Risaverkefni í vatnsöflun með flutningi á heilu stórfljótunum á milli landshluta

Vaxandi skortur er á neysluvatni víða um heim og gengið hefur verið illilega á vatnsbirgðir vegna óhóflegrar uppdælingar á grunnvatni. Stórvirki eru í gangi víða til að leysa úr vaxandi neyð í vatnsöflun. Það er eitthvað sem kann að þykja framandi hér á landi í þeirri gnægð drykkjarvatns sem Íslendingar hafa aðgang að.

Það eru sannarlega gríðarleg forréttindi sem Íslendingar búa við í vatnsmálum. Það á bæði við vatn til hitunar húsa, raforkuframleiðslu og neyslu. Þetta er staðreynd sem flestir hugsa ekki svo mikið til dagsdaglega en er samt ómetanleg lífsgæði. Vatn er m.a. undirstaða landbúnaðar og alls lífs á jörðinni.

Allt tal um brokkgeng efnahagsmál eru í raun hjóm eitt við hliðina á þessum forréttindum sem eru langt frá því að vera sjálfsögð. Það hlýtur því að vera afar mikilvægt að stjórnvöld beiti bæði kjafti og klóm til að verja þá stöðu sem hér ríkir og kappkosti að koma í veg fyrir að spilla þeirri lífsnauðsynlegu auðlind sem vatnið er.

Það þarf ekki að leita ýkja langt til að sjá hvað aðrar þjóðir eru að glíma við í örvæntingarfullum tilraunum við að tryggja íbúum sínum hreint drykkjarvatn og áveituvatn. Þar eru í gangi framkvæmdir sem fáir hefðu getað ímyndað sér að þjóðir gerðu alvöru úr að ráðast í.

Vatnsviðsnúnings-risaverkefnið til að fóðra þéttbýlið í Kína

Eitt þessara risaverkefna er Suður-Norður flutningskerfið, eða South-North Water Transfer Project í Kína. Það hefur einnig verið nefnt Suður-Norður vatns-viðsnúnings verkefnið. (Nánshuǐ Běidiào Gōngchéng).

Hugmyndin að þessum vatnsflutningum er rakin til hins fallna formanns Mao Zedong  í kjölfar vatnsskorts sem varð í norðurhéruðunum 1952.

Þetta verkefni snýst í raun um það að flytja gríðarlegt magn af vatni frá suðurhéruðum Kína nánast þvert yfir landið til norðurs með gríðarlegu lagnakerfi sem verður samtals um 1.264 kílómetrar að lengd. Um það er ætlunin að flytja í heild 44,8 milljarða rúmmetra af vatni árlega frá vatnasvæði Yangtze-árinnar í Suður-Kína um þrefalt skurða- og leiðslukerfi til Beijing-borgar og Tianjin-héraðs. Upptök vatnasvæðisins eru nærri Bauankala-fjalli.

Framkvæmdin átti upphaflega að kosta um 62 milljarða dollara. Það er meira en þrisvar sinnum meira en annað risaverkefni kostaði í Kína, þ.e. bygging þriggja gljúfra stíflunnar og raforkuversins Gorges Dam. Verkefnið er þegar komið langt fram úr kostnaðaráætlunum því að á síðasta ári var þegar búið að eyða um 79 milljörðum dollara í vatnsflutningaverkefnið.

Vandinn snýst ekki bara um peninga, því umhverfisáhrif verða gríðarleg auk þess sem flytja þarf um 330 þúsund manns til nýrra heimkynna vegna framkvæmda við Danjiankou-vatnasvæðið.

Verkefnið er þrískipt, þ.e. svokölluð Austurleið, Miðleið og Vesturleið. Þann 12. desember 2014 var opnað fyrir miðhluta Suður-Norður vatns-viðsnúnings verkefnisins.

Austurleiðin

Byrjað var á svokallaðri austurleið þessa verkefnis þann 27. desember 2002. Áætlað var árið  2008 að þessi leið myndi kosta um 254,6 milljarða yuan eða sem samsvarar um 67,4 milljörðum dollara. Yfirvöld höfðu fyrirfram áætlað að þetta verkefni myndi kosta sem svaraði um 7,9 milljörðum dollara.

Frá Yangtze-svæðinu á til að byrja með að veita um 400 rúmmetra á sekúndu (12,6 milljarðar rúmmetra á ári) um skurð í Jiangdu þar sem byrjað var að reisa dælustöð á níunda áratug síðustu aldar. Þaðan verður vatninu dælt um kerfi dælustöðva undir  Guluá (Yellow River) og í uppistöðulón nærri Tianjin.

Austurleiðin á m.a. að veita vatni frá svokallaðri miðleið sem sækir vatn í Han-ána. Fer það svo um jarðgöng undir Guluá á landamærum Donping og Dong‘e sýslna í Shandong-héraði. Svo fer það um leiðslur alla leið til Tinanjin. Jarðgöngin undir Guluá verða 9,3 metrar að þvermáli og fara niður á 70 metra undir árbotninn.

Flutningsleið vatnsins er rúmlega 1.152 kílómetrar og er vörðuð 23 dælustöðvum sem þurfa 454 megawött af raforku.

Miðleiðin

Miðleiðin (Central rout) flytur vatn frá Danjiangkou-vatnasvæðinu í Hebei-umdæmi og um sléttur Norður-Kína. Þetta þýddi að bændur í Hebei-héraði hafa orðið að draga úr vatnsnotkun sinni. Verkefnið felur í sér að hækka þarf Danjiangkou-stífluna úr 162 í 176,6 metra yfir sjávarmáli. Þannig á að dæla vatni sem rennur í 157 metra hæð þannig að hægt sé að veita því um lagnakerfi í 170 metra hæð yfir sjávarmáli svo það geti runnið til höfuðborgarinnar Beijing.

Framkvæmdir hófust við Miðleiðina 2004 og var lokið við gerð 307 kílómetra veitumannvirkis á norðurenda leiðarinnar 2008. Mesta verkfræðiáskorunin við þennan hluta er talin vera gerð jarðganga undir Guluá. Verkefninu átti að ljúka 2010, en framkvæmdir við það voru enn í gangi á síðasta ári, m.a. vegna byggingar umhverfislegra varnarmannvirkja. Ein framtíðarhugmyndin er svo að gera göng frá Þriggja gljúfra stíflu til að veita vatni á  Danjiangkou-vatnasvæðið sem augljóslega mun skorta vatn í framtíðinni.

Vesturleiðin enn á teikniborðinu

Vesturleiðin mun vera enn á teikniborðinu, en umhverfissinnar hafa um hana miklar efasemdir. Henni er ætlað að veita vatni úr þrem hliðarám Yngtze-fljótsins (Tongtian, Yalong og Dadu) í gegnum risastórt stíflukerfi og skurði á vatnasvæði Guluár. Þaðan á að veita vatninu yfir Qinghain-háslettuna í Tíbet og vestur Yunnan-sléttuna. Um þetta kerfi á að veita um 3,8 milljörðum rúmmetra samtals um 450 kílómetra leið þvert í gegnum Bayankala-fjallgarðinn til Norðvestur-Kína.

Í raun er um að ræða að sækja gríðarlegt vatnsmagn á upptakasvæði sex stórfljóta sem eiga upptök í Suður-Kína. Þar á meðal er Mekong (Lancang) áin sem rennur til suðurs, Yarlung Zangbo-áin sem kallast Brahmaputra neðar á vatnasvæðinu, Salween eða Nu-áin og sjálf Guluá.  Margar af þessum ám renna frá Kína í gegnum önnur lönd og hafa þar lykiláhrif. Þar er m.a. um að ræða Indland, Bangladesh, Myanmar, Laos, Taíland, Kambódíu og Víetnam.

Þetta umdeilda risaverkefni er þegar farið að valda áhyggjum og deilum í Kína. Sumarið 2013 kvörtuðu fiskibændur við Dingping-vatn að Austurleiðarverkefnið væri farið að valda þeim skaða. Það væri vegna þess að mengað vatn sem veitt væri þessa leið úr Yangtze-ánni væri farið að drepa fyrir þeim fisk í vatninu. Yfirvöld hafa jafnan mótmælt áhyggjum af verkefninu og segja að mikið meira en nóg sé af vatni í Yngtze-ánni og að 96% þess renni hvort sem er nær ónýtt í Kyrrahafið.

Stórkostleg vatnsflutningaáform Sovétríkjanna sem urðu að engu

Forráðamenn gömlu Sovétríkjanna reyndu að keyra af stað hugmyndir um stórverkefni við að breyta vatnsrennsli fljóta í stórum skala. Þrátt fyrir meinta einræðistilburði, þá urðu ráðamenn í Kreml á endanum að lúta í lægra haldi fyrir almenningsálitinu og alþjóðapólitíkinni varðandi þessi áform, ólíkt stjórnvöldum í Kína. Kemur þetta vel fram í rannsóknarskýrslu Jüergen Salay númer 17 í ritinu „Uppsala Papers in Economic History“ frá1988.

Hugmyndir Sovétmanna gengu út á svokallað „Soviet Union River Diversion Project“ sem sett var í gang á árunum 1976 til 1986. Þá stóðu menn frammi fyrir því að þótt níundi hluti alls ferskvatns í heiminum væri að finna í stöðuvötnum Sovétríkjanna sálugu, þá dugði það ekki til í áætlunum um að stórauka landbúnað og þá ekki síst bómullarrækt sem útheimti mikla vökvun. Þar áttuðu menn sig á því að 84% af öllu ferskvatni í Sovétríkjunum rann ekki suður á hlýrri landsvæðin, heldur til norðurs í Norður-Íshafið og í Kyrrahafið í austri, þar sem það kom öllum áætlunarbúskapnum að engum notum. Aðeins 16% vatnsins rann því til þéttbýlli svæðanna í suðri og vestri þar sem um 75% landsmanna bjó og var undirstaða fyrir um 80% af hagkerfinu. Þar var einnig um 80% ræktarlandsins og besti jarðvegurinn. Úkraína var þar á meðal.

Á árinu 1980 voru notaðir 337 rúmkílómetrar af vatni í Sovétríkjunum. Þar af voru notaðir 177 rúmkílómetrar í áveitur á ræktarland, eða 53%. Um 52% þess lands var staðsett í Mið-Asíuhluta Sovétríkjanna og Kazakhstan. Árið 1990 voru uppi áætlanir um að vökva 23 milljónir hektara til viðbótar fyrir árið 2000, en það voru 19,6 milljónir hektara árið 1985.

Aralvatnið nánast þurrkað upp

Til að hægt yrði að meira en tvöfalda áveituáformin var ákveðið að stórauka veitukerfi og uppdælingu úr Kaspíahafi, Azov-vatni og Aral-vatni. Það átti að gera þrátt fyrir að frá 1961 til 1985 hafði vatnsyfirborð Aralvatns lækkað vegna uppdælingar um 10 metra. Þá komu upp hugmyndir um að veita vatni úr ám sem runnu til norðurs í öfuga átt til suðurs. Þessar hugmyndir voru svo sem ekkert nýjar af nálinni, því að á dögum Rússakeisara í byrjun síðustu aldar og fyrir byltinguna miklu höfðu menn verið með slíkar vangaveltur. Í dag er Aralvatnið nefnt eitt af verstu umhverfisslysum jarðar.

Seint á fimmta áratug liðinnar aldar kynnti vatnsverkfræðingurinn M. M. Davydov í Leningrad, áætlanir um að snúa rennsli ánna við.  Svokallað Davydov-plan varð til sem miðaðist við að veita vatni úr ánni Ob í Síberíu og Yensey-ánni til suðurs í Aral- og Kaspíahaf. Þegar leið á sjötta áratuginn var undirbúningur hafinn við að veita vatni úr Pechora- og Vychegda-ánum í Evrópuhluta Rússlands og í ána Volgu og svo áfram í Kaspíahaf. Þessar framkvæmdir voru þó lagðar á hilluna, í bili að minnsta kosti, á miðjum sjöunda ártugnum.

Hert á áætlunum 1976

Á 25. flokksþingi Sovétríkjanna árið 1976 var ákveðið að blása á ný í glæður vatnsflutningaverkefnisins með tíundu fimm ára áætlun ríkisstjórnarinnar 1976–1980. Um 120 vísindastofnanir komu þá að málinu. Rannsóknir og hönnunarverkefni héldu svo áfram í næstu fimm ára áætlun 1981 til 1985. Var reyndar samþykkt á 26. flokksþinginu 1981 að framkvæmdir við Evrópuhluta verkefnisins skyldi hefjast fyrir 1990. Árið 1984 var svo einnig samþykkt að halda áfram með Síberíuhluta verkefnisins sem vinna átti í tveim áföngum.

Allt slegið út af borðinu 1986

Miklar deilur spruttu upp vegna þessara áforma, bæði innan Sovétríkjanna og utan þeirra. Fór svo að leiðtogar Sovétríkjanna neyddust til að bakka með áformin og voru þau endanlega slegin út af borðinu í ágúst 1986. Þrátt fyrir það var vísindamönnum fyrirskipað að halda áfram rannsóknum varðandi slíkar hugmyndir um mögulega vatnsflutninga í stórum stíl í framtíðinni. Enda sáu menn að full þörf yrði á að hressa aðeins upp á Aralvatnið.

Drykkjarvatn unnið úr hafinu

Í Kaliforníu er nú í gangi umdeilt verkefni sem felst í hreinsun á sjó sem ætlað er að leysa úr vatnsskortinum þar um slóðir.

Í Carlsbad í Kaliforníu  er verið að reisa stærstu hreinsunarstöð á Vesturlöndum sem á að breyta sjó í drykkjarvatn í gegnum filtera í svokölluðu „reverse osmosis“ kerfi. Er ætlunin að stöðin verði komin í fullan rekstur á næsta ári, 2016. Stöðin er reist við hlið Encina-raforkuversins sem byggt var fyrir 50 árum á bökkum Agua Hedigonda-lónsins sem er spænska og merkir fúlavatn. Á hreinsunarstöðin að sinna byggðinni í San Diego-sýslu, eða um 10% af vatnsþörf svæðisins. Vatnið á að duga fyrir um 300.000 manns.

Áætlað er að stöðin kosti um einn milljarð dollara og á að draga úr þörf fyrir að flytja vatn inn á svæðið eins og nú er gert. Það kemur einkum úr Colorado-ánni og með uppdælingu grunnvatns á því svæði sem og úr ám í norðurhluta Kaliforníu. 

Stöðin á að skaffa að minnsta kosti 48.000 rúmekrur af vatni á ári (tæplega 71,2 milljónir tonna. Fyrir það á að greiða 2.000 dollara á rúmekruna (326.000 gallon eða tæplega 1,5 milljónir lítra) á ári í 30 ár. Það eru í heild um 96 milljónir dollara á ári. Mun þetta auka núverandi vatnsreikning íbúanna um 4–5 dollara á mánuði.  Í áætlunum The Carlsbad Destilation Project á vefnum er talað um 50 þúsund gallona framleiðslu á dag til að byrja með.

Samkvæmt skýrslu International Desalination Association frá 2012 eru þegar starfræktar um 300 minni hreinsunarstöðvar í Bandaríkjunum og er um helmingur þeirra í Kaliforníu.

Þekkt aðferð og víða notuð

Sú aðferð að eima drykkjarvatn úr sjó er aldagömul og er m.a. mikið notuð á skipum í dag. Fjöldi slíkra hreinsunarstöðva er starfræktur í dag til að anna vatnsþörf þéttbýlis víða um lönd.  Um 60% af 12.500 stórum hreinsunarstöðvum eru staðsettar í Mið-Austurlöndum. Þar anna slíkar stöðvar um 70% af vatnsþörfinni en á takmörkuðum svæðum.

Vatnsskortur mesta ógn heimsbyggðarinnar

Þrátt fyrir slíkar hreinsunarstöðvar þá hafa um einn sjötti hluti jarðarbúa ekki aðgengi að nægu drykkjarvatni samkvæmt skýrslu World Water Counsil. Samkvæmt skýrslunni „2015 World Economic Report on Global Risks“ er vatnsskortur eða „vatnskreppa“ mesta ógn heimsbyggðarinnar um þessar mundir. Er hættan af vatnsskorti þar metin meiri en ógna af völdum sjúkdóma, atvinnuleysis og hryðjuverka. Þá hafa samtök ábyrgra vísindamanna, „Union of Concerned Scientists“, ályktað að hlýnun jarðar með tilheyrandi þurrkum sé líklegt til að valda vaxandi vanda hvað vatnsskort varðar.

Mikið af salti og öðrum steinefnum fellur til við hreinsun

Ekki eru allir umhverfisverndarsinnar hrifnir af þeirri vatnshreinsunarstöð sem verið er að reisa í Kaliforníu. Þeir benda réttilega á að við hreinsunina sé fellt út mikið magn af salti og ýmsum öðrum steinefnum sem ætlunin sé að demba beint í hafið aftur fyrir framan stöðina. Í rannsókn sem Pacific Institute gerði á starfrækslu vatnshreinsunarstöðva sem þegar eru í rekstri í Kaliforníu kom fram að losun salts í hafið frá stöðvunum hefði ekki umtalsverð áhrif á umhverfið. Önnur rannsókn sýndi aftur á móti fram á umtalsverð áhrif á líf fiska og annarra sjávardýra þar sem losunin fór fram. Um 13–15 vatnshreinsunarstöðvar eru þegar á teikniborðinu á svæðinu frá Los Angeles til San Francisco samkvæmt upplýsingum Association of California Water Agencies.

Það eru því ýmsar leiðir sem verið er að reyna að fara til að tryggja íbúum hinna ýmsu landa neysluvatn. Allt leiðir sem við Íslendingar höfum ekki einu sinni þurft að leiða hugann að fram að þessu.