Человечеству нужно все больше воды. Во-первых, растет население планеты. Во-вторых, по мере роста благосостояния все больше людей переходит на расточительные модели потребления пищи, а 70% пресной воды используется в сельском хозяйстве. Наконец, растет и промышленность, потребляющая почти 20% пресной воды. В бытовых нуждах используется только 12% воды, но и ее не хватает. По данным ООН, в 2022 году 2,2 млрд людей не имели доступа к чистой и безопасной питьевой воде.
Недавнее исследование показало, что на рост спроса накладывается еще и сокращение предложения. На планете стало меньше пресной воды.
Стакан уже не полон
Авторы научной статьи в журнале Surveys in Geophysics изучали наземные запасы воды (terrestrial water storage, TWS) с 2002-го по 2023 год по спутниковым данным. В эту величину входят воды водоемов, грунтовые и почвенные воды, сезонный снег, но не полярные или горные ледники.
Измерения показали, что запасы пресной воды резко сократились в 2014-2016 годах и к 2023 году еще не восстановились. Средний уровень TWS за 2015–2023 годы на 1200 м3 ниже, чем за 2002–2014 годы. Со спутниковыми данными согласуются и наземные. Измерения в 170 000 скважин, пробуренных по всему миру, показали, что уровень грунтовых вод снизился.
Впрочем, бить тревогу рано. Недостающие 1200 км3 — это всего около 1% пресной воды в водоемах, не считая грунтовых вод. К тому же пока непонятно, имеем мы дело со случайным капризом меняющегося климата или с трендом на десятилетия.
Перетянуть на себя Нил
Насколько непростым может быть дележ водных ресурсов, показывает ситуация в Северной Африке. Главная водная артерия региона — Нил. В 2011 году власти Эфиопии начали строительство на его крупнейшем притоке — Голубом Ниле —Великой эфиопской плотины возрождения (ВЭПВ). Предназначение плотины — питать гидроэлектростанцию (ГЭС), которая удвоит производство электроэнергии в Эфиопии. В 2020 году началось заполнение водохранилища, а в 2022-м в строй вступил первый генератор. Для запуска мегапроекта имелись веские причины: до сих пор лишь 45% населения Эфиопии обеспечены электричеством. Это один из самых низких показателей даже среди африканских стран.
Однако строительство водохранилища объемом 74 млрд м3 не могло не вызвать беспокойство у Египта и Судана. Для этих стран, расположенных ниже по течению, Нил — основной источник пресной воды. При этом в Египте с конца 1960-х функционирует Асуанский гидроузел с крупнейшим в Африке водохранилищем в 162 млрд м3. Режим работы этих двух гигантских резервуаров определяет поток воды в Ниле, перекрывая естественные факторы. Разумная эксплуатация их возможна только в связке друг с другом.
Стороны договорились о том, как управлять водохранилищами в годы с большим и средним уровнем осадков. Камнем преткновения стал вопрос о продолжительной засухе. Египет и Эфиопия пока не согласились даже в том, что считать продолжительной засухой, а тем более — что делать, если она настанет. Прошедшие в 2020 году переговоры при посредничестве США и Всемирного банка ни к чему не привели.
Глобальное потепление — дополнительный повод для тревоги. Климатологи расходятся во мнениях, как оно повлияет на количество осадков на планете в целом и в Северной Африке в частности. Некоторые прогнозы обещают, что участятся как засухи, так и наводнения.
Однако у конфликта интересов вокруг Нила, похоже, есть разумное решение. В научной статье в журнале Communications Earth & Environment эксперты из США, Египта и Бельгии подошли к вопросу с точки зрения гидрологии. Опираясь на данные о стоке Нила с 1900-го по 2002 год, ученые смоделировали ситуацию при разном количестве осадков и режиме работы водохранилищ.
В итоге эксперты ввели новый критерий продолжительной засухи: объем воды в Асуанском водохранилище ниже 78 млрд м3. Они рассмотрели семь способов смягчить последствия стихии. Согласно расчетам ученых, оптимальный комплекс мер позволит даже в условиях продолжительной засухи загрузить эфиопскую ГЭС на 87%, при этом не создавая дефицита воды ниже по течению. Прислушаются ли правительства к голосу ученых — покажет время.
Соль земли
Пока североафриканские страны разбираются со стоком Нила, ученые обнаружили проблему, способную вызвать дефицит пресной воды на всех континентах — правда, лишь в прибрежных районах. Речь идет об интрузии морских вод.
Морское дно лежит много ниже поверхности земли, поэтому на берегу подземный водоносный горизонт сообщается с морем. Давление морских и грунтовых вод вступает в противоборство. Если давление морской воды больше, она может растечься под землей на заметном расстоянии от берега. Это и называется интрузией.
Грунтовые воды бывают и солеными, но чаще они все-таки пресные. Их используют для питья, орошения и в хозяйственных нуждах. Интрузия морских вод может оставить жителей побережья без пресной воды.
Авторы статьи в журнале Geophysical Research Letters спрогнозировали, где ожидать интрузий к 2100 году. Они рассматривали два фактора, связанных с глобальным потеплением. Во-первых, уровень моря повышается из-за таяния льдов. Во-вторых, меняется количество осадков, подпитывающих грунтовые воды. Ученые рассматривали только широты ниже 60-х параллелей, свободные от вечной мерзлоты и плавучих льдов.
Глобальное повышение уровня моря — факт, с которым никто не спорит. Если учитывать только его, к концу века 82% прибрежных районов испытают интрузию. Как далеко от берега море вторгнется в водоносные горизонты? В среднем на 64 м.
Количество осадков труднее поддается прогнозу и сильнее зависит от региона. Если верить модели авторов, то с учетом изменений в осадках интрузия ждет почти 77% побережий. Море отвоюет у подземных вод в среднем 210 м от берега. Но это средняя температура по больнице. Регионы с низменным рельефом, например, Юго-Восточная Азия пострадают гораздо ощутимее. Кроме того, с учетом длины береговой линии обитаемых континентов речь идет о территории в сотни тысяч квадратных километров. Немалая часть из них приходится на бедные и густонаселенные страны, которым будет особенно трудно справиться с проблемой.
Следует ли ожидать войн за пресную воду? Исключать этого нельзя, особенно в засушливых регионах. Но вода все-таки не нефть, к войнам за которую мы уже привыкли. Грязную воду можно очистить, соленую — опреснить. Расход воды можно сделать более разумным и экономным многими способами, от устранения протечек в водопроводах до более эффективных технологий орошения. Дело за технологиями, здравым смыслом и доброй волей.