Осадки уменьшают емкость плотин для хранения воды

Согласно исследованию ООН, крупные плотины по всему миру рискуют потерять в среднем около четверти своей первоначальной емкости к 2050 году из-за поступления отложений. По оценкам, потери по сравнению с первоначальной мощностью составляют 1,65 триллиона кубометров для примерно 50 000 рассматриваемых заводов, что примерно эквивалентно годовому потреблению воды Индией, Китаем, Индонезией, Францией и Канадой вместе взятыми, сообщил в среду Университет ООН. Масштабы потерь вызывают беспокойство, говорится в докладе, особенно учитывая, что мир уже столкнулся с рядом других проблем водоснабжения.

Плотины ограничивают естественный перенос наносов в реках. Отложенные осадки постепенно вызывают заиливание многих водоемов, а также угрозу усиления наводнений выше по течению и эрозии ниже по течению. Поступление воды в водохранилища стало одной из самых серьезных проблем для глобальной инфраструктуры хранения воды, сообщает команда под руководством Думинды Переры из Института водных ресурсов, окружающей среды и здоровья Университета ООН (UNU-INWEH) в Гамильтоне (Канада).

Ползучая глобальная водная проблема

«Сокращение доступной емкости хранилищ к 2050 году во всех странах и регионах поставит под вопрос многие аспекты экономики, включая ирригацию, производство электроэнергии и водоснабжение», – сказал Перера. «Новые плотины, которые строятся или планируются в настоящее время, не компенсируют потерю хранилища из-за седиментации». По его словам, назревает ползучая глобальная водная проблема с потенциально значительными последствиями. 

Например, в Азии, где проживает 60 процентов населения мира, хранение воды имеет решающее значение для поддержания водной и продовольственной безопасности, говорится в анализе ООН. Ситуация осложняется тем, что около 23 процентов воды, хранящейся в крупных плотинах, теряется из-за осаждения.

Осадкообразование также имеет положительные стороны

Однако отложение осадков в водохранилищах, например, вызывает проблемы не только в сфере водо- и энергоснабжения, сообщила Тереза Шиллер, международный сотрудник по водным ресурсам экологического фонда WWF Германии. По словам Шиллера, осадочные породы играют главную роль в том, какую форму принимает река на своем пути от истока к морю. Кроме того, осадки служат удобрением во время естественного затопления берегов рек. «Если нет переноса наносов, это может привести к тому, что реки будут глубже зарываться в русло, а прибрежные районы будут больше страдать от засухи», – говорит Шиллер. Кроме того, не будет хватать важных питательных веществ для многих экосистем и сельского хозяйства.

Согласно исследованию, представленному в журнале «Sustainability», Германия занимает шестое место среди 42 европейских стран. Согласно исследованию, водохранилища в этой стране уже потеряли около 24 процентов своей первоначальной емкости. К 2050 году потери могут возрасти почти до 35 процентов. В Ирландии, согласно анализу, потери из-за накопленных осадков уже составляют почти 30 процентов, а в 2050 году они могут составить почти 40 процентов. С другой стороны, в Дании потери при хранении в настоящее время составляют около 10 процентов, а к 2050 году могут составить около 20 процентов.

Великобритания, Панама, Ирландия, Япония и Сейшельские острова к 2050 году будут иметь самые высокие потери водных хранилищ в мире: от 35 до 50 процентов от их первоначальной емкости, по данным исследователей Переры. С другой стороны, плотины в таких странах, как Бутан, Камбоджа, Монголия, Эфиопия, Гвинея и Нигер, пока практически не затронуты, поскольку плотины там, как правило, еще относительно молоды. Например, возраст плотин в Японии в среднем превышает 100 лет, в Монголии – в среднем 12 лет. 

Обводные туннели могут уменьшить количество отложений 

Исследователи в окружении Переры рассчитали вероятную потерю емкости для более чем 47 400 крупных водохранилищ в 150 странах на 2022, 2030 и 2050 годы на основе оценок скорости седиментации. Около 28 000 структур находятся в Азиатско-Тихоокеанском регионе, около 2300 – в Африке, около 6700 – в Европе и 10 400 – в Америке. Плотины были определены как «крупные», если их высота превышает 15 метров или они имеют емкость более 3 миллионов кубических метров при высоте от 5 до 15 метров. 

Таким образом, первоначальная глобальная емкость хранилищ рассматриваемых структур, составляющая около 6300 миллиардов кубических метров, по оценкам, снизится до примерно 4670 миллиардов кубических метров к 2050 году. Среди возможных мер противодействия этому исследователи ООН называют так называемые обходные пути. Это отдельные каналы, по которым вода отводится непосредственно вниз по течению, особенно во время паводков, когда часто наблюдается особенно большое количество отложений. При оптимальной эксплуатации обводные туннели могут снизить уровень седиментации до 90 процентов, как показали предыдущие исследования.

Альтернативный вариант – поднять плотину, чтобы компенсировать потерю хранилища, объясняют ученые. Однако это приведет к увеличению площади водохранилища, что может иметь последствия для прилегающих сред обитания. Также возможны дорогостоящие дноуглубительные работы или промывка отложений, но это может оказать значительное негативное воздействие на территории, расположенные ниже по течению.