Влияние ГЭС на окружающую среду

Еnvironmental impact of hydroelectric power plants

Olga Bauer

Student, Kamchatka state technical University, Russia, Petropavlovsk-Kamchatsky

Аннотация. В данной статье рассмотрено воздействие производства энергии ГЭС на окружающую среду.

Abstract. this article discusses the impact of hydroelectric power generation on the environment.

Ключевые слова: гидроэлектростанция; окружающая среда; энергия; водохранилище; водоем.

Keywords: hydroelectric power station; environment; energy; reservoir; reservoir.

Гидроэлектростанции являются составной частью гидроузла – комплекса гидротехнических сооружений, которые предназначены для использования водных ресурсов в интересах народного хозяйства: получения электрической энергии, водоснабжения, улучшения условий судоходства, защиты от наводнений и др.

Основные преимущества гидроэнергетики очевидны. Разумеется, главным преимуществом гидроресурсов является их возобновляемость: запас воды практически неисчерпаем. При этом гидроресурсы значительно опережают в развитии остальные виды возобновляемых источников энергии и способны обеспечивать энергией большие города и целые регионы.

Кроме того, пользоваться этим источником энергии можно достаточно просто, что подтверждается длительной историей гидроэнергетики. Например, генераторы гидроэлектростанций можно включать или выключать в зависимости от энергопотребления.

В то же время достаточно спорным является вопрос о влиянии гидроэнергетики на окружающую среду. С одной стороны, эксплуатация гидроэлектростанций не приводит к загрязнению природы вредными веществами, в отличие от выбросов СО₂, производимыми ТЭС и возможными авариями на АЭС, которые могут понести за собой глобальные катастрофические последствия.

С другой стороны, гидроэнергетические объекты оказывают существенное влияние на окружающую природную среду. Это влияние является локальным. 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.

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 режима, так и от озёрного.

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 стороны — 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.

Спецификой работы ГЭС является необходимость создания вблизи нее водохранилища. Сооружается плотина, что сопровождается выходом речных вод из русла и затоплением близлежащих пойменных территорий.

На маленькой речке создается маленькое водохранилище с незначительной площадью затопляемых земель. Крупная ГЭС, строящаяся на многоводной реке, требует затопления значительных площадей, переселения жителей деревень, расположенных вдоль речного русла и выведения из сельскохозяйственного оборота большого количества гектаров пашни.

Пойменные земли наиболее плодородны, они дают наибольшие урожаи, именно поэтому население издревле селилось в поймах рек.

Изменение гидрологического режима, микроклиматических условий и почвенного покрова прибрежных территорий оказывает влияние на высшую растительность, как самого водоема, так и прибрежных территорий

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, что вызывает снижение уровня кислорода в воде. Гниение органических веществ может привести к выделению огромного количества парниковых газов — метана и двуокиси углерода.

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 оглеение 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.

На развитие водной и земноводной растительности в прибрежной зоне оказывает влияние уровенный режим, защищенность участка от волнения, глубина, форма и грунты

При повышении уровня грунтовых вод ближе к поверхности травостой становится беднее, многие ценные травы исчезают, но не всегда заболачивание отрицательно влияет на рост леса. Бывает, что в почве присутствуют все признаки заболачивания и, тем не менее, лес растет здесь лучше, чем до создания водохранилища. Значит, в пояс заболачивания попал лес, ранее страдавший от недостатка влаги.

Особенностью влияния гидростроительства на природные комплексы и их компоненты является создание в пределах территории влияния новых экосистем, которые имеют иной качественный и количественный уровни круговорота веществ в природе.

Создание водохранилищ коренным образом изменяет местный ландшафт. Это может отрицательно повлиять на привычный образ жизни и рефлексы животных: сезонные пути их миграции, изменение мест водопоя, условия их зимовки, поисков пищи и т.п. В совокупности с изменениями климата изменения ландшафта могут привести к ухудшению условий гнездования птиц, повлиять на пути перелетных птиц. Зимние затопления пониженных территорий (обычно в дельтах зарегулированных рек) неблагоприятно сказываются на местах обитания мелких животных.

Производство энергии, являющееся необходимым средством для существования и развития человечества, оказывает воздействие на окружающую среду.