Ні «засівання хмар», ні опріснення морської води, ні буріння свердловин не вирішують проблеми водозабезпечення Криму — науковці

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

Окупаційна влада Криму вирішила за допомогою активних впливів на атмосферні процеси вирішити проблему дефіциту води. Які ж результати? Чи є перспектива у викликанні штучних дощів? Про це розмірковують викладачі кафедри екології Києво-Могилянської академії та експерти Кримськотатарського ресурсного центру.

Дефіцит води на Півдні України, та, особливо, в Криму, пов’язаний з декількома факторами, основними серед яких є глобальні кліматичні зміни та їх регіональні прояви, нераціональне використання наявних водних ресурсів, постійне збільшення населення та об’єктів військово-промислового комплексу, що, у свою чергу, вимагають все більших обсягів води для технологічних, побутових та промислових потреб. Зазначимо, що для територій Криму, серед наслідків кліматичних змін, найбільш значущими і небезпечними є так звана аридизація  кліматичних умов – зменшення кількості атмосферних опадів на фоні аномально високих температур. 

Довідково:   Ари́дний клі́мат (лат. aridus — сухий) — клімат пустель і напівпустель. 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 пустелю з сусідніх вологіших областей, тут міліють і часто закінчуються безстічними улоговинами з солоними озерами. («Вікіпедія»)

Як це проявилось? Що ми спостерігаємо останніми роками?

Зміна кліматичних умов та інтенсивне водокористування стало причиною різкого зниження рівня води у водосховищах, озерах, річках на території Кримського півострову. Так, у 2020 році з цих причин відбулося значне обміління Сімферопольського водосховища, що призвело до складної ситуації з водопостачанням в Сімферополі. Добові потреби міста становлять приблизно 160 тис. м3 води, а забезпечується подача тільки приблизно 100 тис. м3 води на добу. В серпні 2020 року Сімферополь і ще 39 населених пунктів перевели на графік подачі води по годинах (деякі жителі будуть отримувати її лише дві години на добу і лише в будні), також влада встановила на вулицях ємності з водою. В той же час, за оцінками експертів у водопровідних мережах Криму втрати води, через технічні причини сягає 50%. 

Кілька кричущих заголовків в медіа про ситуацію з водою в Криму:

• В Симферополе жителям верхних этажей посоветовали ходить за водой на улицу 
• Жителям Симферополя объяснили подачу воды персикового цвета 
• Самый жесткий этап водных ограничений начался в Симферополе 

Що нині пропонує окупаційна влада для подолання дефіциту прісної води? Розглянемо найбільш поширені пропозиції та заходи.

Перший напрям – опріснення. Води в морях достатньо, а в річках та водосховищах практично немає. Чи не перетворити морську солону воду в прісну? Так, цей варіант розглядається вже декілька років. Установку з опріснення води побудували на березі моря в с.Миколаївка. Шляхом опріснення очікують отримати 40 тис. м3 води на добу. На будівництво установок по опрісненню води кримська влада виділила 8,2 млрд рублів;

Другий напрям – використання підземних вод і вод із свердловин. Тільки біля Сімферополя планується пробурити три свердловини, які можуть дати до 10 тис. м3 води на добу;

Третій напрям – за рахунок збільшення кількості атмосферних опадів шляхом активних впливів на атмосферні процеси. У вересні 2020 року були здійснені авіаційні роботи з активного впливу з метою штучного збільшення опадів та збільшення притоку води у Симферопольському водосховищі. Фінансування  робіт становить біля 25,5 млн рублів (~315 тис. дол.). 

В якості екстраординарних рішень, обговорюється 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.

 Розглянемо варіант, який вже задіяний в Криму. Це – активні впливи на атмосферні процеси. Окупаційна влад збирається додаткові атмосферні опади викликати за допомогою внесення реагентів з літака. 

З літака «засівають» хмари спеціальними речовинами з метою збільшення кількості атмосферних опадів. Для такої функції літак обладнаний системою вертикальної радіолокації хмар і опадів, з встановленим бортовим вимірювально-обчислювальним комплексом, який об'єднаний з бортовим комплексом системи диспетчеризації. Також літак має азотний генератор, що розпорошує дрібнодисперсні частинки льоду і спеціальними пристроями, які відстрілюються патрони з йодистим сріблом. Кількість зарядів в пристрої відстрілу не менше 300 одиниць (піропатрони випускаються в «НДІ Прикладної хімії», Росія). 

При активних впливах на атмосферні процеси використовують два найбільш поширених типи реагентів: 1) холодоагенти (речовини, які викликають різке локальне зниження температури, наприклад, тверда вуглекислота, рідкий азот); 2) льодоутворюючі реагенти (що виконують функцію штучних ядер кристалізації, наприклад, йодисте срібло AgI).

Згідно вже діючого контракту, роботи по штучному виклику атмосферних опадів будуть проводитися в період з 20 вересня до 15 грудня 2020 року і за планом літак повинен виконувати ці роботи протягом 45 годин. Перші роботи були здійснені 29-30 вересня 2020 року в Сімферопольському районі.

В даному випадку для кристалізації хмарної води застосовували рідко-азотні літакові генератори, які «засівали» хмари гранулами сухого льоду розмірами біля 2 см, також, було внесено на висоту біля 2-х км над хмарами йодисте срібло (зародки дощу - ядра кристалізації).

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.

При використанні активного впливу на атмосферні процеси можна досягти збільшення кількості атмосферних опадів безпосередньо в зоні впливів 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. 

Під час проведення активних впливів з 29-30 вересня на метеостанції Сімферополь, зафіксовано збільшення потужності хмарності на 25-35% та відносної вологості повітря в приземному шарі до 35%, а також випало біля 46±7 мм атмосферних опадів   (див.мал.1). 

Слід відмітити, що кліматична норма кількості атмосферних опадів на метеостанції Симферопіль для вересня становить 37±23 мм за місяць, в для жовтня 32±19 мм за місяць  (The Climate Cadastre of Ukraine (standard norms for the period 1961‒1990), 2005. ). Отже в результаті активних впливів в ці дні випало атмосферних опадів на ~25% більше норми. 

Мал.1. 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 вересня до 03 жовтня 2020 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. 

Довідково: Обробка супутникових знімків проводилась у програмному 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).

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. 

Рис.5. Карта зон підтоплення та зон відкритої водної поверхні (виділені темно-синім кольором) в районі м. Сімферополь після застосування активного впливу

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.5). Як стало відомо із засобів масової інформації місто Сімферополь 30 вересня 2020 року накрило зливою, що призвело до масштабних підтоплень  . У той же час, задача збільшення водності Симферопольського водосховища не була вирішена. 

Отже, вирішення проблеми з дефіцитом водних ресурсів є вельми складною проблемою. По-перше, збільшення кількості опадів, шляхом «засівання хмар» не завжди ефективне і вельми коштовне. По-друге, будівництво установок зі штучного опріснення морської води та її використання у побутових цілях – це дорогий та довготерміновий проект. По-третє, буріння свердловин не вирішує проблеми водозабезпечення, бо соляний склад цих вод не є постійним, а викачування водних горизонтів буде провокувати небезпечні гідрогеологічні процеси. 

Ця стаття підготовлена як результат проекту «Посилення інституційної спроможності Кримськотатарського Ресурсного Центру» в межах Ініціативи з розвитку екологічної політики й адвокації в Україні, що здійснюється Міжнародним фондом “Відродження” за фінансової підтримки уряду Швеції. Думки, висновки чи рекомендації належать авторам/авторкам цієї статті  і не обов’язково відображають погляди уряду Швеції чи Міжнародного фонду «Відродження». Відповідальність за зміст статті несе виключно авторський колектив.

Нагадаємо,  кримчани зливають воду з систем опалення.

Відомо, що з 7 вересня, в Сімферополі, Бахчисараї та Сімферопольському району через посуху й обміління водоймищ почався третій, найсуворіший, етап обмежень подачі води.