Крим та вода. Хибні намагання…

С.Г. Бойченко, д.г.н., Т. Кучма, к.т.н., Є.В. Хлобистов, д.е.н.

Одна з головних проблем сьогодення – це дефіцит прісної води. Особливо вразливими є регіони з аріднимтипом кліматом [1]. Південні регіони України і Крим також відносяться до цієї зони вразливості. Але в Криму ситуація погіршилися через регіональні зміни клімату (зменшення кількості атмосферних опадів на фоні аномально високих температур), нераціональне використання наявних водних ресурсів та інтенсифікацію водокористування для технологічних, побутових, промислових та військових потреб, а також в результаті анексії і як результат втрата водопостачання з материкової України. Всі ці фактори стали причиною різкого зниження рівня води у водосховищах, озерах, річках на території Кримського півострову.

В 2020 році критична ситуація з водопостачанням ще більше загострилась, через різке обміління Сімферопольського водосховища, яке є одним з основних постачальників прісної води в Сімферополь. При добових потребах міста в ~160 тис. м3 води, забезпечується тільки ~100 тис. м3 води на добу.Крім того, через технічні причини (аварії на водопровідних мережах) втрачається більше 50% води. Все це змусило кримську владу в серпні цього року в м. Сімферополь і ще в 39 населених пунктахввести графік подачі води по годинах (в деяких районах жителі отримують воду лише дві години на добу і лише в будні). Але проблема не тільки в дефіциті питної води, а й в її якості. Вода, яка поступає з водопровідної мережі часто не є придатною для вживання (мутна, коричневого відтінку з включенням часток іржі). Щоб хоча якось забезпечити населення питною водою на вулицях були встановлені пластикові резервуари з питною водою. Зрозуміло, що зберігання води в таких умовах відбувається з порушенням санітарно-гігієнічних норм.

Проблему дефіциту прісної води кримська влада планує вирішувати кількома шляхами, а саме:

• за рахунок опріснення морських і солонуватих підземних вод. Наприклад, установку з опріснення побудували на березі моря в с.Миколаївка. На будівництво установок виділено 8,2 млрд рублів. Очікується отримання опріснених вод до 40 тис. м3 води на добу;

• за рахунок використання підземних вод із свердловин. Наприклад, близько Сімферополя планується пробурити три свердловини, які можуть дати до 10 тис. м3 води на добу;

• за рахунок збільшення кількості атмосферних осадом шляхом активних впливів на атмосферні процеси. Наприклад, в жовтні-листопаді 2016 року та в серпні-вересні 2020 року були здійснені авіаційні роботи з метою штучного збільшення опадів та збільшення припливу води у водосховищах. Фінансування робіт в 2020 році становить біля в 25,5 млн рублів (314 тис. дол.).

Також заплановане будівництво постійного водогону з Тайганського водосховища в Білогірському районі Криму в Сімферополь, що може стати причиною серйозних змін в природних екосистемах. Але Тайганське водосховище не має відповідної водності для того, щоб цей водогін став дієвим інструментом вирішення проблеми дефіциту води.

За допомогою наземних метеорологічних спостережень та дистанційних супутникових даних авторами було проаналізовано ефективність активних впливів на атмосферні процеси з метою штучного збільшення кількості атмосферних опадів в Сімферопольському районі.

Схема активних впливів на атмосферні процеси наступна. З літака, обладнаного системою вертикальної радіолокації хмар і опадів, з встановленим бортовим вимірювально-обчислювальним комплексом, який об'єднаний з бортовим комплексом системи диспетчеризації, «засівають» хмари спеціальними речовинами.Це два найбільш поширених типи реагентів: холодоагенти (речовини, які викликають різке локальне зниження температури, наприклад, тверда вуглекислота, рідкий азот) та льодоутворюючі реагенти (що виконують функцію штучних ядер кристалізації, наприклад, йодисте сріблоAgI).

Оскільки тиск насичення водяної пари над льодом менше, ніж над водою, кристалики льоду доростають до розмірів частинок опадів значно швидше, ніж краплі в природі. При введенні в достатній кількості зародкових крижаних часток починається процес «перегонки» водяної пари на ці частинки. Таким чином, при розпиленні сухого льоду в атмосфері в хмарі створюється шлейф охолодженого нижче -40 °С повітря і хмарна волога, потрапляючи в нього кристалізується. Після цього, протягом 30-60 хвилин починається формування дощового фронту і падають опади.

Шляхом активних впливів на атмосферні процеси можна досягти збільшення кількості атмосферних опадів безпосередньо в заданому регіоні в 1,5-2,0 рази, а також збільшити сезонний обсяг атмосферних опадів в середньому на 15-30%. При цьому, для досягнення ефекту необхідно, щоб дощові хмари вже були сформовані і більш ефективно «засівати» хмари в холодний період року.

З засобів масової інформації та літературних джерел, було встановлено, що роботи з активних впливів на атмосферні процеси проводились 30-31 жовтня 2016 року [2] та за період 29-30 вересня 2020 [3].

Так, за контрактом, з 20 вересня до 15 грудня 2020 року (протягом 45 годин загального льотного часу) заплановані роботи зі штучного збільшення атмосферних опадів.

За даними метеостанції Сімферополь в результаті проведення активних впливів з 29-30 вересня (використано ресурс [[4]]), зафіксовано протягом пари днів збільшення потужності хмарності на 25-35% (див.рис.1), відносної вологості повітря в приземному шарі до 35%, а також випало біля 46±7 мм атмосферних опадів (див.рис.2).

В жовтні 2016 року в Червоногвардійському районітакож були також проведені роботи з активних впливів. Так, інтенсивність опадів була на 4-6 мм /год більше, ніж в зонах хмарності до впливу. На метеостанції Сімферополь за період з 28 жовтня до 02 листопада 2016 року під час проведення активних впливів протягом 3-х днів підвищилась потужність хмарності на 20-30% і також випало біля 30±4 мм атмосферних опадів (див.рис.2).

Слід відмітити, що кліматична норма кількості атмосферних опадів на метеостанції Симферопіль (за період 1961-1990 рр.) для вересня становить 37±23 мм за місяць, в для жовтня 32±19 мм за місяць [[5]]. Отже в результаті активних впливів в ці дні випало атмосферних опадів на ~25% більше норми.

Рис.2. Добовий хід потужності хмарного покриву (1, в %), кількості атмосферних опадів (2, в мм за 12 годин) та відносної вологості повітря (3, %) на метеостанції Сімферополь за період з 28 жовтня до 02 листопада 2016 року (А) та за період 28 вересня до 03 жовтня 2020 (Б) під час проведення активних впливів на атмосферні процеси з метою отримання додаткових атмосферних опадів.

Ефективність активних вплив було нами досліджено на основі даних радарної зйомки Sentinel-1, так було досліджено характер розподілу опадів після застосування активного впливу на атмосферу[1].

Аналізувались радарні супутникові дані за декілька днів після активного впливу 30.09-05.10.2020. У результаті у межах міста Сімферополь були зафіксовані зони підтоплення, при цьому збільшення водного дзеркала Сімферопольського водосховище встановлено не було. На карті темно-синім кольором відображено контур зони затоплення та відкритої водної поверхні за період.

Основною ціллю активного впливу на атмосферні процеси було підвищення водність у Сімферопольському водосховищі. На жаль, атмосферні опади випали над містом и водність Сімферопольського водосховища не змінилася (див. карти (рис.2).Як стало відомо із засобів масової інформації місто Сімферополь 30 вересня 2020 року накрило зливою, що призвело до масштабних підтоплень [[7]]. У той же час, задача збільшення водності Симферопольського водосховища не була вирішена.

Проблема водного забезпечення мешканців Криму має вирішуватись комплексно, перш за все, з урахуванням новітніх технологій використання води, зокрема, для непобутових потреб, доцільно максимально використовувати зворотні та повторно очищені стічні води. При аналізі потреб та можливостей водопостачання важливо враховувати територіальну наявність та технологічну доступність  водних ресурсів, а також фактор невизначеності, пов’язаний з активною мілітаризацієюпівострова, постійним і не контрольованим збільшення фактичного населення, а також сезонного збільшення населення (відпочиваючих), що викликає підвищення потреб у воді на певні місяці року. Плюс, на часі поміркувати окупаційній владі про побудову виробництв з опріснення води, що Проблема водного забезпечення мешканців Криму має вирішуватись комплексно, перш за все, з урахуванням новітніх технологій використання води, зокрема, для непобутових потреб, доцільно максимально використовувати зворотні та повторно очищені стічні води. При аналізі потреб та можливостей водопостачання важливо враховувати територіальну наявність та технологічну доступність  водних ресурсів, а також фактор невизначеності, пов’язаний з активною мілітаризацієюпівострова, постійним і не контрольованим збільшення фактичного населення, а також сезонного збільшення населення (відпочиваючих), що викликає підвищення потреб у воді на певні місяці року. Плюс, на часі поміркувати окупаційній владі про побудову виробництв з опріснення води, що зможе частково знизити дефіцит водних ресурсів. Але, головне, сформувати комплексну водну політику, виходячи з реальних можливостей та прагматичного підходу до споживання. Щоб Україна, після повернення, отримала дієздатний регіон, а не пустелю.

[1] Ари́дний клі́мат (лат. aridus — сухий) — клімат пустель, напівпустель і степів. Для аридного клімату характерні: великі добова і річна амплітуди температури повітря; майже повна відсутність або незначна кількість опадів (100–150 мм на рік). Вся отримувана волога швидко випаровується. Річки, що протікають через такі регіони з сусідніх вологіших областей, тут міліють і часто закінчуються безстічними улоговинами з солоними озерами. («Вікіпедія»)

[2] Колосков Б.П., Частухин А.В., Бычков А.А. и др., (2017). Применение наземных аэрозольных жидкостных генераторов в работах по искусственному увеличению осадков и противоградовой защите. В Докладах Всероссийской конференции по физике облаков и активным воздействиям на гидрометеорологические процессы: сборник научных трудов. В 2 ч. Ч. 1 /Коллективавторов. – Уфа: АЭТЕРНА, – 354 с.

[3] https://www.interfax.ru/russia/729370

[4] Ресурс Rp5

[5] The Climate Cadastre of Ukraine (standard norms for the period 1961‒1990), 2005. (In Ukrainian) [(Кліматичний Кадастр України, 2005. Укр НДГМІ та ЦГО. – Київ, 48 с.].

[6] Обробка супутникових знімків проводилась у программному інтерфейсі Google Earth Engine, яка є потужною веб-платформою для хмарної обробки даних дистанційного зондування у великих масштабах. Алгоритм обробки даних базувався на методиці дешифрування водної поверхні з репозиторію UN-Spider для управління катастрофами та реагування на надзвичайні ситуації, розробленого Управлінням ООН з питань космосу покладається на сприяння мирному використанню та освоєнню космосу шляхом міжнародного співробітництва (United Nations Office for Outer Space Affairs).

[7] https://krym.aif.ru/incidents/details/zatopleny_ulicy_plyvut_avto_na_stradayushchiy_ot_zasuhi_krym_obrushilsya_liven