веществами, которая начала реализовываться с 1997г. Стратегия включает мероприятия, связанные с заменой высокотоксичных химикатов в промышленных циклах на малотоксичные с поэтапным отказом от веществ, представляющих риск для здоровья людей и окружающей среды. По мнению экспертов, Стратегия вносит значительный вклад в снижение и устранение содержания токсичных химикатов в экосистеме Великих озер.

Большинство экспертов высоко оценивают совместные усилия США и Канады, направленные на улучшение качества вод Великих озер, и считают, что эти представляют собой выдающийся пример сотрудничества как межгосударственного, так и местных водопользователей.

По мнению экспертов, Великие озера, которые остаются главным источником свежей воды в Канаде, могут оказаться перед лицом и других проблем окружающей среды. Так, глобальное потепление может вызвать понижение уровня озер на 1 м к середине XXI века, что может привести к серьезным экологическим последствиям. Нехватка воды может поставить вопрос о необходимости переброски части стока рек или о заборе озерных вод, что создает угрозу устойчивому использованию водных ресурсов.

Эксперты считают, что частые засухи и наводнения, катастрофическое снижение запасов воды в Великих озерах являются основными вызовами для северной части континента. Увеличивающийся дефицит пресной воды в Северной Америке уже стоит США и Канаде десятков миллиардов USD ежегодно.

По прогнозам экспертов, частота крупных наводнений, которые ранее происходили с периодичностью раз в 500 лет, в течение XXI века возрастет в 10 раз. Средний и Южный запад США подвергаются сильным засухам, которые ведут к серьезной деградации почв и снижению уровня подземных вод. Так, запасы подземных вод в крупнейшем водоносном бассейне Огаллала сокращаются ежегодно на 12 км³, дальнейшее понижение уровня подземных вод вызовет дефицит воды в 8 штатах США.

Ситуация с дефицитом воды непосредственно связана с антропогенной деятельностью. Так, перебор воды во время череды засух в США в 1930-х гг., когда фермеры, чтобы хоть как-то уберечь почву от деградации и собрать урожай, интенсивно откачивали воды из подземных источников, сказывается по настоящее время. Уменьшение подземных водных запасов влечет за собой увеличение потребления воды из поверхностных источников, какими являются, в частности, Великие озера. Так, в США ведутся споры о возможности переброски водных ресурсов из Великих озер в реку Миссисипи для удовлетворения нужд в жаркий период года.

В то же время, интенсификация сельского хозяйства и рост городских поселений и населения в целом привели к масштабному росту диффузного загрязнения в результате ливневого стока с городских территорий, смыва с сельскохозяйственных полей, пастбищ и животноводческих комплексов избытка удобрений, пестицидов и гербицидов и других химических препаратов.

Переброски речных стоков. В США 1960-х гг. растущая потребность в водных ресурсах,

главным образом для ирригации, заставила проектировщиков разработать впечатляющие схемы перераспределения водных ресурсов в масштабах всего континента. Вода должна была быть забрана из относительно водообильного северо-запада США и Канады и доставлена на юго-запад и юг США, и даже в Мексику, по очень сложной (и, без сомнения, дорогой) сети каналов, водохранилищ, насосных станций, ГЭС и пр. Позднее, в 1970-х гг., более скромные, но все же крупные схемы перебросок воды предназначались в США для решения различных региональных проблем дефицита водных ресурсов. Например, проводились детальные исследования стратегии пополнения запасов подземных вод формации Огаллала на Высоких Равнинах США. В Калифорнии изыскивались дополнительные источники воды за пределами штата. Сейчас, в конце ХХ века, можно констатировать, что ни один из этих проектов не был реализован. Эта ситуация отражает неодобрительную позицию американского общества по отношению ко всем новым крупным гидротехническим проектам, включая проекты перебросок. Главные же факторы отказа от проектов перебросок воды в США были следующие:

(а) Ирригация должна была стать главным потребителем воды. Однако стоимость перебрасываемой воды была бы на порядок дороже воды, уже используемой для орошения. Локальные дефициты водных ресурсов заставляли фермеров более экономно использовать уже имеющуюся воду, играя роль эффективных регуляторов спроса. Помимо этого, в США существует избыток сельскохозяйственных продуктов как для внутреннего, так и для внешнего рынка, и в дальнейшем развитии ирригации уже нет

нужды.

(б) Геоэкологические последствия сверхкрупных проектов перебросок воды многочисленны и комплексны. Даже сейчас, когда наше понимание проблем геоэкологии намного лучше того, что было 20-30 лет тому назад, последствия неопределенны, плохо

предсказуемы и не сравнимы, то есть, например, не могут быть представлены в денежном выражении.

(в) Юридические и политические вопросы крупномасштабных международных перебросок воды необычайно сложны. Общественное мнение в Канаде настолько против перебросок воды южному соседу, что парламент страны принял специальный закон,

запрещающий это делать. Не легче и передача водных ресурсов из штата в штат, не говоря уже о перебросках сквозь несколько штатов.

Особым типом перебросок воды являются системы управления водными ресурсами значительной территории. Например, в Калифорнии действует система управления водными ресурсами на уровне штата, главным образом для орошения и водоснабжения

крупных городов. Значительная часть водных ресурсов, формирующихся на севере Калифорнии, передается на юг, для орошения основных земельных массивов штата, лежащих в продольной депрессии долин двух основных рек, Сакраменто и Сан-Хоакин.

Далее часть воды передается на юг штата для водоснабжения мегаполиса Лос-Анджелеса и орошения. Другая часть воды поступает в южную Калифорнию из р. Колорадо. Всего в штате перераспределяется около 30 куб. км воды в год.