Экологические последствия их строительства и эксплуатации
Гидроэнергетика, основные принципы использования воды
Водопотребление и водоотведение в различных отраслях экономики
Характеристика подземных и поверхностных вод
Водные ресурсы, их состояние и использование.
Гидросфера – водная оболочка Земли и подземные воды. Масса всей воды примерно1500 трлн.тонн, из нее пресной воды только 31 трлн.тонн, из этого количества 96% находится в качестве льда на полюсах и в горах.
Поверхностные водные ресурсы РБ оцениваются в год в 58 км3 (на Украине 50 км3, Норвегии 380 км3). Ресурсы подземных вод оцениваются в 16 км3. Природные воды используются на следующие цели:
— хозяйственно – питьевое водоснабжение,
Водопотребление – это процесс, при котором вода забирается из водного объекта, используется для нужд человека и в виде сточных вод сбрасывается обратно в водоемы.
Водопользование – это процесс, не связанный с забором воды, здесь вода используется как транспортный путь, для отдыха или для выращивания рыбы.
Больше всего воды используется в сельском хозяйстве. На орошение 1 га необходимо до 14 тыс.м3 воды. Промышленное водопотребление – на производство 1т синтетического волокна необходимо до 5 тыс.м3, пластмасс – 1 тыс.м3, 1т.металла – 4 тыс.м3 воды. Хозяйственно – бытовое водопотребление – для удовлетворения всех хозяйственных нужд необходимо до 300 л пресной воды в сутки на 1 человека и это количество будет расти.
Производство электроэнергии на гидроэлектростанциях (ГЭС) осуществляется за счет использования энергии падающей воды. Высота падения воды называется напором. Он создается устройством плотин поперек течения реки. Падающая вода вращает турбины, а генератор превращает механическую энергию вращения турбины в электрическую энергию.
Крупнейшая гидростанция РБ – Осиповичская ГЭС – мощностью 2,25 МВт. Работают также Чигиринская, Вилейская ГЭС.
Малые и большие гидроэлектростанции,
К малым ГЭС относят гидроэлектростанции с мощностью от 0,1 до 30 МВт, диаметр колеса турбины меньше 2м, мощность каждого агрегата до 10 МВт. К микро – ГЭС относят электростанции мощностью менее 0,1 МВт.
Экологические последствия строительства ГЭС:
— поднимается уровень грунтовых вод,
— появляются места для отдыха,
— можно регулировать уровень паводков на реках, снимая опасность наводнений.
— отсутствие пути прохода рыбе на нерестилища,
— затапливаются большие площади земель,
— река не может самоочищаться за счет естественного течения.
Потенциал гидроэнергетических ресурсов РБ
Общий потенциал ( теоретический ) – 7,5 млрд. кВт.ч.
Технический возможный — 3 млрд. кВт.ч.
Экономический — 1,3 млрд. кВт.ч в год.
Гидроэнергетический потенциал РБ освоен всего на 3%.
Растительные и животные ресурсы. Их состояние и использование.
Флора РБ насчитывает 11,5 тыс. видов, 500 видов растений обладают полезными свойствами, являясь ценными источниками пищевого, технического и лекарственного сырья. Общий запас полезных растений составляет около 1 млн.т в год,а используется примерно 90 тыс.т.
В Красную книгу РБ включено более 200 видов редких и исчезающих растений. Общий запас древесины в лесах составляет более 1 млрд. м3, прирост 25 млн. м3 в год. Площадь лесов в РБ около 38% от всей территории, в Финляндии – 75%, Польше – 30%.
Животный мир представлен 74 видами млекопитающих, 305 птиц, 7 – пресмыкающихся, 59 – рыб. В Красную книгу РБ включено 182 вида животных- 14 видов млекопитающих, 75 птиц, 5 рыб, 79 насекомых.
Численность животных в РБ : зубр около 500, медведи около 100, волк – 1500, лось – 10 тыс., кабан – более 30 тыс., косуля – 40 тыс., бобр – 20 тыс.
Дата добавления: 2014-01-06 ; Просмотров: 671 ; Нарушение авторских прав?
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Позитивные и негативные следствия строительства и эксплуатации ГЭС.
Позитивные черты:
Жигулёвская ГЭС участвует в покрытии пиковых нагрузок и регулировании частоты в Единой энергосистеме страны, регулирует сток воды в Волге, способствует эффективному её использованию нижележащими волжскими гидроэлектростанциями, обеспечивает создание судоходных глубин и создает благоприятные условия для орошения больших площадей засушливых земель Заволжья. Электроэнергия, вырабатываемая ГЭС, передается по четырём высоковольтным линиям 500 кВ: по двум из них — в ОЭС Центра, по двум другим ― в ОЭС Урала и Средней Воли.
Наличие мощного источника электроэнергии, водных ресурсов, транспортных путей, богатых месторождений нефти, дает возможность для развития промышленности во всем Поволжском экономическом районе. Вокруг них развиваются крупные промышленные узлы: Тольятти, Самара и другие, где построены предприятия, имеющие федеративное и международное значение: машиностроительные, химические, нефтехимические и др.
Строительство Куйбышевского водохранилища привело к коренному улучшению судоходных путей. Теперь в продолжение всего периода навигации на Волге обеспечено свободное прохождение современных судов озерно-речного типа и так называемого смешанного плавания по схеме река-море. Соединенная искусственными гидротехническими сооружениями с Азовским, Черным, Балтийским и Белым – морями Волга вошла главнейшей составной частью в единую глубоководную транспортную систему Европейской части России. По ней речники Куйбышевского водохранилища перевозят массу грузов внутри страны, выходят в заграничные плавания, по праву Тольятти можно назвать «порт 5 морей».
Негативные последствия:
ü Во-первых, ложе Куйбышевского водохранилища, не подготовленное заранее, стало подобно озерной гуще. Ложе и берега начали формироваться только после затопления. Их неподготовленность, одностороннее выклинивание глубин, извилистость, неустойчивость береговой линии и новый гидрологический режим отличают водохранилище от первоначальной Волги. Новый гидрологический режим заключается в резком уменьшении скорости течения реки. В отдельных участках водохранилища создаются застойные явления. Твердая часть весеннего стока превращается в ил. Толща ила ухудшает условия эксплуатации водозаборных сооружений, причалов, рыбоводства.
ü Во-вторых, плотина подняла уровень воды на 26 метров. Затоплены города, села, сенокосы, пастбища (это отрицательно сказалось на кормовой базе окрестных районов), были потеряны пахотные земли. Потребовались большие компенсационные мероприятий, освоение целинных земель, развитие орошения.
ü В – третьих, наблюдается насыщение воды органическими осадками, ухудшается ее качество, она «зацветает».
ü В – четвертых, разрушение берегов будет продолжаться в течение всего существования водохранилища, тем более в Куйбышевском море геологические условия благоприятствуют разрушению. С изменением экологических условий остро встала проблема рыбоводства, т. к. нарушены пути миграции промысловых рыб – осетровых, лососевых, угря.
ü В – пятых, создание водохранилищ влечет за собой переселение жителей из зоны затопления, подтопление и береговой абразии населенных пунктов, объектов хозяйственной деятельности; увеличилось зеркало воды, что в свою очередь оказало влияние на климат: зимы стали мягче и теплее. Само водохранилище стало на 3—5 дней раньше замерзать и позже освобождаться ото льда. Существенно изменился микроклимат в зоне 3—6 км около водохранилища, перестроились процессы на дне и в береговой полосе, начались абразия и размыв берегов, активизировались оползни. Признаки оползня замечены в районе Портпоселка, фактически уничтожена набережная Комсомольского района. Разрушению подвержен весь берег вплоть до набережной Автозаводского района, а в Шлюзовом от регулярной тряски разрушаются жилые дома. (дома покрыты трещинами).
40. Комплексное использование водохранилищ и связанные с этим конфликты водопользователей.
Водохрани́лище — искусственный (рукотворный) водоём, образованный, как правило, в долине реки водоподпорными сооружениями для накопления и хранения воды в целях её использования в народном хозяйстве.
Водохранилища делятся на два вида:
Для водохранилищ озёрного вида (например, Рыбинского) характерно формирование водных масс, существенно отличных по своим физическим свойствам от свойств вод притоков. Течения в этих водохранилищах связаны больше всего с ветрами. Водохранилища речного (руслового) вида (например, Дубоссарское) имеют вытянутую форму, течения в них, обычно, стоковые; водная масса по своим характеристикам близка к речным водам.
Основными параметрами водохранилища являются объём, площадь зеркала и амплитуда колебания уровней воды в условиях его эксплуатации.
Встречаются следующие типы водохранилищ:
ü Крытые резервуары, устраиваемые из железа, бетона, камня и других материалов. Они располагаются над землей или в земле (полностью или частично) и применяются в водоснабжении как резервуары суточного регулирования или для создания напора.
ü Открытые бассейны, устраиваемые в земле путем выемки или полувыемки, а также путем обвалования на горизонтальной или слегка наклоненной местности. Такие водохранилища иногда устраиваются при ГЭС деривационного типа в качестве бассейнов суточного регулирования. Они также применяются в орошении для временного задержания высокого стока, который используется затем на ниже расположенных площадках или в самом водохранилище (лиманное орошение)
ü Водохранилища, создаваемые в долинах естественных водных объектов постройкой подпорных сооружений (плотин, зданий ГЭС, шлюзов и др.). Этот тип водохранилищ имеет наибольшее распространение и значение для экономики. Внутри него выделяют два подтипа:
ü речные (русловые) водохранилища, расположенные в долинах рек. Характеризуются вытянутой формой, с преобладанием стоковых течений и характеристиками водной массы, близкими к речным водам
ü озёрные, повторяющие форму водоема, находящегося в подпоре, и отличающиеся по своим физико-химическим свойствам от свойств вод притоков.
С точки зрения использования и охраны водных ресурсов производственная деятельность водопотребителей характеризуется:
ü общим водопотреблением — суммой забора свежей и оборотной воды за единицу времени (год, сутки, час, секунду);
ü забором свежей воды — водозабором из водного объекта;
ü забором оборотной воды — водозабором из системы замкнутого водоснабжения;
ü водоотведением — сбросом в водный объект, в замкнутые понижения или подземные горизонты;
ü безвозвратным водопотреблением — забором свежей воды за вычетом водоотведения;
ü объемами сброса загрязнений — объемами загрязняющих веществ в сбрасываемой воде за вычетом содержания этих веществ в воде, забираемой из источника;
ü тепловым загрязнением — количеством тепла, сбрасываемого в водный объект, определяемым по расходу сбрасываемой воды и повышению температуры в сбросных водах по сравнению с температурой забираемой воды.
Водопользователи характеризуются величиной необходимых расходов (гидроэнергетика) и уровней воды (судоходство, гидроэнергетика, рыбное хозяйство, рекреация, природные комплексы), а также влиянием их на качество воды.
Важная особенность участников водохозяйственного комплекса — взаимное несовпадение требований к режиму водоисточника во времени.
Несогласованность водопотребления и водоотведения между участниками (компонентами) ВХК приводит к противоречиям. Так, водный транспорт заинтересован в поддержании судоходных глубин в нижнем бьефе ГЭС в навигационный период, а гидроэнергетика, наоборот, — в накоплении воды в водохранилище для более интенсивного использования ее в осенне-зимний пик загрузки. Во время половодья гидроэнергетика заинтересована в накоплении воды в водохранилище, а рыбное хозяйство требует значительных попусков из водохранилища для поддержания оптимальных глубин нерестилищ и мелководий, в которых обитает рыба. Разрешают эти противоречия при формировании ВХК и при оптимальном функционировании.
Существуют противоречия и в требованиях к качеству используемой воды. Гидроэнергетика, судоходство, лесосплав не предъявляют жестких требований к загрязненности воды. Для здравоохранения, водоснабжения, рыбного хозяйства и орошения, отдыха на воде качество воды имеет существенное значение, поэтому и это учитывают на стадии формировании ВХК.
Использование гидроэнергетики: что будет дальше крах или рассвет?
Гидроэнергетика: проблемы и перспективы
Значение гидроэнергетики сложно переоценить. Наличие доступной энергии является обязательным условием обеспечения комфортной жизни человека. Цивилизация и история развития энергетики, изучение новых методов ее преобразования, изобретение новых источников неразрывно связаны. В структуре современной энергетики после тепловых электростанций, на которые приходится 62%, второе место занимают турбины, использующие силу водного потока в качестве источника энергии. Гидроэнергетика — это возможность получать энергию, используя возобновляемые ресурсы: природная мощность рек, геотермальные воды, энергия приливов.
Использование энергии возобновляемых водных ресурсов имеет ряд преимуществ: возможность управления паводками, сохранение подземных вод, укрепление русел рек, возможность обеспечения засушливых регионов необходимым количеством воды.
Однако проблемой использования таких источников энергии является их ограниченность. Реки, расположенные вдали от промышленных центров, как правило, уже исчерпали свой ресурс, их мощности практически использованы. Поэтому количество энергии, вырабатываемой гидроэлектростанциями, значительно сократилось во всех странах мира.
Строительство гидроэлектростанций имеет ряд преимуществ:
1. Безопасность для человека и окружающей среды. ГЭС при работе не выделяют опасный угарный газ, серу и окислы азоты. Также они не загрязняют пылью и другими вредными отходами почву. Работающие турбины нагреваются, их тепло передается воде, однако его количество не влияет на окружающую среду.
2. Высокий потенциал гидроэнергетики обеспечивает природный круговорот воды, поскольку они является возобновляемым источником энергии.
3. Регулируя скорость, объемы подаваемого водного потока, сокращая или увеличивая его при подаче к турбинам, легко обеспечить контроль показателя производительности работы ГЭС.
4. Сооружаемые водохранилища могут использоваться в качестве зон для отдыха.
5. Сберегаемая в водохранилищах чистая вода может использоваться для бытовых целей, полива хозяйственных угодий.
Проблемы гидроэнергетики
Сегодня развитие этой отрасли является обязательной составляющей развития базовых отраслей промышленности, их прогресса. Отмечается настоящий «бум» строительства гидроэлектростанций. Первенство по количеству новых ГЭС занимают Китай, Пакистан, Индия, Эфиопия. В Поднебесной сегодня открыта одна из крупнейших электростанций, источником энергии для которой служат потоки воды. Мощность станции «Три ущелья», строительство которой было окончено в 2003 году, составляет 22,5 ГВт. В Китае сегодня построено более 30 электростанций, мощность каждой – 1 ГВт.
Несмотря на стремительное развитие гидроэнергетики , эта отрасль сталкивается с рядом проблем . Во многих развитых странах подобный вид энергетики практически исчерпал себя. Как показывают данные исследований, сегодня в странах Западной Европы потенциал гидроэнергетики исчерпан на 70 процентов. По расчетам специалистов потенциал гидроэнергетики в России составляет более 1600 млрд. киловатт-час, что в 1,5 раз превышает потребляемые объемы электроэнергии. На сегодня степень использования мощностей построенных ГЭС не превышает 10,5 процентов. Основная часть гидропотенциала страны расположена в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. В европейской части России значительная часть ресурсов расположена на Европейском Севере.
Многие реки в зимний период покрываются льдом, промерзая до самого дна. Поэтому строительство и эксплуатация ГЭС в таких регионах не имеет перспектив. Еще одной проблемой гидроэнергетики является то, что ГЭС часто возводятся в отдаленных регионах. Чтобы обеспечить доставку, потребителям электроэнергии необходимо возводить линии электропередач, что связано с высокими финансовыми затратами. Содержание проводов, поддержание их в рабочем состоянии, замена при физическом износе также требуют средств.
Одной из проблем энергетики является ее негативное влияние на окружающую среду и человека. Работа ГЭС связана с большим количеством выбросов газов в атмосферу, большие объемы потребления воды, создание водохранилищ. Негативно работа электростанций отражается на состоянии литосферы: изменяется природный ландшафт, увеличивается загрязненность токсическими веществами.
Строительство гидроэлектростанций имеет ряд недостатков:
1. Строительство искусственных водохранилищ приводит к затоплению большого количества плодородных земель, которые могли бы использоваться для развития сельского хозяйства. Целые города становятся заложниками строительства ГЭС. Их население вынуждено менять место жительства, миграция создает ряд экономических проблем.
2. Авария плотины, ее разрушение неминуемо вызовет наводнение.
3. Строительство гидроэлектростанций неэффективно на равнине.
4. Засуха может негативно отразиться на эффективности работы ГЭС, снижая количество вырабатываемой энергии.
5. Работа ГЭС существенно снижает количество кислорода в воде, что приводит к экологической катастрофе, гибели представителей животного и растительного мира не только в водохранилище, но и вокруг него.
Гидроэнергетика: перспективы
Сегодня на гидроэлектростанции возложен ряд функций, в числе которых:
· выработка электрической энергии в количестве, необходимом для работы промышленности, бытовых потребностей;
· обеспечение стабильности энергосистемы;
· сохранение энергии водных ресурсов до момента, когда она будет преобразована в электрическую.
Создание искусственных водохранилищ при строительстве гидроэлектростанций позволяет вырабатывать энергию, накапливать ее в необходимом количестве. Перспективы развития гидроэнергетики зависят от того, насколько эффективно внедряются достижения технического прогресса, насколько принятые решения успешны. Постоянный рост КПД гидроэлектростанции обеспечивают инновационные решения.
Перспективы гидроэнергетики в России
Сегодня российскими учеными проводятся исследования, от результатов которых зависит, будет ли дальнейшее развитие гидроэнергетики в стране перспективным и эффективным.
Перспективным направлением развития гидроэнергетики в России является внедрение программы развития малой гидроэнергетики. В ее основе лежит реализация мер, направленных на строительство ГЭС мощностью не менее 25 МВт. Данному виду производства электроэнергии экономическую привлекательность обеспечивают установленные на государственном уровне доплаты к цене на вырабатываемую малыми станциями энергию, компенсационные выплаты, покрывающие затраты, понесенные при присоединении объектов малой гидроэнергетики к общим сетям.
Малая Гидроэнергетика России – перспективное направление, основным задачами которого являются:
· устранение дефицита электроэнергии в регионах, еще не охваченных системами централизованной поставки энергии потребителям;
· использование энергии возобновляемых источников позволяет существенно сократить затраты на доставку топлива для объектов генерации;
· безопасное производство экологически чистой энергии;
· строительство гидроэлектростанций в рамках реализации программы МГЭС позволяет создать дополнительные места для трудоустройства.
К 2020 году, по оценкам экспертов, доля МГЭС составит 25 процентов в общем объеме производимой электроэнергии. Площадкой для развития этого перспективного направления гидроэнергетики были выбраны Сибирь, Северный Кавказ, регионы Центральной части страны. На первом этапе были разработаны проекты, позволившие исследовать потенциал сибирских рек, изучить показатели экономической эффективности, оценить, насколько их реализация будет целесообразной. На втором этапе планируется оказание государственной поддержки МГЭС в виде надбавок на стоимость электроэнергии, компенсации части затрат на присоединение к общим электрическим сетям.
Реализация программы МГЭС предполагает отказ при строительстве от возведения плотин, сооружения искусственных водохранилищ, оказывающих негативное влияние на природу. Использование инновационной технологии, обеспечивающей естественный перепад высот между устройством, принимающим воду и машинным залом, где установлены турбины, позволяет минимизировать негативное действие гидроэлектростанций на природу, сохранить экосистему рек.