Гидроэлектростанции і з ними екологічні проблемы

«Тут таке тверде правило, — сказав пізніше Маленький принц,.

— встав вранці, вмився, навів себе у порядок — відразу ж приведи до ладу свою планету".

З 13 по 24 листопада о Гаазі (Голландія) проходив Шоста конференція сторін Рамкової конвенції ООН зі зміни клімату, у ній беруть участь представники 160 країн. Під час зустрічі повинні прагнути бути остаточно розроблено механізми впровадження міжнародних документів, покликаних запобігти глобальне потепління планети., зокрема було винесено постанову по розвитку «чистих «технологій. Це чудова змога країн справді піти шляхом сталого розвитку, заснованого на використанні енергоефективних технологій і поновлюваних джерелах енергії. Проте розвиток таких технологій буде навряд чи можливо, якщо не істотно скорочені кредити для будівництва і експлуатацію АЕС і крупних гідравлічних станцій, і навіть проектів, пов’язаних з традиційних джерел енергії. Стосовно гідроелектростанцій, то ще, що вони малопотужні, саме і в екологів, і в рятувальників з’явилася приказка «де греблі - там смерть » .

Вступивши ХХI століття, світ наочно зіштовхнувся із багатьма проблемами й раніше всього, з проблемою необхідність створення стійкого життя, який нічого очікувати загрожувати майбутнім поколениям.

Прісна вода є важливим елементом життя на планеті. Тому сталий розвиток вимагає раціонального використання обмежених світових ресурсів прісної воды.

Проблема забезпечення водою населення і ще різних галузей господарства України важлива й є одним із найактуальніших у розвиток всієї економіки на найближчі годы.

Роль водних ресурсів у розвитку продуктивних сил нашого суспільства, у вирішенні народногосподарських і соціально-культурних завдань із кожним роком возрастает.

Водні ресурси визначають розвиток окремих регіонів, розміщення промислових об'єктів і населених пунктів, грають першорядну роль формуванні природно-технических комплексів, як-от водогосподарські вузли, зрошувальні і осушувальні системи, енергетичні, агропромислові та інші комплексы.

По висловлювань різних учених, у майбутньому можливі серйозні розбіжності й протистояння між країнами використання прісної води, що потенційно можуть переростати у воєнні конфликты.

З 1950 по 2003 рік населення світу зросла з 2,5 млрд. до 6,1 млрд. чоловік і очікується, що 2005 року і його кількість досягне 8,5 млрд. человек.

У зазначено збільшення використання води за 100 років у 6 раз. До 2005 року щорічне споживання води душу населення впаде з 7,3 тис. м3 (в 1995 р.) на рік майже 4,8 тис. м3 в год.

Слід відзначити, що є тісний зв’язок між гідрологічним, гидрохимическим показниками і якістю воды.

Більше 1 млрд. людей світі немає доступу до постійних джерелам води, та ще 2 млрд. людина відчувають брак у чистій воді, оскільки живуть у антисанітарних условиях.

Кожну хвилину у світі від браку води гинуть 6 детей.

Не треба обгрунтовувати те що, що водний чинник, тобто водні ресурси, визначальний і основним в існуванні будь-якого держави, зокрема і Украины.

Внесок гідроенергетики, що забезпечує одержання енергії від поточної води, на загальне світове використання енергії невеликий, приблизно шість%. Однак у ряді країн світу гідроенергетика посідає чільне місце. Перед ГЕС в Норвегії припадає близько 100% усього виробництва електроенергії, в Бразилії, Канаді, Швеції - понад 50 відсотків%, у Росії близько 20%. До позитивним сторонам гідроенергетики належить, насамперед відсутність викидів продуктів горіння, а атмосферне повітря, і навіть відносно мала вартість одержуваної енергії. Проте розвиток гідроенергетики потребує врахування територіальних аспектів. Будівництва гідроелектростанцій є доцільним й економічно вигідним лише гірських річок. У протилежному разі, для будівництва ГЕС на рівнинних річках, виникає чимало негативних наслідків, як економічних, і екологічних. Найбільш серйозними, й загальними является:

— затоплення земель, вилучення їх із господарського оборота;

— зниження швидкості течії річок, уповільнення водообміну й самоочищения;

— зміна мікроклімату оточуючої территории;

— Підтоплення берегів, заболочування, розвиток зсувних процессов.

Тож у перспективі частка гідроенергетики сильно не зростати обмеженість ресурсів немає і територіальної ємності енергоустановок. Енергетична проблема міцно пов’язана з проблемою продовольчої, так, і з питаннями розвитку гідроенергетики пов’язані втрати родючих заплавних в долинах рівнинних річок. Наприклад, півтора десятка гідроелектростанцій на річках європейській частині Росії дають майже п’ять% виробленої у країні електроенергії, які водосховища разом із перетвореними землями займають площу понад 5 млн. га, що з урахуванням цінності затоплених земель еквівалентно втрати щонайменше 6% пашни.

Виробництво енергетичних установок, використовують поновлювані джерела, зростає, а ціни падають. Падають та експлуатаційні витрати виробництва «альтернативної» электроэнергии.

Слід зазначити, що питання будівництва гідроелектростанцій в світі немає єдиної думки. За обмеження гідроенергетичного будівництва виступає ряд екологів Справді, можна припустити, що у радянське час переорієнтування республіки на великі енергоємні виробництва (приклад: алюмінієвий на заводі межгорной Гиссарской рівнині, потреблявший 50% електроенергії, вироблюваної Таджикистані) стимулювала будівництво великих ГЕС. Причому у зони затоплення під водосховища потрапляли десятки тисяч гектарів родючих земель, а безліч селянських сімей насильно переганялися з гірських ущелин в незвичні їм кліматичні умови, переважно у посушливі хлопкосеющие долини. Виходячи від цього нині пропонується відмовитися від будівництва великої Рогунской ГЕС (ріка Вахш) завершення будівництва якій потрібно більше трьох млрд. доларів і зосередитися на завершення будівництва середніх ГЕС на Памірі, Сангтудинской ГЕС річці Вахш, в технічному переоснащення старих гідроелектростанцій, і навіть розвиток малої гідроенергетики і дуже перспективних для Таджикистану — сонячної і вітрової енергії, що коне4но не вирішує всіх негараздів, а є найбільш економічно прийнятним для Таджикистану варіантом. У цьому не враховується його екологічність і подальша доля, що розслідування приведе колись до екологічної катастрофе.

Прискорений освоєння природних ресурсів Сибіру, розпочате 50-ті роки, характеризувалося створенням территориально-промышленных комплексів, спорудженням великих ГЕС. Будівництво гідроелектростанцій зіграло роль розвитку народного господарства. Разом про те багато великі річки — Обь, Єнісей, Ангара та інші — були частково перетворилися на ланцюжка водоймищ. Плотины-тромбы порушили природний плин річок, сприяли розвитку застійних процесів, знизили спроможність до «самоочищення», різко змінили якість води та др.

Перелік скоєних помилок для будівництва ГЕС чималенький. Ось тільки кілька прикладів, які мають лиха і екологічні угрозы:

· Новосибірська ГЕС відрізала більшу частину нерестовищ, різко знизивши промислові вилови сибірського осетра; 1999 р. він занесли у Червоної книги России;

· для будівництва Братської ГЕС в універсальне ложе водосховища залишили стройову сосну, що стали розкладатися, перетворивши водосховище у «мертвий водоем;

· спорудження на Єнісеї Красноярської і Саяно-Шушенской ГЕС призвело до необоротних процесів: зміни мікроклімату регіону, порушення водного і теплового балансу річки. Прогріті маси водоймищ неможливо річці повністю покритися льодом. Під час льодоходу створюються затори, перегораживающие річку у всій ширині, бомбування яких малоефективна. Кожен льодохід приносить місцевих жителів великі беды;

· Іркутська ГЕС побудовано сейсмічно активної зоні; катастрофічне руйнація греблі призведе до знищення низки міст вздовж Ангары;

· багато міст Сибіру — Новосибірськ, Красноярськ, Іркутськ та інші — перебувають нижче водоймищ з високими греблями. Природна катастрофа чи диверсійним вибух можуть призвести до нищівному наводнению.

Будівництво річці Волга каскаду гідроелектростанцій перетворила їх у ланцюжок загниваючих ставків і зовсім належить до розряду «екологічного авантюризма».

Китай теж розв’язує проблеми пов’язані з гідроелектростанціями. Плани китайського уряду з продовження будівництва на річках країни зустріли публічні заперечення. Китайське Агентство з охорони навколишнього середовища проживання і Китайська академія наук висловилися проти спорудження гребель на річці Ну. Їх позиція підтримується китайськими громадськими природоохоронними організаціями, які ведуть збирати підписи під листами протесту проти строительства.

Проте Однією з головних завдань електроенергетики Китаю початку 90-х є розширене будівництво гідроелектростанцій: уперших, Китай має найбільшими у світі запасами гідроенергії, й удругих, гідроелектроенергія є екологічно чистим поновлюваним виглядом енергії, що особливо важливо задля Китаю у умовах напруженої екологічної обстановки. Потужність енергоблоків на ГЕС в 2000 р. становила 70 млн. кВт.

Схоже, дискусія і, кампанія навколо найбільшого світі проекту гідроелектростанції «Три ущелини», залишила певний слід китайському громадській думці. Попри протести, уряд зараз завершує створення цього найбільшого світі (по крайнього заходу, за затратами) проекту створення гідроелектростанції. Він коштуватиме 25 млрд. доларів, призведе до затоплення цілих міст і переселенню 3 млн. человек.

Будівництво гідроелектростанції річці Ну змусить переселитися лише 50 тисяч жителів. Пов’язані з затопленням економічні збитки будуть мінімальні, оскільки це регіон вкрай бідна. Доходи понад половина для місцевих жителів становить суми, еквівалентній 80 доларів на рік. Адміністрація провінції Юннань вважає, що це будівництво гідроелектростанції принесе у регіон економічне зростання і підвищення рівня жизни.

Основна проблема планів створення гідроелектростанції річці Ну — екологічна. Ця ріка, як і кілька днів її сусідів, походить на Тибетському плато. Потім вона протинає каньйон глибиною 2−3 км. Завдяки крайньої важкодоступність території, тут збереглися малонарушенным лісу, 7000 видів рослин, 80 рідкісних і видів животных.

Річка Ну протікає через національний парк Гаолингшань, який є зразком найкраще збережених лісових екосистем поміркованого пояса. Ця територія включено до Список об'єктів всесвітньої спадщини ЮНЕСКО. Тут у невеликому ділянці у трьох паралельних глибоких ущелинах протікають три великих річки світу. Тибетська Ну в низов’ях перетворюється на річку Сальвиен, що відмежовує Бірму від Таїланду. Річка Дзинша стає китайської Янцзи, а Ланканг — Меконгом.

Плани Китаю з будівництва каскаду гребель у верхній перебігу Меконгу, названого «Трьома ущелинами», за проектною потужністю запланованих тут гідроелектростанцій вже викликали стурбованість у країнах, розташованих нижче по течению.

Однак потреба бурхливо що розвивається економіки Китаю у електроенергії величезна. Країна стикається з регулярними масовими отключеньями електроенергії. Китаю також належить покінчити з проблемою споживання кам’яного вугілля, спалювання викликає сильне локальне забруднення повітря, особливо потужне в багатомільйонних китайських містах. У останні роки країна зіштовхує і з наростаючою критикою на міжнародному. По викидам вуглекислого газу, що утворюється при спалюванні вугілля, Китай посів друге у світі. Власті провінції Юннань відзначають, що це будівництво гідроелектростанції дасть змогу зменшити потреба у вугіллі на 37 млн. тонн на год.

Проте, китайському уряду, схоже, доведеться і дедалі більшу опозицію цим проектом із боку природоохоронних структур, науку й природоохоронної громадськості. Додатковим важливий чинник стане те, що більшість для місцевих жителів — тибетці й Росії представники інших нечисленних місцевих народностей. Чимало їх ми що мовчать на китайській мові. Якщо землі їх традиційного проживання будуть затоплені, їм дуже складно знайти місце у нової жизни.

Повністю зупинити будівництво гідроелектростанції річці навряд чи вдасться. Однак точно можна сподіватися, що, готуючись її проекту, влади будуть змушені приділити значно більше увагу вирішення екологічних і соціальних вопросов.

Розглянемо деякі найгостріші екологічні проблеми, пов’язані з гідроелектростанціями України, які порушують чи можуть торкнутися население.

Водосховища. Останнім часом у засобах масової інформації з’явилося досить багато публікацій, що стосуються стану гідротехнічних споруд на Дніпрі та можливих наслідків їх прорыва.

Так, керівник незалежної міжнародної значної групи вчених по прогнозуванню наслідків катастроф Василь Кредо назвав Київське водосховище найнебезпечнішим об'єктом у Україні, а й у всім земній шаре.

«Саме через Київського моря столицю України справді може очікувати доля Помпеї, а Україну — канула до небуття Атлантиди», — сказав керівник значної групи вчених. Мотивуючи свій прогноз, Василь Кредо повідомив, що з його особовій участі у Раді Європи неодноразово поставало питання про повної ліквідації тридцятикілометровій зони, зокрема й Київське море.

З наукової погляду, Дніпровський каскад — «похилий крутоперепадный об'єкт». Якщо внаслідок навіть дуже сильного землетрусу постраждає Київська ГРЕС, то земляна гребля, аварійність якою становить 93 проц., буде знищено, і столичні райони Оболонь, Троєщина, й у результаті і Україну «сипоне радіоактивне цунамі із води Київського моря».

За даними групи, у разі прориву київської греблі, 27 українських міст, і навіть Запорізька АЕС знищать. Загине від 14-ти до 15 млн. людина. Саме 93 проц. аварійності Київської греблі дає підстави ученим вважати Київське море, скопившее за 14 років тому після Чорнобильської катастрофи майже 450 млн. тонн високорадіоактивних мулистих нашарувань, найнебезпечнішим об'єктом усієї земної кулі, оскільки територія, по якій пройде мул, заборонена реабілітації принаймні тисячу лет.

Проте небезпека походить тільки від Київського водосховища. На Дніпрі час розташовані шість гідроелектростанцій з водоймищами: Київська, Канівська, Кременчуцька, Дніпродзержинська, Каховська ГЕС; Дніпрогес. І всі перебувають у тому чи іншою мірою в незадовільному состоянии.

Екологічний моніторинг об'єктів гидроэнергетики.

Охорона водних ресурсів річок мусить бути чільним ланкою за її енергетичному освоении.

У його основі про використання тих чи інших водотоків зазвичай лежать результати багаторічних спостережень (моніторингу) станом оточуючої середовища у цьому районі. У цьому дуже важливо, щоб отримувана у процесі моніторингу інформація включала всіх параметрів, необхідних розробки конкретної енергетичної системи. Частково таку інформацію містять результати метеорологічних наблюдений.

Екологічний моніторинг об'єктів енергетики необхідно тісно зв’язати з комплексом природоохоронних заходів поки що не стадії проектирования.

Екологічну експертизу об'єктів гідроенергетики залежить від наступному: проведення збирання й вивчення даних наступних гідрометеорологічних характеристик:

1. рівня води в водотоке;

2. припливу до водойми і стоку з него;

3. швидкості ветра;

4. схем загальної циркуляції вод що за різних гідрометеорологічних условиях;

5. схем розподілу областей переважаючого впливу вітрових хвиль і течій не більше басейну водотока;

6. схем розподілу грунтів в водоймі, і навіть інтенсивності і спрямованість литодинамических процессов;

7. ступеня господарської діяльності межах акваторії (траси і інтенсивність судноплавства, роботи, пов’язані зі зміною рельєфу дні й т.д.);

8. схем розподілу рекреаційних зон (заповідників, санітарних зон).

Оцінка екологічного стану середовища дається за інтенсивністю антропогенного освоєння території і що ступеня її порушення за даними натурних спостережень (стан грунтового покрову і рослинних асоціацій, зміна хімічного складу грунтів, донних відкладень та води під впливом антропогенних нагрузок).

Безсумнівно, від якості води в водотоке (хімічний склад, концентрація зважених частинок тощо.) залежить надійна робота основних об'єктів та вузлів гідроелектростанції. Замулення бетонних конструкцій, скупчення мікроорганізмів на частинах енергоустановки безпосередньо які перебувають під водою, корозія металевих конструкцій — ось неповний перелік неминучих процесів, які виникають за експлуатації складових частин гідроелектростанції, — і всі без впливу антропогенного чинника. Тому, хімічний аналіз складу забруднення малих водотоків повинен містити, по крайнього заходу, такі компоненты:

— зміст біогенних елементів, хлоридів, важких металів, нафтопродуктів на воді водотоку і водохранилища;

— бактеріологічна забруднення (вплив тваринницьких ферм, змив з сільськогосподарських угідь органічних добрив і т.д.);

— концентрація нітратів, мінерального фосфору й азоту, зміст головних іонів в воде;

— кольоровість води, реакція середовища рН, кислотність, кисневий режим, загальна мінералізація та інші гидрохимические параметры.

Весь комплекс проведених перелічених вище заходів має виявити і розробити план природоохоронних заходів, вибір яких за екологічному облаштування (реконструкції) окремих ділянок басейну малого водотоку має здійснюватися з урахуванням наявну інформацію про гідрологічному, гидрохимическом, гидробиологическом режимах, і навіть господарської діяльності межах акваторії і прилеглих участках.

Наведена нижче характеристика екосистеми гідроелектростанції також допомагає скоординувати природоохоронні заходи. Отже, характеристика екосистеми полягає у следующем:

1. інтенсивність водообміну й його просторово-тимчасова изменчивость;

2. гидрологическая структура водного об'єкту і її сезонні изменения;

3. результати гідрологічних спостережень і обгрунтованість розрахунків, які розкривають природний механізм термодинамической регуляції теплового стану экосистемы;

4. значення оцінок характерних рівнів, визначальних корисний і противопаводковый обсяг водохранилищ;

5. режим зміни запасу води не більше корисного обсягу відповідність до типом водного баланса;

6. гидрометрические і ландшафтні умови формування стоку на водозборі водосховища в сезони різної водности;

7. морфологічні особливості ложа водохранилищ;

8. гидроэкологическое зондування мелководий;

9. проблема формування довгих хвиль на водохранилищах;

10. результати взаємодії вітрових хвиль з берегами ложа водоемов;

11. проблема «цвітіння «водохранилищ;

12. кормові ресурси іхтіофауни і біопродуктивність прибережних зон;

13. трансформація хімічного складу води в водоемах;

14. біологічних процесів самоочищення поверхневих вод.

Розробка проектів екологічного оздоровлення та благоустрою територій і водойм споруд гідроелектростанції їх необхідно виконувати на основі: комплексного натурного обстеження, оцінки природного потенціалу, оцінки рівня забруднення і деградацію об'єктів і т.д.

Отже, правильна й своєчасна експертиза об'єктів малої гідроенергетики дозволяє визначити сферу діяльності, що охоплює заходи щодо охороні малих водотоков.

Заходи з охороні водотоків за її енергетичному освоении.

Далі дамо короткий огляд дій при енергетичному освоєнні водотоків. Проектування гідроелектростанції має вестися з урахуванням попередньо розроблених схем комплексного використання водних ресурсів річкового басейну, які включають природоохоронні заходи й схеми енергетичного використання водотоку. Всі питання розміщення господарських галузевих об'єктів та обсягів їх водоспоживання повинні прагнути бути взаємопов'язані і согласованны. За відсутності таких схем по якомусь водотоку неприпустимі проектування й будівництво приватних об'єктів, використання водних ресурсів немає і освоєння водозбору його бассейна.

Надзвичайно гостра питання схоронності заплав і заплавних земель, є, з одного боку, вихідної базою природного і охорони культурної кормовиробництва, з другого — природним біохімічним бар'єром річки, так званим, фильтром-очистителем. Тому, за проектуванні гідровузлів і водоймищ (виборі позначки НПУ, дзеркала водоймища і встановленні площі затоплення) чимале значення надається збереженню заплавних земель, ділянок та старопахотных угідь. Рішення всіх цих питань досягається техніко-економічним обгрунтуванням (ТЕО) вибору створу ГЕС, захистом заплавних земель шляхом обвалования і з допомогою спеціальних випусків ГЕС і гидроузлов.

Водотоки можуть бути при раціональному і екологічно обгрунтованому освоєнні їх водо-зборів, особливо з урахуванням розвитку нової інфраструктури з урахуванням створюваних гідровузлів. На стадії проектування виробничих, сільськогосподарських, комунально-побутовим підприємствам і об'єктів на водозборах водоймищ, що прилягають до ним ділянках і притоках необхідно провести модельні имитационно-оптимизационные розрахунки для встановлення припустимого вкладу цих об'єктів забруднення водотоку і обгрунтування їх, основних екологічно прийнятних параметров.

Наприкінці, з урахуванням вищевикладеної інформації під час створення энергоузлов для гідроелектростанції вирішити такі екологічні вопросы:

1. зібрати і проаналізувати екологічну інформацію, зокрема екстремальну з урахуванням екологічної надійності, безпеки і риска;

2. провести комплексну кількісну оцінку екологічним наслідків; виділення з них пріоритетні (найважливіші), і навіть первинні (наприклад, затоплення земель), що визначають ряд наслідків другого уровня;

3. розробити ліквідаційні (природоохоронні) заходи як у природного комплексу загалом, і по отельными екологічним об'єктах на стадії ТЕО і за прийнятті загальних інженерних рішень (вибір створу, компонування гідровузла, позначка НПУ тощо.). При фіксованих загальних рішеннях на стадії технічної проекту вибір природоохоронних заходів приватного характеру може вироблятися основі локальної їх оптимизации;

4. особливо звернути увагу виконання у будівничій практиці всіх намічених у проектної документації природоохоронних мероприятий;

5. постійний облік і нормування споживання і витрати водних ресурсів у межах водосбора.

Чітке виконання природоохоронних заходів, безсумнівно, буде просувати розвиток гідроенергетики, що вимагає відповідної перебудови проектування, насамперед перегляд схем використання річок, вибір підпірних оцінок гідровузлів, і, найважливіше, визначення встановленої потужності гидроэлектростанции.