1.
Гидроэнергетика Украины
Гидроэнергетика
Украины началась с сооружения наибольшей
в Европе Днепровской ГЭС - 560 МВт (1927г.
- начало строительства, 1932г. - введенная
в эксплуатацию). В состав сооружения
входили здания ГЭС с девятью агрегатами.
Концентрация
мощностей в процессе развития энергетики
привела к строительству преимущественно
мощных ГЭС.
В
период с 1955г. началось освоение
гидропотенциала р.Днепр - сооружение
ГЭС Днепровского каскада.(
Киевская
ГАЭС
,ГЕС, Каневская
ГЭС
строящаяся Каневская
ГАЭС
Кременчугская
ГЭС
Днепродзержинская
ГЭС
Днепровская
ГЭС
Каховская
ГЭС.
Сегодня начался важный процесс
реконструкции всех ГЭС.
В 1983г. введена в
эксплуатацию Днестровская ГЭС.
Установленная мощность Днестровской
ГЭС - 702 Мвт, среднее многолетнее
(проектное) производство электроэнергии
составляет 800 млн. квт*ч, расчетный
напор - 55 м, число часов использования
мощности по проекту - 1140 часов, то есть
это чисто остропиковая электростанция.
Данная электростанция имеет характер
горной, поэтому площадь затопления
земель под водохранилищем составляет
лишь 14,2 тыс. га (буферное водохранилище
- 1,04 тыс. га).
ГЭС, в зависимости
от водности, вырабатывали в последние
годы 14-16 % электроэнергии в
энергообъединении.
Известно,
что для энергообъединений с относительно
малой удельной частицей в структуре
мощностей ГЭС и преобладающим развитием
низкоманевровых пилеугольной блочной
теплоэнергетики и атомных электростанций
необходимым является сооружение
специальных пиковых энергообъектов.
Понимание важности решений проблемы
покрытия пиковых мощностей специальными
способами (кроме широкого использования
потребителей-регуляторов на основе
многозонных тарифов) было присуще
энергообъединению Украины. Еще в
1975г. введена первая в СССР
гидроаккумулирующая электростанция
- Киевская ГАЭС мощностью 225 Мвт. Ее
характеристики:
· полный объем
верхнего водохранилища - 4,79 млн. м3;
· полезный объем
- 3,79 млн. м3;
· площадь верхнего
водохранилища - 60 га (нижнее - водохранилище
Киевской ГЭС);
· средний напор
воды Нср = 70 г (65-74 м);
· мощность ГАЭС
в турбинном режиме составляет 225 МВт;
· на станции
установлены три вращающихся агрегата
единичной мощности в насосном режиме
43 МВт (после модернизации 43,5 МВт), в
турбинный - 33,4 МВт (после модернизации
37,0 МВт);
· мощность трех
прямых агрегатов составляет по 41,5
Мвт.
В 20-30-тые годы
началось массовое развитие малой
гидроэнергетики. Так, в 1924 г. в Украине
эксплуатировалось 84 малых
гидроэлектростанций (МГЭС) (суммарная
мощность 4000 квт, средняя мощность 47,6
квт), а до 1929 г. их было уже 150 (суммарная
мощность 8400 квт, средняя мощность 56
квт). Среди них достаточно мощной была
Бузская (введенная в эксплуатацию в
1929г., мощность 570 квт), Вознесенская
(1929г., 840 квт), Сутиская (1927г., расширенная
в 1935г. до 1000 квт). В 1935 - 1937гг. из известных
введены в эксплуатацию Шумская (120
квт), Потуская (32 квт), Писаревская (160
квт), Белоусовская (88 квт), Березовская
(108 квт), Клебанская (64 квт) и много
других МГЭС.
В 1934 г. сооружена
Корсунь-Шевченковская станция (1650
квт), которая была одной из самых
совершенных МГЭС и стала основой
первой в Украине и в СССР местной
Корсунь-Шевченковской сельской
энергосистемы с очень высокими для
того времени экономическими показателями
(существовала до 1957г.).
В 1950 г. по данным
"Укргидропроект" в Украине
эксплуатировалось 956 МГЭС, но потом
их строительство было приостановлено.
С развитием
мощного гидроэнергостроительства,
сооружением больших ТЭС, возрастанием
централизации энергоснабжение, а
также низкими ценами на топливо и
электроэнергию у ведомств и предприятий,
на балансе которых находились МГЭС,
интерес к ним исчез, Сотни МГЭС были
заброшены и постепенно разрушались,
До
2015 г. установленная мощность ГЭС и
ГАЭС Украины должна быть доведена до
14,5 млн. квт, а изготовление электроэнергии
- до 17 млрд. квт*ч за счет сооружения
Унизской ГЭС на р.Днестр, ГЭС и ГАЭС в
Закарпатье в составе энергокомплексов
и сооруженных в отдельности ГАЭС, а
также путем строительства средних,
малых и микроГЭС. Некоторое
увеличение производства электроэнергии
предполагается за счет реконструкции
и модернизации существующих объектов
гидроэнергетики, а также привлечения
ресурсов малых и средних рек. Должны
быть проведены разработки по
преобразованию некоторых существующих
ГЭС в ГАЭС, что разрешит значительно
увеличить регулирующую мощность
относительно существующей.
По принятой
классификации к малым формам
гидроэнергетики относят микро- (до
100 квт), мини- (до 1000 квт) и малые ГЭС (до
25 мвт).
Основными
предпосылками гидроаккумулирования
электроэнергии является потребность
в маневренной мощности для покрытия
пиков нагрузки и компенсации ее
краткосрочных изменений, уплотнении
нагрузки с использованием дешевой
ночной энергии, увеличении мощности
и времени использование базовых
электростанций, экономии топлива в
энергосистеме.
Экономия топлива
при использовании ГАЭС достигается
за счет догрузки теплового оборудования
для зарядки ГАЭС. При этом потребляется
меньше топлива, чем для производства
пиковой электроэнергии на ТЭС или
газотурбинной станции. Кроме того,
режим ее зарядки оказывает содействие
введению в эксплуатацию базовых
электростанций, которые будут
вырабатывать энергию с меньшими
удельными затратами топлива.
2. Анализ
эффективности малой гидроэнергетики
Значительные
энергетические ресурсы малых рек
(общие - 2300...2400 МВт, технические -
1600...1700 МВт, первоочередные - 600...700 МВт)
практически не используются. Расчеты
показывают, что развитие малой
гидроэнергетики в Украине обеспечит
надежное энергоснабжение потребителей
промышленного и жилищно-коммунального
хозяйства сел и районных центров,
интенсивное развитие сельского
хозяйства, улучшит состояние социальной
сферы и экологии. Для регионов Западной
Украины внедрение МГЭС внесёт
значительный вклад у энергообеспечение.
Для малой
гидроэнергетики характерна высокая
надежность и гарантийность, экономическая
конкурентоспособность, наличие
водохранилищ, высокие экологические
свойства, заинтересованность местных
органов власти и населения.
Определены
мероприятия по внедрению объектов
малой гидроэнергетики (общая мощность
610 МВт):
· восстановление
старых МГЭС; · строительство МГЭС на
существующих водохранилищах Украины
и иригационных каналах; · использование
водотоков технических и коммунальных
систем водоснабжения и водоотводов;
· МГЭС в новых руслах рек Западной
Украины, которые одновременно будут
выполнять функцию борьбы с паводками.
Реализация
намеченных мероприятий создаст условия
для широкого внедрения МГЭС, сроки
окупаемости которых 4...6 лет.
5. Аккумулирующие
гидроэлектростанции
Производство
электроэнергии на электрических
станциях и ее использование различными
потребителями представляют собой
процессы, взаимосвязанные таким
образом, при котором вследствие
физических закономерностей мощность
потребления электроэнергии в какой-либо
момент времени может равняться
мощности, которая генерируется.
При условии
идеального равномерного потребления
электроэнергии может происходить
равномерная работа определенного
количества электростанций. На самом
деле работа большинства отдельных
электропотребителей неравномерна и
суммарное использование электроэнергии
также неравномерное. Можно привести
множество примеров равномерности
работы установок и приборов, которые
расходуют электроенергию. Завод,
который работает в одну или две смены,
равномерно потребляет электрическую
энергию на протяжении суток. В ночное
время потребляемая им энергия близкая
к нулю. Улицы, квартиры освещаются
только в определенное время суток. В
утренние и вечерние часы коммунальная
нагрузка наибольшая.
График нагрузки
определенного района или города,
который представляет собой изменение
во времени суммарной мощности всех
потребителей, имеет провалы и максимумы.
Это означает, что в одно время суток
требуется большая суммарная мощность
генераторов, а в другое время часть
генераторов или электростанций может
быть отключена или может работать с
уменьшенной нагрузкой.
Энергетики
принимают меры для выравнивания
графика суммарной нагрузки потребителей.
Например, вводится дифференцированная
стоимость электроэнергии в зависимости
от того, в какой период времени она
потребляется. Если электроэнергия
потребляется в моменты максимумов
нагрузки, то и стоимость её определяется
как большая. Это повышает заинтересованность
потребителей в такой постановке
работы, которая оказывала бы содействие
уменьшению электрической нагрузки в
моменты максимумов потребления в
энергосистеме. Вообще возможности
выравнивания потребления электроэнергии
небольшие. Итак, электроэнергетические
системы должны быть довольно
маневренными, способными быстро
изменять мощность электростанций.
Регулирование мощности ГЭС происходит
таким образом. В периоды, когда в
системе есть провалы нагрузки, ГЭС
работает с незначительной мощностью
и вода заполняет водохранилище. При
этом накапливается энергия. С
наступлением пиков включаются агрегаты
станции и вырабатывается энергия.
Накопление
энергии в водохранилищах рек приводит
к затоплению больших территорий, что
в большинстве случаев очень не
желательно. Небольшие речки малопригодны
для регулирования мощности в системе,
поскольку они не успевают заполнить
водой водохранилище.
Задачу снятия
пиков решают гидроакумулирующие
станции (ГАЭС), работая следующим
образом. В интервалы времени, когда
электрическая нагрузка в объединенных
системах минимальная, ГАЭС перекачивает
воду из нижнего водохранилища в верхнее
и потребляет при этом электроэнергию
из системы. В режиме непродолжительных
"пиков" - максимальных значений
нагрузки - ГАЭС работает в генераторном
режиме и тратит накопленную в верхнем
водохранилище воду
Принцип
действия гидроаккумулирующей станции
основан на ее работе в двух режимах:
насосном и турбинном. В насосном режиме
вода из нижнего водохранилища (бассейна)
ГАЭС (рис. 17.1 I) перекачивается в
вышерасположенный верхний бассейн.
Во время работы в насосном режиме
(обычно в ночные часы, когда нагрузка
в энергосистеме снижается) ГАЭС
потребляет электрическую энергию,
вырабатываемую тепловыми электростанциями
энергосистемы. В турбинном режиме
ГАЭС использует запасенную в верхнем
бассейне воду, агрегаты станции при
этом вырабатывают электроэнергию,
которая подается потребителю в часы
пиков нагрузки.
Гидроаккумулирующие
электростанции можно классифицировать
по следующим признакам.
По
схеме аккумулирования:
ГАЭС простого
аккумулирования, иногда их называют
чистыми ГАЭС (рис. 17.1 I). Характерным
признаком ГАЭС такого типа является
отсутствие притока воды в верхний
бассейн;
ГАЭС смешанного
типа, или ГЭС-ГАЭС, при этой схеме
имеется приток воды в верхний бассейн,
который, срабатываясь в турбинном
режиме, дает дополнительную выработку
энергии (рис. 17.1 II);
ГАЭС в схеме
переброски стока (рис. 17.1 III), или ГАЭС
с неполной высотой подкачки в бассейн
или канал на водоразделе. Характерным
для этой схемы является раздельное
расположение насосной и гидроэлектрической
станций, в связи с чем У схему иногда
называют раздельной.
По
длительности цикла аккумулирования,
т. е. по периоду сработки и наполнения
бассейна различают ГАЭС
По
схеме основного гидросилового
оборудования:
четырех машинная
схема, имеющая отдельные насосный и
турбинный агрегаты, т. е. четыре машины
(двигатель, насос, турбина и генератор);
трехмашинная
схема (двигатель-генератор, насос и
турбина);
двухмашинная
схема (двигатель-генератор и обратимая
гидромашина).
ГАЭС стали
особенно эффективными после появления
оборотных гидротурбин, которые
выполняют функции и турбин, и насосов.
Перспективы
применения ГАЭС во многом зависят от
КПД, под которым относительно этих
станций понимается отношение энергии,
выработанной станцией в генераторном
режиме, к энергии, израсходованной в
насосном режиме.
Первые ГАЭС в
начале XX ст. имели КПД, не больше 40%, в
современных ГАЭС КПД составляет
70-75%. К преимуществам ГАЭС, кроме
относительно высокого значения КПД,
относится также и низкая стоимость
строительных работ. В отличие от
обычных ГЭС, здесь нет необходимости
перекрывать речки, строить высокие
дамбы с длинными туннелями и т.п.
4.
Плотины
Вода, которая
вращает гидравлические турбины, обычно
берется из искусственных водохранилищ,
созданных путем перекрытия реки
плотиной. Плотина - массивная перегородка,
которая предназначена для удержания
водного потока, это основное
гидротехническое сооружение при
использовании и регулировании водных
ресурсов. Она повышает напор воды,
которая поступает на турбины ГЭС, и
тем самым увеличивает мощность
электростанции. Затраты воды из
водохранилища через турбины можно
регулировать. Водохранилище, кроме
того, служит отстойником для песка,
ила и мусора, принесенных естественными
водостоками.
Водосливные плотины возводят для
того, чтобы повысить уровень воды в
реке, отвести водосток, что обычно
необходимо при строительстве
электростанций, а также для обеспечения
судоходства или орошения земель.
Глухими плотинами (без пропускания
воды) перегораживают водосток и создают
водохранилища, предназначенные для
обеспечения городов водой и
электроэнергией, для ирригационных
целей и т.п
3. ОСНОВНЫЕ
СХЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДНОЙ ЭНЕРГИИ
Имеются три
основные схемы создания сосредоточенного
напора ГЭС:
1. плотинная
схема, когда напор создается платиной;
2. деривационная
схема, когда напор создается
посредствам деривации, осуществляемой
виде канала, туннеля или трубопровода;
3.
плотинно-деревационная схема, когда
напор создается и плотиной, и
деривацией Плотины имеются во всех
трех схемах.
Плотинная
схема (рис.3)
осуществляется преимущественно при
больших расходах воды в реке и малых
уклонах ее свободной поверхности.
В плотинной
схеме в зависимости от напора ГЭС
может быть русловой
или приплотинной.
Русловой
называется такая ГЭС, у которой
здание ГЭС наряду с платиной входит
в состав сооружений, создающих напор
(рис.4) Русловая ГЭС может быть
построена при сравнительно небольшом
напоре.
При средних и
больших напорах, превышающих диаметр
турбины более чем в 4-5 раз, здание
ГЭС не может входить в состав напорного
фронта. В таких случаях строят
приплотинную ГЭС, здание которой
располагается за плотиной и не
воспринимает полного давления воды
(рис. 5)
При деривационной
схеме
(рис.6) высота плотины может быть не
большой. На рис. Приведена схема ГЭС
с деривацией в виде открытого канала.
Плотина создает небольшой подпор.
Из подпертого бьефа вода по
деривационному каналу поступает в
напорный бассейн, откуда она подается
по трубопроводам к турбинам ГЭС. От
турбин вода по отводящему каналу
направляется в реку или в деривацию
следующей ГЭС или же в ирригационный
оросительный канал.
При пересеченном
или горном рельефе местности,
деривацию можно выполнить в виде
туннеля, прорезывающего горный
массив (рис.7) или в виде трубопровода,
уложенного по поверхности земли.
В
плотинно-деривационной схеме
используются выгодные свойства
обеих предыдущих схем, т. е. может
быть создано водохранилище и
использовано падение реки ниже
платины (рис.8)
Принципиальные
схемы гидроэлектростанций
|
|
|
Наиболее
эффективное использование энергии
водотока возможно при концентрации
перепадов уровней воды на сравнительно
коротком участке. При наличии
естественного водопада решение
этой задачи упрощается, однако
подобные условия встречаются очень
редко. Для использования падений
рек, распределенных по значительной
длине водотока, прибегают к
искусственному сосредоточению
перепада. Такое сосредоточение
может быть осуществлено различными
способами (рис. 13.2).
|
Рис. 13.2. Принципиальные
схемы гидроэлектростанций.
I
- приплотинная; II - деривационная.
|
|
|
Плотинная схема (рис. 13.2 I) создания
напора, т.е. концентрации перепада
в наиболее удобном для использования
месте, предусматривает подпор
уровня реки путем создания плотины.
Образующееся при этом водохранилище
используется в качестве регулирующей
емкости, позволяющей периодически
создавать запасы воды и более полно
использовать энергию водотока.
Деривационная схема (рис. 13.2 II)
позволяет получить сосредоточенный
перепад путем отвода воды из
естественного русла по искусственному
водоводу, имеющему меньший продольный
уклон, чем уклон русла. Благодаря
этому уровень воды в конце водовода
оказывается выше уровня воды в
реке. Этой разностью уровней и
создается напор гидроэлектростанции.
ГЭС, у
которых напор частично создается
с помощью плотины достаточно
большой высоты и частично с помощью
деривации, называют смешанными
(смешанная схема энергоиспользования
реки).
Выбор схемы энергетического
использования водотока - плотинной,
деривационной, смешанной -
определяется падением реки, расходом
воды, топографическими и
инженерно-геологическими уровнями
русла, поймы и долины.
Плотинные ГЭС более выгодны при
малых уклонах рек, так в этом случае
получение необходимого напора с
помощью деривации потребует
значительной длины последней и
она будет дороже плотины. При очень
больших расходах воды плотинные
схемы энергоиспользования тоже
более выгодны, так как каналы
больших сечений оказываются дороже
плотин.
|
4. ОПИСАНИЕ
РАБОТЫ ГЭС
Источником
гидроэнергии является преобразованная
энергия Солнца в виде запасенной
потанцеальной энергии воды, которая
затем преобразуется в механическую
работу и электроэнергию. Действительно
под воздействием солнечного излучения
вода испаряется с поверхности озер,
рек, морей и океанов. Пар поднимается
в верхние слои атмосферы, образуя
облака; затем он, конденсируясь,
выпадает в виде дождя, пополняя
запасы воды в водоемах.
Преобразование
потанцеальной энергии воды в
электрическую происходит на
гидроэлектростанции (рис.1 ).
Таким образом, мощность ГЭС определяется
расходом и напором воды. На ГЭС, как
правило, напор воды создается плотиной
(рисунок). Водное пространство перед
плотиной называется верхним бьефом,
а ниже плотины — нижним бьефом.
Разность уровней верхнего (УВБ) и
нижнего бьефа (УНБ) определяет напор
Н. Верхний бьеф образует водохранилище,
в котором накапливается вода,
используемая по мере необходимости
для выработки электроэнергии.
В состав гидроузла на равнинной реке
входят: плотина, здание электростанции,
водосбросные, судопропускные (шлюзы),
рыбопропускные сооружения и др.
Принципиальная
технологическая схема ГЭС.
На
горных реках сооружаются ГЭС, которые
используют большие естественные
уклоны реки. Однако при этом обычно
приходится создавать систему
деривационных сооружений. К ним
относятся сооружения, направляющие
воду в обход естественного русла
реки: деривационные каналы, кнели,
трубы.
Поддержание
постоянного напора осуществляется
с помощью платины, которая образует
водохранилище, Служащее акамулятором
гидроэнергии. В связи с этим при
строительстве ГЭС предъявляются
определенные требования к рельефу
местности, который должен позволить
организовать водохранилище и создать
требуемый напор за счет плотины. Все
это связано со значительными
затратами, и стоимость строительных
работ может превышать стоимость
оборудования ГЭС. Вместе с тем
удельная стоимость электроэнергии,
генерируемой ГЭС, является самой
низкой по сравнению с себестоимостью
энергии, производимой другими
источниками. Как правило, срок
окупаемости малых ГЭС не превышает
10 лет.
Для преобразования
энергии воды в механическую работу
используются гидротурбины (рис.2)
Различают
активные и реактивные турбины.
Принцип работы приливных электростанций
аналогичен работе низконапорных
гидроэлектростанций. Однако для
работы ПЭС не требуется создания
водохранилищ, обеспечивающих
потенциал энергии. Плотины ПЭС, в
теле которых устанавливаются турбины,
строятся прямо на входах в заливы
морей и океанов. От ГЭС приливные
станции отличаются более низким
напором рабочего тела — то есть
воды, вследствие чего сами ПЭС
устанавливают в местах, где высота
прилива максимальна.
Несоизмеримо более мощным источником
водных потоков являются приливы и
отливы. Подсчитано, что потенциально
приливы и отливы могут дать человечеству
примерно 70 млн. миллиардов киловатт-часов
в год. Для сравнения: это примерно
столько же, сколько способны дать
разведанные запасы каменного и
бурого угля, вместе взятые; вся
экономика США 1977 г. базировалась на
производстве 200 млрд. киловатт-часов,
вся экономика СССР того же года –
на 1150 млрд., хрущевский “коммунизм”
к 1980 г. должен был быть построен на
3000 млрд. киловатт-часов. Образно
говоря, одни только приливы могли
бы обеспечить процветание на Земле
тридцати тысяч современных “Америк”
при максимально эффективном
использовании приливов и отливов,
но до этого пока далеко. Проекты
приливных гидроэлектростанций
детально разработаны в инженерном
отношении, экспериментально опробованы
в нескольких странах, в том числе и
у нас, на Кольском полуострове.
Продумана даже стратегия оптимальной
эксплуатации ПЭС: накапливать воду
в водохранилище за плотиной во время
приливов и расходовать ее на
производство электроэнергии, когда
наступает “пик потребления” в
единых энергосистемах, ослабляя тем
самым нагрузку на другие электростанции.
Сегодня ПЭС не конкурентоспособна
по сравнению с тепловой энергетикой:
кто будет вкладывать миллиарды
долларов в сооружение ПЭС, когда
есть нефть, газ, уголь, продаваемые
развивающимися странами за бесценок
странам более развитым? Завтра же
она станет такой же важной составляющей
мировой энергетики, какой сегодня
является, к примеру, природный газ.
Практически на сооружение ПЭС в
наиболее благоприятных для этого
точках морского побережья, где
перепад уровней воды колеблется от
1-2 до 10-16 метров, потребуются
десятилетия, может быть, даже столетия.
Но процент за процентом в мировой
энергобаланс ПЭС могут и должны
начать давать уже на протяжении
этого столетия.
Первая приливная электростанция
мощностью 240 МВт была пущена в 1966 г.
во Франции в устье реки Ранс, впадающей
в пролив Ла-Манш, где средняя амплитуда
приливов составляет 8.4 м. Открывая
станцию, президент Франции Шарль де
Голль назвал ее выдающимся сооружением
века. Несмотря на высокую стоимость
строительства, которая почти в 2.5
раза превосходит расходы на возведение
речной ГЭС такой же мощности, первый
опыт экплуатации приливной ГЭС
оказался экономически оправданным.
ПЭС на реке Ранс входит в энергосистему
Франции и эффективно используется.
Существуют проекты крупных ПЭС
мощностью 320 МВт (Кольская) и 4000 МВт
(Мезенская) на Белом море, где амплитуда
приливов составляет 7-10 м. Планируется
использовать также огромный
энергетический потенциал Охотского
моря, где местами, например в Пенжинской
губе, высота приливов достигает 12.9
м, а в Гижигинской губе - 12-14 м.
Благоприятные предпосылки для более
широкого использования энергии
морских приливов связаны с возможностью
применения геликоидной турбины
Горлова, которая позволяет сооружать
ПЭС без плотин, сокращая расходы на
строительство.
5. Влияние
гидроэнергетических объектов на
окружающую среду и охрана природы
Гидроэнергетические
объекты оказывают существенное
влияние на окружающую природную
среду. Это влияние является локальным.
При рассмотрении влияния
гидроэнергетических объектов на
окружающую среду необходимо различать
период строительства гидроэнергетических
объектов и период их эксплуатации.
Первый период
сравнительно кратковременный -
несколько лет. В это время в районе
строительства нарушается естественный
ландшафт. В связи с прокладкой дорог,
постройкой промышленной базы и
посёлка резко повышается уровень
шума. Вода, используемая для
разнообразных строительных работ,
возвращается в реку с механическими
примесями - частицами песка, глины
и т. п. Возможно загрязнение воды
коммунально-бытовыми стоками
строительного посёлка. Подъём уровня
воды в верхнем бьефе начинается
обычно в период строительства. В
результате производного при этом
наполнении водохранилища изменяются
расходы и уровни воды в нижнем бьефе.
В период
эксплуатации происходит разносторонне
влияние гидроэнергетических объектов
на окружающую среду. Наиболее
существенное влияние на природу
оказывают водохранилища:
1. Затопление
в верхнем бьефе.
Создание водохранилищ ведёт за собой
затопление территории (см. рис. 9) В
зону затопления могут попасть
сельскохозяйственные угодья,
месторождения полезных ископаемых,
промышленные и гражданские сооружения,
памятники старины, дороги, лесные
массивы, места постоянного обитания
животных и растений и т. д. Наиболее
заселены и освоены прирусловые
участки реки и районы в устьях
притоков. На склонах гор мало
сельскохозяйственных угодий, обычно
там отсутствуют промышленные объекты.
Поэтому создание водохранилищ в
горных условиях приносит значительно
меньший ущерб, чем на равнинах.
2. Подтопление.
Подтопление прилежащих к водохранилищу
земель происходит вследствие подъёма
уровня грунтовых вод. В зоне избыточного
увлажнения подтопление влечёт за
собой негативны последствия -
переувлажнение корней растений и
их отмирание.
3.
Переработка берегов.
Вследствие подъёма и снижения
уровня воды в водохранилище при
регулировании стока и волновых
явлений проходит переработка
берегов водохранилища, Она
заключается в размыве и обрушении
крутых склонов, срезке мысов и кос.
Размеры переработки берегов зависят
от их геологического строения,
режима уровней воды и глубины
водохранилища, конфигурации
берегов, господствующих ветров и
т. п. Относительная стабилизация
берегов происходит через 5-20 лет
после наполнения водохранилища.
4.
Качество воды.
Вследствие снижения скорости
течения и уменьшения перемещения
воды по глубине существенно
изменяются физико-химические
характеристики воды по отношению
к бытовым условиям реки до создания
водохранилища. На качество в годы
в водохранилище влияет заселённость
зоны затопления, видовой и возрастной
состав леса, подлеска и лесной
подстилки, наличие притоков, режим
и глубина сработки водохранилища
и т. п. Качество воды ухудшают
сточные воды промышленных,
горнорудных и животноводческих
комплексов, комунально-бытовые
сточные воды и вынос удобрений с
сельскохозяйственных угодий. Для
южных районов неприятным следствием
перенасыщения воды в водохранилищах
органическими и биогенными
веществами(в основном ионами азота
и фосфора) является бурное развитие
в тёплой воде сине-зелёны водорослей.
При создании водохранилищ необходимо
тщательно изучить Совместное
влияние всех факторов с учётом
перспектив строительства каскадов
ГЭС и принимать меры для поддержания
качества воды. Качество воды -
характеристика состава и свойств
воды, определяющая пригодность её
для конкретных видов водопользования..
Должна производиться тщательная
очистка сточных вод, поступающих
в водохранилище. Использовать
прилегающие земли в сельском
хозяйстве надо, применяя передовые
методы агротехники, ограничивающие
вынос удобрений в водохранилище.
5.
Влияние водохранилищ на микроклимат.
Водохранилища повышают влажность
воздуха, изменяют ветровой режим
прибрежной зоны, а также температурный
и ледяной режим водотока. Это
приводит к изменению природных
условий, а также жизни и хозяйственной
деятельности населения, обитания
животных, рыб. Степень влияния
крупных водохранилищ на микроклимат
различна для отдельных регионов
страны. Интегральное влияние,
оказываемое акваторией на развитие
растительности, благоприятно в
условиях степной и лесостепной
зоны и неблагоприятно в лесной.
6.
Влияние водохранилищ на фауну.
Многие животные из зоны затопления
вынуждены мигрировать на территорию
с более с высокими отметками. При
этом видовой состав и численность
животных значительно уменьшается.
В ряде случаев водохранилища
способствуют обогащению фауны
новыми видами водоплавающих птиц
и в особенности рыб: карасёвых,
сазана, щуки и т. п. При ранней
сработке водохранилища после
весеннего половодья осушаются
мелководья, что отрицательно влияет
на нерест рыбы в верхнем бьефе.
Глубокая зимняя сработка водохранилища
в средней полосе страны может
повлечь за собой замор рыбы на
мелководных участках водохранилища.
Также на
окружающую среду влияют
гидротехнические сооружения.
Возведение платин гидроузлов
приводит к подъёму уровней воды в
верхнем бьефе и образованию
водохранилищ. Плотины, перегораживающие
реки затрудняют проход рыб к местам
естественных нерестилищ в верховьях
рек. Но платины, здания ГЭС шлюзы
каналы и т. п., удачно вписанные в
рельеф местности и хорошо архитектурно
оформленные, создают вместе с
акваторией верхнего бьефа
монументальные и живописные
ансамбли.
Разрушения
ГЭС при военных действиях приведёт
к спуску воды водохранилища,
возникновению волны высотой десятки
метров, которая может уничтожить
города, расположенные ниже ГЭС.
Строительство ГЭС приводит к
наведённой сейсмичности, в частности
в США и Индии возникали землетрясения,
разрушившие ГЭС.
Мероприятия
по охране природы
Производство работ по возведению
гидроэнергетических объектов
следует проектировать с минимальным
ущербом природе. При разработке
стройгенпланов необходимо
рационально выбирать карьеры,
месторасположение дорог и т. п. К
моменту завершения строительства
должны быть проведены необходимые
работы по рекультивации нарушения
земель и озеленении территории.
По водохранилищу наиболее эффективным
природоохранным мероприятием
является инженерная защита.
Например, строительство дамб
обвалования уменьшает площадь
затопления и сохраняет для
хозяйственного использования
земли, месторождения полезных
ископаемых, уменьшает площадь
мелководий и улучшает санитарные
условия водохранилища, сохраняет
природные естественные комплексы.
Если постройка дамб экономически
не оправдана, то мелководья могут
быть использованы для разведения
птиц и для других хозяйственных
нужд. При поддержании необходимых
уровней воды мелководья могут быть
использованы для рыбного хозяйства,
как нерестилище и кормовая база.
Для предотвращения
или уменьшения переработки берегов
производят берегоукрепления.
Предприятия, железные дороги, жилые
и комунально-бытовые постройки,
памятники старины выносятся из
зоны затопления.
Для обеспечения
высокого качества воды необходима
санитарная очистка ложа водохранилища
до его затопления водой. С этой
целью производят агротехнические
мероприятия для уменьшения
загрязненного поверхностного
стока и строятся очистные сооружения.
В случаях
необходимости организуются
заповедники, заказники, отлов и
перемещение животных, производятся
лесопосадки. В целях рыборазведения
создают искусственные нерестилища,
нерестно-выростные хозяйства,
строятся рыбопропускные сооружения
для прохода рыбы на нерест из
нижнего бьефа в верхний. Большие
работы по инженерной защите
проводятся в нижнем бьефе.
Бьеф (фр. bief) —
часть реки,
канала,
водохранилища или другого водного
объекта, примыкающая к гидротехническому
сооружению.
К сооружениям, у которых могут быть
бьефы, относятся плотина,
шлюз,
гидроэлектростанция
и другие.
Существуют верхний бьеф,
располагаемый выше по течению, и
нижний, располагаемый по другую
сторону гидротехнического
сооружения. Верхним бьефом часто
является водохранилище.
|
|
|
|
|
