ОЦЕНКА СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОТРЕБНОСТЕЙ
Буряков Геннадий Александрович
д.э.н., профессор кафедры «Экономика и финансы»
gburiakov@mail.ru
ФГБОУ ВО «Ростовский государственный университет путей сообщения», г. Ростов-на-Дону, Россия
Аннотация. Крымский полуостров испытывает нехватку воды, что отражается не только на развитии предприятий сельского хозяйства и других отраслей экономики, но и на комфортности проживания в регионе. Правительству необходимо в сжатые сроки решить проблему водообеспечения.
Ключевые слова: акведук, стоимость проекта, инфраструктура, потери воды, приборы добычи воды.
История развития цивилизации на протяжении веков указывает на целенаправленную деятельность людей по улучшению условий своего существования на любых территориях, страдающих от недостатка воды. Древними римлянами были построены многочисленные акведуки для водоснабжения больших и малых городов своей империи и промышленных объектов. Акведуки служили источниками как питьевой воды, так и воды для функционирования бань и фонтанов, сточные воды сбрасывались в канализацию. Методы постройки акведуков хорошо описывает Витрувий в своей книге "Десять книг об архитектуре", написанной в первом веке до нашей эры. В IV веке до нашей эры появился первый акведук в Риме, а к Ш веку нашей эры их уже было построено 11 штук.
Однако, идея такой системы водоснабжения древних городов не принадлежит римским строителям, ведь первые акведуки найденные археологами относятся ещё к VII веку до нашей эры, использовали для аналогичных нужд древние ассирийцы, проживавшие в Месопотамии. При этом полная протяженность этого сооружения выполненного из местного известняка, составляла более 80 километров, столько необходимо было самотёком пройти родниковой воде из оазиса до древней столицы Ассирии Ниневии. Другие аналогичные сооружения были построены и в Древней Греции на острове Самос по проекту, разработанному Геродотом, а руины этого акведука относятся к одниму из чудес древнего мира.
Практически аналогичное сооружение, только относящееся к периоду средних веков, находится в хорватских Дубровниках на одной из центральных ее площадей. Построено оно было в 1438 году по проекту хорватского инженера Онофрио, который для организации водоснабжения Дубровников предложил проложить водовод от источника Шумер, что в двадцати километрах от города, до его центра. Для распределения воды между жителями в центре города был построен фонтан, из которого жители и черпали питьевую воду [1].
Акведуки имели вид грандиозных сооружений с множеством тоннелей и мостов в местах перепада рельефа. К наиболее известным древним итальянским сооружениям относятся акведук Марция (длиной 30 километров), акведук Клавдия (длиной 60 километров). Для создания уклона стока воды их высота достигала 27 метров. На юге Франции сохранился акведук Пон-Дю-Гар или Гардский мост.
В двенадцатом веке нашей эры в Париже (Франция) и Ярославле (Россия) были построены первые самотечные водопроводы; в 13 веке в Лондоне; в 15 веке в Германии и в Москве; в 16 веке в Японии построен акведук длиной 79 км и распределительная сеть деревянными трубами в городе Эдо-Сити (Токио) и др. [2].
Во все периоды в Крыму также большое внимание уделяли водообеспечению. Так, городской Устав Каффы (Феодосии) от 1316 года предписывал строительство подземных хранилищ воды и налагал запрет на водоотвод из водопровода, сооруженного на средства армянского епископа. Исследователи локализовали 14 источников воды, питавших Каффу. Так, северо-западные склоны Тепе-Оба являлись источниками воды для города. От источника сооружался трапециевидный собирательный колодец глубиной около 1,5 метров, из которого закладывались керамические трубы городского водопровода длиной 3450 метров. Со склонов мыса св. Ильи длина водопровода достигала 610 метров. Обнаружено 13 магистральных водопроводов, питавшие водой 26 фонтанов, три колодца и четыре цистерны, находившиеся внутри оборонительного городского кольца и шесть фонтанов – вне крепостных сооружений. В 1888 году город был запитан от источника Субаш [3].
Даже в двадцать первом веке во многих странах мира используется много ранее построенных акведуков и строится множество систем водообеспечения, не относимых к водопроводам. Например, в Китае строится система каналов для переброски воды из северных рек на юг страны. Современные европейские акведуки характеризуются масштабными стратегиями переброса воды, к ним относятся:
-акведуки Langdeel (длина 110 км., построен в 2007г.) и Krabbersgat (длина 125 метра, построен в 2003г., освоено 20 тысяч кубометров бетона) в Нидерландах;
-Магдебургский водный мост для объединения канала Эльб-Хафель и Среднегерманского водного канала (построен в 2003г.) в Германии;
-акведук Briare (длина 662 метра, построен в 1642 г.) во Франции;
-акведук Понткисиллте над долиной реки Ди (высота 38 метров, пропускная способность 15000 судов в год) в Великобиртании;
- акведук Edstone в Великобритании, используемый для судоходных целей;
- акведук Haverud в Швеции;
-Бельгийский акведук Pont du Sart (длиной 498 метров, вес 65 тысяч тонн), сооружен над автомагистралью [4].
Можно привести примеры современных проектов строительства и эксплуатации водных каналов и систем, в т.ч. на территориях стран наших соседей.
Например, часть острова Кипр была оккупирована Турцией после попытки присоединения острова к Греции в 1974 году. Турецкие войска вторглись на территорию полуострова, захватив 37% его площади. Спустя девять лет (в 1983 году) на северной половине Кипра, захваченной Турцией, была провозглашена Турецкая республика Северного Кипра, признанная только Турцией [5].
Северный Кипр испытывал постоянный недостаток воды и страдал от засухи, в этом регионе за последние 96 лет метеонаблюдений, выпадение осадков уменьшилось более чем на четверть, поэтому Тупцией был реализован амбициозный проект подачи питьевой и оросительной воды в Турецкую Республику Северный Кипр. Прежде воду возили на Северный Кипр баржами. Проект «Северный мост» строился с 2011 года по октябрь 2015 года. К настоящему времени Турция запустила в эксплуатацию «Северный мост» по обеспечению водой Турецкой Республики Северного Кипра. Подача воды осуществляется из плотины «Anamur Alaköprü» и водохранилища «Гечиткёе» (в районе Гирне) на реках Анамур и Драгон.
Подача воды осуществляется из плотины «Anamur Alaköprü» в южной провинции Мерсине Турции через 107-километровый трубопровод, через который ежегодно поставляется 130 млн. кубометров воды в Турецкую Республику Северного Кипра. Подаваемая в Северный Кипр вода, хранится в водном резервуаре Гечиткой, недалеко от города Гирне (Кирения). Половина подаваемой воды используется в качестве питьевой воды, в то время как другая половина используется для орошения [6].
Благодаря проекту, регионы Месария и Гюзельюрт Северного Кипра, на которых сельское хозяйство не имело оросительных систем, значительно преобразованы. Увеличилось количество сельскохозяйственных земель от 1,977 до 9,884 акров, что повлияло на рост занятости населения в сельском хозяйстве, это сделало остров более самодостаточным – потребности в импорте снизились.
Кроме того, в настоящее время 25000 семей работают в сельском хозяйстве на острове. Это число, как ожидается, увеличится на 40 процентов [7].
В проекте использовались экспериментальные трубы, доставленные в Турцию и Северный Кипр (через порт Фамагуста) из Гонконга. Трубы, каждая из которых весом 6 тонн и длиной 8 м, составили 23-километровый наземный участок трубопровода непосредственно от плотины, где наблюдается наибольшие нагрузки от давления волы. Затем применялись трубы высокого давления из полимерных материалов. Наземный турецкий отрезок - 23 км, морской отрезок - 80 км, по оккупированному Турцией северному Кипру - 4 км.
Трубопровод протянулся по дну Средиземного моря на глубине 250 метров. Подводная часть трубопровода, продолжительностью примерно 80 км, была сделана из полиэтилена высокой плотности, проложена через канал, глубиной 1430 метров, но трубы из-за большого давления находятся (подвешены) на глубине 280 метров от поверхности воды, чтобы при необходимости возможного ремонта трубы не погружались в придонный ил и не мешали движению подводных лодок. По всем трубам установлены датчики движения, которые помогут предотвратить действия вредителей. Цена подводной части трубопровода 1,6 млрд турецких лир (380 млн евро). Инженерный отдел, работавший над проектом, предусмотрел риски, связанные с возможным землетрясением [8].
Стоимость всего проекта составила свыше $550 млн. Проект реализован в четыре этапа, и стартовал со строительства плотины «Anamur Alaköprü» в южной провинции Мерсин, которая расположена на средиземноморском побережье. Последние две фазы – строительство водопровода через пляжные территории Гюзельялы и установка поддерживающей инфраструктуры строились с 2014 года [9].
Вода поставляется в столицу Северного Кипра – в Никосию, а также в города Татлысу, Фамагуста и Искеле. По договору, поступающая вода бесплатная, потребители оплачивают лишь затраты на её доставку [10].
Крым также страдает от недостатка воды. Еще в 2017 году секретарь Совета безопасности России Патрушев Н. указывал, что недостаток воды в Крыму создает серьезные проблемы для развития полуострова, площади орошаемых земель сократились на 92%, но страдают не только предприятия сельского хозяйства, вода нужна также предприятиям промышленности и другим отраслям экономики [11].
До воссоединения Крыма с Россией, через Северо-Крымский канал, запитанный от реки Днепр, через территорию Украины обеспечивались потребности до 85% в пресной воде. После одностороннего перекрытия канала Украинскими властями, водоснабжение Крыма обеспечивалось из водохранилищ естественного наполнения [12].
Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации в 2017г. рассматривал проект альтернативного водоснабжения предприятий, населения и оросительных систем Крыма посредством строительства трубопровода от бассейна реки Кубань до Азовского моря самотеком, с дальнейшей прокачкой насосами. Предлагалось проведение системы водоводов из четырех ниток по дну Азовского моря: одна нитка из безнапорных труб (как пилотный вариант водоснабжения) диаметром 600-1200 мм., три нитки из жесткого материала диаметром до 1400 мм. Подвод ниток водоснабжения планировался к разным территориям полуострова, с длиной водных трасс около 90, 120 и 150 километров [11].
В 2018-19 гг. в целях водоснабжения Крыма на правительственном уровне рассмотрены несколько вариантов, в т.ч. транспортировка воды по каналу из бассейна реки Кубань.
Соответствующие данные приведены в "Схеме комплексного использования и охраны водных объектов Республики Крым, включая нормативы допустимого воздействия, на водные объекты и целевые показатели качества воды в водных объектах, расположенных на территории Республики Крым", которую подготовило ОО "ВЭД" по заказу крымского Государственного комитета по водному хозяйству.
Проектом предполагается постройка водовода по Таманскому полуострову длиной около 80 км и водовода по территории Крымского полуострова в центральные и северные районы. Согласно проекту, длина водовода составит примерно 250 км.
По предварительным оценкам водовод надо вести в две нитки диаметром 4 - 5 метров от нового водохранилища, которое надо построить на Кубани. С таманского полуострова надо перейти Керченский пролив по мосту или в туннеле, затем по территории Крыма придется прокладывать новый канал или продолжить трубопровод до северной и центральной части полуострова (более 200 км), где сосредоточена основная сельскохозяйственная инфраструктура. Предполагается, что это позволит перебрасывать в Крым около одного кубического километра ежегодно.Стоимость водовода в две нитки длиной 250 км составила порядка 300 млрд руб без учета водохранилища на реке Кубань и перехода через Керченский пролив. Стоимость водохранилища на реке Кубань на несколько сотен млн куб м, трубопровода или канала на территории Крыма, затраты на переход через Керченский пролив – может составить еще около 50 -100 млрд руб. Итого суммарные затраты на строительство составят 400 - 425 млрд рублей.
Сообщается также, что предполагаемые ежегодные эксплуатационные издержки могут составлять 18-20 млрд рублей.
Кроме постройки тракта водоподачи, проектом предполагается реконструкция существующих в Крыму водохранилищ и водоводов, а также использование инновационных систем орошения сельхозземель.
Согласно приведённым в проекте данным, вододефицит в Крыму составляет на сегодняшний день примерно 189 млн кубометров, из них 152 млн кубометров - дефицит на орошение [13].
После одностороннего перекрытия Северо-Крымского канала, водоснабжение Крыма поддерживалось из водохранилищ естественного наполнения. Однако, в связи с малым количеством выпавших осадков, Крым в 2020 году почувствовал острую нехватку воды, как питьевой, так и оросительной. Главные реки полуострова пересохли или сильно обмелели из-за продолжительной засухи. Приток воды в основные водохранилища Крыма в сентябре 2020 г. был незначительным. Общий суммарный запас воды в водохранилищах естественного стока Крыма к началу октября 2020 года на 91,2 миллиона кубометров меньше, чем в 2019 году, отметили в гидрометцентре.
Так, в Севастополе введен режим повышенной готовности в связи с сокращением запасов воды. При этом, на начало октября 2020 года, запасы Чернореченского водохранилища составляют 16,8 миллиона кубометров воды, в т.ч. 7 миллионов кубометров - неприкосновенный запас, ниже которого опускаться нельзя; с учетом того, что до конца года серьезных осадков не ожидается, воды хватит на 81 день.
В состав первоочередных мероприятий по решению проблем водообеспечения включены переброска воды с Кадыковского карьера — до 30 декабря 2020 года, строительство Бельбекского водозабора — до 1 марта 2021 года и переброска воды с Гасфорты в течение 2021-22 гг. Кроме того, в рамках первоочередных мер будут проведены работы по замене водопровода, в первую очередь участков с большими потерями воды, а также геологические изыскания в целях поиска и оценки запасов подземных вод на территории Севастополя [14].
Ограниченный режим подачи воды с 24 августа 2020г. также был введен в Симферополе и 39 селах Симферопольского и Бахчисарайского района Крыма. Подача воды в город Симферополь из водохранилищ сокращена практически в два раза, примерно до 70 тысяч кубометров. Введены почасовые графики подачи воды только утром и вечером [15].
Инфраструктура распределения водных ресурсов в Крыму сильно изношена и требует значительных ресурсов на восстановление. По мнению руководителя Федерального агентства водных ресурсов России, потери воды на пути к потребителю при среднем уровне по стране 20-30%, в Крыму достигают 80%, что не допустимо для "вододефицитного" региона: объем добываемой в Крыму воды из разведанных подземных источников составляет около 44% от утвержденных запасов [16].
Правительство России предпринимает действия по снижению водной зависимости полуострова. С учетом требований федеральной целевой программы развития Крыма и Севастополя, правительство Российской Федерации направит более 48 млрд рублей на реализацию комплексного плана по обеспечению надежного водоснабжения Крыма, на строительство на полуострове новых водных объектов, капитальный ремонт сетей и разработку скважин. Запланировано строительство и модернизация семнадцати канализационно-очистных сооружений, фильтрующих более 170 тыс кубометров сточных вод в сутки, в т.ч. в районе Балаклавы. Предусмотрено 14 мероприятий, среди них разработка новых источников воды, строительство гидротехнических сооружений, объектов водоснабжения, водоотведения, а также капитальный ремонт инфраструктуры, что обеспечит дополнительную подачу воды в объеме не менее 310 тыс кубометров в сутки.
В целях преодоления сложившейся ситуации, план правительства РФ по обеспечению надежного водоснабжения Крыма и Севастополя предусматривает выделение средств в размере 8,2 млрд рублей на опреснители морской воды для полуострова: 2021 году предусматривается выделение 3,2 млрд рублей, в 2022 году - 5 млрд. Почти вся сумма будет выделена из федерального бюджета.
Предполагается, что строительство опреснители морской воды даст дополнительно по 20 тыс. куб. м воды в сутки для Крыма и Севастополя. Водозабор с очистными сооружениями построят на реке Бельбек для дополнительного водоснабжения Севастополя, что помимо дополнительной воды для города, позволит уже в 2021 году обеспечить водой село Камышлы. На строительство водозабора на реке Бельбек и проект переброски воды из Кадыковского карьера - выделено почти 5 миллиардов рублей.
Строительство новых сетей для городского водохранилища Севастополя и завершение строительства очистных сооружений на юге города станут самыми дорогостоящими проектами плана. На строительство водоводов от Чернореченского водохранилища до водопроводного узла №3 Севастополя заложено 9,5 млрд рублей, завершить реализацию проекта планируется в 2024 году.
Завершить строительство канализационно-очистных сооружений "Южные" также планируется в 2024 году, на этот проект заложено 8,5 млрд рублей [17].
В условиях жаркого климата и недостатка воды не следует игнорировать варианты водного обеспечения для индивидуальных нужд населения, в т.ч. самые экзотические. Так, специалистам Калифорнийского университета в Беркли в 2018 году удалось создать устройство, работающее от солнечной энергии, которое позволяет добывать воду из воздуха. В основе этого аппарата лежит пористый кристаллический материал, известный как металлоорганический каркас (MOF), который действует как губка: он высасывает водяной пар из воздуха даже в пустыне, а затем выпускает его в виде жидкой воды. Сообщается, что первый каркас был синтезирован почти 25 лет назад. Ученые утверждают, что массовое производство таких устройств позволит обеспечить водой даже самые засушливые регионы планеты [18].
Представленная в 2018 году тестовая версия прибора состояла из двух коробок, одна из которых была заполнена несколькими килограммами MOF-303, особого пористого материала на основе алюминия.
Для работы устройства ночью коробку открывали, чтобы гранулы MOF впитывали влагу из воздуха, после чего в дневное время солнечные лучи проходили сквозь пластик и, нагревая содержимое, заставляли полимер выделять влагу в форме конденсата.
Производительность такого устройства составляла в среднем 400 миллилитров жидкости на килограмм абсорбента в день, а в самые засушливые дни, когда влажность воздуха не превышала 8%, этот показатель падал до 70 миллилитров.
Версия прибора, выпущенного в 2019 году, по принципу работы схожа с первой, но работает независимо от времени суток. Этого удалось достичь, встроив в прибор вентилятор, нагнетающий воздух, и нагревательный элемент, причем устройство является энергонезависимым, поскольку питается от солнечной батареи. Особый акцент инженеры делают то, что получаемая таким образом вода подходит для питья без дополнительной фильтрации, причем новая версия прибора выдает 1,3 литра воды в день на килограмм поглощающего материала.
Создатели утверждают, что коммерческая версия аппарата, которая будет размером с микроволновую печь и сейчас проходит испытания перед выходом на рынок, при средней относительной влажности сможет выдавать в сутки до 10 литров чистой воды. При этом самая большая модель, которая будет размером с небольшой холодильник, сможет производить 200 - 250 литров в день.
На данный момент известно, что первым клиентом стартапа станет Саудовская Аравия, которая частично профинансировала разработку [19].
Источником энергии для прибора является солнечный свет, улавливаемый солнечными батареями. Солнечная энергия нагревает материал, из-за чего между разными частями устройства создается разница температур. Вода из воздуха собирается абсорбирующим материалом на поверхности, после чего выходит из его нижней части, там температура ниже.
Когда материал нагревается солнечным светом, разница температур между нагретым верхом и затемненной нижней стороной заставляет воду выходить обратно из адсорбирующего материала. Затем вода конденсируется на сборной пластине. Новая система может работать при уровне влажности до 20 процентов и не требует дополнительных затрат энергии, кроме солнечного света или любого другого доступного источника низкопотенциального тепла [20].
Другим экзотическим примером водообеспечения для индивидуальных нужд может служить прибор-самонаполняемая водой бутылка. Прибор может быть полезен гражданам, находящимся вдалеке от инфраструктурных водных объектов.
Природа послужила источником вдохновения. В центре внимания оказался обычный обитатель пустыни Намиб - жук, выживающий в засушливом районе, за счёт добычи влаги из воздуха.
Тельце насекомого покрыто специальными бугорками, которые обладают гидрофильными свойствами, притягивающими влагу. Когда собирается достаточное количество капелек, они направляются в рот жучку за счёт особых гидрофобных свойств желобков.
По аналогичной схеме учёные разработали модель бутылки, которая самостоятельно заполняется водой. Бутылка изготовлена из гидрофильных и гидрофобных материалов, снабжена специальным вентилятором, который направляет (гоняет) воздух вокруг поверхности бутылки. В итоге вода получается с помощью конденсации, а бутылка сама наполняется водой [21].
Список использованных источников
1. Европа и ее акведуки. 4 апреля, 2015. [Текст электронный]. Режим доступа:
https://set-travel.com/ru/europe/europe_interesting-places/8368-evropa-i-ee-akveduki
2. История водоснабжения в России. [Текст электронный]. Режим доступа: