Големите реки по света преживяват драстични изменения на оттока, което

Големите реки по света претърпяват фрапантни промени на оттока, което понижава естествената им дарба да се приспособяват и всмукват разстройства. Предвид предстоящите промени в световния климат и потребностите от вода, както и интензивната антропогенна интервенция като създаване на „ сива инфраструктура “ – канали, насипи, ВЕЦ-ове, бетониране и непозволено ръководство на водните и горски запаси, това може да сътвори съществени проблеми, в това число да докара до загуба на локално биоразнообразие и опасности за екосистемите и за хората от по-чести и интензивни наводнения или дефицит на вода. 

През 21-ви век човечеството ще се изправи пред сериозен дефицит на вода, макар че огромни количества от скъпия запас ще продължат да изтичат годишно в морето от райони с липса на вода. Предизвикателството е, че спорадичното, пространствено и времево систематизиране на преваляванията рядко съответствува с търсенето. Единственият метод водоснабдяването да дава отговор на търсенето е посредством вярно и природосъобразно предпазване на водата.

Водният стрес по света

През лятото на 2022 година Китай изживява най-тежката си гореща вълна от шест десетилетия насам. Засегнати са хранителната промишленост, електроснабдяването и превозът в голяма част от страната. Басейнът на река Яндзъ, който се простира от крайбрежния град Шанхай до провинция Съчуан в югозападната част на Китай и включва най-дългата река в Азия, се смята за най-засегнатата зона със стотици милиони хора. Провинция Съчуан нормално генерира съвсем 30% от водноелектрическата сила на страната. Горещата вълна през 2022 година обаче довежда до исторически ниски водни равнища и в резултат на това голям спад в производството на електрическа енергия. Като резултат автомобилните фабрики и фабриките за електроника в югозападен Китай са затворени заради липса на ток. Нивата на реките там са толкоз ниски, че корабите към този момент не могат да придвижват хранителни запаси. Намаленото електричество от водноелектрическите централи принуждава Китай да се върне към изгарянето на въглища, което способства доста за замърсяването на въздуха и излъчванията на парникови газове.

През юни 2022 година Северна Италия също е изправена пред най-тежката си суша от 70 години насам. Пет области претърпяват извънредно ранна гореща вълна и липса на превалявания, по-специално долината на река По, която играе ролята на самобитна призма, през която може да се види изключителната екологична обстановка в страната. Реката нормално е пълноводна през юни заради топенето на снеговете, само че Италианското сдружение по геология записва единствено 1/3 от междинния снеговалеж през миналата зима на 2021 година (2,5 метра вместо 7,5 метра). На връх Гран Парадизо (в Пиемонт/Аоста) е регистриран снеговалеж от единствено 127 см през зимата, в съпоставяне със междинното за века от 331 см. Отчупване на части и парчета от глетчера Мармолада в резултат на топенето на ледовете и високите температури предизвиква гибелта на 7 души.

Река По е и най-големият воден контейнер на полуострова, огромна част от който се употребява от фермери за напоителни цели. За да се оправят с водната рецесия, няколко италиански общини афишират ограничавания. Верона, град с четвърт милион души, взема решение да ограничи потреблението на питейна вода, до момента в който Милано афишира затварянето на своите декоративни фонтани. Друга последица от сушата е, че производството на водноелектрическа сила е спаднало внезапно. Водноелектрическите централи, ситуирани най-вече в планинската северна Италия, съставляват близо 20% от националното произвеждане на сила. 

Друг образец за воден стрес по света е Калифорния, Съединени американски щати. Специалисти по енергетика пресмятат, че 19% от електрическата сила (и други форми на енергия) отиват за водни потребности в щата. Тоест, съвсем 1/5 от цялата електрическа енергия, създадена в щата – както и големите количества природен газ и дизелово гориво, употребявани там – отиват за използва, обвързвана с водата. Такива използва са пренасяне (по Калифорнийския акведукт, който транспортира вода от Северна Калифорния в Южна Калифорния), отнасяне, филтриране и потребление на водата.

Също в Калифорния – сред 1 и 4% от Брутният вътрешен продукт е делът на селското стопанство, само че то е отговорно за 80% от използването на вода в щата. Това, несъмнено, не значи, че земеделието би трябвало да бъде прекъснато напълно, само че са нужни огромни промени в метода на напояване и потребление на водата, а някои земи би трябвало да бъдат оставени под угар, с цел да си “починат ” от интензивното земеползване. Според друга тактика би трябвало да се отглежда храна единствено за районния пазар и затова да се създава по-малко като цяло. Това допуска и промяна на културите – да вземем за пример към този момент се следи оттегляне от люцерната, тъй като е доста водоемка просвета. 

Освен Калифорния, има и доста други места по света като Саудитска Арабия, които желаят да бъдат самостоятелни във връзка с хранителната сигурност и произвеждане. Така те засаждат култури в пустинята и изчерпват подземни си водни запаси. Като резултат сега изкупуват земи в Аризона, с цел да отглеждат люцерна за фураж за говеда, които отглеждат в Саудитска Арабия. Един сюжет, който опонира на устойчивото потребление на естествените запаси.

Подхранването на подземните води е значима процедура за стабилно ръководство на водите 

Презареждането на подпочвените води се случва, когато водата се просмуква в земята, с цел да попълни подземните водоносни хоризонти. Въпреки че известно презареждане се случва по натурален път – вода, вливаща се в земята от реки, необработени канали или от напояване –  изкуственото презареждане (планирано презареждане), може да възвърне равнищата на подпочвените води и да запази водата, с цел да се отговори на търсенето във времена на дефицит.

В крайбрежните региони изкуственото презареждане може да се употребява и за управление на проникването на морска вода в крайбрежните сладководни водоносни хоризонти, както и за надзор на слягането на земята, породено от спадащите равнища на подпочвените води.

Презареждането може също да помогне за попречване на резултата от изпомпване на подземните води, като да вземем за пример при пресъхнали кладенци.

Какви способи и източници се употребяват? 

- Пълнене на специфични резервоари или езера за презареждане,

- ориентиране на вода към канали и речни корита,

- инжектиране на вода през кладенци, 

- използване на спомагателна вода за напояване в обработваеми земи или посредством разпространяване на вода върху угарени полета и естествени ландшафти.

Източниците на доставяне включват пречистени битови отпадъчни води, дъждовни води и противоположен поток за напояване. Всеки един вид източник бива подложен на някакъв тип предварителна обработка, преди да бъде въведен в почвата или водоносния небосвод.

По нашите географски ширини 

България е една от най-засегнатите от воден стрес страни в Европейски Съюз, а множеството огромни български реки изтичат отвън рамките на територията ни.  Проблемите с водоснабдяването у нас се задълбочават от ден на ден с времето.  В страната има 315 000 души, които живеят при режим на водата в Перник, Ловеч, Тетевен, Плевен, Добрич, Котел, Омуртаг и др. 

България е втора в Европа след Исландия по брой минерални извори на територията си, само че доста от тях не се експлоатират вярно и на процедура не играят никаква роля във водния баланс на страната. 

Ситуацията не би била толкоз тревожна, ако  степента на приключване на вода от тръбопроводите не беше толкоз висока – 500 милиона м ³  годишно, или 56% от жизненоважния естествен запас , съгласно данни на Националния статистически институт. И вместо да понижават, загубите на вода се усилват всяка година. За съпоставяне, в Европа 20% се смятат за задоволително равнище на загубите на вода от тръбопроводите.

Със задълбочаването на климатичната рецесия засушаванията ще са все по-често срещано и дълготрайно събитие, а създадената електрическа енергия от Водноелектрическа централа все по-малко . Това значи на процедура, че водноелектрическите централи няма да допринесат за разрешаване на казуса с енергийната ни самостоятелност.  

У нас, заради лоши/корупционни практики по разчистване на речните корита, дружно с дефицита на вода се следят и голям брой екологични и инфраструктурни проблеми. В някои реки като Марица да вземем за пример се изгребват дънни субстрати нелегално, които по принцип пазят реката от дънна ерозия. Поради това реката се вкопава на по-голяма дълбочина, което води със себе си пресъхване на кладенци и осоляване на почвата. Тази речна баластра е извънредно несъответствуваща за вложение като строителен материал за автомагистрали и друга инфраструктура, само че тази процедура продължава да съществува и до ден сегашен. В същото време се появява нуждата от създаване на нови мостови уреди, тъй като съществуващите са с подкопани основи. 

Наводненията и бедствията у нас също са все по-често срещани, а интензитетът им нараства. 

Заради повсеместните проливни дъждове при започване на месец юни (2022 г.) река Ботуня във Вършец излиза от коритото си и оставя 30 къщи с блокиран достъп, както и вилната зона, която се намира наоколо. Пострадали са мостове, отнесени са коли, липсват алеи, разрушена е градска инфраструктура, прекратено е водо- и електроснабдяването, а вредите надвишават годишния бюджет на курортното градче. Обявено е отчасти бедствено състояние. Проходът Петрохан, където водата изравя асфалта след 120 л/м ² , също е потърпевш.  

Преди няколко години пък медиите алармираха за тонове кал, които са задръстили поречието на река Ботуня край едноименното врачанско село и са умъртвили всичката риба. Според локалните хора повода са ВЕЦ-овете в горното течение, които залпово са изпуснали наносите от кал. Реката е и единственият източник за водопой на животните, а нейното замърсяване е причина за екологична злополука. 

Друг образец за бетониране и обезлесяване на речна система е река Перловска в София, чиито самопречистващи функционалности на здрава екосистема са фрапантно нарушени. Тя e чeтвъpтият пo гoлeминa пpитoĸ нa peĸa Иcĸъp и e eднa oт дългитe мaлoвoдни peĸи, ĸoитo пpecичaт Coфия. Дължината ѝ е 31 км. Извиpa над вилната зона на Драгалевци, а през днешния ден e извecтнa нa пoвeчeтo coфиянци ĸaтo… “Kaнaлa ”. 

Иновативни решения за възобновяване на водния баланс, произвеждане на хидроенергия и децентрализация

Много градове по света са изправени пред проблеми като опустошителни наводнения, и в това време на дълги интервали на безводие и воден стрес.  Наводненията са частично резултат от по-силни стихии, породени от изменението на климата, само че и от интензивната урбанизация през последните 30 година Опитът да се управлява водата със “сива ” инфраструктура – бетонни язовири, насипи, резервоари за дъждовна вода и поправени реки, в чиито заливни низини са ситуирани голям брой жилищни здания и други постройки, е меко казано несполучлив. Експертите са на мнение, че посредством спиране на естествения воден цикъл, както и посредством повсеместната сеч и обезлесяване, общините способстват за тежките наводнения, причинявайки бедствия от Хюстън до Ченай, Индия.

Поради тази причина се заражда едно световно придвижване на градостроители, специалисти по водите, еколози и инженери, които се пробват да възстановят естествените водни цикли. Тяхната активност е наречена „ un-engineering ” –   завръщане към естествените процеси, които включват да вземем за пример даване на задоволително пространство на реките за разширение и стесняване, с цел да се противодейства на скоростта на водата и наводненията. Чрез тези методики се резервират или възвръщат заливни низини и влажни зони, разкриват се подземни потоци и се създават  bioswales  – естествени системи за инфилтрация и дренаж. В тези системи преваляванията не се вливат в канализацията, а вместо това се инфилтрират в земята. За разлика от обичайна, „ зелената “ инфраструктура може да пречисти водата и да сътвори местообитание за дивата флора и фауна, давайки на градските поданици достъп до природата.

Една опция на обичайното преграждане на реките, която набира известност, е турбинната технология на входящия поток Smart Hydro Power (известна също като „ zero head “). Тези турбини са подобаващи за реки със скорост на потока над 1 м/секунда и могат да създават непрекъсната електрическа мощ благодарение на кинетичната сила на течащите води. Такива турбини могат да бъдат с ниска поддръжка, да са от изгода за рибите и да обслужват енергийните потребности на локалните общности по по-щадящ метод. Те се смятат за екологично решение, тъй като течението на реката остава в естественото си положение и не са нужни огромни вложения в инфраструктура. Тъй като количеството кинетична сила (скорост) варира от река до река, по-голямо количество сила се генерира с по-висока скорост на водния поток.

Редица по-малки компании тестват прототипи и работят за комерсиализацията им. Smart HydroPower към този момент са продали към 40 турбини по целия свят.

Изграждане на синьо-зелена инфраструктура

Повече от половината международно население живее в градовете, като се чака тази наклонност да се резервира и задълбочи до 2050 година (Фиг. 6). Градовете са огромни консуматори на вода, запаси и храна и създават големи количества боклуци, замърсители на въздуха и CO ₂ . За благополучие обаче, там пораждат и доста софтуерни решения за справяне с изброените проблеми.

В рамките на кръговата стопанска система синьо-зелената (вода и растителност) инфраструктура се смята за един от най-важните детайли за стабилно развиване в градовете. 

Много градове по света (като Сингапур, Лондон, Берлин, Амстердам, Неймеген и Ротердам) работят интензивно за увеличение на наличието на природата в своите граници и за запазване и стабилно потребление на съществуващата растителност и водни запаси. 

Синьо-зелената инфраструктура може да извършва разнообразни функционалности: предпазване и обработка на вода, като самобитни градски бели дробове, централно изстудяване, произвеждане на биомаса, произвеждане на храна, отдих и прелъстителен и безвреден маршрут за велосипедисти и пешеходци. Градските отпадъчни води – като част от сивата инфраструктура – ​​може също да способстват за производството на сила, топлота и запаси.

В взаимозависимост от това по какъв начин е структурирана растителността, зелените повърхности могат да всмукват интензивните превалявания, играейки ролята на “гъба ”. Същото важи и за водните повърхности, които са проектирани по подобен метод, че да могат да буферират водата, като разрешават на равнището ѝ да се трансформира. 

Има доста благоприятни условия за устойчиви местни практики, които вземат под внимание изменящия се климат. Отправната точка тук е локалното задържане на дъждовната вода. Това може да стане с по-малко асфалтирани повърхности, инсталиране на зелени покриви и инфилтрация на водата. В момента семействата употребяват питейна вода за къпане, миене, разчистване, поливане на градината и подготвяне на храна. В идеалния случай “сивата ” вода от душа и пералнята и мръсната вода от тоалетната могат да бъдат обработени посредством специфичен филтър и да бъдат подобаващи за повторна приложимост. Чистата дъждовна вода от покривите постоянно се озовава в канализационната система. Като цяло дъждовната вода може да се употребява още веднъж, без да се обработва, за пералната машина, градината или за хигиенични потребности в тоалетната.

Тъй като градините не престават да стават все по-компактни и бетонирани, от ден на ден дъждовна вода попада в канализационната система. Циментираните и павирани повърхности са пагубни за почвеното изобилие и биоразнообразие, за равнището на водата; те форсират приключването на водата и ускоряват натоварването на канализационната система, като в същото време усилват топлинния стрес. Ако градините не са циментирани, дъждовната вода може да се оттича свободно в земята. В допълнение към задържането на дъждовна вода, неасфалтираните градини също поддържат околната среда по-хладна посредством изпарение.

Значението на влажните зони за управление на наводненията

В Северна Америка канадските прерии стават все по-податливи на рискови метеорологични феномени като наводнения и суши, заради непрестанно засилващите се резултати от изменението на климата. Наводнението от 2011 година, което удря югозападна Манитоба, е един неотдавнашен образец за това. 

Влажните зони естествено пазят околните региони от наводнения, защото всмукват доста количество вода и краткотрайно я съхраняват. Следователно те също са скъпи източници на вода по време на интервали на суша. Този натурален развой може да бъде поощрен, като влажните зони се укрепят със специфични структури, които ги заграждат, позволявайки задържането на повече вода по време на наводняване и освобождението ѝ по време на по-сухи интервали. Големият размер вода, който се събира във влажните зони по време на наводнения, също по този начин предизвиква растежа на растенията, което води до нарастване на биомасата. Тази биомаса може да се употребява като източник на възобновима сила под формата на пелети, създадени локално. Университетът на Ватерло (Центърът Intact за климатична адаптация) пресмята, че запазването на влажните зони непокътнати може да понижи финансовите разноски породени от наводнения с до 38%.

Изменението на климата усилва несигурността по отношение на това къде, по кое време и за какъв брой време ще се появят наводнения, засушавания и други климатични рецесии и каква ще е тяхната активност. В композиция с други процеси, движени от индивида, като урбанизация и обезлесяване, методите, по които климатът въздейства на нашите социално-икономически и екологични системи, се трансформират. Необходими са старания за създаване на нови подходи, които понижават уязвимостта към тези изменящи се климатични опасности, вземайки под внимание стопански, демографски, политически и екологични фактори.

Автор:  Радина Калдамукова / Климатека

Радина Калдамукова е част от авторския екип на Климатека, тя е магистър по геоекология от университета в град Тюбинген, Германия. Участник в програмата за специалисти в региона на климатичните промени „ Pioneers into practice “, проведена от най-голямото публично-частно партньорство в Европа в областта на климата – Climate-KIC. Има ползи в региона на агроекологията и нововъведенията в земеделието, аквапониката, устойчивото потребление на естествените запаси, почвознанието, палеоклиматологията и запазването на видовото многообразие. Ентусиаст-градинар и последовател на биоземеделието.

В обявата са употребявани материали от:

1. National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. 1994. Ground Water Recharge Using Waters of Impaired Quality. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/4780.
2. https://www.arquitectes.cat/iframes/paisatge/fitxa/9635
3. https://bnr.bg/en/post/101210410/water-in-bulgaria-harder-and-harder-to-come-by-but-at-a-higher-price
4. http://ww2.kqed.org/climatewatch/2012/06/10/19-percent-californias-great-water-power-wake-up-call/
5. https://www.ppic.org/publication/groundwater-recharge/
6. https://www.theguardian.com/world/2022/jul/05/italy-declares-state-emergency-drought-hit-northern-regions
7. https://multimedia.scmp.com/infographics/news/china/article/3190803/china-drought/
8. https://www.cbc.ca/news/politics/floods-wetlands-university-waterloo-feltmate-intact-climate-change-insurance-1.4199358
9. https://www.iisd.org/articles/insight/wetlands-protecting-us-floods-and-saving-us-money
10. https://www.urbangreenbluegrids.com/measures/bioswales/