Польза и вред от плотины

Крупные гидроэлектростанции, которые регулируют уровень воды в реке, не способны адаптироваться к быстро меняющемуся климату. Специалисты говорят, что они устарели как технология производства энергии. Вот 10 причин, почему дальнейшее распространение больших ГЭС нанесет вред людям и экосистемам:

1. Ради строительства ГЭС приходится переселять огромное количество людей

От 40 до 80 млн человек по всему миру были принудительно переселены для строительства 48 тыс. больших плотин, при котором прежние места жительства попадали в зону затопления. Целые города уходили под воду. Например, Корчева и Молога в Тверской области, старый Пучеж в Ивановской (новый Пучеж восстановлен «с нуля»).

2. Крупные ГЭС разрушают экосистемы, что может приводить к обострению нехватки пресной воды

Два миллиарда человек живут в странах с высоким уровнем нагрузки на водные ресурсы, в том числе из-за ГЭС. Это приводит к неравномерному распределению водных ресурсов: некоторые реки и ручьи осушают, огромные территории затапливают. Строительство крупных ГЭС нарушает установившийся баланс экосистем. Так, Иркутская ГЭС, сооруженная на Ангаре в 65 км от ее истока, спровоцировалаповышение уровня воды озера Байкал в среднем на один метр. Это привело к разрушению берегов, оползням и обвалам. Под воду ушло 600 кв. км земель, было затоплено 127 населенных пунктов и переселено 17 тыс. человек.

К 2030 году из-за острой нехватки воды до 700 млн человек могут вынужденно покинуть свои жилища. Сегодня использование пресной воды значительно опережаетвозможности естественного восстановления ее запасов. Дефицит ценнейшего для жизни ресурса увеличивается из-за неудержимого роста потребления по всему миру.

3. Авария на крупной ГЭС создаст угрозу для жизни и здоровья миллионов людей

Кариба – одно из трех крупнейших водохранилищ Африки – заполнено лишь на 16%. Образующая его ГЭС поставляет большую часть электроэнергии Замбии и Зимбабве. Существует высокая вероятность того, что если водохранилище, созданное в 1950-е годы, заполнится снова, плотина обрушится. В случае аварии большинство из трех миллионов человек, живущих неподалеку от водохранилища, погибнет или лишится имущества и урожая. Катастрофа выведет из строя около 40% генерирующих мощностей в 12 странах, расположенных на юге Африки.

4. Крупные ГЭС не способствуют уменьшению бедности

Крупные ГЭС – затратные, медленно строятся, зависимы от крупных источников спроса – производств и городов – и не могут решать задачи мобильного обеспечения электричеством бедных регионов и труднодоступных поселений.

Несмотря на десятки тысяч ГЭС по всему миру, почти миллиард человек не имеет доступа к электричеству. В России, по данным за 2013 год, его были лишены 1,5 млн домохозяйств. Без электроэнергии бедные регионы и малообеспеченные слои населения не получат доступа к качественному здравоохранению, образованию, рабочим местам. Объекты солнечной и ветряной генерации (а также малые ГЭС) могут находиться вблизи от предприятия или небольшого поселения. Они способны обеспечить электричеством удаленные сельскиерайоны, особенно – в развивающихся странах.

5. ГЭС наносят ущерб биоразнообразию

При строительстве плотин и наполнении водохранилищпроисходит разрушение среды обитания растений и животных, вызванное обезвоживанием или пересыханием притоков рек и ручьев. Происходит и разрушение русла, связанное с избыточной подачей воды в период регулирования стока. Гидроэлектростанции наносят огромный урон популяциям рыб.

6. Проекты строительства ГЭС не учитывают климатических изменений, поскольку их трудно предсказать

Климатические катаклизмы разрушают противопаводковые дамбы. Самые разрушительные паводковые наводнения последнего времени в России: Крымск – 2012 год; бассейн реки Амур – 2013-й; Амурская область, Еврейская АО, Хабаровский край – 2019 год.

7. С водохранилищами ГЭС связаны огромные выбросы парниковых газов

Гидроэлектростанции вносят вклад в изменения климата. Водохранилища задерживают органику, приносимую водными потоками. При ее разложении выделяются значительные объемы парниковых газов. Источниками выбросов также выступают затапливаемые растения и почва.

8. Гидроэнергетика обходится все дороже

Себестоимость производства на ГЭС во много раз выше, так как в нее заложены издержки, связанные со строительством плотины и закупкой оборудования. С 2010 по 2018 годы себестоимость «водного» киловатта в мире в среднем вырослана 25%, в то время как «ветряного» – снизилась на 25%, а «солнечного» – на 76%.

9. ГЭС могут погубить многие объекты Всемирного природного наследия и ООПТ

По состоянию на июнь 2019 года, ГЭС угрожали 42 из 250 объектов Всемирного природного наследия.

Иркутская ГЭС и три планируемые плотины в Монголии угрожают экосистеме озера Байкал. Работа планируемой правительством Камчатского края Жупановской ГЭС может негативно повлиять на состояние природного парка «Вулканы Камчатки».

10. Строительство ГЭС противоречит позиции экспертов

Реализация плотинных мегапроектов идет вразрез с выводамидоклада Всемирной комиссии по плотинам. В документе подробно разбиралось «богатое наследие» построенных гидроэлектростанций: экологические катастрофы и масштабная коррупция. В докладе говорилось, что строительство больших плотин следует планировать лишь в случаях, когда отсутствуют альтернативные варианты решения важных социально-экономических задач.

Необходимость переселения людей, большие затраты на возведение ГЭС, низкая скорость их строительства, зависимость от крупных источников спроса и высокий экологический ущерб – все это означает, что крупные гидроэлектростанции неэффективны с точки зрения выполнения таких целей устойчивого развития, как недорогостоящая и доступная энергия (Цель 7), уменьшение неравенства (Цель 10), борьба с изменением климата (Цель 13) и сохранение экосистем суши (Цель 15).

ГЭС сегодня

71% возобновляемой электроэнергии во всем мире вырабатывается ГЭС. В развивающихся странах в процессе строительства сейчас находятся около 3700 крупных и средних гидроэлектростанций.

ГЭС вырабатывают около 17% всей электроэнергии России. Согласно справочнику «Возобновляемая энергия. Гидроэлектростанции России», в РФ работают 193 ГЭС. Из них 15 – с установленной мощностью свыше 1000 МВт. Крупными считаются 86 объектов – их мощность превышает 25 МВт. В ряде регионов – Магаданской области и большинстве республик Северного Кавказа – гидроэнергетика обеспечивает более 90% всей вырабатываемой электроэнергии. Почти половина всех ГЭС в России располагается на реках Сибири, в первую очередь – на Енисее и его крупнейшем притоке – Ангаре.

Мировыми лидерами по выработке гидроэнергии являются Китай, Канада и Бразилия. Сейчас наиболее активно строит ГЭС КНР. Для Китая гидроэнергия – основной потенциальный источник энергии. В стране размещено до половины малых гидроэлектростанций мира и крупнейшая на планете ГЭС «Три ущелья» на реке Янцзы, мощностью около 22,5 тыс. МВт. Кроме того, в КНР возводится каскад ГЭС совокупной мощностью более 97 тыс. МВт.

Дарья Бекетова

Источник

Гидроэлектростанция является электрической станцией, применяющей энергию сброса воды как источник энергии. Их чаще всего возводят на имеющихся водоемах, конструируя искусственные плотины и резервуары для хранения необходимого объема воды.

Для действенного получения электроэнергии на подобного рода станции нужно соблюдать два главных требования: круглогодичное беспрерывное снабжение водой и наличие резких склонов рек.

Технология получения электроэнергии на гидроэлектростанции представляет собой преобразование механической энергии воды, за счет наличия разноуровневых высот благодаря использованию двигателей и генераторов.

Сегодня имеются следующие типы гидроэлектростанций, которые отличаются друг от друга способом подачи воды – плотинные, деривационные и гидроаккумулирующие станции.

Плотинные гидроэлектростанции являются самым популярным и мощнейшим видом станций. Создается водоем посредством возведения искусственных перегородок для удерживания течения реки. Спуск воды происходит по двум причинам – когда возникает необходимость в электроэнергии и для образования необходимого уровня в водоеме.

Деривационный вид отличается тем, что не применяет все течение реки, а с помощью труб и системы водоотведения происходит забор нужного объема воды, которая затем отправляется в турбину.

Гидроаккумулирующие станции являются установками, которые запасают электрическую энергию и возвращает ее в систему при необходимости, применяется для выравнивания суточной неоднородности графика электрической нагрузки.

Также используются и морские станции, которые работают посредством энергии приливов и волн.

Преимущества гидроэлектростанции

Гибкость. Гидроэнергия признана гибким источником электроэнергии потому что гидроэлектростанция легко и максимально оперативно может приспосабливаться к меняющимся потребностям в энергии, повышая или замедляя выпуск электроэнергии. Имеющаяся турбина запускается в течение всего нескольких минут.

Невысокие расходы на электроэнергию. Главным достоинством гидроэлектростанции признано отсутствие расходов на топливо и полная независимость от ископаемых типов горючего. Все подобные станции обладают огромным сроком использования, даже сегодня работают такие гидроэлектростанции, которые были возведены около 100 лет назад, к тому же для их обслуживания не требуется много сотрудников.

Использование в промышленных целях. Гидроэлектростанция применяется как для обслуживания населения, так и для обеспечения электроэнергией определенных заводов.

Минимальные выбросы углекислого газа. Сами гидроэлектростанции не способны вырабатывать углекислый газ, который чаще всего может образовываться только в ходе реализации строительных работ станции. Немецкий ученый Пауль Шеррер, проведя исследования, пришел к выводу, что гидроэнергетика занимает первое место по минимальному производству углекислого газа, после нее стоят ветер, ядерная энергетика и солнечная энергия.

Польза от создания водохранилища. Построенные водохранилища часто являются отличным вариантом для занятий водными видами спорта, а некоторые даже считаются достопримечательностями для приезжих гостей. Также вода из них отлично подойдет для полива или для разведения в ней различных видов рыб. Плюс ко всему искусственные плотины способствуют предотвращению наводнений.

Недостатки гидроэлектростанций

Нанесение вреда экологии и потеря земли. Огромные резервуары, которые требуются для работы гидроэлектростанций, являются причинами затопления колоссальных площадей земли, расположенной выше по течению плотины, а значит, происходит уничтожение лесов, полей, болот и их обитателей.

Заиление. Поток воды приносит с собой различные частицы и остатки, которые наносят вред, как плотине, так и электростанции. Подобные отложения способны уменьшить размер резервуара и ухудшить способность предотвращать наводнения. А также уменьшить производство электроэнергии.

Выбросы метана. Гидроэлектростанции, расположенные в тропических регионах, из-за огромного количества разлагающегося растительного сырья производят большие объемы метана. Поэтому прежде чем возводить гидроэлектростанцию и плотину необходимо произвести очистку территории от лесов в области образования искусственного водоема.

Переселение. Многие исследователи к значительным минусам строительства гидроэлектростанций относят необходимость переселения населения, которое проживает в районе будущего водохранилища. В начале XXI века Всемирная комиссия по плотинам опубликовала свою статистику, данные которой показали, что из-за возведения плотин практически 80 миллионов человек во всем мире пришлось покинуть места своего проживания.

Источник

Автор[править]

• Монахова Юлия
• Некрасов Владимир

класс[править]

10

Школа[править]

МОУ Средняя школа с.Натальино Балаковского района Саратовской области

Россия располагает большим гидроэнергетическим потенциалом, что определяет широкие возможности развития гидроэнергетики. На ее территории сосредоточено около 9% мировых запасов гидроресурсов. По обеспеченности гидроэнергетическими ресурсами Россия занимает второе, после КНР, место в мире, опережая США, Бразилию, Канаду. Общий валовой (теоретический) гидроэнергопотенциал России определен в 2900 млрд кВт-ч годовой выработки электроэнергии или 170 тыс. кВт-ч на 1 кв. км территории. Технически достижимый уровень использования гидроэнергоресурсов составляет около 70% от валового (теоретического) гидроэнергопотенциала, то есть общий технический гидроэнергопотенциал России составляет 1670 млрд кВт-ч годовой выработки. Преобладающая его часть размещена в восточных районах страны, где сосредоточены огромнейшие запасы гидроресурсов Ангары, Енисея, Оби, Иртыша, Лены, Витима и других рек, природные условия которых позволяют сооружать мощные ГЭС.

Экономический потенциал, как приемлемая для практического использования часть гидроэнергоресурсов, определен в целом по России в размере 850 млрд кВт-ч. Гидроэлектростанции России мощностью свыше 1000 МВт

Наиболее освоен экономический гидроэнергопотенциал в Европейской части России – 46,8%. Существенно ниже освоение гидроэнергопотенциала Сибири – 21,7%. На Востоке России освоение гидроэнергетического потенциала составляет только 3,8%.

Имеются определённые особенности гидроэлектростанций[править]

1. Себестоимость электроэнергии на российских ГЭС более чем в два раза ниже, чем на тепловых электростанциях.
2. Генераторы ГЭС можно достаточно быстро включать и выключать в зависимости от потребления энергии
3. Возобновляемый источник энергии
4. Значительно меньшее воздействие на воздушную среду, чем другими видами электростанций
5. Строительство ГЭС обычно более капиталоёмкое
6. Часто эффективные ГЭС более удалены от потребителей

Водохранилища часто занимают значительные территории, но, примерно, с 1963 г. начали использоваться защитные сооружения , например, Киевская ГЭС, которые ограничивали площадь водохранилища, и, как следствие, ограничивали площадь затопляемой поверхности (поля, луга, поселки). Плотины зачастую изменяют характер рыбного хозяйства, поскольку перекрывают путь к нерестилищам проходным рыбам, однако часто благоприятствуют увеличению запасов рыбы в самом водохранилище и осуществлению рыбоводства.

Принцип работы[править]

Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию. Необходимый напор воды образуется посредством строительства плотины, и как следствие концентрации реки в определенном месте, или деривацией – естественным током воды. В некоторых случаях для получения необходимого напора воды используют совместно и плотину, и деривацию. Непосредственно в самом здании гидроэлектростанции располагается все энергетическое оборудование. В зависимости от назначения, оно имеет свое определенное деление. В машинном зале расположены гидроагрегаты, непосредственно преобразующие энергию тока воды в электрическую энергию. Есть еще всевозможное дополнительное оборудование, устройства управления и контроля над работой ГЭС, трансформаторная станция, распределительные устройства и многое другое.

Гидроэлектрические станции разделяются в зависимости от вырабатываемой мощности[править]

1. мощные – вырабатывают от 25 МВТ до 250 МВт и выше;
2. средние – до 25 МВт;
3. малые гидроэлектростанции – до 5 МВт.

Мощность ГЭС напрямую зависит от напора воды, а также от КПД используемого генератора. Из-за того, что по природным законам уровень воды постоянно меняется, в зависимости от сезона, а также еще по ряду причин, в качестве выражения мощности гидроэлектрической станции принято брать цикличную мощность. К примеру, различают годичный, месячный, недельный или суточный циклы работы гидроэлектростанции.

Гидроэлектростанции также делятся в зависимости от максимального использования напора воды[править]

1. высоконапорные – более 60 м;
2. средненапорные – от 25 м;
3. низконапорные – от 3 до 25 м.

В зависимости от напора воды, в гидроэлектростанциях применяются различные виды турбин. Для высоконапорных – ковшовые и радиально-осевые турбины с металлическими спиральными камерами. На средненапорных ГЭС устанавливаются поворотнолопастные и радиально-осевые турбины, на низконапорных – поворотнолопастные турбины в железобетонных камерах. Принцип работы всех видов турбин схож – вода, находящаяся под давлением (напор воды) поступает на лопасти турбины, которые начинают вращаться. Механическая энергия, таким образом, передается на гидрогенератор, который и вырабатывает электроэнергию. Турбины различаются некоторыми техническими характеристиками, а также камерами – железными или железобетонными, и рассчитаны на различный напор воды.

Можно выделить также ГЭС по принципу использования природных ресурсов[править]

1. русловые и приплотинные ГЭС- это наиболее распространенные виды гидроэлектрических станций. Напор воды в них создается посредством установки плотины, полностью перегораживающей реку, или поднимающей уровень воды в ней на необходимую отметку. Такие гидроэлектростанции строят на многоводных равнинных реках, а также на горных реках, в местах, где русло реки более узкое, сжатое.
2. П лотинные ГЭС. Строятся при более высоких напорах воды. В этом случае река полностью перегораживается плотиной, а само здание ГЭС располагается за плотиной, в нижней её части. Вода, в этом случае, подводится к турбинам через специальные напорные тоннели, а не непосредственно, как в русловых ГЭС.

1. Деривационные гидроэлектростанции. Такие электростанции строят в тех местах, где велик уклон реки. Необходимая концентрация воды в ГЭС такого типа создается посредством деривации. Вода отводится из речного русла через специальные водоотводы. Последние – спрямлены, и их уклон значительно меньший, нежели средний уклон реки. В итоге вода подводится непосредственно к зданию ГЭС. Деривационные ГЭС могут быть разного вида – безнапорные или с напорной деривацией. В случае с напорной деривацией, водовод прокладывается с большим продольным уклоном. В другом случае в начале деривации на реке создается более высокая плотина, и создается водохранилище – такая схема еще называется смешанной деривацией, так как используются оба метода создания необходимой концентрации воды.
2. гидроаккумулирующие электростанции. Такие ГЭС способны аккумулировать вырабатываемую электроэнергию, и пускать её в ход в моменты пиковых нагрузок. Принцип работы таких электростанций следующий: в определенные моменты (времена не пиковой нагрузки), агрегаты ГАЭС работают как насосы, и закачивают воду в специально оборудованные верхние бассейны. Когда возникает потребность, вода из них поступает в напорный трубопровод и, соответственно, приводит в действие дополнительные турбины.

Саратовская ГЭС[править]

Саратовская ГЭС расположена на границе Среднего и Нижнего Поволжья, в 1129 км выше устья р. Волга, у города Балаково, на левобережной пойме. Является седьмой ступенью Волжско-Камского каскада гидроэлектростанций и входит в десятку крупнейших гидростанций России. Выработка электроэнергии зависит от многих факторов, например, от водности года. В средний по водности год Саратовская ГЭС вырабатывает порядка 5,7 млрд кВт•ч электроэнергии. Всего с начала эксплуатации первых агрегатов Саратовской ГЭС было выработано более 230 млрд кВт•ч электроэнергии. Основанием ГЭС служат глины неокома. В состав основных сооружений Саратовского гидроузла входят следующие гидротехнические сооружения: русловая земляная плотина с площадками открытых распределительных устройств; здание гидроэлектростанции, совмещенное с водосбросными напорными галереями; подводящий и отводящий каналы; насосная городского водозабора; рыбоподъемник контейнерного типа; левобережная дамба, ограждающая г. Балаково со стороны верхнего бьефа; судоходные сооружения с левой и правой приканальными дамбами и дамбой-волноломом. Саратовское водохранилище расположено на территории Саратовской, Самарской и Ульяновской областей. Полный объем водохранилища – 12,8 кубокилометров воды. Его площадь 1831 км2, наибольшая ширина достигает 25 км, а средняя глубина – 7 м. Саратовское водохранилище не предназначено для регулирования стока, поэтому всю прибывающую воду ГЭС пропускает в нижний бьеф в транзитном режиме. В верхнем бьефе уровень воды постоянно поддерживается около отметки 28 м (по балтийской системе высот). В обычном режиме ГЭС через сооружения Саратовской ГЭС проходит около 4-7 тысяч м3/сек (кубометров воды в секунду), уровень воды в нижнем бьефе держится на отметке около 16 м по балтийской системе. Во время среднего половодья расходы воды увеличиваются до 16-30 тыс. кубометров в секунду, а уровень нижнего бьефа соответственно поднимается на 4-5 метров. Режимы наполнения и сработки водохранилищ, пропуск паводков на ГЭС устанавливает и регулирует Министерство природных ресурсов в лице Росводресурсов. Решение о режимах работы Волжско-Камских гидроузлов Росводресурсы принимают на основании рекомендаций Межведомственной оперативной группы (МОГ) по регулированию режимов работы водохранилищ Волжско-Камского бассейна.

Согласно «Водному кодексу РФ» водохранилища Волжско-Камских гидростанций находятся в федеральной собственности. Эксплуатация Саратовского водохранилища производится специализированной организацией, находящейся в подчинении Нижне-Волжского бассейнового управления (Федеральное агентство водных ресурсов РФ). Эксплуатацию судоходных сооружений Саратовского гидроузла осуществляет Волжское государственное бассейновое управление водных путей и судоходства (Федеральное агентство морского и речного транспорта РФ). Саратовская ГЭС – самая низконапорная среди волжских ГЭС: расчетный напор составляет 9,7 м. По этой причине для Саратовской ГЭС было сконструировано и установлено специальное оборудование: крупнейшие в мире поворотно-лопастные турбины, впервые в стране – низконапорные гидрогенераторы, впервые в мире – два самых мощных на тот момент горизонтально-капсульных гидроагрегата.

Польза и вред[править]

Ценность гидроэлектрической станции состоит в том, что для производства электрической энергии, они используют возобновляемые природные ресурсы. Ввиду того, что потребности в дополнительном топливе для ГЭС нет, конечная стоимость получаемой электроэнергии значительно ниже, чем при использовании других видов электростанций. Малая гидроэнергетика – очень привлекательная для людей сфера деятельности. Она дает людям электроэнергию, создает малые водохранилища, благоустраивая этим территории, создает благоприятные условия для ведения хозяйственной деятельности и отдыха населения. Перспективы развития малой гидроэнергетики в России весьма значительны. В тоже время стоимость малых ГЭС как чисто энергетических объектов оказывается выше, чем других электростанций. В рыночных условиях сегодняшнего дня именно это сдерживает активное строительство малых ГЭС в России. Есть ли выход из этой проблемы? – Выход есть! Во-первых, это использование по возможности не только электроэнергии, но и других преимуществ малых ГЭС: благоустройство и застройка береговых зон, развитие орошаемого земледелия, рыболовство, организация туризма, в том числе водного и т.д. Во-вторых, это оптимизация конструкций и режимов эксплуатации малых ГЭС. Наличие эксплуатационного персонала, например, резко снижает эффективность малых и, особенно, микро- ГЭС. Решение этого вопроса – автоматические малые ГЭС.

Выводы[править]

Я считаю,что гидроэлектростанции во многом идут на пользу людям. Хоть и есть отрицательные черты этой деятельности, влияющие не только экологию среды,но и здоровье людей. И думаю,что нужно продолжать строительство ГЭС, так как в наше время имеется множество перспектив для строительства и использования современных ГЭС.

Источник