Серед головних проблем нашої країни, пов’язаних з водними ресурсами, які в свою чергу обумовлені особливостями формування водних ресурсів України, є їх недостатня кількість та незадовільна якість поверхневих вод. Значна частина території України розташована в зоні недостатнього зволоження. Глобальні кліматичні зміни зумовили чимале розширення території з дефіцитом природнього вологозабезпечення. Як наслідок, змінилася водність річок – особливо її внутрішньорічний розподіл. В Україні у роки із середньою водністю на одну особу припадає трохи більше 1,2 тис. м3 власного (місцевого) річкового стоку, що згідно з класифікацією Європейською економічної комісії ООН характеризує її як водонезабезпечену.
Необхідно зазначити, що доступні для використання запаси поверхневих вод дуже не рівномірно розподілені по території країни. У маловодні роки дефіцит води спостерігається практично повсюди, а особливо в басейнах річок Сіверського Донця, Південного Бугу, Приазов’я та Криму. На багатьох річках спостерігалися мінімуми витрат води, значно зменшився рівень підземних вод – у багатьох регіонах вода зникла з шахтних колодязів. За цих умов вкрай ускладнилося забезпечення водою господарського комплексу країни. Повсюдним стало і погіршення її якісного складу внаслідок техногенного забруднення. Основними джерелами якого є підприємства житлово-комунального господарства, промисловості, а також агропромислового комплексу, на які припадає понад 90 відсотків загального об’єму скидів. Особливо значним є негативний вплив комунального господарства через формування ним великих обсягів стічних вод, зокрема тих, що не обліковуються. Поміж іншого, це пояснюється й дедалі все гіршим станом очисних споруд, на модернізацію яких в умовах економічної кризи не вистачає коштів, і як наслідок, негативний вплив комунального господарства на стан водних ресурсів все зростає. Значні обсяги скидання неочищених стоків обумовлюють також зменшення видового різноманіття та зростання маси стійких до забруднення гідробіонтів і, як наслідок, інтенсифікацією ефтрофікації акваторій водних об’єктів. Значний негативний вплив на водні об’єкти має і розосереджений (дифузний) стік з сільськогосподарських і селітебних (урбанізованих) територій, а також з площ, зайнятих відходами промислового виробництва, сміттєзвалищами. Постійною є також небезпека транскордонного забруднення річкового стоку, а також підземних вод особливо в регіонах інтенсивного видобування корисних копалин.
Басейн Сіверського Дінця – найбільшої річки лівобережної України і транскордонного водного об’єкта – дуже складна і чутлива водно-екологічна система. У річковому басейні розташований унікальний водогосподарський комплекс, який включає канал Дніпро-Донбас потужністю 120 куб. м/с для транспортування водних ресурсів Дніпра в р. Сіверський Донець через Краснопавлівське водосховище, канал Сіверський Донець – Донбас, Печенізьке, Краснооскільське водосховища, які побудовані для забезпечення питного водопостачання Харківської, Донецької та Луганської областей, значну кількість менших водосховищ і ставків.
Водночас, водозабезпеченість водними ресурсами територій у басейні в три рази нижча від середньої по Україні, а без врахування транзитного стоку – майже у 8 разів. Інтенсивність (кратність) використання місцевого річкового стоку досягає 1,2 рази, а в маловодні роки зростає до 3,5 разів. Дефіцит водних ресурсів у маловодний рік складає близько 1 куб. км.
У басейні р. Сіверський Донець нараховується понад 4 тис. підприємств-водокористувачів. За даними Сіверсько-Донецького басейнового управління водних ресурсів найбільший об’єм стічних вод в басейн Сіверського Дінця скидають об’єкти водопровідно-каналізаційного господарства. Більше половини обсягу стічних вод віднесено до категорії забруднених. Це стічні води міст Харків, Димитров, Луганськ, Артемівськ, Свердловськ, Краматорськ, Алчевськ, Краснодон та ін. Основними причинами забруднення водойм є недостатні потужності та технічна застарілість багатьох очисних споруд, скид до міської каналізації виробничих стічних вод з високими концентраціями важких металів, нафтопродуктів, жирів тощо.
Через недостатній обсяг фінансування з державного бюджету протягом тривалого часу в басейні не здійснювались системні заходи щодо підтримки нормального гідрологічного режиму Сіверського Дінця та його приток, що спричинило виникнення цілої низки негативних наслідків.
Одними з основних водно-екологічних проблем до військової окупації території у басейні р. Сіверський Донець було нераціональне використання водних ресурсів у всіх галузях економіки за умов їх дефіциту, необхідність між басейнового перекидання дніпровської води і надмірна концентрація незбалансованого та неконкурентоспроможного промислового виробництва, а також висока урбанізація територій басейну, які сприяли широкомасштабному виснаженню та забрудненню річок, для поліпшення екологічного стану водних об’єктів у басейнах річок.
Система водо забезпечення донбаського регіону з огляду на відсутність достатніх джерел водопостання та маловодності регіону є унікальною в Європі по своїй структурі і є нерозривною. Водопостачання регіону здійснюється компанією «Вода Донбаса» до складу якого входить 30 підрозділів, з них 17 знаходиться на непідконтрольній території і лише 13 на контрольованій. Всі підрозділи забезпечують технологічні процеси підготовки та подачі питної води. Тому будь який розрив технологічних процесі може призвести до катастрофічних соціальних та екологічних процесів.
На сьогодні екологічна та водогосподарська ситуація на Донбасі постійно загострюється. Основна причина – бойові дії з боку російських терористів. Водогін проходить територією постійних обстрілів – Авдіївка, Донецька фільтрувальна станція, Волноваха. Під час проведення бойових дій на тимчасово окупованих територій Донбасу періодично відбувається порушення систем водопостачання і водовідведення населених пунктів цього регіону. Така ситуація супроводжується виникненням нових штучних водних об’єктів, що загострює і так наявні для цих територій проблеми підтоплення, а з іншої сторони відсутність системного водопостачання якісною питною водою призводить до погіршення санітарно-гігієнічної ситуації та виникнення цілого ряду страшних пов’язаних з цим захворювань. Ситуація погіршується бажанням керівництва ДНР здійснити рейдерське захоплення компанії «Вода Донбаса» і свою чергу знищити водогосподарську інфраструктуру на непідконтрольній території, звинувативши владу України в небажанні вирішувати питання питного водопостачання місцевого населення.
Влада України продовжує здійснювати водопостачання своєї та непідконтрольної території не дивлячись на величезні економічні збитки, що вимірюються мільярдами гривень. Компанія «Вода Донбаса» продовжує здійснювати своєчасні ремонтні роботи з метою постійного безаварійного водозабезпечення регіону. Необхідно відзначити, що на непідконтрольну територію щодоби потрапляє 1120 тис.куб.м питної води, а повертається на контрольовану територію лише 275 тис.куб.м води. Бойовиками захоплена інфраструктура 4 великих водоканалів (Пантелеймоновка, Ясинувата, Зугрес, Донецьк), що призвело до відсутності оплати та розрахунків за поставлену воду з компанією «Вода Донбаса». Така ситуація несе великі ризики щодо забезпечення якісною питною водою цілого ряду непідконтрольних владі України міст регіону, зокрема, Донецька, Горлівки, Макіївки тощо, тобто значна кількість населення цих міст може залишитися без централізованого водопостачання.
Вже зараз виникає необхідність розробки схем та рекомендацій щодо відновлення систем водопостачання міських і сільських населених пунктів окупованих територій із застосуванням сучасних технологій і конструкцій водопровідних споруд.
Інститутом на разі підготовлено пропозицію щодо розробки техніко-економічного обґрунтування подачі води системою каналу Дніпро-Донбас для щорічного проведення водообміну у Краснопавлівському водосховищі та здійснення екологічних попусків у р. Сіверський Донець для підтримки її водності.
Фахівцями Інституту водних проблем і меліорації розроблено ряд технологічних та конструктивних рішень, що дозволяють експлуатувати головні очисні споруди водопроводів, що знаходяться або раптово опинилися в аварійному стані, з незначними попередніми доробками та поступовим їх відновленням до стану, який дозволяє стабільну експлуатацію з нормативними показниками.
В процесі цих робіт значно покращується бар’єрна здатність споруд і одночасно відбувається зменшення експлуатаційних та будівельних витрат у порівнянні з застосуванням традиційних ремонтно-будівельних і технологічних рішень. Такий ефект досягається за рахунок перепрофілюванню існуючих, навіть аварійних споруд: відстійників – у префільтри-біофільтри, заміні важкого фільтруючого завантаження (кварцевий пісок, антрацит, тощо) на полімерний гранульований матеріал на основі пінополістиролу.
Подібні рішення були апробовані на групових водопроводах джерелом водопостачяння яких є річки: Південний Буг, Дніпро, Дунай. Відповідно, води каналів Дніпро – Донбас та Сіверський Донець-Донбас, що слугують джерелом водопостачання для значної частини населених пунктів Донбасу, можуть бути гарантовано очищенні на реконструйованих за нашими технологічними розробками очисних спорудах, з паралельним покращенням якості і зменшенням експлуатаційних витрат у порівнянні з існуючим передаварійним станом. Також Інститут має супутні технології, що необхідні для ремонтно-відновлювальних робіт: гідроізоляція, відновлення пошкоджених бетонних резервуарів, пошук та відновлення трубопроводів, їх корозійний захист, тощо.
Одним з найбільш негативних факторів погіршення стану природних поверхневих вод є стале повторення в теплий період року катастрофічного “цвітіння” водосховищ, тобто надзвичайно сильне розмноження фітопланктону, головним чином ціанобактерій, що обумовлені кліматичними та антропогенними чинниками.
Надзвичайно значні маси фітопланктону негативно впливають на процеси ультра і мікрофільтрації. Така природна вода буде спричиняти підвищені експлуатаційні витрати реагентів, підвищувати кількість промивок мембран, збільшувати витрати електроенергії і навіть існує можливість пошкодження і самих мембран. Попереднє хлорування води із значним вмістом фітопланктону спричиняє утворення цілого спектру хлорорганічних сполук та галогеноцтових кислот. Всі ці сполуки е канцерогенні і мутагенні. Застосування діоксину хлору також не розв’язує це питання, так заміст токсичних сполук формується цілий спектр альдегідів які також мають значну токсичну активність. До того ж обробка вихідної води хлорвмісними реагентами спричиняє додаткові експлуатаційні витрати. Для вилучення фітопланктону оптимальним є рішення з його попереднім фізичним видаленням.
В Інституті розроблена технологія вилучення фітопланктону з вихідної води за рахунок його затримання на специфічному фільтрувальному завантаженні. Затримання відбувається за рахунок адсорбції фітопланктону на поверхні зерен фільтрувального завантаження. Як альтернативу можливо розглядати також розроблену нами технологію інфільтраційного захисту водозаборів.
Поряд з тим ми можемо запропонувати мобільні модулі очищення як поверхневих так і підземних вод. Ці модулі розраховані на виготовлення їх на невеликих механічних заводах або майстернях з мінімальним набором механічного, зварювального та кранового обладнання. Вони можуть бути розташовані зовні і не потребують опалюваного приміщення. Їх габаритні дані розраховані для транспортування автомобільним та залізничним транспортом.
У зв’язку з вищевикладеним щонайшвидше необхідно виконати поточну оцінку стану систем водопостачання міських і сільських населених пунктів Донбасу та розробити заходи щодо відновлення функціонування цих систем із застосуванням сучасних технологій і конструкцій водопровідних споруд.
Розроблені в Інституті технології та конструкції споруд для очищення поверхневих вод дозволять довести питну воду з поверхневих джерел водопостачання до нормативних вимог, а також виконати відновлення та відбудову найважливішої інфраструктури водопостачання та каналізації.
Окрім того в першу чергу необхідно на державному рівні розглянути питання розробки Схеми водозабезпечення Донбаського регіону. Необхідно здійснити наукове обґрунтування перекидання додаткових об’ємів річкового стоку по каналу Дніпро-Донбас для водопостачання м. Харків, водообміну у Краснопавлівському водосховищі, поліпшення екологічного стану р. Сіверський Донець та відтворення малих річок і механізму оплати подачі води. Потребує розроблення механізмів економічного стимулювання скорочення скидання забруднюючих речовин у складі стічних вод, залучення інвестицій у будівництво, реконструкцію, технічне переоснащення комплексів очисних споруд на основі технологій, що забезпечують нормативне очищення стічних вод та значну економію питної води. В цілому першочерговим є розроблення плану управління басейном річки Сіверський Донець.
На сьогодні водопостачання м.Маріуполь здійснюється на 30 відсотків з Старо-Кримського водосховища та 70 відсотків з каналу Сіверськой Донець-Донбас. Однак в умовах, що склалися (постійні пошкодження водоводів внаслідок обстрілів, потрапляння забруднюючих речовин та стічних вод) потребує пошуку інших гарантованих джерел для водопостачання м.Маріуполь. На сьогодні Урядом України здійснюється залучення інвестиційних ресурсів для вирішення питання водозабезпечення м.Маріуполь якісною питною водою.
Усі ці питання щодо водопостачання і водовідведення мають бути вирішені у розробленій схемі водопостачання Донбасу, з визначенням джерел і технологій централізованих і децентралізованих систем водопостачання, в першу чергу міста Маріуполь.
