Плотина - это сооружение, используемое с древности до наших дней

Недостатки

Несмотря на экономическую выгоду при эксплуатации ГЭС, затраты на ее строительство часто бывают намного выше. В сравнении с ТЭС, которые обходятся в сумму от 600-700 долларов на 1 кВт, на установку аналогичной мощности на ГЭС уходит от 1000 долларов и выше.

К тому же строительство дамбы это очень сложный процесс, так как ей придется в одиночку выдержать огромный напор. Поэтому зачастую на ее строительство уходит не один год.

Это также зачастую зависит от природных условий, в которых возводится конструкция,особенностей почвы, земной коры, сейсмичности, качества воды.

Стоит отметить, что самую большую опасность несут в себе именно крупные гидростанции. Но такие плотины не только опасны огромными объемами воды. Для их использования часто приходится затапливать большое количество плодородных земель. Так как чаще всего плотины возводятся в горной местности, ущельях, каньонах, они несут угрозу местной флоре и фауне. В таких далеких от цивилизации землях зачастую обитает множество диких животных, птиц, рыб и насекомых, миграция или вымирание которых может нанести непоправимый вред местной и глобальной экосистеме.

В некоторых случаях при постройке плотин, неизбежно переселение людей. Так, например, строительство плотины в Калифорнии вынудило десять тысяч человек покинуть свои дома. И это также может стать экономической угрозой для данного региона, так как многие жители живущие у речных массивов зарабатывают на жизнь рыболовством. По данным BBC, потери могут составлять в сумме до 2 миллиардов долларов.

При нарушениях в эксплуатации ГЭС могут произойти серьезные изменения в направлении русел рек или полное их высыхание. Если в турбины попадает рыба или древесина, это также может привести к вымиранию водных организмов. Ведь древесина играет немаловажную роль для биологической среды водных экосистем, как уже отмечалось ранее.

По данным некоторых исследователей испарения воды в большом количестве могут оказывать воздействие на изменение климата и стать причиной глобального потепления и таяния ледников.

Еще одной частой проблемой для данной отрасли считается заиление стоков. Ил может собираться в трубах водостока и ухудшить их пропускную способность. В обычные дни такая проблема никак не скажется на работе станции, однако при выпадении больших объемов осадков это может привести к серьезным проблемам. Так, например, в 1975 году это стало одной из причин разрушения дамбы Баньцяо в Китае. Тогда в водостоки забилось большое количество ила, а тайфун с рекордным количеством осадков принес с собой тысячи кубометров воды. Дамба просто не справилась с нагрузкой и рухнула.

Заиление это также следствие снижения способности рек к самоочищению за счет частого простоя. Это может вызвать рост появления ядовитых водорослей и последующее загрязнение воды, от состояния которой напрямую зависит жизнь ее обитателей. При ухудшении ее качества велика вероятность гибели рыб от различных заболеваний.

И хотя ГЭС практически не выделяют вредных выбросов в атмосферу, для тропических стран существует ряд исключений. Из-за особенностей климата, такие ГЭС могут стать причиной образования парниковых газов. Причиной этому стало анаэробное разложение растительности с затопленных земель и неправильная подготовка заготовительных работ. Здесь выбросы метана превышают показатели угольных станций, хотя в северных регионах обычно такие выбросы составляют от 2% до 8%.

Перспективы и потенциал гидроэнергетики

Развитие гидроэнергетики набирает обороты во всем мире. Однако гидроэра в развитых странах давно настала, а почти весь потенциал гидроресурсов исчерпан.

В странах Западной Европы используется 70% гидроресурсов, в Японии – около 90%. Наиболее развитые страны либо строят ГАЭС и мелкие ГЭС, либо вкладываются в модернизацию уже работающих станций. Исключением является Канада, так как в ней гидроресурс практически не освоен.

Активнее всего сферу гидроэнергетики развивает Китай, где располагается практически 50% всех малых гидростанций в мире.

Россия также старается развить водную энергетику. На данный момент 10% от получаемого электричества производят с помощью гидроресурсов. Однако гидропотенциал России огромен и не освоен.

Как вам статья?

Мне нравится1Не нравится

ГЭС ее понятие и виды гидроэлектростанций

Гидроэлектростанция (ГЭС) — это станция для выроботки электроэнергии, использующая в качестве источника энергии энергию водных масс, приливов на водотоках. В основном размещение ГЭС происходит на реках, сооружая плотины и водохранилища. Для эффективной работы гидроэлектростанции необходимы как минимум два фактора, такие как:

Гарантированность обеспеченния водой круглый год
Большие улоны реки, для более сильного течения

ГЭС отличаются вырабатываемой мощностью, поэтому выделяют три вида ГЭС по мощности:

Мощные — от 25 МВт и выше;
Средние — до 25 МВт;
Малые гидроэлектростанции — до 5 МВт;

Также ГЭС отличают по максимальному количеству использования воды:

Высоконапорные — более 60 м;
Средненапорные — от 25 м;
Низконапорные — от 3 до 25 м.

Существует и отдельный тип ГЭС, так называемая ГАЭС, что расшифровывается как гидроаккумулирующая электростанция.

Гидроаккумулирующая электростанция — это гидроэлектростанция, используемая для выравнивания суточной неоднородности графика электрической нагрузки. ГАЭС служат для накопления электроэнергии во время низкого потребления сетями электричества (в ночной период) и отдачи её во время пиковых нагрузок, уменьшая тем самым необходимость изменения мощности в течение суток основных электростанций.

Здание ГЭС Сооружение, подземная выработка или помещение в плотине, в которомустанавливается гидросиловое электротехническое

Грунтовые плотины

Грунтовые, или земляная плотина строится из грунтовых материалов, в том числе песчаных, суглинистых, глинистых, как правило, без перелива воды через неё. Обычно форма поперечного сечения приближается к трапецеидальной. Грунтовые плотины просты по конструкции, строительство их возможно в очень широком диапазоне геологических условий. Учитывая это, а также использование при возведение плотины местных строительных материалов, почти полную механизацию труда и сокращение трудозатрат, грунтовые плотины можно считать самым распространённым типом водоподпорного сооружения. Грунтовые плотины относятся к гравитационным плотинам.

Грунтовые плотины были в числе самых первых плотин в истории человечества. С давних пор такие плотины строились и в России. Известна Змеиногорская плотина XVIII века, построенная выдающимся русским инженером Козьмой Фроловым.

Современные грунтовые плотины достигают весьма больших размеров, к примеру, Нурекская плотина достигает высоты трёхсот метров, а плотина Тарбела объёма 130 миллионов кубических метров. География плотин чрезвычайно широка: Вилюйская, Усть-Хантайская, Колымская плотины возведены в условиях вечной мерзлоты, в Средней Азии строится самая высокая в мире Рогунская плотина, существуют плотины на Кавказе — Сарсангская, Мингячевирская, известны плотины на Дальнем Востоке, Карпатах, Крыму.

Классификация грунтовых плотин

Грунтовые плотины классифицируются по материалу тела плотины, по конструкции, методу производства работ, высоте, типу противофильтрационных устройств в основании.

Низкими считаются плотины высотой до 25 метров, средними в диапазоне 25-75 метров, выше 75 метров — высокие плотины. Особо высокие плотины (более 150 м) относятся к «сверхвысоким».

Расчёты грунтовых плотин

При проектирование современных грунтовых плотин проводятся расчёты с учётом напряжённо-деформированного состояния при статических и динамических воздействиях. При проведении расчётов используются компьютеры, а инженеру-проектировщику требуются знания теории упругости и пластичности, ползучести, численных методов. Работа грунта моделируется с учётом наиболее важных его свойств, и применение методов механики сплошных сред позволяет получить весьма близкие к реальности результаты расчётов. Современное проектирование грунтовых плотин учитывает иногда и реологию грунтов.

При проектировании плотин следует провести несколько групп расчётов, среди которых:

расчёты фильтрации в теле плотины;
расчёты основания плотины;
расчёты тела плотины;
расчёты, связанные с сейсмостойкостью;
расчёты устойчивости откосов плотины;
расчёты сопряжения плотины с основанием.

Расчёты фильтрации в теле плотины необходимы для проведения прочих расчётов, например, устойчивости откосов. Фильтрационный поток через плотину влияет на работу плотины в целом. Параметры фильтрационного потока определяют конструкцию как плотины, так и сопутствующих устройств. В ходе расчёта фильтрации определяются скорости движущейся грунтовой воды, фильтрационные расходы через тело плотины, строится гидродинамическая сетка движения фильтрационного потока и депрессионная поверхность (верхняя граница фильтрационного потока в теле плотины).

При расчётах основания определяются осадки основания, несущая способность грунта, прогнозируется уплотнение (консолидация) основания.

Расчёты тела плотины определяют его осадки, проверяются прочность грунтовых материалов, даётся оценка трещинообразования.

Конструкции грунтовых плотин

Конструкция плотины во многом определяется свойствами местных грунтов, имеющихся вблизи створа. Также на конструирование влияют инженерно-геологическая ситуация места строительства, гидрологические характеристики реки и стока, климатические условия, сейсмичность района, наличие парка необходимых строительных машин.

В ходе конструирования решаются следующие задачи:

назначаются габаритные размеры сооружения (высота плотины, заложение откосов, ширина гребня, размеры берм);
выбирается тип укрепления откосов и гребня;
определяются противофильтрационные устройства в теле плотины;
разрабатываются дренажные устройства;
конструируется подземный контур плотины;
назначается тип сопряжения плотины с основанием и берегами.

Зачем бобры возводят плотины и где?

Обитают бобры чаще всего в озерах, ручьях и реках. Благодаря наличию крупного плоского хвоста эти обитатели водоемов могут легко и свободно передвигаться по воде. У бобров имеются длинные крепкие резцы за счет которых они собственно и способны перегрызать очень толстые ветки и даже валить огромные деревья. На первый взгляд это кажется невозможным, но бобры действительно способны валить уж очень крупные деревья. Среди особенностей бобров можно также выделить и то, что они имеют изолированные от остальной полости рта резцы. Эта уникальная способность и позволяет им легко перегрызать ветки и деревья даже под водой, исключая любую вероятность захлебнуться. При этом плотины бобры строят из веток, палок и камней только для выполнения одной главной задачи. Строительством плотин они изменяют поток воды, что впоследствии приводит к затоплению определенных мест, чтобы образовать подобие пруда. В этом месте бобер в последующем и будет возводить свой домик. Кроме того, возведением плотин бобры создают своего рода искусственные пруды, где возникают наиболее благоприятные условия для появления зарослей и всевозможной болотной растительности. Это становится дополнительным подспорьем в обеспечении животных растительностью.

Плюсы и минусы гидроэлектростанций

Как и любое сооружение, гидроэлектростанция имеет свои плюсы и минусы. К основным плюсам можно отнести:

полную самовозобновляемость источника энергии;
отсутствие вредных выбросов в атмосферу;
долгая эксплуатация сооружения: более 100 лет;
дешевая и выгодная энергия.

К недостаткам относятся:

выбросы водяного пара, который является фактором, провоцирующим глобальное потепление;
заболачивание земель и миграция животных с затопленных территорий;
неестественное изменение русел рек;

Несмотря на наличие недостатков, можно смело утверждать, что достоинств у такого способа добычи энергии больше. И самое главное из них заключается в том, что для работы гидроэлектростанций не нужно ядерное топливо или другое топливо, а в результате их работы не возникает вредных выбросов в окружающую среду.

Крупнейшие ГЭС

В мире двумя самыми крупными ГЭС являются:

Итайпу, расположенная на границе между Бразилией и Парагваем, с высотой падения воды 195 м, максимальной выходной мощностью 14 тыс. МВт (20 турбогенераторов мощностью 700 МВт каждый).
«Три ущелья» на реке Янцзы в Китае с перепадом воды 185 м и максимальной установленной мощностью 22 500 МВт.

На территории РФ построено много ГЭС, входящих в список крупнейших в мире:

Саяно-Шушенская;
Красноярская;
Братская;
Усть-Илимская;
Богучанская;
Волжская;
Жигулевская;
Бурейская;
Саратовская;
Чебоксарская.

Крупнейшая аккумулирующая электростанция в РФ – Загорская ГАЭС. Она также присутствует среди 10 мировых самых мощных станций подобного типа.

Саяно-Шушенская ГЭС

Она расположена возле реки Енисей, в высоту достигает почти 250 м и считается самой высокой плотиной России. На строительство станции ушло 37 лет, оно завершилось только в 2000 году. Из-за своих масштабов гидроэлектростанция вырабатывает самую дешевую энергию: 1 кВт⋅ч стоит всего 1,62 руб. Она обеспечивает энергией рудники, заводы и предприятия пищевой промышленности.

Долгое время станцию считали примером для остальных, но в 2009 году произошла техногенная катастрофа, из-за которой гидроагрегат выбросило со своего места под высоким напором. Вода попала внутрь здания, после чего автоматические системы сломались. Сотрудникам пришлось вручную закрывать затворы водоприемников. Из-за этого погибли 75 человек, на полное восстановление ГЭС потребовалось 5 лет.

Красноярская ГЭС

Расположена возле Енисея, в его состав входит единственный судоподъемник, который есть в РФ. ГЭС обеспечивает свой регион электричеством на 30%. Помимо этого, защищает местность от наводнений и налаживает работу речного транспорта.

В результате строительства станции большая зона оказалась затоплена. В нее вошли 132 населенных пункта, из которых пришлось переселить более 60 тыс. человек. Также из-за выхода теплой воды в одном и том же участке перестало происходить замерзание реки, это сказывается на экосистеме.

Братская ГЭС

Находится в Иркутской области возле реки Ангара. Сооружение известно не только благодаря масштабу, но и размещению крупнейшего водохранилища. Для его формирования пришлось затопить более 100 деревень. Это событие стало значимым для города, поскольку он превратился в промышленный центр.

Дамба, к которой изначально относились негативно, стала местной достопримечальностью. Внутрь туристов пускать перестали, но автобусы все еще подъезжают туда, чтобы посмотреть на масштабы постройки и километровую стену, которая сдерживает огромный поток воды.

Усть-Илимская ГЭС (3840 МВт)

Усть-Илимская гидроэлектростанция была построена в Иркусткой области возле города Усть-Илимск на реке Ангара. Она стала третьей ступенью Ангарского каскада гидроэлектростанций, дополнив Иркутскую и Братскую ГЭС. Строить её начали в 1963 году, а закончили в 1980 году, хотя уже в 1979 году она частично была запущена в эксплуатацию. Эта гидроэлектростанция имеет огромное значение для обеспечения устойчивости всей сибирской энергосистемы. Большую часть её энергии потребляют крайне энергоёмкие алюминиевые заводы, а также лесохимические предприятия. На базе этой гидроэлектростанции был создан Усть-Илимский территориально-производственный комплекс. В 2012 году эта станция выработала 32,3% общего количества энергии, полученной от всех электростанций Иркутской области.

Богучанская ГЭС

Расположена в Краснодарском крае, входит в пятерку крупнейших станций. На возведение комплекса потребовалось более 30 лет, последний гидроагрет заработал в 2014 году. Станция состоит из нескольких плотин и производственного комплекса, который примыкает к ним. Суда через этот участок проходить не могут. Раньше для этого использовали шлюз, но позже забетонировали из-за обнаруженных нарушений.

Гидроэлектростанции используют природные ресурсы для получения энергии, поэтому в сравнении с остальными типами ее стоимость получается самой низкой. К тому же во время обработки исключаются выбросы в атмосферу. Однако, для работы ГЭС требуется большой напор воды и ее направление в соответствующее русло. Поэтому несмотря на простую схему работы станций, специалистам приходится учитывать много факторов, в том числе затопляемость ближайших территорий.

История

Искусство возведения плотин известно уже с глубокой древности. О водоподъёмных плотинах упоминает Геродот. Абу-л-Фида сообщает о плотине, построенной персами для отвода воды от города Тостара. Аббас I Великий соорудил близ Кашана каменную плотину длиной 36 метров, высотой 16 м и толщиной 10 м, снабженную у подошвы каналом для пропуска воды. Наконец, в древние времена строились также весьма большие плотины для ограждения местностей от наводнений, например, арабами во II столетии н. э. Подобные же работы, по рассказу Абу-л-Фиды, предприняты были Александром Македонским для предупреждения разлива озера Кадис близ сирийского города Эмесы.

Самая древняя из известных плотин датирована 3000 годом до нашей эры. Располагалась она в ста километрах от Аммана; это была каменная стена 4,5 метра в высоту и 1 метр в толщину. В 2800/2600 году до нашей эры в 25 километрах от Каира была возведена плотина протяжённостью 102 метра; она была вскоре разрушена ливнем. В середине III века была построена целая система рядом с индийским городом Дхолавира. Римляне строили весьма разнообразные плотины, в первую очередь — для получения водохранилищ на засушливые периоды; самая высокая римская плотина достигала 50 метров в высоту и была разрушена лишь в 1305 году.

С 1998 года в десятках стран мира ежегодно 14 марта по инициативе организации «Международная сеть рек» отмечается «Международный день действий против плотин» (иначе: «День действий в защиту рек, воды и жизни»). Активистам движения против плотин уже удалось добиться реальных результатов: в Соединённых Штатах были демонтированы две шестидесятиметровые плотины, а в Швеции принят закон, который запрещает строить плотины более пятнадцати метров в высоту.

Что такое водохранилище?

Как понятно из названия, водохранилище – это искусственное сооружение, специально предназначенное для хранения воды. По своему размеру оно вполне сравнимо с крупным или средним озером: подавляющее большинство водохранилищ вмещают более миллиона кубометров воды, а крупнейшие из них имеют объём, превышающий 500 миллионов кубометров.

Они создаются, как правило, в речных долинах путём перегораживания русла реки плотиной. Существуют, кроме того, водохранилища озёрного типа, когда избыток воды сбрасывается в озеро, а затем по мере необходимости поступает оттуда в речную систему или систему каналов.

Вода, находящаяся в водохранилище, не пребывает в полной неподвижности, как в озере, и сохраняет поступательное движение речного течения, однако оно существенно замедлено по сравнению с рекой. Кроме того, для водоёмов этого типа характерными являются:

– значительные сезонные колебания уровня воды, который повышается весной и осенью, постепенно снижаясь в течение зимнего и летнего сезонов;

– более холодная вода, чем в озёрах, из-за непрекращающегося течения;

– замерзание мелких водохранилищ раньше, а крупных – позже рек, причём таяние льда наблюдается позже, чем у рек, и в тех, и в других случаях;

– содержание в воде большего количества растворённых минеральных веществ, чем в речной.

Помимо чаши, в состав любого водохранилища обязательно входит дамба (плотина), которая устанавливается поперёк течения реки, а также станция очистки воды. Глубина дна возле дамбы, как правило, намного больше, чем возле противоположного дамбе берега.

Их минусы

Критики ГЭС обоснованно указывают на проблемы, в первую очередь экологические, которые вызываются их появлением. Прежде всего, это затопление больших массивов сельскохозяйственных угодий, в том числе плодородных земель. Оставшаяся пойменная почва теряет влагу. Исчезают многие виды растительности. В результате в моря и океаны меньше попадает ценных биогенных веществ.

Ограниченные или останавливаемые пропуски воды на плотинах вынуждают видоизменяться уникальным экологических системам в руслах и поймах рек. В результате реки мелеют и загрязняются, сокращается численность рыб, исчезают их некоторые виды. Плотины порой препятствуют нересту проходных рыб, заставляя местные рыбхозяйства приспосабливаться к новым условиям. Некоторые беспозвоночные и другие водные животные исчезают с одновременным появлением обилия мошек. Многие перелетные птицы лишаются привычных мест гнездования.

При проектировании станций и их строительстве приоритет отдается только местностям, располагающим большими водными запасами. Они зачастую находятся намного дальше от потребителей, чем ТЭС. При этом другие факторы не всегда учитываются. Представляют потенциальную опасность ГЭС на горных реках, которые порой сооружаются в районах с высокой сейсмической опасностью.

Указывается на значительно большие капитальные затраты по сравнению с сооружением тепловых станций. При сооружении плотин нужны огромные затраты на строительство шлюзов для перевода судов на нужный уровень воды.

Какая бобровая плотина самая большая?

В свете того, что склонность бобров к строительству и их активность уникальны, нетрудно догадаться, что при наличии определенных условий они могут не только радикально перекроить ландшафт местности, но и построить гигантское сооружение.

Если бобры имеют достаточное количество деревьев, им по силам ежедневно расширять свою плотину на несколько метров.

Именно это и произошло на территории Национального парка «Баффало» (Канада). Обитающие там бобры начали строительство местной плотины еще в 70-х годах XX-го века. И за прошедшее с тех пор время ни разу не складывалось такого впечатления, что их «долгострой» закончен. В результате ее размеры постоянно росли, и, когда бобровая плотина была замерена в последний раз, ее длина составила около 850 метров. Это примерно соответствует размеру восьми вместе взятых футбольных полей.

Плотина на территории Национального парка «Баффало» (Канада).

Ее даже видно из космоса, а чтобы суметь оценить ее размеры находясь на земле, нужно прибегнуть к помощи специальных приспособлений, таких как вертолет. Чтобы можно было как следует рассмотреть огромную бобровую плотину, руководство парка даже соорудило специальную эстакаду.

Что же до обычных бобровых плотин, то их длина колеблется от скромных десяти до немалых ста метров. Прежний рекорд был построен бобрами на реке Джефферсон и был примерно на 150 метров короче.

Плотина на карте

Когда и как была обнаружена самая большая бобровая плотина

Вышеупомянутое сооружение оставалось незафиксированным на протяжении почти сорока лет. Во всяком случае, сотрудники парка «Баффало» зная, что бобры строят плотину даже не догадывались о ее реальных размерах. А то, что плотина строилась уже в 70-х годах стало видно на фото сделанных в то время спутником.

Эту плотину видно даже из космоса

Обнаружена она была совершенно посторонним человеком, воспользовавшимся картой Google Earth. Само открытие тоже было случайным, поскольку исследователь вообще-то занимался анализом таяния вечной мерзлоты на североканадских территориях.

Бобровая плотина находится в труднодоступном районе

Кому-то может показаться странным, что такую огромную плотину так долго не замечали, но следует учесть, что территория парка «Баффало» колоссальна и превышает площадь Швейцарии. Вдобавок к этому бобровая плотина вместе со своими строителями находится в таком труднодоступном районе, что большинство людей туда просто не заходит.

Влияние ГЭС на экологию

Гидростанции негативно сказываются на экологии, потому что вырабатывают водяные пары и увеличивают испарение воды из-за расширения площади ее поверхности. Это провоцирует изменения в микроклимате, сказывающиеся на экосистеме.

Также происходит существенное нагревание и понижение качества воды. Из-за перегрева в воде уменьшается уровень кислорода, что провоцирует зарастание дна водорослями.

Также водоемы загрязняются разлагающимися органическими отходами (листьями, ветвями деревьев и т.д.) из-за отсутствия водообмена. Все это приводит к ухудшению условий жизни и повышению заболеваемости рыб и других водных обитателей.

Мощности

Есть разные гидроэлектростанции, которые можно поделить по вырабатываемой мощности:

Очень мощные – с выработкой более 25 МВт.
Средние – с выработкой до 25 МВт.
Малые – с выработкой до 5 МВт.

Мощность ГЭС зависит от в первую очередь от потока воды и КПД самого генератора, который на ней применяется. Но даже самая эффективная установка не сможет производить большие объемы электроэнергии при слабом напоре воды. Также стоит учитывать, что мощность гидроэлектростанции не является постоянной. В силу естественных природных причин уровень воды в дамбе может увеличиваться или уменьшаться. Все это оказывает влияние на объемы производимой электроэнергии.

Строительство плотины

Для того чтобы построить плотину, инженеры должны сперва осушить часть реки, на которой они хотят разместить дамбу. Обычно это достигается путем отвода реки через тоннель, то есть нужно изменить русло реки, чтобы построить в намеченном месте прочное основание дамбы. Тоннель строится через одну сторону реки вокруг планируемой строительной площадки. Сначала бурится ряд отверстий в скале, взрывчатые вещества помещаются в буровые скважины, разрушенная порода удаляется. Эта процедура повторяется столько раз, сколько необходимо для завершения постройки тоннеля. Готовые водоотводные туннели часто облицовываются бетоном. Если же река равнинная, то просто роется обводной канал, который впоследствии легко перекрыть.

Обычно работы по отводу реки начинаются летом, когда уровень воды в ней самый низкий. Землеройное оборудование используется для того, чтобы построить малую запруду (коффердам) перед площадкой основной конструкции. Это действует как барьер для реки и заставляет ее течь в проделанный туннель. Другой коффердам строится ниже по течению от основной конструкции, он необходим для того, чтобы предотвратить обратный поток воды в район строительства. Вся вода, которая все же просачивается через коффердамы, активно откачивается специальными водяными насосами.

Водоотводные туннели не всегда необходимы при строительстве бетонных плотин. Иногда река просто направляется через большую трубу и плотину, построенную вокруг нее.

Методы строительства, используемые при строительстве плотины, зависят от типа строящейся плотины. Первый этап строительства включает удаление всех оставшихся после отвода реки скальных образований. Скалы взрываются, их остатки в виде щебня впоследствии можно использовать для строительных работ.

Строительство водохранилища – это один из самых ответственных этапов строительства всей ГЭС. Дно этой гигантской запруды должно быть хорошо проверено на наличие природных трещин, через которые могла бы уходить вода. Если трещины имеются, они расширяются бурением и в них под высоким давлением закачивается специальный водостойкий цементный раствор. В ряде случаев, особенно если плотина строится на равнинной реке, дно хорошо бетонируется, причем перед армированием основного массива покрытия производится подбетонка природной поверхности. Чтобы вода не просачивалась в породу по краям плотины, необходимо устраивать специальные бетонные плинтуса.

При строительстве плотины также возводятся и сопутствующие сооружения, главным из которых является здание самой электростанции, где размещаются генераторы. Сами турбины находятся в теле плотины. После полного завершения всего строительства водозаборный тоннель закрывается, и озеро начинает заполняться водой. Закрытие водоотводного туннеля осуществляется в два этапа. Во время низкой подачи большой многоразовый стальной строб опускается через вход. Обходной тоннель после этого преграждается бетонной пробкой. В некоторых дамбах водоотводные выходы устроены по типу штепсельных вилок, чтобы в случае экстренной ситуации воду можно было быстро выпустить.

Достоинства гидроэлектростанций

Строительство и эксплуатация гидроэлектростанций сопровождается дискуссиями относительно их плюсов и минусов.

Положительным фактором подобного производства электроэнергии является возобновление используемых природных ресурсов. В результате стоимость полученной таким образом электрической энергии существенно ниже, чем на прочих видах электростанций, Например, на ГЭС России она вдвое меньше, чем на тепловых.

Гидростанции гибки в управлении. С помощью их турбин можно регулировать мощность станции от минимальной до предельной. При этом отличие от тепловых и некоторых других станций они способны быстро набирать рабочую мощность с минимальных показателей.

Функционирование ГЭС не сопровождается вредными загрязнениями воздуха. К положительным факторам можно и отнести влияние их водохранилищ на формирование более умеренных климатических показателей в соответствующем регионе.

Строительство плотин и образование улучшают судоходство, влияют на увеличение рыбных запасов в них, способствуют рыбоводству.

Для чего нужны водохранилища?

В настоящее время водохранилища существуют во многих странах мира и на всех континентах, кроме Австралии.
Необходимость в них вызвана сезонными колебаниями уровня речной воды. В нашей стране во время весеннего половодья по руслам рек протекает, в зависимости от региона, до 70% общегодового стока речных вод.

В зимнюю и летнюю межень, напротив, ощущается резкий недостаток воды в реке, причём именно тогда, когда она необходима. Строительство водохранилищ позволило решить эту проблему: избыточная вода аккумулируется в водохранилище, а затем постепенно сбрасывается в реку, чем поддерживается её более-менее постоянный уровень.

Наличие водохранилищ оказывает позитивное влияние на хозяйственную деятельность человека. С их помощью:

– снижается риск наводнений, затопления жилых домов, сельхозугодий, промышленных предприятий и т.д.;

– улучшаются условия для плавания речного транспорта, появляется возможность эксплуатации крупных глубоководных судов, более рентабельных, чем мелкие;

– создаются каскады гидроэлектростанций для выработки дешёвой электроэнергии без загрязнения среды;

– создаются рыбоводческие хозяйства для разведения ценных пород речной рыбы;

– увеличивается пространство рекреационных зон.

В то же время существуют и негативные стороны создания водохранилищ, которые выражаются в нарушении сложившихся экосистем, затоплении большого количества пахотных земель, иногда даже с населёнными пунктами, из-за чего приходится переселять людей, в заболачивании территорий, расположенных выше плотины по течению реки и т.д.

Технологии

Как мы уже знаем, принцип работы ГЭС основан на использовании механический энергии падающей воды, которая в дальнейшем с помощью турбины и генератора преобразуется в электрическую. Сами турбины могут быть установлены либо в дамбе, либо возле нее. В некоторых случаях применяют трубопровод, через который вода, находящаяся ниже уровня дамбы, проходит под высоким давлением.

Индикаторов мощности любой ГЭС несколько: расход воды и гидростатический напор. Последний показатель определяется разницей высот между начальной и конечной точкой свободного падения воды. При создании проекта станции на одном из этих показателей основывают всю конструкцию.

Известные сегодня технологии производства электричества позволяют получать высокий КПД при преобразовании механической энергии в электрическую. Иногда он в несколько раз превышает аналогичные показатели тепловых электростанций. Столь высокая эффективность достигается за счет применяемого на гидроэлектростанции оборудования. Оно надежное и относительно простое в использовании. К тому же за счет отсутствия топлива и выделения большого количества тепловой энергии срок службы подобного оборудования достаточно большой. Поломки здесь случаются крайне редко. Считается, что минимальный срок службы генераторных установок и вообще сооружений – около 50 лет. Хотя на самом деле даже сегодня вполне успешно функционируют гидроэлектростанции, которые были построены в тридцатых годах прошлого века.