Водохранилища играют ключевую роль в жизни современного человечества, обеспечивая контроль над наводнениями, регулярное орошение полей, бесперебойное снабжение городов питьевой водой и выработку чистой гидроэлектроэнергии.
Миллиарды людей сталкиваются с угрозой нехватки воды из-за заиливания водохранилищ
Около четверти всех орошаемых земель на планете находится в зоне повышенного риска из-за заиливания водохранилищ. Это ставит под угрозу продовольственную и водную безопасность более чем двух миллиардов человек. К такому выводу пришли ученые в новом исследовании: они создали глобальный перечень, включающий более 550 тысяч искусственных водоемов по всему миру и оценили вероятность их заиливания.
Водохранилище Паония на северо-западе Колорадо, запечатленное на этом снимке 2014 года, достигло предельного срока эксплуатации, предусмотренного проектом, спустя 50 лет, когда водоспуск (сооружение справа от экскаватора), расположенный на вершине 21-метровой башни, забился отложениями. U.S. Bureau of Reclamation
Заиливание водохранилищ напрямую угрожает мировой энергетике. Потеря емкости водохранилищ снижает выработку ГЭС. Скопление ила у плотин также увеличивает нагрузку на конструкции, повышая риск прорывов при паводках. Борьба с наносами требует огромных затрат: механическое углубление дна обходится дорого, а промывка водой тратит дефицитный ресурс.
Но твердые речные наносы, которые задерживаются плотинами, постепенно накапливаются на дне. Это заиливание неуклонно сокращает полезный объем водоемов, подрывая их функциональность и создавая долгосрочную угрозу для водных ресурсов.
К середине века объемы водохранилищ и плотин сократятся примерно на 1,65 триллиона кубических метров из-за накопления отложений.
Исследователи из Китайской академии наук установили в работе опубликованной в журнале Nature Sustainability, что искусственные водоемы по всему миру теряют свою емкость со средней скоростью 7,3% за десятилетие. При этом почти каждый пятый объект уже столкнулся со стремительной потерей объема. Масштабная аналитическая работа, объединившая спутниковое зондирование, геопространственные данные и инженерные отчеты, показала, что сильнее всего страдают небольшие водохранилища площадью менее одного квадратного километра. Они составляют более 95% от общего числа созданных человеком водоемов, но ранее практически не учитывались в глобальных прогнозах.
Угроза для засушливых регионов
Регулярная промывка отложений в водохранилище Сяоланди, Китай способствует поддержанию его емкости.
Небольшие водоемы оказались наиболее уязвимыми перед заиливанием, особенно в засушливых зонах, таких как юго-запад США, Ближний Восток и Западная Австралия. Авторы работы выделили 16 глобальных «горячих точек», где заиление идет быстрее всего. Проблема усугубляется и на макроуровне: сокращение переноса речного ила вниз по течению меняет форму русел рек, вызывает проседание дельт, усиливает береговую эрозию и разрушает прибрежные экосистемы.
По оценкам специалистов, без внедрения эффективных методов очистки и контроля наносов более половины всех водохранилищ планеты могут подвергнуться функциональной деградации уже к 2060 году. Для предотвращения масштабного кризиса человечеству жизненно необходимо переходить к более устойчивым и экологичным стратегиям управления водными ресурсами.