Академик, д.т.н. Михаил Козлов
СПАСЕНИЕ ОЗЕРА КИНЕРЕТ И МЕРТВОГО МОРЯ, А ТАКЖЕ
ОСВОЕНИЕ ПУСТЫНИ НЕГЕВ ЧЕРЕЗ УСКОРЕННОЕ ОСВОЕНИЕ ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО МОРЯ ИЗРАИЛЯ
SALVATION OF THE KINERET LAKE AND THE DEAD SEA, AND ALSO THE DEVELOPMENT OF THE DESERT NEGEV THROUGH ACCELERATED DEVELOPMENT THE TERRITORIAL SEA OF ISRAEL
Д-р Михаил Козлов
Ph.D. Michail Kozlov
Директор Института интеграции и профессиональной адаптации, Нетания, (Израиль)
Director of Institute integration and professional adaptation, Netanya (Israel)
E-mail: 19mike19k@gmail.com tel.: +(972)527 052 460
АННОТАЦИЯ:
Рассмотрено наполнение водой озера Кинерет за счет пресной воды вырабатываемой опреснительными предприятиями на искусственных островах в Средиземном море. А также, исходя из целей по наполнению Мертвого моря водой, и дальнейшего поддержания робастности физического и экологического его состояния, для оптимизации решения этой задачи, предлагается рассмотреть целесообразность формирования многопрофильного комбинированного комплекса на основе комплексного подхода.
Ключевые слова: Опреснительные предприятия, искусственные острова, концептуальный проект промышленного комплекса, солнечные элементы.
SUMMARY:
Considered filling by water the Lake Kinneret at the expense of fresh water produced by desalination plants on artificial islands in the Mediterranean Sea. As well as proceeding from the goals of filling the Dead Sea with water, and further maintaining the robustness of its physical and ecological condition, in order to optimize the solution of this problem, it is suggested that it is advisable to consider the formation of a multi-profile combined complex based on an integrated approach.
Key words: Desalination enterprises, artificial islands, conceptual project of an industrial complex, solar cells.
Могущество Израиля будет прирастать морем.
Растущее население Израиля и развивающаяся экономика все больше потребляет воды для своих нужд. Количество воды в природных водоемах и подземных аквиферах Израиля достигло беспрецедентного низкого за сто лет уровня [1]. Уровень воды в озере Кинерет оказался ниже «красной линии». В результате возникла существенная проблема с обеспечением пресной водой.
Основное решение здесь видится в опреснении морской воды. Уже построено 5 предприятий по опреснению морской воды в Эйлате, Пальмахим, Ашкелоне, Хадере, Сорек и Ашдоде. Крупнейшее из них опреснительное предприятие Сорек расположено в нескольких десятках километров южнее Тель-Авива, занимая достаточно большую площадь. Его мощность составляет 150 миллионов кубометров воды в год [2]. В результате к настоящему времени 26 процентов потребности Израиля в пресной воде удовлетворяют опреснительные установки, 23 процента Кинерет, 38 процентов дают
грунтовые воды с помощью артезианских скважин и 13 процентов открытые
водохранилища [3]. И учитывая проблемы с нехваткой пресной воды, в частности для потребностей сельского хозяйства, и проблем с обмелением Кинерета правительство Израиля намерено значительно увеличить производство пресной воды.
В принятой правительством 10 июня 2018 года программе модернизации водного хозяйства Израиля предусмотрено строительство новых опреснительных предприятий с увеличением до 2030 года объемов производства опресненной воды до 1.1 млрд. кубометров в год, что почти в два раза больше по сравнению с сегодняшними величинами. В том числе планируется переброска 100 миллионов кубометров опресненной воды для восстановления уровня и качества воды в Кинерет [4].
Однако, на побережье уже не хватает места для предприятий по опреснению морской воды. Кроме того, в основанном на обратном осмосе процессе получения пресной воды при перегонке морской воды через специальные фильтры предварительной и основной очистки образуется побочный продукт в виде крупных частиц, соляного раствора и химикатов, необходимых для очистки мембран фильтра, которые попадают в море. Это существенно влияет на экологическую ситуацию на побережье и наносит ущерб здоровью населения. К тому же опреснительные предприятия потребляют большое количество электроэнергии.
Исходя из этого, представляется оптимальным такие опреснительные предприятия переносить на искусственные острова. На основе концептуального проекта в [5,6] было предложено создание в территориальном море Израиля триединого индустриального комплекса, содержащего промышленные зоны на искусственных островах и оздоровительно-курортный комплекс вдоль берега, а также находящейся между ними на протяжении всего побережья многофункциональной интеллектуальной системы гидротехнических сооружений (интеллектуальной дамбы). Интеллектуальная дамба имеет транспортно-логистическую систему, объединяющую берег, оздоровительно-курортный комплекс и промышленные зоны, а также имеет технологические системы, берегозащитные сооружения, спальные районы и зоны отдыха, и ряд других.
В соответствии с этим концептуальным проектом опреснительные заводы создаются на искусственных островах в море за пределами морского оздоровительно-курортного комплекса на значительном расстоянии от берега, которое может достигать уровня горизонта, примерно 7 км.
На таком искусственном острове можно было бы разместить опреснительные установки и системы обогащения воды жизненно необходимыми добавками, а также
все предприятия по обеспечению его жизнедеятельности, такие как системы энерго и водоснабжения, очистные сооружения, системы безопасности. При использовании современных интеллектуальных технологий его функционирование может быть достаточно автономным. Такой остров можно определить как разумный искусственный остров (РИО). Энергетическое обеспечение РИО может быть осуществлено за счет размещения на нем одной или несколько разных энергетических систем, таких как системы преобразования ветровой, солнечной энергии, тепловой энергии моря и энергии волн.
Помимо того, что перенос опреснительных заводов снимает многие проблемы их сооружения на берегу, удаление их на значительное расстояние от берега естественно снимает многие возражения экологов и других обеспокоенных специалистов, которые возникали у них при планировании сооружений у побережья.
Конструктивно искусственный остров, скорее всего, следует размещать на плавающей платформе. Помимо учета глубины моря в месте его расположения, к преимуществу плавучего острова перед насыпным сооружением можно отнести меньшее влияние на экологию моря, большую устойчивость к разрушительному влиянию морских волн, лучшую защиту своих обитателей от цунами, землетрясений и других природных катаклизм (вспомним хотя бы Ноев ковчег). А также возможность при необходимости переконфигурировать структуру объектов в территориальном море, перемещая их в морском пространстве.
При достаточно большом количестве таких опреснительных станций на искусственных островах вырабатываемая ими пресная вода может быть использована на нужды освоения пустыни Негев, занимающей около 60 % территории Израиля. И здесь, учитывая также и другие появляющиеся значительные возможности, будет уместен слоган «Ускоренное обустройство пустыни Негев через освоение территориального моря».
С учетом возможности создания мощных источников энергии на основе добываемого газа в Средиземном море, для обеспечения потребностей предприятий по опреснению воды, создаваемых на искусственных островах, в перспективе появляется возможность часть пресной воды из Кинерета направлять в Мертвое море для его восстановления. Однако такая процедура восстановления Мертвого моря за счет только пресной воды, добываемой из средиземноморской воды, весьма затратна, как энергетически, так и финансово. По-видимому, такую процедуру надо оптимизировать. В [7] рассмотрена необходимость комплексного подхода к решению проблемы Мертвого моря.
Мертвое море является открытой, живой динамической системой, требующей для его восстановления решения сложной многокритериальной и многопараметрической задачи, в которой следует учитывать множество факторов, начиная от требований по экологии, медицине, экономики и надежности до политических. Методами стартапов ее не решить. Для грамотного разрешения проблемы потребуется участие экологов, медиков, биологов, химиков, физиков, математиков, экономистов, инженеров различных направлений и даже социологов и политиков в силу ее международного значения. Иначе, на месте Мертвого моря можно получить безжизненную среду.
При этом, система, которая будет обеспечивать устойчивое физическое и экологическое состояние Мертвого моря, должна вписываться в систему, направленную на улучшение экологического комфорта и повышения экономического благополучия жителей Израиля и являться ее субсистемой.
Исходя из целей по наполнению Мертвого моря водой, и дальнейшего поддержания робастности физического и экологического его состояния, с учетом оптимизации решения этой задачи в условиях некоторой неопределенности, представляется целесообразным рассмотреть комплексный подход к ее решению. Для этого предлагается объединить имеющиеся решения для формирования многопрофильного комбинированного комплекса.
Первая субсистема комплекса будет работать за счет опреснения воды Средиземного моря и перекачки ее через озеро Кинерет в Мертвое море.
Вторая субсистема может осуществлять перекачку соленой воды в Мертвое море из Средиземного моря. Используя перепад высот, при перекачке воды можно будет осуществить выработку дополнительной электроэнергии. Возможная реализация варианта такой энергоэффективной системы перекачки воды рассмотрена в [8]. Так как на южной части Мертвого моря работают перерабатывающие предприятия, извлекающие часть солей, то можно рассмотреть вариант, когда в морскую воду добавляется солевой раствор, получаемый на опреснительных установках и перекачивать более насыщенный солевой раствор, обеспечивая замкнутый, экологически более чистый, процесс выработки пресной воды. Это хоть и более сложный, но более сбалансированный технологический процесс, как пополнения моря, так и получения пресной воды.
Третья субсистема может быть основана на проекте д-ра Семена Розенберга, предлагающего решить проблему снижением испарения воды с поверхности северной части Мертвого моря путем частичного покрытия ее поверхности плотами. Это позволяет отрегулировать испарение и стабилизировать уровень воды в этой части моря, а при установке на них батарей из солнечных элементов, вырабатывать электроэнергию [9]. Как это, например, делается в китайском проекте [10], реализация которого позволила создать крупную плавучую электростанцию мощностью 40 мегаватт, работающую на солнечных элементах. К отмеченным ее достоинствам было отнесено то, что такая плавучая электростанция на солнечных элементах замедлила испарение воды. Создание подобной плавучей электростанции на Мертвом море смогло бы решить двоякую задачу. Уменьшило бы его испарение и обеспечило электроэнергией ближайшие населенные пункты, такие как Арад, и ряд предприятий.
В качестве четвертой субсистемы следует учитывать естественную подпитку Мертвого моря водой из подземных источников.
Пятой субсистемой может оказаться, реализуемая тремя сторонами с участием МВФ, система подачи опресненной воды из Красного моря, которую можно рассматривать как вспомогательную из-за того, что она только в малой части решает проблему.
Переброс из Средиземного моря соленой воды в Мертвое море и частичное покрытие Мертвого моря плотами позволит снизить потребность в воде, перекачиваемой от опреснительных установок по системе Средиземное море – озеро Кинерет – Мертвое море. Это даст снижение динамической нагрузки в этой системе и, соответственно, положительно скажется на экологических характеристиках проекта, как внутри этой системы, так и относительно Средиземного моря, за счет снижения сброса в него солей с опреснительных установок. При таком подходе уменьшаются экономические затраты и повышается надежность системы.
Поскольку Мертвое море, как система, является инерционной и в следствие с этим достаточно робастной, то введение в эксплуатацию каждой составляющей комбинированного комплекса может производиться по мере готовности, независимо от других. И, в этом случае, реально сначала установить плоты на северной части для снижения испарения и, возможно даже на некоторое время большее количество, чем их потребуется при работе всего комплекса, а потом вводить в эксплуатацию другие субсистемы комплекса и оптимизировать всю систему, после ввода всех устройств.
Последовательное исполнение комбинированного комплекса позволит, перед началом каждого последующего этапа, на основе экспериментальных данных работы ее действующей части, вносить корректировки в проект очередного этапа. Такая адаптивная, эволюционно развивающаяся система в результате должна быть достаточно сбалансированной. В процессе развития комплекса возможно его дополнение новыми решениями, корректировка ранее принятых к исполнению и исключение неудачных компонент.
При выработке оптимального решения по восстановления Мертвого моря можно подходить, методами «мозгового штурма» путем многоуровневой, иерархической и итерационной процедуры. Как инструмент на всех этапах подготовки решения целесообразно использовать компьютерное имитационное моделирование и натуральное макетное экспериментирование.
Такой комбинированный комплекс может естественно вписаться в систему обеспечения водой Израиля и поддержания устойчивого состояния Мертвого моря с минимальными экономическими затратами и экологическими издержками. В дальнейшем он может стать более экологически совершенным при постепенном переходе к ресурсосберегающей замкнутой экономике.
Проблемы, связанные с предотвращением высыхания Мертвого моря, сложные, но решаемые.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Причина водного дефицита Израиля — не засуха. Israelinfo 16.06.2018
2. Светличная Л. Как морская вода превращается в Израиле в питьевую. 8.3.2016.
www.agrotechnologies-israel.com/…/
3. Зубарев Я. Вода, вода. Кругом вода? ИСРАГЕО. 24.01.2018. www.isrageo.com
4. Как Израиль победит засуху: новые опреснители и искусственное наполнение Кинерета. Вести-Ynet. 10.06.2018.
5. Gurevich V., Kozlov A., Kozlov M. Concept of development the Mediterranean coastal
territory of Israel. Journal “Scientific Israel — Technological Advantages» Vol.20, № 2, 2018. P.39-46.
6. Козлов А., Козлов М. О многофакторном подходе к освоению территориального моря Израиля. NIZI.co.il / Наука и жизнь Израиля. 10.01.2019.
7. Козлов М. О подходах к решению проблемы Мертвого моря. Институт интеграции и профессиональной адаптации при Управлении абсорбции Муниципалитета Нетании. Творческая деятельность Института. Издатель: Print ABC- 2014. — С.65-66.
8.ארקדי שטיינבוק. פוטנציאל להפקת אנרגיה ירוקה מהזרמת מי ים לים המלח
Сборник трудов междисциплинарной научной конференции «Проблемы освоения территориального моря Израиля». Нетания (Израиль), 2018. С.140-143. http://israscience.wix.com/iiads
9. Розенберг С. Проект стабилизации уровня воды Мертвого моря. Электронный научный семинар. 20.10.2012.
10. Грэй С. В Китае заработала крупнейшая в мире плавучая солнечная электростанция.
24.05.2017. https://hi-news.ru
Иллюстрация: old.newsru.co.il
