Управление водными ресурсами

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Управление водными ресурсами — это деятельность по планированию, разработке, распределению и управлению оптимальным использованием водных ресурсов. Это один из аспектов управления водным циклом.

Вода необходима для нашего выживания. Область управления водными ресурсами должна будет продолжать адаптироваться к текущим и будущим проблемам, стоящим перед распределением воды. В условиях растущей неопределенности глобального изменения климата и долгосрочных последствий управленческих действий процесс принятия решений будет ещё более сложным. Вполне вероятно, что продолжающееся изменение климата приведет к ситуациям, с которыми ещё не сталкивались. В результате изыскиваются альтернативные стратегии управления, чтобы избежать сбоев в распределении водных ресурсов.

В идеале планирование управления водными ресурсами учитывает все конкурирующие потребности в воде и стремится распределять воду на справедливой основе для удовлетворения всех видов использования и потребностей. Как и в случае с другими, это редко возможно на практике.

Одной из самых больших проблем для наших водных ресурсов в будущем является устойчивость текущего и будущего распределения водных ресурсов[1]. По мере того, как вода становится дефицитной, важность управления водными ресурсами значительно возрастает — поиск баланса между потребностями людей и важным этапом обеспечения устойчивости водных ресурсов в окружающей среде.

Обзор[править | править код]

Вода является важнейшим ресурсом для всей жизни на планете. Из водных ресурсов на Земле только 2,5 процента являются пресными. Две трети пресной воды заперты в ледяных шапках и ледниках. Из оставшегося одного процента пятая часть находится в отдаленных, труднодоступных районах, и большое количество сезонных осадков во время наводнений не может быть легко использовано[2]. С течением времени воды становится все меньше; доступ к чистой, безопасной питьевой воде в разных странах ограничен. В настоящее время только около 0,08 процента всей пресной воды в мире эксплуатируется человечеством в условиях постоянно растущего спроса на санитарию, питьевую воду, производство, досуг и сельское хозяйство. Из-за небольшого процента оставшейся воды оптимизация пресной воды, оставшейся у нас из природных ресурсов, была постоянной проблемой в нескольких местах по всему миру.

Значительные усилия в области управления водными ресурсами направлены на оптимизацию использования воды и минимизацию воздействия водопользования на окружающую среду. Наблюдение за водой как неотъемлемой частью экосистемы основано на комплексном управлении водными ресурсами, где количество и качество экосистемы помогают определить характер природных ресурсов.

Как ограниченный ресурс, водоснабжение представляет собой проблему. Этот факт предполагается проектом DESAFIO (Демократизация управления водоснабжением и санитарией с помощью социально-технических инноваций), который был разработан в течение 30 месяцев и финансировался Седьмой Рамочной программой Европейского Союза по исследованиям, технологическому развитию и демонстрации. Перед этим проектом стояла сложная задача для развивающихся областей: устранение структурного социального неравенства в доступе к необходимым услугам в области водоснабжения и здравоохранения. Инженеры DESAFIO работали над системой очистки воды, работающей на солнечной энергии и фильтрах, которая обеспечивает безопасной водой очень бедную общину в штате Минас-Жерайс.

Успешное управление любыми ресурсами требует точного знания имеющихся ресурсов, способов их использования, конкурирующих потребностей в ресурсах, мер и процессов оценки значимости и ценности конкурирующих потребностей, а также механизмов преобразования политических решений в действия на местах. В целом, новые участники управления должны создавать новый опыт и делиться своим опытом с посторонними, чтобы распространить послание правительства, чтобы сделать эту новую политику[3].

Для превращения воды в ресурс это особенно сложно, поскольку источники воды могут пересекать многие национальные границы, а использование воды сопряжено с трудностями в определении финансовой стоимости, а также может быть трудно управлять в обычных условиях. Примеры включают редкие виды или экосистемы или очень долгосрочную ценность древних запасов подземных вод, иногда известных как ископаемая вода.

Сельское хозяйство[править | править код]

Сельское хозяйство является крупнейшим потребителем пресноводных ресурсов в мире, потребляя 70 процентов[4]. По мере роста мирового населения оно потребляет больше продовольствия (в настоящее время превышает 6 %, ожидается, что к 2050 году оно достигнет 9 %), расширяются промышленность и развитие городов, а формирующаяся торговля биотопливными культурами также требует доли пресноводных ресурсов, нехватка воды становится важной проблемой[5]. Оценка управления водными ресурсами в сельском хозяйстве была проведена в 2007 году Международным институтом управления водными ресурсами в Шри-Ланке, чтобы выяснить, достаточно ли воды в мире для обеспечения продовольствием растущего населения или нет. Она оценила текущую доступность воды для сельского хозяйства в глобальном масштабе и наметила районы, страдающие от нехватки воды. Было установлено, что пятая часть населения мира, более 1,2 миллиарда человек, живёт в районах с физической нехваткой воды, где не хватает воды для удовлетворения всех их потребностей. Ещё 1,6 миллиарда человек живут в районах, испытывающих экономический дефицит воды, где отсутствие инвестиций в водоснабжение или недостаточный человеческий потенциал не позволяют властям удовлетворить спрос на воду.

В докладе говорится, что в будущем можно будет производить необходимые продукты питания, но сохранение сегодняшних тенденций в области производства продовольствия и охраны окружающей среды приведет к кризисам во многих частях мира. Что касается производства продовольствия, то Всемирный банк рассматривает сельскохозяйственное производство продовольствия и управление водными ресурсами как все более глобальный вопрос, который способствует важным и растущим дискуссиям. Авторы книги «Вне воды: от изобилия к дефициту и как решить мировые водные проблемы», в которой изложен план из шести пунктов для решения мировых водных проблем. К ним относятся: 1) Улучшение данных, связанных с водой; 2) Охрана окружающей среды; 3) Реформа управления водными ресурсами; 4) Активизация использования водных ресурсов в сельском хозяйстве; 5) Управление городским и промышленным спросом; и 6) Расширение прав и возможностей бедных и женщин в области управления водными ресурсами. Чтобы избежать глобального водного кризиса, фермерам придется стремиться к повышению производительности для удовлетворения растущих потребностей в продовольствии, в то время как промышленность и города найдут способы более эффективного использования воды[6].

Управление водными ресурсами в городских условиях[править | править код]

Несущая способность Земли значительно возрастает в связи с технологическим прогрессом и урбанизацией, которые вызваны увеличением экономических возможностей. Эта быстрая урбанизация происходит во всем мире, но в основном наблюдается в новых странах с растущей экономикой и развивающихся странах[7]. По прогнозам, число мегаполисов будет расти, достигнув количества примерно 50 в 2025 году[8]. В развивающихся странах дефицит воды является чрезвычайно распространенной и распространенной проблемой[9]. Глобальные ресурсы пресной воды истощаются в восточном полушарии даже быстрее, чем на полюсах. В настоящее время миллионы людей живут в условиях нехватки пресной воды[10]. Это вызвано загрязненными ресурсами пресной воды, чрезмерно эксплуатируемыми ресурсами подземных вод, недостаточными возможностями по сбору урожая в прилегающих сельских районах, плохо построенными и обслуживаемыми системами водоснабжения, большим объёмом неформального водопользования и недостаточным техническим и водохозяйственным потенциалом[11].

В районах, прилегающих к городским центрам, сельское хозяйство конкурирует с промышленностью и муниципальными потребителями за безопасное водоснабжение. В результате этой конкуренции традиционные источники воды загрязняются городским стоком. Поскольку города предлагают наилучшие возможности для продажи продукции, у фермеров часто нет альтернативы использованию загрязненной воды для орошения своих посевов. В зависимости от того, насколько развита очистка сточных вод в городе, использование этой воды может представлять значительную опасность для здоровья. Сточные воды из городов могут содержать смесь загрязняющих веществ. Сточные воды из кухонь, туалетов и стоков дождевой воды обычно содержат чрезмерное количество питательных веществ, солей и широкий спектр патогенов. Также могут присутствовать тяжелые металлы, а также следы антибиотиков и эндокринных разрушителей, таких как эстрогены[12].

Развивающиеся страны, как правило, имеют самые низкие уровни очистки сточных вод, хотя в некоторых пустынных городах развивающихся стран инновационное сотрудничество между государственным и частным секторами позволило увеличить очистку сточных вод до более чем местного потенциала повторного использования[13]. Часто вода, которую фермеры используют для орошения сельскохозяйственных культур, загрязнена патогенами из сточных вод. Патогены, представляющие наибольшую угрозу — это бактерии, вирусы и паразитические черви. Эти патогены непосредственно влияют на здоровье фермеров и косвенно влияют на потребителей, если они едят зараженные культуры. Распространенные заболевания включают диарею, которая ежегодно убивает 1,1 миллиона человек и является второй по распространенности причиной детской смертности. Многие вспышки холеры также связаны с использованием плохо очищенных сточных вод. Поэтому усилия по сокращению загрязнения пресной воды играют большую роль в борьбе за глобальное здоровье.

Ученые работают над тем, чтобы найти способы уменьшить загрязнение пищевых продуктов, используя метод, называемый «многобарьерным подходом». Это включает в себя анализ процесса производства продуктов питания от выращивания сельскохозяйственных культур до их продажи на рынках и, в конечном итоге, их потребления. Барьеры включают внедрение более безопасных методов орошения, содействие очистке сточных вод на фермах, искоренение патогенов и эффективную очистку посевов после сбора урожая на рынках и в ресторанах[14].

Городская система поддержки принятия решений (UDSS)[править | править код]

Городская система поддержки принятия решений (UDSS) — это управляемая данными городская система управления водными ресурсами, которая использует датчики, подключенные к водным приборам в городских резиденциях, для сбора данных об использовании воды. Система была разработана с инвестициями Европейской комиссии в размере 2,46 миллиона евро для улучшения поведения домашних хозяйств в области потребления воды[15]. Информация о приборах и средствах, таких как посудомоечные машины, душевые кабины, стиральные машины, краны, записывается по беспроводной сети и отправляется в приложение UDSS на мобильном устройстве пользователя. Затем UDSS может проанализировать и показать домовладельцам, какие приборы используют больше всего воды, и какого поведения или привычек следует избегать, чтобы уменьшить потребление воды. Это позволяет людям более экономично управлять своим потреблением. UDSS базируется в области науки управления в Школе бизнеса и экономики Университета Лафборо, в частности, в Системе поддержки принятия решений в области бенчмаркинга воды в домашних хозяйствах, возглавляемой доктором Лили Янг[16].

Примечания[править | править код]

  1. Nigel Walmsley, Geoff Pearce. Towards sustainable water resources management: bringing the Strategic Approach up-to-date // Irrigation and Drainage Systems. — 2010-09-28. — Т. 24, вып. 3—4. — С. 191–203. — ISSN 1573-0654 0168-6291, 1573-0654. — doi:10.1007/s10795-010-9100-z.
  2. How Much Water Do We Use?. SciVee (7 декабря 2007). Дата обращения: 29 апреля 2021.
  3. Claudia Pahl-Wostl, Marc Craps, Art Dewulf, Erik Mostert, David Tabara. Social Learning and Water Resources Management (англ.) // Ecology and Society. — 2007. — Vol. 12, iss. 2. — P. art5. — ISSN 1708-3087. — doi:10.5751/ES-02037-120205.
  4. R. Quentin Grafton, Karen Hussey. Preface // Water Resources Planning and Management. — Cambridge: Cambridge University Press. — С. xvii–xviii. — ISBN 978-0-511-97430-4.
  5. Transforming Philippine Agriculture. — 2020-06. — doi:10.1596/34012.
  6. Out of Water: From Abundance to Scarcity and How to Solve the World’s Water Problems // Management of Environmental Quality: An International Journal. — 2011-03. — Т. 22, вып. 2. — ISSN 1477-7835. — doi:10.1108/meq.2011.08322bae.002.
  7. Rene Erlandson. Global Open Knowledgebase. CC Advisor. Дата обращения: 29 апреля 2021.
  8. World urban population by city size, 1970-2025. dx.doi.org. Дата обращения: 29 апреля 2021.
  9. Oscar Escolero, Stefanie Kralisch, Sandra E. Martínez, María Perevochtchikova. Diagnóstico y análisis de los factores que influyen en la vulnerabilidad de las fuentes de abastecimiento de agua potable a la Ciudad de México, México // Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana. — 2016. — Т. 68, вып. 3. — С. 409–427. — ISSN 1405-3322. — doi:10.18268/bsgm2016v68n3a3.
  10. P.A. White. Intensive use of groundwater: challenges & opportunities // Episodes. — 2003-12-01. — Т. 26, вып. 4. — С. 328–328. — ISSN 2586-1298 0705-3797, 2586-1298. — doi:10.18814/epiiugs/2003/v26i4/010.
  11. Graham Alabaster. Lessons Learned from Capacity-Building Approaches in the Un-Habitat Water for African Cities Programme // Capacity Development for Improved Water Management. — CRC Press, 2019-04-30. — С. 221–250. — ISBN 978-0-203-84930-9.
  12. Fengsong Zhang, Linsheng Yang, Huaxin Wang. Co‐occurrence characteristics of antibiotics and estrogens and their relationships in a lake system affected by wastewater (англ.) // Journal of Environmental Quality. — 2020-09-XX. — Vol. 49, iss. 5. — P. 1322–1333. — ISSN 1537-2537 0047-2425, 1537-2537. — doi:10.1002/jeq2.20128.
  13. Abbas Ziafati Bafarasat. Is our urban water system still sustainable? A simple statistical test with complexity science insight (англ.) // Journal of Environmental Management. — 2021-02-XX. — Vol. 280. — P. 111748. — doi:10.1016/j.jenvman.2020.111748.
  14. Bernard Keraita, Flemming Konradsen, Pay Drechsel, Robert C. Abaidoo. Reducing microbial contamination on wastewater-irrigated lettuce by cessation of irrigation before harvesting // Tropical Medicine & International Health. — 2007-11-14. — Т. 12. — С. 8–14. — ISSN 1360-2276. — doi:10.1111/j.1365-3156.2007.01936.x.
  15. E. Magiera, W. Froelich. Integrated Support System for Efficient Water Usage and Resources Management (ISS-EWATUS) // Procedia Engineering. — 2014. — Т. 89. — С. 1066–1072. — ISSN 1877-7058. — doi:10.1016/j.proeng.2014.11.226.
  16. Xiaomin Chen, Shuang-Hua Yang, Lili Yang, Xi Chen. A Benchmarking Model for Household Water Consumption Based on Adaptive Logic Networks (англ.) // Procedia Engineering. — 2015. — Vol. 119. — P. 1391–1398. — doi:10.1016/j.proeng.2015.08.998.