Управление водным циклом

Круговорот воды, включая деятельность человека.

Управление водным циклом — это междисциплинарный подход, относящийся ко всем планам, разработкам, оперативным и тактическим решениям, направленным на влияние на водный цикл . Самое главное, что управление водным циклом используется для обеспечения наличия чистой воды для целевого использования, а также для обеспечения безопасного сброса очищенной воды обратно в природу. В ненарушенной окружающей среде вода находится в естественном круговороте и, как правило, пригодна для использования в большей части природы, так как находится на каждой стадии цикла. После взаимодействия человека естественный цикл нарушается. Сточные воды на городских сельскохозяйственных территориях собирают в себе некоторые предметы, частицы и вещества, которые невозможно очистить от воды естественными методами очистки. Кроме того, « использованная вода » из домашних хозяйств и промышленности может быть чрезвычайно вредной для природы, если ее не обрабатывать должным образом.

Управление водным циклом используется в различных областях наук об окружающей среде и технике для достижения человеческих и экологических целей. В целом управление водным циклом можно разделить на шесть подгрупп, которые подходят к проблеме с разных точек зрения: метеорология , гидрология , управление водными ресурсами , гидротехника , водосбережение и мониторинг окружающей среды . В последнее время политические и социально-экономические аспекты также учитываются при управлении водным циклом из-за неравномерного распределения количества и качества пресной воды во всем мире. ^{[1] [2]}

Метеорология и гидрология

Изучение метеорологии сосредоточено на прогнозировании погоды , а изучение гидрологии - на движении, распределении и управлении водой. Изучение гидрологии и метеорологии объединяется в отрасль, называемую гидрометеорологией. Основное внимание гидрометеорологии уделяется передаче воды и энергии между поверхностью суши и нижними слоями атмосферы. ^[3] Используя математическую модель , гидролог может использовать прогноз дождя, сделанный метеорологом, для расчета конкретного воздействия дождя на определенную территорию. Результаты этих моделей можно использовать для устранения и смягчения последствий выпадения осадков на управление водным циклом. ^[4]

Управление водными ресурсами

Управление водными ресурсами — это часть управления водным циклом, которая фокусируется на использовании ресурсов пресной воды. Пресная вода является ограниченным ресурсом, он неравномерно распределен в глобальном и даже локальном масштабе и потребляется людьми, промышленностью , сельским хозяйством и природой. Успешное управление ресурсами пресной воды требует обширных знаний о спросе, ресурсах и возможностях, имеющихся технологиях, гидрометеорологии и политических факторах. Недавно для объединения всех этих областей в один орган было использовано Интегрированное управление водными ресурсами (ИУВР), поскольку эти проблемы больше не могут быть решены исключительно специалистами по водным ресурсам или водными министерствами. ^[5] Кроме того, некоторые серьезные проблемы вызваны глобальным потеплением . Это приводит к увеличению неопределенности в распределении, качестве и количестве пресной воды, что затем может вызвать дальнейшие социально-экономические проблемы. Чтобы преодолеть это, в будущем управление водными ресурсами должно перейти от нынешних методов «прогнозирования и контроля» к «подходу обучения». ^[6]

Гидротехника

Плотина Гордон, Тасмания, Австралия. Плотины являются частью статического гидротехнического сооружения.

Гидротехника — важная дисциплина, целью которой является обеспечение чистой воды и ее безопасности, и ее можно применять на каждом этапе водного цикла. Гидротехнику можно разделить на дополнительные подгруппы: структурная гидротехника, водоочистка и очистка сточных вод . Структурная гидротехника включает в себя строительство, ремонт и обслуживание сооружений, контролирующих водные ресурсы. С точки зрения управления водным циклом наиболее важными являются водохранилища , плотины , канализация и насосные станции . Все это важные аспекты естественного залегания воды.

С точки зрения управления водным циклом, обработка повторного использования более важна, чем статические конструкции, такие как плотины. Водоподготовка — это любой процесс, который используется для удаления загрязнений из воды и улучшения качества воды. Очищенная вода может быть выделена в качестве питьевой воды для домашнего хозяйства, подачи для промышленного или сельскохозяйственного использования, а метод очистки зависит от цели конечного использования. Кроме того, очистка воды используется для безопасного возврата воды в окружающую среду. Очистка сточных вод концептуально очень похожа на управление водными ресурсами, но она обрабатывает сточные воды, которые используются человеком: сточные воды из домашних хозяйств и промышленные сточные воды. Целью очистки сточных вод является очистка сточных вод от загрязнений и предоставление воды для повторного использования в круговороте воды. Сточные воды очищаются несколькими методами, включая химическую обработку, использование бактерий , биологические процессы и методы УФ-дезинфекции. ^[7] Тем не менее, после обширных методов очистки наблюдается значительное количество вредных веществ, таких как фармацевтические препараты, которые возвращают окружающую среду и водный цикл. ^[8]

Экономия воды

Растущее население требует устойчиво управляемой гидросферы . Существует спрос на пресную воду, который необходимо удовлетворять как в настоящем, так и в будущем. Большим фактором увеличения спроса является изменение климата. Используя политику управления сохранением водных ресурсов, страны могут обеспечить доступность воды для будущих поколений, сократить потребление энергии, сохранить пресноводную среду обитания для местных диких животных и мигрирующих птиц, а также обеспечить качество воды для ее обитателей. ^[9]

Ключевыми мероприятиями по сохранению водных ресурсов являются; сокращение потерь воды, использования и расточительства водных ресурсов, ^[10] предотвращение ухудшения качества воды и совершенствование методов управления, которые сокращают использование воды. ^[11]

Мониторинг окружающей среды

Чтобы обеспечить удовлетворительное качество управления водным циклом и улучшить водный цикл, следует использовать экологический мониторинг для предоставления информации и тенденций о влиянии политики, принятой в области управления водным циклом, на экосистемы и чувствительную биоту ; ^[12] например, отслеживали влияние сокращения потоков воды на нерест и пополнение лосося.

Рекомендации

• Водный портал
• Экологический портал

1. Хантингтон, Томас Г. (15 марта 2006 г.). «Доказательства интенсификации глобального водного цикла: обзор и синтез». Журнал гидрологии . 319 (1): 83–95. Бибкод : 2006JHyd..319...83H. doi :10.1016/j.jгидрол.2005.07.003. ISSN  0022-1694.
2. Франко, Дженнифер; Мехта, Лайла; Вельдвиш, Герт Ян (1 октября 2013 г.). «Глобальная политика захвата воды». Ежеквартальный журнал «Третий мир» . 34 (9): 1651–1675. дои : 10.1080/01436597.2013.843852. ISSN  0143-6597. S2CID  132004785.
3. Пек, Юджин Л. (май 1978 г.). «Гидрометеорология». Бюллетень Американского метеорологического общества . 59 (5): 609–612. Бибкод : 1978BAMS...59..609P. дои : 10.1175/1520-0477-59.5.609 . ISSN  0003-0007.
4. Дейл, Мюррей; Дэвис, Пол; Харрисон, Тим (февраль 2012 г.). «Обзор последних достижений в оперативной гидрометеорологии Великобритании». Труды Института инженеров-строителей - водного хозяйства . 165 (2): 55–64. дои : 10.1680/вама.2012.165.2.55. ISSN  1741-7589.
5. Бисвас, Асит К. (июнь 2004 г.). «Интегрированное управление водными ресурсами: переоценка: вклад водного форума». Водный Интернационал . 29 (2): 248–256. дои : 10.1080/02508060408691775. ISSN  0250-8060. S2CID  154963622.
6. Паль-Востл, Клаудия (2006), «Переход к адаптивному управлению водными ресурсами, сталкивающимся с климатом и глобальными изменениями», Комплексная оценка водных ресурсов и глобальных изменений , Springer Нидерланды, стр. 49–62, doi : 10.1007/978-1- 4020-5591-1_4, ISBN 9781402055904
7. «Мы эффективно очищаем сточные воды» . www.hsy.fi. ​Проверено 4 ноября 2019 г.
8. Вьено, Н.; Тухканен, Т.; Кронберг, Л. (1 марта 2007 г.). «Отказ от использования фармацевтических препаратов на очистных сооружениях в Финляндии». Исследования воды . 41 (5): 1001–1012. doi :10.1016/j.watres.2006.12.017. ISSN  0043-1354. ПМИД  17261324.
9. Эрмосо, Виргилио; Абелл, Робин; Линке, Саймон; Бун, Филип (июнь 2016 г.). «Роль охраняемых территорий в сохранении пресноводного биоразнообразия: проблемы и возможности в быстро меняющемся мире: охраняемые пресноводные территории». Охрана водных ресурсов: морские и пресноводные экосистемы . 26 : 3–11. дои : 10.1002/aqc.2681.
10. Бауманн, Дуэйн Д.; Боланд, Джон Дж.; Симс, Джон Х. (апрель 1984 г.). «Водосбережение: борьба за определение». Исследования водных ресурсов . 20 (4): 428–434. Бибкод : 1984WRR....20..428B. дои : 10.1029/WR020i004p00428.
11. Гертс, Сэм; Рэйс, Дирк (сентябрь 2009 г.). «Дефицитное орошение как внутрихозяйственная стратегия по максимизации продуктивности воды для сельскохозяйственных культур в засушливых районах». Управление водными ресурсами в сельском хозяйстве . 96 (9): 1275–1284. дои : 10.1016/j.agwat.2009.04.009.
12. Ловетт, Гэри М.; Бернс, Дуглас А.; Дрисколл, Чарльз Т.; Дженкинс, Дженнифер С.; Митчелл, Майрон Дж.; Рустад, Линдси; Шэнли, Джеймс Б.; Ликенс, Джин Э.; Хойбер, Ричард (июнь 2007 г.). «Кому нужен экологический мониторинг?». Границы в экологии и окружающей среде . 5 (5): 253–260. doi :10.1890/1540-9295(2007)5[253:WNEM]2.0.CO;2. ISSN  1540-9295.