Водную безопасность полуострова можно обеспечить за счёт собственных ресурсов

Физик-гидродинамик Валентин Кульченко разработал способ использования двухуровневой структуры крымских рек.

Бесспорно, самый ценный ресурс в мире — пресная вода. От этой животворящей влаги зависит благополучие, развитие любого общества — в целом жизнь на нашей планете. Где-то её не хватает, а где-то — и с избытком. В любом случае перед человечеством стоит главная задача — бережно и рационально использовать воду, чтобы обеспечить будущее следующим поколениям.

В одной из наших публикаций была затронута тема субмаринной разгрузки карстовых вод, в большом объёме выходящих в море через известняки. Нынешняя посвящена изобретению физика-гидродинамика Валентина Кульченко, который в сентябре 2021 года получил патент на способ использования двухуровневой структуры рек Крымского полуострова для водоснабжения Республики Крым и города Севастополя.

«Изобретение относится к области экологии, охраны окружающей среды и рационального природопользования и может быть использовано для очистки речной воды, а также способствует созданию запаса пресной воды для хозяйственных и бытовых нужд населения», — сказано в экспертном заключении Роспатента.

В чём же сущность изобретения?

— Начнём с того, — говорит Валентин Валерьевич, — что основной источник пресной воды в Крыму — это атмосферные осадки, которых достаточно для обеспечения водой всего полуострова. Осадки уходят в море двумя путями. Один из них — субмаринная разгрузка, о которой вы уже писали. Второй — это реки, чьи подрусловые потоки, формирующиеся под руслами рек, наполняют водозаборы, водохранилища. Однако подрусловые стоки составляют примерно третью часть поверхностных стоков.

— Учитывая, что в настоящее время крымские реки используются главным образом для формирования водохранилищ, выходит, большая часть воды попросту уходит в море?

— Да. Проблема в том, что атмосферные осадки выпадают неравномерно. Когда идут сильные дожди или таяние снегов, то практически 75 процентов воды уходит в море — слишком мощные потоки. Только представьте: суммарный объём учтённого поверхностного стока крупных рек северного макросклона в Чёрное и Азовское моря составляет около 360 миллионов кубометров в год. В качестве сравнения: для водопотребления Республики Крым требуется более 200 миллионов кубов в год. Для использования паводковых вод необходимо время и пространство, чтобы успеть перехватить эту воду, а затем и сохранить.

В изобретении предложен способ, позволяющий значительно сократить потери воды, в том числе и при испарении. Он основан на использовании уникального двухуровневого строения речных долин крымских рек.

— И что представляет собой двухуровневая структура?

— Нижний уровень — это геологические структуры, палеорусла, то есть русла древних рек. Современные русла рек образуют верхний уровень. Сейчас ширина реки Бельбек составляет 5–10 метров, а его палеорусло — 300–500 метров. И оно расположено ниже современного на 5–20 метров.

Суть инновационной технологии состоит в том, чтобы паводковую воду (поверхностный сток) перевести в палеорусла, структура которых состоит из галечника древнего аллювия, то есть отложений водных потоков. Палеорусла обладают большой водовмещающей способностью и высокими фильтрационными свойствами. Техническим результатом предложенного способа будет восполнение запасов подземных вод путём строительства специальных гидротехнических сооружений, посредством которых поверхностные стоки рек будут переведены в их палеорусла и тем самым наполнят подземные водные горизонты для возмещения дефицита пресной воды Республики Крым и Севастополя.

Директор Института водных проблем РАН, член-корреспондент РАН Александр Гельфан:

«Проблема нехватки воды на полуострове может быть решена за счёт его собственных водных ресурсов».

— Проще говоря, речь идёт о создании подземных водохранилищ?

— Да. Надо отметить, что это естественные подземные водохранилища, не требующие капитальных затрат на их строительство. Мощный поток паводковых вод пережимается каскадом из нескольких шлюзов-регуляторов, вода уходит по отводным каналам через инфильтрационные бассейны в палеорусла и равномерно распределяется по долине в подземных горизонтах.

В процессе движения по палеоруслу вода очищается от примесей, после чего водозабором поднимается с помощью насосной станции на поверхность для подачи потребителю в необходимом количестве. Используя палеорусла только трёх рек — Альмы, Качи, Бельбека, возможно аккумулировать до 40 миллионов кубов воды. А если сделать подобные подземные водохранилища и на других реках? Не исключено, что они покроют потребности всего полуострова. Причём от водозабора можно качать воду потребителю. Например, от реки Бельбек отправлять воду в Симферополь.

— Надо полагать, что для реализации данной инновационной технологии и других разработок наших учёных требуется системный подход…

— Безусловно. Для системного подхода и решения задач водообеспечения полуострова надо изучить все предложения специалистов, а они есть. Главное — провести сравнительный анализ всех вариантов, дать им оценку и определить оптимальные с точки зрения экономики, экологии, климатических и геологических условий, ряда других параметров.

К слову, в Крыму в скором времени появится южный филиал Института водных проблем РАН. Он будет создан на базе научно-исследовательского института сельского хозяйства Крыма. Думается, его деятельность будет основана именно на системном подходе к решению вопросов водообеспечения полуострова. Известно, что уже подписано соглашение о создании научно-исследовательского консорциума «Водная безопасность Крыма». В него вошли крупнейшие специалисты МГУ, РАН и других учреждений. Есть намерение сформировать федеральную программу обеспечения водной безопасности Крыма.

— Валентин Валерьевич, подытоживая нашу беседу, обозначьте, пожалуйста, все преимущества вашей инновационной технологии.

— В первую очередь, это использование естественных гидрогеологических условий палеорусел рек Крымского полуострова для формирования запаса подземных вод в объёме 80 миллионов кубических метров в год без капитальных затрат на строительство водохранилищ, водоводов и эксплуатационных затрат на транспортировку воды к водозабору. Это экономичный, малозатратный и экологичный способ решения задачи водообеспечения полуострова. При этом может быть использовано до 70 процентов годового стока рек Крыма.

Во-вторых, этот способ позволяет предотвратить затопление земель паводковыми водами и загрязнение акватории моря.

Немаловажно, что изобретение предусматривает отсутствие потерь воды при испарении. В открытых водохранилищах испаряется до 20 процентов воды.

Далее. Благодаря высоким фильтрационным свойствам крупного галечника древнего аллювия вода естественным образом проходит очистку. Мы получим чистейшую природную воду.

Ещё одно преимущество: вода, распределённая в долинах по подземным горизонтам, будет легкодоступна для орошения полей и садов, что важно для развития сельского хозяйства. А главное, что даже в самые засушливые годы запас воды будет всегда, что обеспечит водную безопасность всего полуострова.

— Спасибо за беседу. Будем надеяться, что специалисты, ответственные лица в руководстве Крыма и Севастополя прислушаются к мнению экспертов Роспатента, отметивших новизну, отличительные особенности и эффективность вашей технологии.

Читайте также: Эпоха Великих географических открытий продолжается в подземном мире

Татьяна САНДУЛОВА