3. Гэс и окружающая среда.
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. 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. Всего в настоящее время в мире затоплено более 350 тыс. км². 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. Перед затоплением земель не всегда проводится лесоочистка, поэтому оставшийся лес медленно разлагается, образуя фенолы, тем самым, загрязняя водохранилище. 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 негативные последствия – переувлажнение корней растений и их отмирание. С изменением водно-воздушного режима почвы может произойти заболачивание и оглиение почв, что ухудшает качество почвы и снижает её продуктивность. В засушливых районах подтопление улучшает условия произрастания растений при соответствующих глубинах почвенных вод. В неблагоприятных условиях может происходить засоление почвы.
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, коммунально-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 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.
В первые годы после заполнения водохранилища в нем появляется много
разложившейся растительности, а «новый» грунт может резко снизить уровень кислорода в воде. Гниение органических веществ может привести к выделению огромного количества парниковых газов — метана и двуокиси углерода.
Водохранилища часто «созревают» десятилетиями или дольше, а в тропиках этот процесс длится столетиями — пока разложится большая часть всей органики.
Очистка затопляемой зоны от растительности смягчила бы проблему, но поскольку она трудна и дорога, очистку проводят лишь частично.
Самый известный пример масштабного затопления леса — плотина Брокопондо в Суринаме (Ю. Америка), затопившая 1500 кв. км тропического леса — 1% территории страны. Разложение органического вещества в этом мелководном бассейне лишило его воду кислорода и вызвало мощное выделение сероводорода, зловонного газа, способствующего коррозии. Работники дамбы еще 2 года спустя после заполнения водохранилища в 1964 году носили маски. А стоимость ущерба, нанесенного турбин закисленной водой, составила более 7 процентов общей стоимости проекта.
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.
Также на окружающую среду влияют гидротехнические сооружения. Возведение плотин 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 плотины, 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.
Гидротехническое строительство на реках приводит к коренному изменению гидробиологического режима, что может привести к нарушению нормальных условий жизни тех пород рыбы, которые существовали в естественных условиях. Особенно неблагоприятные условия создаются для жизни проходных пород рыб, которые в естественных условиях ежегодно направляются для нереста из морей в верховья рек, чему препятствуют плотины гидроузлов.
Нарушает естественный процесс нереста изменившийся режим расходов и уровней воды в реке: при уменьшенных расходах в половодье перестают затапливаться в нижнем бьефе природные нерестилища. Большой вред рыбе, особенно в период нереста, наносят колебания уровней при суточном регулировании. Неблагоприятны также изменения температурного режима, неизбежные при создании водохранилищ. Одновременно создаются благоприятные условия для жизни пород рыб, приспособленных к озерным условиям.
Мероприятия, проводимые в водохозяйственном комплексе для увеличения продуктивности рыбного хозяйства, делятся на две группы: компенсация ущерба, наносимого рыбному стаду, сформировавшемуся в естественных условиях, и разведение новых пород рыб.
Гидроузлы на реках, в которых обитают проходные рыбы, снабжаются рыбоходами, позволяющими рыбе преодолевать створы плотин. Применяются плавучие рыбонакопители — контейнеры для доставки рыбы из нижнего бьефа в верхний, перед плотинами сооружаются искусственные нерестилища. Режим расходов приспосабливают к нуждам рыбного хозяйства.
7. Для ГЭС характерно изменение гидрологического режима рек – происходит изменение и перераспределение стока, изменение уровневого режима, изменение режимов течений, волнового, термического и ледового. Скорости течения воды могут уменьшаться в десятки раз, а в отдельных зонах водохранилища могут возникать полностью застойные участки. Специфичны изменения термического режима водных масс водохранилища, который отличается как от речного, так и от озёрного. Изменение ледового режима выражается в сдвиге сроков ледостава, увеличении толщины ледяного покрова водохранилища на 15-20%, в то время как у водосливов образуются полыньи. Изменяется тепловой режим в нижнем бьефе: осенью поступает более тёплая вода, нагретая в водохранилище за лето, а весной – холоднее на 2-4ºC в результате охлаждения в зимние месяцы. Эти отклонения от естественных условий распространяются на сотни километров от плотины электростанции.
В результате аккумулирования части стока в водохранилищах ниже по течению снижается интенсивность половодий и количество затопляемых земель. У этого процесса есть и плюсы, и минусы. С одной стороны, прекращение затоплений позволяет шире вовлекать пойменные земли в оборот, в частности в пашню, и предотвращает катастрофические наводнения. С другой — в пойменных биоценозах происходят значительные изменения. Наиболее серьезно такая проблема стоит для пойменных земель, расположенных в засушливых зонах: прекращение разливов приводит к смене богатого пойменного биоценоза на биоценоз сухой степи или полупустыни. Такие процессы наблюдаются на Нижней Волге. Для пойм рек, находящихся в лесной зоне и севернее, в зонах природного избыточного увлажнения, где расположено большинство строящихся и проектируемых ГЭС с крупными водохранилищами, эта проблема не столь актуальна.
Создание на реках водохранилищ, особенно каскадов, превращающих реку в «цепочку» водохранилищ, как правило, благоприятно для развития водного транспорта, так как при этом увеличиваются судоходные глубины, появляется возможность использования крупнотоннажных судов, спрямляются судовые ходы, ранее несудоходные реки становятся судоходными. В нижнем бьефе гидроузлов судоходные условия улучшаются за счет попусков воды из водохранилищ. Необходимым условием судоходства является сооружение в составе комплексных гидроузлов судоходных шлюзов или судоподъемников.
Источник
Гидроэнергетика – возобновляемый источник, но он наносит серьезный вред природе
Гидроэнергетика, по сути, является крупнейшим возобновляемым источником энергии в мире. Она почти равна по мощности всем солнечным и ветровым электростанциям вместе взятым. Однако у нее есть и “темная сторона”.
По состоянию на 2019 год общая мощность возобновляемых источников энергии в мире составляла 2 351 ГВт, из которых около половины (или 1172 ГВт) составляли гидроэнергетические мощности. Однако последние довольно негативно влияют на окружающую среду.
Исследователь Джефф Опперман недавно рассказал изданию Forbes, что две трети крупных рек мира перекрыты плотинами ГЭС. Приблизительно 70% водно-болотных угодий планеты понесли из-за этого серьезный ущерб.
В частности, количество видов, обитающих в этих пресноводных экосистемах, сократилось на ошеломляющие 83% в период с 1970 по 2014 год. Данная статистика приводится в последнем докладе Всемирного фонда дикой природы.
Это крупнейшие потери биоразнообразия на планете, хотя, как отмечает Опперман, внимание средств массовой информации больше привлекают тропические леса и кораллы. Утрата такого количества видов сама по себе является трагедией, но кроме того, она негативно влияет на человечество. Исчезновение многих видов пресноводных рыб, например, означает потерю средств к существованию для сообществ, полагающихся на рыбный промысел.
ГЭС наносят вред природе тремя способами
Негативное влияние гидроэнергетики на окружающую среду имеет три аспекта. Первый – затопление пахотных земель или лесов. Второй – блокирование потока осадков и питательных веществ, которые необходимы для пресноводных экосистем.
И третий – блокирование путей миграции рыбы, сокращение и исчезновение таких популяций. Правда, в случае, если развитие гидроэнергетики правильно планировать, ее вредное влияние на окружающую среду может быть смягчено.
В принципе, в Европе и Северной Америке данная проблема стоит менее остро. Ведь многие плотины там построены еще в 1950-х годах, и срок их службы подходит к концу. В конечном итоге, они будут демонтированы, и экосистема рано или поздно придет в норму.
Однако в Азии строительство новых крупных ГЭС продолжается. Это означает вырубку лесов, затопление земель, а также изменение структуры рек. Если азиатские страны учтут ошибки европейских и американских строителей гидроэлектростанций, то, возможно, новые ГЭС не будут наносить серьезного ущерба окружающей среде.
Источник