Водное хозяйство — сложная система, которая осуществляет воспроизводство водных ресурсов, их охрану от истощения и загрязнения, а также защиту населения, окружающей среды и объектов экономики от наводнений. Приоритетная задача водной отрасли — обеспечение потребителей доступной и безопасной водой в нужном объеме.
Показатели расходования воды могут меняться в зависимости от экономической ситуации в стране или регионе, сезонности и даже времени суток. Кроме того, сокращение водопотребления происходит за счет снижения водоемкости продукции и оборотного водоснабжения, когда вода рециркулирует внутри производства (охлаждаясь или очищаясь) без сброса в водоем или канализацию.
Промышленность
Промышленность является крупным водопотребителем, хотя объем водозабора по этому направлению имеет тенденцию к снижению.
Как правило, именно вода является решающим фактором при выборе места размещения будущего промышленного производства, так как является незаменимым элементом производственного процесса. Более 59% от всего промышленного водопотребления приходится на производство и распределение электроэнергии, газа и воды, 26% — на обрабатывающие производства.
На промышленных предприятиях от 70 до 90% воды используется для охлаждения продукции и защиты оборудования от чрезмерного нагрева. От 5 до 13% промышленники используют для очищения продукции или сырья от примесей, а также в качестве транспортирующей среды. От 10 до 20% технической воды убывает в процессе испарения или входит в состав произведенной продукции.
Кстати, от вида продукции и технологий производства зависит удельное водопотребление. На единицу продукции может приходиться от нескольких единиц до нескольких тысяч кубических метров воды. Например, на химических предприятиях, выпускающих одну и ту же продукцию, в зависимости от технологии производства удельные расходы воды различаются в 5-10 раз.
Объемы промышленного водопотребления зависят также от климатических условий. Как правило, в северных районах промышленное водопотребление значительно ниже, чем в южных с высокими температурами воздуха.
Сельское хозяйство
Сельское хозяйство находится в числе самых крупных потребителей воды, на его долю приходится около 28% общего объема забора воды в России. На нужды в 2020 году из природных источников было изъято 17500,32 млн м³ воды.
Наиболее водозатратным является орошение — самое эффективное средство увеличения объема сельскохозяйственной продукции. Комплексные мелиоративные мероприятия регулируют не только физические, химические и биологические свойства почв, но и факторы развития растений: повышают продуктивность угодий и способствуют получению высоких и устойчивых урожаев.
В основе оросительной мелиорации лежат гидротехнические приемы нормирования подачи воды и превращения ее в почвенную влагу. Известно, что для орошения 1 га зерновых полей в среднем необходимо около 1000 м³, а для 1 га рисовых полей — от 8000 до 12000 м³ воды.
Орошаемые площади по территории России распределены неравномерно, что связано, в первую очередь, с климатическими особенностями. Порядка 50% от всех орошаемых земель сосредоточено в Южном федеральном округе, а менее 1% — в Северо-Западном.
К сельскохозяйственному водопотреблению относится также пополнение запасов подземных вод, вымывание солей, накопившихся в почве, опрыскивание против вредителей и болезней, защита от заморозков, внесение удобрений, уход за скотом, переработка собранного урожая и многое другое.
Отдельный вид водопользования, который относят к сельскому хозяйству — рыбное. Оно диктует высокие требования к количеству и качеству природных вод. Помимо наличия кормовой базы, для естественного воспроизводства важен благоприятный гидрохимический, гидробиологический, а также уровенный режимы водоема.
Гидроэнергетика
Комплексы гидроэлектростанций возводят на реках, обеспеченных постоянным притоком воды для наполнения плотины и водохранилища. ГЭС преобразовывает мощность потока воды в электрическую энергию. Для того, чтобы работа гидроэлектростанции была наиболее эффективной, важны два условия: гарантированная неиссякаемая обеспеченность водой и высокий угол уклона реки.
Предприятия гидроэнергетики, действительно, являются самыми крупными водопользователями. В 2020 году основной объём забора воды пришелся на вид деятельности «Обеспечение электрической энергией, газом и паром; кондиционирование воздуха» — 19702,2 млн м³, что составляет примерно 31,9% от общего забора воды в России.
По своему гидроэнергетическому потенциалу (852 млрд кВт ч/год) Россия сейчас занимает второе место в мире после Китая. При этом, по данным на 2016 год, освоено всего 22,3% этого потенциала. Из этого объема 46,8% освоено в европейской части России, 21,7% — в Сибири, 3,8% — в восточной части России. Сегодня освоение энергетического речного потенциала строго регулируется новыми, на порядок возросшими требованиями по сохранению природной среды.
По данным Министерства энергетики РФ за 2019 год, в России находятся в работе 102 ГЭС (без учета мини- и микроГЭС) общей мощностью немногим более 50 млн кВт, на которых вырабатывается 18% общего производства энергии в стране. К числу крупнейших гидроэлектростанций относится Саяно-Шушенская, Красноярская, Братская, Усть-Илимская, Богучанская и другие. Гидроэлектростанции часто объединены в каскады для максимально полного использования гидроэнергетического потенциала рек. Крупнейший по мощности (но не по числу станций) каскад в Европе расположен на Волге, он включает в себя восемь станций общей мощностью почти 9000 МВт. Самые крупные среди них — Волжская (2,6 ГВт) и Жигулевская ГЭС (2,4 ГВт).
Важное место в гидроэнергетике всего мира в последние десятилетия занимает строительство гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). В России к числу самых известных ГАЭС относятся Кубанская, Загорская, Зеленчукская. Их действие основано на цикличном перемещении одного и того же объема воды между верхним и нижним бассейнами.
Москва
