Влияние ГЭС на биосферу

Гидроэлектростанции.
Влияние ГЭС на биосферу.
Гидроэлектростанция (ГЭС) осуществляет выработку
электроэнергии за счет преобразования энергии падающего
водного потока в электрическую. Поток воды на горной реке
обладает кинетической энергией, зависящей от массы и скорости
потока. На равнинных реках масса воды значительно больше, чем
на горных, но скорость движения потока незначительна. Поэтому
энергию воды накапливают специально при помощи
искусственных сооружений.
У любой реки есть исток - ее начало, и устье – ее конец. Вода
течет от истока к устью на равнинных реках естественным образом
достаточно неторопливо. Чтобы сконцентрировать энергию потока
на такой реке, ее перегораживают плотиной и создают
водохранилище. В результате этого уровень воды в
водохранилище, по сравнению с уровнем воды в реке ниже
плотины, повышается.
Разность уровней верхней и нижней водной поверхности
создает напор воды за счет чего разности потенциальных энергий
на верхнем и нижнем уровне. Поток воды пропускается через
специальные отверстия в нижний уровень таким образом, что она
попадает на лопасти рабочего колеса турбины. Потенциальная
энергия воды при падении превращается в кинетическую и
перемещает лопасти. От турбины вращательное движение
передается посредством вала на ротор генератора. В генераторе
происходит преобразование механической энергии в
электрическую.
На первый взгляд, гидроэлектростанции представляются
экологически безвредными: нет химического и теплового
загрязнения атмосферы, нет шлаковых отвалов. Тем не менее,
инженерное решение вопроса получения электроэнергии от
энергии падающей воды имеет серьезные экологические
последствия. Ведь для создания разности поверхностных уровней
воды реку надо перегородить плотиной, накопить запас воды для
того, чтобы ее верхний уровень поднялся как можно выше.
Возникают первичные экологические проблемы: разлив речной
воды на значительных площадях, затопление плодородных
пойменных участков земли. Это в свою очередь порождает массу
вторичных экологических проблем, влияющих на изменение
абиотических условий среды. Происходит повышение влажности,
вследствие увеличения поверхностей испарения, подтопление и
заболачивание, а нередко и засоление земель.
Заболачивание и подтопление земель может распостранятся на
десятки и сотни квадратных километров. В ряде случаев почвенные
воды выходят на поверхность, полностью изменяя ландшафт и
приводя в негодность сельскохозяйственные угодья на огромных
прилегающих площадях. В европейской части бывшего Союза при
сооружении ГЭС было потеряно под водой 18%
сельскохозяйственных угодий.
Изменяется также и вода – она утрачивает свое качество, так
как, накопившиеся за тысячелетия органические вещества, с
плодородных, ушедших под воду участков земли, попадают в реку.
В результате этого, а также уменьшения скорости течения реки,
вода «зацветает»: происходит массовое развитие фитопланктона –
микроскопических водрослей. Это в свою очередь снижает
содержание кислорода в воде.
В целом изменение естественного режима реки влечет за собой
ухудшение качества водной среды, которая является средой
обитания множества живых организмов. Все это приводит к гибели
водных организмов. А изменение ландшафтных условий
прилегающей суши влечет за собой уменьшение видового состава
населяющих ее живых организмов и даже исчезновение некоторых
видов.
Однако и это не все. Плотина перегораживает реку, и тем
самым, создает неблагоприятные условия для нереста проходных
рыб. Рыбы идут нереститься в те места, где они испокон веков
производили потомство, туда, где существовали для этого
благоприятные условия. На пути появляется преграда – плотина и
лопасти турбины. Из- за гидротехнических сооружений на нижней
Волге страна теряет ценные виды промысловых рыб: осетровых,
сельдь- черноспинку, белорыбицу и других. Государство
вынуждено вкладывать огромные средства в развитие научной и
производственной отраслей, которые занимаются искусственным
разведением этих видов.
Создание водохранилищ порождает еще одну проблему,
имеющую далеко идущие последствия. С возведением каскада
плотин на одной и той же реке сток воды в ней становится
полностью регулируемым. Весной, с таянием снегов в верховьях
рек, накапливаются большие объемы воды в водохранилищах. Эту
воду энергетики спускают по определенному графику,
подчиненному, главным образом, ведомственным интересам.
Так, зарегулирование волжского стока в результате
гидростроительства приводит к следующим искусственным
ситуациям: 1) сокращение объема стока в период весеннего
половодья; 2) увеличение стока в зимний период.
При малом объеме водного стока в весеннюю пору создаются
неблагоприятные условия для нереста рыб и роста рыбной молоди.
При зарегулировании стока в маловодные годы ситуация
усугубляется. Когда количество осадков, влияющих на объем стока
Волги, незначительно, перед гидроэнергетиками встает задача накопить необходимое количество воды для нормальной работы
электростанции в течение всего года. С этой целью водохранилища
заполняются водой, а в реку поступает незначительное количество.
Кроме того, график ее поступления зачастую не совпадает с
природным. Уменьшение объема речного стока приводит к
увеличению концентрации химических загрязнений в ней, что
создает неблагоприятные условия для многих организмов –
гидробионтов.
Увеличение стока Волги в зимний период в низовьях Волги
вследствие работы ГЭС – обычное явление. В то время, когда реки
скованы льдом, а леса укрыты снегом, поступление больших
объемов воды не сулит ничего хорошего. Деревья и кустарники
вымокают и погибают. Лед с повышением уровня воды ломает
ветви деревьев, повреждает стволы, выдергивает с корнем молодую
поросль. Течением вымывается со дна реки из прибрежных зон
накопленная за лето органика. Из затопленной зимним половодьем
почвы вымываются биогенные вещества, накопленные за летний
период, и, необходимые для развития полноценных биоценозов в
весеннее- летний период. Это приводит к уменьшению
продуктивности водоемов в их низовьях и уменьшению
численности рыб. Зимние половодья также влияют на уменьшение
численности животных, пережидающих зимний период в норах (
бобры, мышевидные грызуны), хатках ( ондатра ) или кормящихся
по берегам рек ( кабан ). Все это разрушает структуру естественных
биоценозов и влияет на продуктивность рек и заливных лугов.
Ситуация исскуственного уменьшения водного стока в зимний
период не типична для Волги. Однако она возникала осенью –
зимой 1995 года. В это время в водоемах Волго- Ахтубинской
поймы был как никогда низкий уровень воды. Малый сток воды в
тот период не является естественным. По данным гидрологов и
метеорологов количество осадков, влияющих на объем стока
Волги, в этом году было вполне достаточным. Причиной низкого
уровня воды в Волге зимой 1995/96 года является неверно
составленный энергетиками график стока. Последствия этого
пагубны для многих видов водных организмов. В водоемах, где
вода зимой промерзла до дна, гибнет все живое. В тех ямах, где
рыба собралась на зимовку, наблюдались заморы – резкое
снижение количества растворенного в воде кислорода и гибель
рыбы.
Таким образом, электроэнергия, получаемая на
гидроэлектростанциях, оплачена высокой ценой – ценой жизни
миллионов живых организмов, а для людей – потерей
продуктивности водоемов, пойменных лугов и изменением условий
окружающей среды. Все это наносит экономический ущерб
хозяйству страны и влечет за собой финансовые потери.