Розділ 2. Гідроенергетичні ресурси, їх використання. Принципові схеми, параметри, режими роботи ГЕС і ГАЕС

Ще на зорі цивілізації, створюючи водосховища, стародавні будівельники передбачали їх комплексне використання для захисту від паводків, зрошення, водопостачання, судноплавства. 

Соціально-економічне значення водогосподарських комплексів. Комплексне використання водних ресурсів залишається основним принципом при будівництві гідроенергетичних об'єктів у всіх країнах світу в цей час. Комплексне використання водоймищ дозволяє ефективно вирішувати глобальні проблеми, які особливо гостро постали перед людством у даний час і пов'язані із забезпеченням водою населення, промисловості, сільського господарства, боротьбою з повенями, із застосуванням екологічно чистих джерел електроенергії, таких як відновлювальні гідроенергетичні ресурси. Динаміка росту водоспоживання у світі (табл. 2.10) характеризується збільшенням у цілому обсягу водоспоживання за останні 25 років практично в 2 рази.

Водоймище з гідровузлом і ділянка нижнього б'єфа, у межах якого позначається вплив зміни гідрологічного режиму, а також усі гідротехнічні, захисні й природоохоронні споруди утворюють водогосподарський комплекс (ВГК). ВГК може поєднувати каскад гідровузлів на річці.

Існує безліч прикладів визначального впливу ВГК на розвиток економіки й соціальної сфери багатьох країн, хоча їх створення сприймається суспільством неоднозначно з врахуванням спостережуваного негативного впливу на навколишнє середовище.

Так, створення ВГК на основі Асуанського водоймища на р. Ніл в Єгипті обсягом 168,9 км3 зробило багатосторонній позитивний вплив на соціально-економічний розвиток країни, дозволило зросити більше 0,8 млн. га земель, збільшило вироблення електроенергії в країні на 10 млрд. кВт·год, захистило долину Ніла від руйнівних повеней і ризику посух, поліпшило умови навігації й туризму, створило умови для швидкого розвитку рибного господарства, у цілому забезпечило поліпшення умов життя людей, особливо в сільській місцевості.

Таблиця 2.10. Розвиток водоспоживання у світі

Водоспоживачі	Водоспоживання,км3/рік(%)
	1900	1950	1975	2000
Комунальне господарство	20/5 (5/1,8)	60/11 (5/1,5)	150/25 (5/1,5)	440/65 (7/2,3)
Промисловість	30/2 (7,5/0,7)	190/9 (17/1,2)	630/25 (21/1,5)	1900/70 (32/2,7)
Сільськегосподарство	350/260 (87,5/97,5)	860/630 (77,7/96,7)	2100/1600 (70/90)	3400/2600 (57/87)
Водоймища (випар)	0/0 (0/0)	4/4 (0,3/0,6)	110/110 (4/7)	240/240 (4/8)
Усього (зокругленням)	400/270 (100/100)	1100/650 (100/100)	3000/1800 (100/100)	6000/3000 (100/100)

Примітка: у чисельнику дане повне водоспоживання, у знаменнику – безповоротне.

За рахунок створення каскаду водоймищ на Дніпрі корисною ємністю 18,4 км3, що утворюють єдиний ВГК, забезпечуються водопостачання населення, промисловості, зрошення більше ніж на 50% території України, включаючи міжрегіональний перерозподіл стоку з подачею більш 4 км3 води в маловодні регіони Донбасу, Кривого Рогу, Криму, а також вироблення на ГЕС більш 9 млрд. кВт·год електроенергії.

Для ефективного вирішення проблеми комплексного використання водних і гідроенергетичних ресурсів вибираються оптимальні параметри й режими роботи ВГК з урахуванням інтересів усіх водокористувачів.

ВГК є в багатьох випадках основою для вирішення цілого ряду народногосподарських завдань, включаючи розвиток сільського господарства, промисловості, енергетики, комунального господарства, рибного господарства, транспорту, забезпечення відпочинку населення, природоохоронні заходи.

Основні завдання, розв'язувані ВГК для економічного та соціального розвитку:

• регулювання стоку водоймищами комплексного призначення для гідроенергетики, водопостачання комунального господарства, промисловості, сільського господарства, зрошення, запобігання повеней, забезпечення санітарно-екологічних попусків;

• використання водоймищ для рибного господарства, водного транспорту;

• використання водоймищ і берегової зони для цілей рекреації.

Гідроенергетика. Використання відновлювальних гідроенергетичних ресурсів є провідним напрямком багатьох ВГК, і в багатьох випадках саме ГЕС стають основою створення ВГК, приймаючи на себе більшу частину витрат, пов'язаних з його будівництвом.

ГЕС і ГАЕС виконують найважливішу роль в об'єднаних енергосистемах, забезпечують покриття найбільш складної пікової частини графіка навантажень, заповнення нічних провалів, поліпшення структури генеруючих потужностей, енергосистем, несучи функції швидкодіючого аварійного та частотного резерву енергосистем і в цілому підвищуючи надійність енергопостачання

Водопостачання комунального господарства, промисловості. Забезпечення водоспоживання комунального господарства й промисловості, що становить близько 40% сумарного водоспоживання, є найважливішим завданням ВГК. За останні 25 років водоспоживання у світі на ці потреби зросло у 3 рази, значно випереджаючи його загальне зростання. Водопостачання великих міст, промисловості в більшості країн переважно ґрунтується на водоймищах, враховуючи те, що для господарсько-питного водопостачання потрібна висока розрахункова забезпеченість витрат води, яка забирається (для маловодного року рівна 95%), а також вкрай обмежені ресурси підземних вод, які можна використовувати для цих цілей.

Проблема забезпечення постійно зростаючого водоспоживання населення й промисловості залишається актуальною для більшості країн Західної Європи, України, Росії, Японії, багатьох регіонів США, Китаю, Індії, Бразилії й інших країн.

У країнах, де основна частина електроенергії виробляється ТЕС і АЕС, на теплоенергетику припадає до 50–80% водоспоживання промисловості, наприклад у США – 68%, в Японії – 57%, у ФРН – 54%, а в Україні – до 80%.

Для технічного водопостачання ТЕС і АЕС в основному застосовуються оборотні системи, що використовують спеціальні водоймища-охолоджувачі або випарні градирні, й рідко прямоточні системи, що включають водотоки й водоймища комплексного призначення, хоча вони є найбільш ефективними з позиції забезпечення максимального вироблення електроенергії й зменшення безповоротного водоспоживання. Це пов'язане з обмеженнями, пропонованими нормативами більшості країн до зміни температури води у водоймищах комплексного призначення при використанні прямоточних систем, а в ряді випадків – із забороною застосування прямоточних систем. Так, для технічного водопостачання ТЕС потужністю 1 млн. кВт у середньому необхідно 0,9 км3 води на рік, основна частина (90–95%) якої використовується для охолодження конденсаторів турбін, а для АЕС – в 1,5 рази більше.

Водопостачання сільського господарства, зрошення й обводнювання. Одним з основних водокористувачів є зрошення разом із сільськогосподарським водопостачанням. Їх водоспоживання становить близько 60% загального водоспоживання та більше 80% безповоротного водоспоживання. За всіх часів страшними стихійними лихами поряд з повенями були сильні посухи, коли кам'яніла, тріскалася від спеки земля та згорали на корені хліба, прирікаючи на голод і смерть сотні тисяч людей. В історичних документах є безліч відомостей про катастрофічні посухи. Про посуху, що вразила Русь в 1374 р., у літопису пишеться:

«були сильна спека та жара, а дощу зверху не було, ні єдиної краплі за все літо й був сильний мор на людей по всій землі руській та у Мамая в Орді був сильний мор». Спустошливі посухи були в басейні Дніпра в 1652 і 1680 рр., коли «…стояла страшна суша й спека сонячна, повисихали води й трави».

У Поволжі (Росія) посухи повторюються раз на 2–3 роки. Найстрашнішою тут була посуха у 1921 р.

Зрошення земель для підвищення врожайності сільськогосподарських культур широко застосовується у світі в багатьох країнах (Китай, Індія, США, Росія, Україна, Болгарія, Румунія, Узбекистан, Туркменія, Туреччина, Іран, Єгипет, Ізраїль, Алжир, В'єтнам та ін.) у різних кліматичних умовах, у посушливих районах і в районах з вологим кліматом, з огляду на нерівномірність опадів як протягом року (наприклад мокрий і сухий сезони в районах вологих тропіків), так і в багаторічному розрізі (наприклад в Україні).

Динаміка розвитку зрошуваного землеробства характеризується збільшенням площ зрошуваних земель за період з 1970 по 2000 р. у такий спосіб: у цілому у світу з 234 до 420 млн. га (у 1,8 рази), у тому числі в Азії – з 170 до 300 млн. га, в Європі – з 21 до 45 млн. га, у Північній Америці – з 25 до 35 млн. га, у Південній Америці – з 7 до 15 млн. га, в Африці – з 9 до 18 млн. га.

Вид на Волзьке (Куйбишевське) водосховище

В умовах швидкого росту площ зрошуваних земель їх водопостачання здійснюється значною мірою за рахунок регулювання стоку водоймищами. Їх внесок у світове виробництво продуктів харчування оцінюється в 12–16%.

Досить актуальною є проблема зниження безповоротних втрат води на зрошення, що може бути досягнуте за рахунок широкого застосування сучасних водозберігаючих технологій, зменшення втрат на фільтрацію в зрошувальних каналах при влаштуванні облицювань та ін.

Захист від повеней. Історія людства знає чимало катастрофічних повеней, що призводили до затоплення величезних територій і незліченних нещасть, загибелі людей, знищення міст, сіл, посівів.

Ще в древні часи захист від повеней у багатьох випадках був найважливішим завданням створюваних водоймищ.

Як свідчать історичні документи, повінь на Дніпрі та його притоках в 1128 р.

«…потопи люди, жито и хоромы унесе…».

У наш час в 1931 р. була велика повінь на річці Дніпро, імовірність повторення якої один раз на 300 років. Катастрофічна повінь на Волзі в 1979 р., коли приплив у Волзьке (Куйбишевське) водоймище досягав 52 тис.м3/с, тільки завдяки водоймищам не завдала незліченних лих.

Підйоми рівнів у ріках при повенях викликаються різними причинами. У багатьох країнах (у Західній Європі, Росії, Україні, Казахстані, Узбекистані, Туреччині, Ірані, частині території Китаю, Канаді, США й ін.) повені відбуваються в результаті швидкого танення снігу або льодовиків у басейнах рік, випадання рясних опадів. Так, катастрофічна повінь у басейнах рік Огайо й Міссісіпі (США) у січні 1937 р. охопила величезну територію, понад 1 млн. людей залишився без житла, кілька сотень чоловік загинуло. У результаті катастрофічних повеней у басейні р. Янцзи (Китай) в 1931 і 1935 рр. було затоплено відповідно 3,3 і 1,5 млн. га й загинуло 145 і 142 тисячі чоловік.

Шлюз на ГЕС «Три ущелини»

 

Мал. 2.16. Шлюз на Дніпрогесі

У період льодоходу причиною повеней можуть бути захаращення русла льодом (затори) або закупорювання русла скупченням внутріводного льоду під нерухомим крижаним полем, що особливо характерно для північних рік. Так, у травні 1982 р. рівень Іртиша в Омську (Росія) у результаті затору піднявся майже на 8 м.

У районах мусонного клімату (частина Китаю, В'єтнам, Таїланд, Індія та ін.) повені відбуваються в мокрий сезон влітку-восени в результаті випадання рясних дощів у басейнах рік.

Найефективнішим способом боротьби з повенями є регулювання стоку водоймищами зі створенням у водоймищі протипаводкової ємності, яка заповнюється в період повені, або з підвищенням (форсуванням) рівня водоймища над нормальним підпірним рівнем під час пропуску повені. Завдяки цьому в період повені різко зменшується витрата води, що скидається з водоймища, у порівнянні з тією, що притікає в нього, і відповідно знижується рівень води в річці та скорочуються збитки.

В Україні будівництво каскаду ГЕС на Дніпрі практично ліквідувало загрозу повеней у його басейні, а в районах Закарпаття, де на ріках практично відсутні протиповеневі водоймища, великі часто повторювані повені завдають величезної шкоди.

Спорудження Зейської ГЕС (Росія) з великим водоймищем з корисним обсягом 32,1 км3 захистило долину р. Зея від руйнівних повеней, при цьому середньорічний збиток від повеней зменшився в три рази.

Регулювання паводків є однією з основних цілей найбільшої у світі ГЕС «Три ущелини» на річці Янцзи в Китаї. Із загальної ємності водоймища 39,3 км3 близько 56% (22,2 км3) призначені для зрізання повені.

Захист від повеней є одним з найважливіших економічних, соціальних і природоохоронних завдань, розв'язуваних водоймищами.

Водний транспорт. Будівництво водоймищ у багатьох випадках дозволяє створити на ріках глибоководні внутрішні водні шляхи для великотоннажних суден. При цьому до складу гідровузлів входять судноплавні шлюзи та суднопідіймачі, на великих водоймищах влаштовують річкові порти.

Внутрішні водні шляхи багатьох країн ріками й системами каналів зв'язані між собою, забезпечуючи перевезення вантажів без перевалок, включаючи морські порти. Так, внутрішніми водними шляхами європейської частини Росії вантажі можуть перевозитися з портів Каспійського моря в Балтійське та Біле моря, а також у Латвію та Фінляндію.

В Україні після завершення будівництва каскаду дніпровських ГЕС була створена глибоководна транспортна система довжиною 870 км і з'явилася можливість використовувати великотоннажні судна вантажопідйомністю 3,5 тис.т (мал. 2.16).

Рибне господарство. Вплив великих водоймищ і гідроенергетичних об'єктів, створення яких суттєво змінює гідрологічний, гідротермічний, рівневий, швидкісний, гідробіологічний, гідрохімічний режими рік, на рибне господарство неоднозначний.

До основних негативних наслідків слід віднести:

• скорочення тривалості та витрат повені в нижньому б'єфі гідровузлів у результаті сезонного перерозподілу стоку, що призводить до зменшення обводнювання нерестовищ, особливо в маловодні роки;

• порушення природних умов із припиненням доступу напівпрохідних і прохідних риб до нерестовищ, розташованих вище гідровузла.

З іншого боку, істотні позитивні фактори, такі як значне збільшення площі водної поверхні й обсягу води водоймищ, розширення кормової бази, дозволяють багаторазово збільшити рибні ресурси.

Для ефективного рибогосподарського використання водоймищ слід раціонально вести рибне господарство та передбачати необхідні заходи для мінімізації негативних наслідків. Для цього на багатьох великих водоймищах комплексного використання проводиться зариблення цінними породами риб, створюються риборозплідники, штучні нерестовища, до складу гідровузлів включають рибопідіймачі та ін.

У випадку комплексного використання водоймищ при визначенні режимів їх експлуатації поряд з вимогами інших водокористувачів враховуються й вимоги рибного господарства, у зв'язку із чим можуть вводитися, наприклад, обмеження на режим роботи ГЕС у період нересту, спеціальні рибогосподарські попуски й ін.

Водосховище Ціллергрюндль (Австрія)

Рекреаційне використання. Водоймища, граючи істотну роль в організації відпочинку населення, вирішують важливе соціальне завдання, тому що відпочинок у сприятливому природному середовищі необхідний людині для духовного й фізичного розвитку, для повнокровного життя. Видатний російський художник, мислитель М.К. Реріх (1874–1947) писав: «Усяке спілкування із природою освячує людину…» На берегах водоймищ комплексного призначення, особливо розташованих у рівнинній місцевості, звичайно перебуває багато населених пунктів, у тому числі великі міста, і ці водоймища широко використовуються для рекреаційних цілей. Характерним прикладом такого використання є водоймища Дніпровського каскаду ГЕС в Україні, Волзького каскаду ГЕС у Росії, каскаду ГЕС на р. Теннессі в США та ін.

На водоймищах у гірських або віддалених малонаселених районах часто створюються спеціальні туристичні та оздоровчі комплекси для тривалого відпочинку, які користуються великою популярністю, наприклад в Австрії, Швейцарії, Італії, США, Японії та ін.

При будівництві водоймищ створюється інфраструктура, включаючи дороги, інженерні комунікації, виконуються природоохоронні заходи (лісомеліоративні, озеленення прибережної зони, кріплення берегів, будівництво очисних споруд і ін.), а також благоустрій берегової зони в межах населених пунктів, у тому числі влаштування гідропарків, пляжів, що сприяє їх рекреаційному використанню.

У більшості випадків водоймища природно вписуються в природні ландшафти, згодом стаючи невід'ємною частиною природного середовища.

Надто важливо при проектуванні врахувати особливості рекреаційного використання водоймищ, передбачивши необхідні заходи та відповідні режими експлуатації водоймища, оптимальні рекреаційні навантаження на його акваторію та прибережну зону, етапи та строки рекреаційного освоєння.

При використанні для рекреації водоймищ комплексного призначення виникають певні складності та протиріччя між учасниками комплексу, які повинні вирішуватися при розробці оптимальних режимів експлуатації водоймищ.

Так, на період рекреаційного використання водоймищ вводяться обмеження на величини й швидкість зміни рівнів водоймища (до 1,5–2 м протягом доби й швидкість зміни – до 0,5 м за годину), що може відбитися на режимі роботи ГЕС і ГАЕС. Робота ГЕС у нерівномірному режимі в розрізі доби при покритті пікової частини графіка може призвести до значних коливань рівнів і швидкості води в нижньому б'єфі, а скидання води через агрегати ГЕС із глибинних шарів водоймища – до різких змін температури води. Для вирішення цих питань у ряді випадків змінюється конструкція водоприймачів ГЕС із забезпеченням селективного забору води, будуються регулюючі (буферні) гідровузли, вводяться певні обмеження на режим роботи ГЕС та ін. Так, у нижньому б'єфі Саяно-Шушенської ГЕС (Росія) потужністю 6,4 млн. кВт побудована регулююча Майнська ГЕС, що забезпечує рівномірні попуски в річку. Слід зазначити, що ці проблеми значно пом'якшуються в умовах роботи каскаду ГЕС.

Як ефективне використання водоймищ для рекреаційних цілей можна привести досвід США, де в другій половині ХХ ст. почався справжній рекреаційний бум. Кількість середніх і великих водоймищ, використовуваних для цих цілей, стрімко росла, і вже в 1987 р. було більше 1100 таких водоймищ ( як комплексного призначення, так і спеціальних для рекреації), забезпечених розгалуженою рекреаційною інфраструктурою. При цьому прибуток від рекреаційного використання водоймищ комплексного призначення часто перевищував прибуток, одержуваний від інших водокористувачів.

При наявності відповідних умов рекреаційне використання водоймищ комплексного призначення дозволяє суттєво підвищити їх економічну ефективність, соціальну значимість і збільшити кількість прихильників реалізації проекту.

Забезпечення санітарно-екологічних попусків. Найважливіше природоохоронне й соціальне значення має забезпечення гарантованих санітарно-екологічних попусків з водоймищ у меженні періоди маловодних років.

Такі попуски можливі при здійсненні водоймищами сезонного або багаторічного регулювання з огляду на те, що природний стік рік розподіляється всередині року вкрай нерівномірно. Так, у країнах Західної Європи, Україні, Росії, США, Канаді й інших на період повені (2–3 місяця) припадає більше половини річного стоку. При цьому в меженний період особливо маловодних років через різке зменшення витрат (в 20–50 разів у порівнянні із середньобагаторічним) може не забезпечуватися нормальна робота господарсько-питних водозаборів, різко погіршується якість води, створюється складна екологічна й санітарно-епідеміологічна обстановка. Наприклад, середньодобові витрати р. Південний Буг (Україна) у створі с. Олександрівка в меженний період маловодних років зменшувалися до 2,6 м3/с в окрему добу при середньобагаторічній витраті 96 м3/с.

Використання водоймищ комплексного призначення є практично єдиним способом забезпечити гарантовані витрати в річці в меженні періоди маловодних років не нижче санітарно-екологічного попуску.

Особливості комплексного використання водоймищ ГЕС. Вода займає особливе місце серед природних ресурсів, вона використовується абсолютно у всіх циклах виробництва та природного відтворення, у всіх сферах життєзабезпечення живої матерії, що за всіх часів є найважливішим фактором, який визначає життя людей. Першоджерелом усього сущого вважав воду давньогрецький філософ Фалес Мілетський (близько 625– 547 рр. до н.е.). У наш час видатний учений академік В.І.Вернадський писав: «Вода стоїть особняком в історії нашої планети. … Уся земна речовина… нею просякнута та схоплена».

До водних ресурсів відносяться прісні води, які формуються стоком рік, запасами озер, водойм, розвіданих підземних вод, доступних для використання, а також морські води.

Використання водних ресурсів є основним чинником економічного й соціального розвитку більшості країн. При цьому найбільший народногосподарський ефект досягається при комплексному використанні водоймищ, виходячи з інтересів усіх водокористувачів, з врахуванням впливу на навколишнє середовище й прилягаючі території в зоні водоймищ і в нижньому б'єфі. При цьому чим більше функцій виконує водоймище, тим раціональніше використання водних і земельних ресурсів, тим більш ефективним і виправданим з позиції суспільства стає його створення.

Проблема комплексного використання водоймищ ГЕС є надзвичайно складною у всіх водогосподарчих, соціально-економічних, екологічних аспектах, враховуючи багато в чому суперечливі вимоги водокористувачів – учасників ВГК, розмаїття природних умов і впливу на навколишнє середовище. Завдання оптимізації ВГК повинно вирішуватися в інтересах усіх водокористувачів, виходячи з прогнозів розвитку відповідних галузей господарства, на етапі проектування при виборі місця розташування й параметрів водоймища, складу споруджень гідровузла й природоохоронних заходів, умов і строків підготовки ложа й заповнення водоймища, режимів експлуатації водоймища й гідроенергетичного об'єкта.

ГЕС «Три ущелини». Пропуск паводка через водозливну плотину

У багатьох випадках провідним учасником водогосподарчого комплексу є гідроенергетика, але режими експлуатації визначаються з урахуванням інтересів інших учасників ВГК, охорони навколишнього середовища, обмежуючи в певній мері ефективність гідроенергетики.

Облік часто суперечливих інтересів учасників ВГК, включаючи розподіл водних ресурсів водоймища між ними в різні періоди протягом року й особливо в маловодні роки, режими попусків з водоймищ, рівневі режими у водоймищі та нижньому б'єфі, – це завжди пошук розумного компромісу, заснованого на досягненні максимального соціально-економічного ефекту й забезпеченні екологічних вимог. Виходячи із цих умов, розробляються правила експлуатації ВГК, на основі яких здійснюється фактичний режим його роботи з обліком реальної ситуації.

З урахуванням інтересів гідроенергетики доцільно рівень водоймища зберігати високим протягом року, тобто підтримувати НПР для роботи ГЕС із максимальними напорами; водоймища сезонного й багаторічного регулювання спрацьовувати в маловодні роки тільки в період максимальних навантажень в енергосистемі (в осінньо-зимовий період у більшості країн Європи й ін.) і наповнювати в період паводків до НПР; здійснюючи добове регулювання, скидати воду через агрегати ГЕС тільки в періоди проходження пікової зони графіка навантажень.

Забір води на зрошення й водопостачання з водоймища, витрата води на шлюзування суден викликають зменшення стоку, що проходить через ГЕС, а в маловодні роки для забезпечення зрошення призводять до часткового спрацювання водоймища в період мінімальних навантажень в енергосистемі (у літній період для країн Європи та ін.).

Рівномірні попуски в нижній б'єф, такі як санітарно-екологічні, іригаційні, сільськогосподарські (наприклад для затоплення заплавних лугів), попуски для підтримки необхідних судноплавних глибин, а також недопущення різких коливань рівнів у нижньому б'єфі в навігаційний період приводять до часткової роботи ГЕС у базовій частині графіка навантажень.

Боротьба з повенями вимагає спрацювання водоймища в межах протипаводкової призми перед паводковим періодом, а з урахуванням вимог рибного господарства необхідні значні рибогосподарські попуски в період весняної повені для забезпечення затоплення нерестовищ напівпрохідних і прохідних риб у заплавах рік, що за певних умов не дозволяє заповнити водоймище до НПР. З іншого боку, глибоке спрацювання водоймища в зимовий період може призвести до загибелі риби. Так, спеціальні попуски в період весняної повені в інтересах рибного і сільського господарства для забезпечення повноводного режиму затоплення заплави в низов'ях Волги знижують виробіток на ГЕС Волзького каскаду.

Поряд з ростом споживання води відбуваються в багатьох випадках збільшення скидання у водойми неочищених стічних вод, що містять велику кількість забруднюючих речовин, відбір води понад нормований обсяг. Охорона водних ресурсів від забруднення й виснаження, мінімізація негативних впливів на навколишнє середовище є найважливішим завданням ВГК. Вимоги з охорони водних ресурсів у більшості країн регламентуються законодавством, в Україні таким законом є Водний кодекс України. Заходи, спрямовані на охорону водних ресурсів, включають будівництво очисних споруд, використання водозберігаючих технологій, замкнутих систем водопостачання, створення водоохоронних зон.

Міжнародні аспекти використання водних ресурсів. Багато рік протікають територією декількох держав. При використанні водних і гідроенергетичних ресурсів рік, що течуть уздовж границь держав, або басейнів рік, розташованих на території різних держав, існує практика двосторонніх і багатосторонніх міждержавних угод. При такому підході на основі загального плану можна забезпечити найбільш ефективне використання водних і гідроенергетичних ресурсів з дотриманням вимог щодо охорони навколишнього середовища, виходячи із принципів справедливості, взаємних інтересів держав-учасників і міжнародних правових норм. Прикладами такого міжнародного співробітництва є спільне будівництво Бразилією та Парагваєм ГЕС Ітайпу на р. Парана, спільне використання прикордонних рік США та Канадою, США та Мексикою, робота міжнародної комісії з р. Меконг у Південно-Східній Азії.

Неврегульованість питань спільного використання водних і гідроенергетичних ресурсів рік, однобічні дії держав, що викликають зміну водного режиму в басейні ріки й відповідно серйозні наслідки в суміжних країнах, можуть призвести до конфліктів, завдати шкоду навколишньому середовищу.

Гребля ГЕС Ітайпу на р. Парана