168786 (582692), страница 3
Текст из файла (страница 3)
7. Регулювання стоку і зрізування паводку супроводжуються зневодненням рік нижче греблі, зниженням рівня ґрунтових вод і опустелюванням заплавних земель; поблизу дериваційних споруд спостерігається підтоплення і заболочування територій, прилеглих до деривації.
8. Виникає порушення стійкості схилів - поява зсувів, абразія берегів; іноді ці явища набувають характеру катастроф, як наприклад катастрофа в Італії 1963 p., коли в водосховище Вайонт звалився скельний масив об'ємом 240 млн. м3, в результаті чого загинуло 3 тисячі людей, завдано великих матеріальних збитків.
9. Спостерігається "наведена" сейсмічність. З цим явищем вперше зіткнулися лише у 60-х роках після землетрусів в Індії (1967 р.) і Греції (1968 р.). У 1976 році нараховувалось 20 випадків чітко встановленого зв'язку між підвищенням сейсмічної активності і початковим наповненням водосховищ.
10. Будь-яке гідротехнічне будівництво пов'язане, як правило, з вирубкою лісів, знищенням рослинного покрову, скиданням неочищених стічних вод, залишків горючих і мастильних матеріалів; при застосуванні гідромеханізації збільшується помутніння водойм, створюється шум та інші перешкоди.
Великі труднощі при гідротехнічному будівництві викликають питання збереження рибних запасів. При будівництві греблі виникають проблеми пропуску риби у верхній б'єф і скату риби та її молоді в пониззя річок, необхідність створення штучних нерестилищ замість затоплених водосховищем, рибозагороджувальних споруд та ін.
Гідротехнічне будівництво на річках без створення спеціальних споруд привело до різкого скорочення, а в деяких місцях до повної втрати багатьох популяцій прохідних і напівпрохідних риб (наприклад, лососевих, сельдєвих та ін.) як у нашій країні, так і за кордоном, оскільки спуск молоді через турбіни без рибопропускних споруд неможливий або веде до значного травматизму і загибелі риби.
Треба вказати на ще один негативний наслідок створення водосховищ. За останні 50 років люди штучно заповнили водойми приблизно 10 трильйонами тонн води. Наприклад, гребля Братської ГЕС утворює найбільше у світі водосховище, яке вміщує 169 млрд. кубометрів води. Це більше трьох річних стоків Дніпра. Гребля Токтогульської ГЕС на р. Нарин ще вища - 230 м, Ну-рекський гідровузол на р. Вахш має греблю висотою в стоповерховий хмарочос. Потужна гребля Красноярської гідроелектростанції перегородила велику річку Єнісей і створила водосховище об'ємом 100 млрд. кубометрів води.
У результаті переміщення води з океанів на континенти маса Землі навколо екватора зменшилася, а в Північній півкулі, де найбільше водосховищ, збільшилася. Таке зміщення маси, як думають учені, прискорило обертання Землі, оскільки вода опинилася ближче до осі обертання. Більш швидке обертання скорочує день. Через ефект водосховищ день за останні 50 років скоротився приблизно на 8 мільйонних часток секунди.
Оскільки штучні водосховища розташовані на земній кулі несиметрично, запаси води в них "зсунули" і земну вісь приблизно на 60 см від Північного полюсу вбік західної частини Канади. Таким чином, створення штучних водойм тягне за собою достатньо великі за масштабами (глобальні) наслідки, і ще не всі з них ми маємо змогу оцінити.
Як бачимо, гідроенергетика на сучасному етапі не відповідає тим екологічним вимогам, що висуваються до неї, тому її подальший розвиток і вдосконалення мають бути пов'язані з виробленням нової концепції або, у крайньому разі, із суттєвим переглядом існуючих принципів використання енергії води.
При цьому найбільш суттєвим у подальшому розвитку гідроенергетики має стати усвідомлення того факту, що гідроресурси є відновлюваними, а точніше - безперервно відновлюваними.
До того ж, треба створити чи виробити систему заходів, спрямованих на якнайповніше відвернення негативних впливів ГЕС на навколишнє середовище. Заходи повинні бути спрямовані на мінімізацію, локалізацію та усунення негативних наслідків.
Для прогнозу і контролю забруднення водосховищ необхідний облік і аналіз як природного біогенного, так і антропогенного навантаження.
Знизити гостроту екологічних проблем у гідроенергетиці можна при будівництві енергонакопичуючих ГЕС (ЕНГЕС), гідроакумулюючих електростанцій (ГаЕС).
Особливим напрямком гідроенергобудівництва стає створення малих ГЕС одиничної потужності до 30 кВт на невеликих водотоках. Спорудження таких ГЕС дозволить економити паливо і отримувати електроенергію без завдання такої значної шкоди навколишньому середовищу, як при будівництві великих ГЕС. Раніше невеликі, так звані районні, міжколгоспні гідроелектростанції місцевого значення на невеликих річках були чи не основним джерелом енергозабезпечення сіл України. Та їх закрили після створення потужних загальносоюзних енергосистем.
Карпати та прилеглі до них передгірські райони настільки багаті на гідроресурси, що при розумному їх використанні могли б цілком забезпечити електроенергією не лише себе, а й інші регіони. МініГЕС можна будувати і в Криму.
2.2 Припливні електростанції (ПЕС)
Енергія припливів і відпливів належить до одного з видів гравітаційної енергії, яку людство ще майже не використовує. її запаси на всій планеті обчислюються в 11003 млн. кВт.
Двічі за кожні 24 години 50 хвилин всю нашу планету зі сходу на захід оббігає хвиля, її рух пов'язаний з часом проходження Місяця через меридіан. Це і є припливи та відливи, які виникають у результаті сил тяжіння Місяця і Сонця. В умовах великої поверхні океану висота місячного припливу не може перевищувати 0,55 м, а сонячного - 0,24 см. У вузьких протоках і бухтах рівень припливу підвищується, наприклад, у затоці Фанді (Канада) спостерігається рекордна висота припливних хвиль - 18,5 м.
Енергія припливів величезна, вона майже в 105 разів перевищує енергію, яка виробляється всіма гідроелектростанціями планети.
Припливні станції працюють за таким принципом: у вусті річки або затоки будується гребля, у корпусі якої установлюються гідроагрегати. За греблею створюють припливний басейн, який наповнюється припливною течією, що проходить через турбіни. При відпливі потік води виходить з басейну в море і крутить турбіни у зворотному напрямку.
Економічно доцільно будувати ПЕС у районах з припливним коливанням рівня моря не менше 4 м. Проектна потужність ПЕС залежить від характеру припливу в районі спорудження станції, від об'єму і площі припливного басейну, від кількості турбін, установлених у тілі греблі.
З 1967 р. в гирлі річки Ране у Франції на припливах висотою до 13 м працює ПЕС потужністю 240 тис. кВт/год з річною віддачею 540 тис. КВт/год. На цій ПЕС встановлено 24 гідроагрегати. За оцінками спеціалістів будівництво даної електростанції економічно виправдане. Річні витрати експлуатації нижчі, ніж на ГЕС, і складають 4% капіталовкладень.
Перша Кислогубська ПЕС у колишньому СРСР була побудована в 1968 р. на березі Кольської затоки. У 1970 р. станція була побудована поблизу норвезького міста Бергена. Вона має потужність 350 кВт і забезпечує енергією невелике селище. Є проекти будівництва ПЕС на Білому та Охотському морях.
Незважаючи на великі запаси енергії припливів, крім величезної вартості спорудження припливної станції, у цієї енергії є й інші негативні сторони. Якщо така станція далеко від найближчого великого центру використання енергії, потрібні довгі й дорогі лінії електропередач. Крім того, вироблення припливної енергії непостійне: при звичайній експлуатації припливної енергії електрика виробляється лише на початку відпливу, тобто, коли рівень води, забраної в басейн, достатньої мірою перевищує її рівень у морі, зі зниженням рівня води в басейні вироблення електроенергії зменшується і біля нижньої точки відпливу падає до нуля, оскільки різниця рівнів зникає. Таким чином, вироблення енергії піднімається і падає двічі за добу відповідно до припливних циклів. А таке циклічне вироблення енергії не відповідає добовим циклам потреб у ній і повинно компенсуватися іншими джерелами.
Крім того, будівництво припливних станцій в затоках може привести до затоплення солоною водою великих площ берегових областей. Можуть бути змінені цикли міграції риб.
2.3 Солоність води як джерело енергії
Солона вода океанів і морів має в собі величезні неосвоєні запаси енергії, яка може бути ефективно перетворена в інші форми енергії в районах з великими градієнтами солоності, такими є гирла найбільших річок - Амазонки, Конго, Парани та ін. Осмотичний тиск, який виникає при змішуванні річкових вод із солоними, пропорційний різниці в концентраціях солей у цих водах. У середньому цей тиск складає 24 атм., а при впаданні річки Йордан у Мертве море - 500 атм.. Як джерело осмотичної енергії планується також використовувати соляні куполи, що знаходяться в товщі океанського дна. Розрахунки показали, що при використанні енергії, отриманої при розчиненні солі середнього за запасами нафти соляного купола, можна отримати не менше енергії, ніж при використанні нафти, яка в ньому міститься.
Роботи з перетворення "солоної" енергії в електричну знаходяться на стадії проектів і дослідних установок.
2.4 Використання термальної енергії океану
Температура води океану в різних місцях дуже різна. Між тропіком Раку і тропіком Козерога поверхня води нагрівається до 82 градусів за Фаренгейтом (27°С). На глибині 2000 футів (600 метрів) температура падає до 35, 36, 37 або 38 градусів за Фаренгейтом (2, 3, 4, 5°С).
За оцінками в поверхневих водах є запаси енергії, що в 10000 разів перевищують загальносвітову потребу в ній.
Використовуючи різницю температур в океані, можна отримувати електроенергії вдвічі більше, ніж становить загальносвітове її споживання на сьогоднішній день.
Все обладнання такої електростанції разом з генератором знаходиться на плаваючій платформі, а електроенергія передається на землю за допомогою підводного кабелю. Недоліком такої електростанції є корозія, якої швидко зазнають металеві деталі в морській воді, металів, обростання елементів теплообмінників морськими організмами та малий коефіцієнт корисної дії - 2-3%. Перевагами марітермічної електростанції є стабільність режиму роботи (90-95%), оскільки температура морської води в районі екватора постійна впродовж року, і відсутність негативного впливу на навколишнє середовище. Перша у світі промислова електростанція такого типу була збудована в Абіджані (Берег Слонової Кості) і мала потужність 8 тис. кВт. Коефіцієнт корисної дії перетворення гідротермальної енергії ще зовсім мізерний - не перевищує 1-2% . Можливо, скоро будуть знайдені способи його підвищення. Марітермічні електростанції працюють в Індонезії, на острові Балі (5 МВт), в Японії (10 МВт), на Гаїті (5 МВт) і на Гавайях (40 МВт). Значні перспективи відкриває використання гідротермальної енергії в освоєнні полярних районів, де різниця температур повітря і води особливо велика.
2.5 Вода як джерело водню — перспективного палива
Молекула води складається з двох атомів водню і одного атому кисню. Вилучений з води водень можна використовувати як паливо для отримання електроенергії. Отриманий водень досить зручно зберігати: у вигляді стиснено газу в танкерах або в скрапленому вигляді в кріогенних контейнерах при температурі - 203°С. Його можна зберігати й у твердому вигляді після сполучення з залізо-титановим сплавом або з магнієм для утворення металевих гідридів. Після цього їх можна легко транспортувати і використовувати в міру необхідності.
Один із найбільш перспективних методів вилучення водню з води - електроліз води. Одержаний таким чином водень використовувався під час космічних польотів за програмою "Аполлон".
2.6 Використання гідродинамічної енергії
Енергія прибоїв, течій, хвиль ще фактично не використовується. Тільки енергія прибоїв обчислюється десятками мільйонів кіловат-годин на рік з 1 км берегової ділянки. Сучасний рівень техніки дозволяє вилучати енергію течій при швидкості потоку більше 1 м/с. При цьому потужність від 1 м2 поперечного перерізу потоку складає близько 1 кВт.
Багатообіцяючими є гігантські турбіни на таких інтенсивних і стабільних океанських течіях, як Гольфстрім і Куросіо, які несуть відповідно 83 і 55 млн. м3/с води зі швидкістю до 2 м/с, і Флоридської течії (30 млн. м3/с, швидкість до 1,8 м/с). Перспективним є використання течій Гібралтару і Ла-Маншу.
Створення енергетичних станцій, заснованих на використанні енергії морських течій, пов'язане поки що з технічними труднощами, перш за все, зі створенням енергетичних установок великих розмірів, які становитимуть загрозу судноплавству.
Зараз діють лише маленькі енергетичні установки, які використовують енергію хвиль для забезпечення електроенергією маяків, бакенів та інших невеликих об'єктів. В Індії від енергії хвиль працює плавучий маяк порту Мадрас. У Норвегії з 1985 року діє перша у світі промислова хвильова станція потужністю 850 кВт.
Створення хвильових електростанцій визначається оптимальним вибором акваторії океану зі стійким запасом хвильової енергії, ефективністю конструкції станції, в яку вбудовані пристрої згладжування нерівномірності режиму хвилювання. Досвід експлуатації хвильових електростанцій показав, що вироблювана ними електроенергія поки що в 2-3 рази дорожча за традиційну, але в майбутньому очікується значне зниження її вартості.
3. Екологічні проблеми використання атомної енергії
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
