Как строят плотины гэс: Строительство плотин: порядок действий, особенности

Процесс строительства дамб и плотин

Для защиты от паводков, изменения русла рек или формирования искусственных водоемов в Украине используются дамбы и плотины. Чтобы их построить, недостаточно просто насыпать грунт в нужном месте. Процесс возведения дамбы гораздо более сложный, ведь при наличии даже незначительных на первый взгляд ошибок готовое сооружение может быстро разрушиться под давлением воды.

Поэтому строительство плотин и дамб обычно доверяют профессионалам, имеющим узкую специализацию. Это гарантирует беспроблемную эксплуатацию получившейся дамбы или плотины на протяжении ближайших десятилетий без значительных вложений в проведение ремонтных или восстановительных работ.

Для чего может использоваться дамба и плотина

Чаще всего данные сооружения строятся с целью:

1. Внесения изменений в рельеф небольших искусственных и природных прудов, что позволяет их облагородить и начать использовать для разведения рыбы или забора воды для технических нужд.
2. Создания защитного барьера, способного предотвратить повреждение имущества такими видами стихийных бедствий, как паводки, наводнения, цунами, сильные приливы.
3. Получения природной энергии воды для возведения электростанций или других комплексов, способных использовать силу течения на благо человека.
4. Создания водохранилищ, контроля потока воды и управления течением на протяжении всего года посредством регулировочных шлюзов, что помогает избежать резкого паводка с риском разрушения объектов инфраструктуры.
5. Изготовления в существующих акваториях водоемов отдельных резервуаров или цистерн, которые могут использоваться для промышленного разведения рыбы.

Какими бывают плотины и дамбы

Существует несколько параметров, согласно которым дамбы и плотины отличаются друг от друга. Они согласовываются с заказчиком до начала работ, поскольку от них напрямую зависит конструкция будущего сооружения.

Так, напорные дамбы предназначаются для выдерживания значительного силового воздействия в момент резкого разлива воды или наводнений. Безнапорные же призваны просто менять направление речного русла и неспособны справиться с существенным давлением воды.

В зависимости от того, где именно будет находиться дамба, она считается контурной либо разделительной. Контурная насыпь возводится на берегах водоема, защищая его от разлива. Разделительная же призвана изменять ландшафт или и вовсе преграждать путь воде с целью получения ее энергии. Поэтому разделительные насыпи являются основой для создания плотин.

Наконец, сооружения делятся на постоянные и временные. Последние могут пригодиться, если ожидается какое-то стихийное бедствие, и при этом есть время на подготовку. Также они возводятся для выращивания рыбы в естественных условиях на протяжении 1-2 сезонов, после чего полностью демонтируются.

Структура дамбы

Существует две разновидности дамб, у каждой из которых различное строение. Первая предполагает наличие разных по характеристикам материалов, из которых складывается:

• каменная посыпка;
• тело дамбы;
• ядро насыпи;
• основа.

Такие дамбы обладают высоким уровнем прочности и способны выдерживать колоссальные нагрузки, создаваемые толщей воды. Если же в этом нет необходимости, можно использовать второй тип дамб, создаваемый только из грунта, обладающего достаточным уровнем водонепроницаемости. Обычно это характерно для контурных сооружений.

При необходимости создать на дамбе дорогу для проезда транспорта добавляются еще несколько элементов, таких как бетонное основание и покрытие. Чтобы дорога могла выполнять свои функции в любой ситуации, постройка дамбы осуществляется с запасом по высоте, чтобы даже при максимальном разливе ее поверхность оставалась выше уровня водоема.

Требования, предъявляемые к дамбам и плотинам

Все компании, осуществляющие профессиональное возведение дамб в соответствии с действующими стандартами, придерживаются следующих требований:

1. Во время прохождения процесса осадки на дамбе не должны появляться любые дефекты, которые могли бы поспособствовать ее разрушению.
2. Осадка грунта не должна привести к значительному уменьшению высоты дамбы, вследствие чего вода могла бы начать переливаться через ее гребень.
3. Откосы насыпи должны выдерживать воздействие воды и атмосферных осадков. Если грунт с них смывается, значит, они недостаточно укреплены, что может привести к скорому разрушению сооружения.
4. В процессе засыпки материалов слои подлежат обязательному уплотнению. Это позволит избежать пустот, которые могут негативно сказаться на прочности насыпи.
5. Как для внутренней части дамбы, так и для ее откосов и поверхности допустимо использование исключительно водонепроницаемых грунтов. Это важно, поскольку внутри конструкции не должна находиться вода, способная подмыть ее и запустить процесс разрушения.

Основные этапы строительства дамбы или плотины

Весь процесс строительства дамбы или плотины можно описать в виде нескольких ключевых этапов, между которыми могут выполняться дополнительные работы, призванные повысить прочность:

1. Снятие с поверхности плодородного слоя почвы. Он должен быть вывезен в место, где будет использоваться по прямому назначению. Оставление его в подножии насыпи может привести к прорастанию растений, способных корневой системой разрушить конструкцию.
2. Подготовка площадки посредством выравнивания грунта, утрамбовка первого глиняного слоя и создания ядра будущей насыпи.
3. Установка стенок при помощи шпунтов, создающих достаточно прочные соединения и способствующие приданию дополнительной прочности.
4. Засыпка грунта с последовательным утрамбовыванием каждого нового слоя до максимальной плотности.

В случае, когда в дамбе необходимо отверстие для труб или шлюзов, оно проделывается только после полного изготовления насыпи. Если попытаться поменять порядок действий, есть риск столкнуться с проблемами при утрамбовывании грунта, что негативно скажется на прочности всего сооружения.

Если было принято решение усилить конструкцию при помощи камней, они должны быть добавлены непосредственно на глиняный слой в самом центре. После этого выполняется их засыпка грунтом таким образом, чтобы не оставалось полостей или пор. Возможно укрепление каменной части при помощи бетонного раствора, способного надежно заполнить все пустоты.

 

С какой целью сооружаются плотины на гидроэлектростанциях и реках и как делают водохранилища?

Содержание статьи

• Для чего сооружаются плотины?
• Первой плотине больше 5000 лет
• Современная плотина – какая она?
• На что способна?
• Типы
• Чем вредны плотины
• Крупнейшие плотины России: где находятся и с какой целью используются
• Саяно-Шушенская ГЭС
• Чиркейская ГЭС
• Красноярская гидроэлектростанция
• Волжская ГЭС
• Вопросы и ответы
• Чем плотина отличается от дамбы?
• В чем отличие плотины от гидроэлектростанции?

Плотины являются древнейшими инженерными сооружениями. Люди строят плотины с целью покорить природную силу рек. Преградив поток воды, можно перенаправить речку в засушливую землю. Вода, заточенная в водохранилище, создает запас питья для многочисленного населения города. Она может вращать турбины, давая электроэнергию. Без плотин было бы невозможно использование водных ресурсов в таких масштабах, как сегодня.

Для чего сооружаются плотины?

Известно, что вода – добрый друг и помощник человека. Она – удобная дорога: по морям и рекам плавают корабли, перевозя людей и грузы. Вода дает питье и пищу (рыбу), побеждает засуху, оживляет пустыни, повышает урожайность садов и полей. Послушно вращая турбины на гидроэлектростанциях, вода дает электроэнергию. Именно поэтому многие города возведены на берегах рек.

Плотины позволяют использовать водные ресурсы в различных целях в очень большом объеме.

Первой плотине больше 5000 лет

Одна из первых плотин была построена в Египте примерно в 3100 г. до н. э. У нее есть свое имя – Садд эль Кафара или Плотина неверных. Садд эль Кафара уже давно не работает, но остатки сооружения сохранились. Известно, что ее строили около 10 лет. Длина сооружения достигала 111 м, высота – 14 м. Базовая ширина составляла 98 м.

Египтяне построили Садд эль Кафару, чтобы защититься от наводнения.

Однако одно из наводнений привело к ее обрушению. Египетским инженерам пришлось строить новые сооружения. Некоторые из древнейших плотин работают по сей день. Например, испанские плотины Cornalvo и Proserpina. Они были возведены в 100 г. н. э. с целью накопления воды для орошения полей. Оба сооружения грунтовые, но Cornalvo выглядит более солидно – имеет длину 194 и, высоту 28 м и облицована камнем. Proserpina не такая высокая, высотой 12 м, но длинная, длиной 428 м, оснащена бетонной подпоркой.

Современная плотина – какая она?

Современные плотины возведены с использованием последних достижений в области науки и техники.

Сегодня плотины в основном строятся для работы ГЭС, дающих дешевое электричество.

В ГЭС (гидроэлектростанции) кинетическая энергия падающей воды преобразуется в механическую энергию вращающейся турбины. Затем, посредством генератора, она превращается в электрическую энергию.

Современные плотины представляют собой гигантские бетонные сооружения, поражающие своим размером и мощью. Они служат для нескольких целей одновременно. Инженерные сооружения эксплуатируются с постоянным контролем состояния. При необходимости работники настраивают их на нужный режим работы и ремонтируют.

На что способна?

Сооружение преграждает поток реки, в результате чего по одну сторону уровень воды значительно повышается. Как правило, это способствует формированию искусственного водохранилища.

С какой целью сооружаются плотины, и чем они полезны для человека:

• позволяют сделать неглубокие реки пригодными для лесосплава и судоходства;
• помогают решить проблемы водоснабжения населенных пунктов и орошения сельскохозяйственных угодий;
• благодаря сосредоточению сильного напора становится возможным энергетическое применение воды;
• путем задержания воды в водохранилище и сброса можно увеличивать ее расход в засушливый период и уменьшать в паводок.

Типы

Плотины делают из всевозможных материалов: бетона, грунта, дерева, железобетона и др. В зависимости от этого отличают плотины бетонные, железобетонные, металлические, грунтовые, деревянные.

Сооружения могут пропускать воду различными способами или быть глухими. Типы плотин:

• Глухие. Не дают воде переливаться через гребень.
• Водосливные. Предназначены для сброса избыточной воды. Оборудованы водосливными затворами или глубинными водоспусками.
• Станционные. Имеют водозаборные отверстия, оснащенные соответствующим оборудованием, и водоводы, которые питают турбины ГЭС.
• Разборные судоходные. Оборудованы разборными мостами и затворами. В многоводный период пропускают суда и плоты через шлюз, а в маловодный навигация осуществляется в верхнем барельефе.

Но самое важное в плотине – это надежность и способность выдерживать огромные нагрузки. Чтобы сделать сооружения крепкими, инженеры придумали, как можно противостоять давлению воды. В зависимости от способа восприятия нагрузок плотины бывают:

• арочные;
• гравитационные;
• арочно-гравитационные;
• контрфорсные.

Чем вредны плотины

Энергия, получаемая из гидроэлектростанций, одно время считалась одной из самых экологически чистых. Почти на каждой мало-мальски крупной реке возводились ГЭС. Однако уже в советское время люди обнаружены, что от плотин на реках исходит вред.

Казалось бы, что такого? Перенаправить великие многоводные северные реки, которые «без толку» текут в Ледовитый океан, на засушливый и жаркий юг. Столько пользы будет: безводные степи зацветут, зазеленеют. И машин нанимать не нужно, силы, деньги на обводнение тратить не придется. Всего-то требуется – построить гигантскую плотину. Но все оказалось не так просто.

Если перегородить реку бездумно, родятся искусственные моря. Разлившись, они затопляют огромные пространства.

На дне морском может оказаться множество сел, деревень, городов. Уйдут под воду хлебные поля и прекрасные леса. Даже климат от такой «перестройки природы» поменяется. Вот как влияет плотина на окружающую среду:

• меняет температуру воды, а следом и микроклимат;
• усложняет миграцию рыбы;
• затопляет часть прибрежной зоны, в том числе плодородные земли;
• замедляет течение реки, приводит к пересыханию притоков, появлению болот;
• если сооружение разрушится, может погибнуть множество людей.

Полезно знать. Перед строительством плотин с водохранилищем власти города переселяют тысячи местных жителей.

Крупнейшие плотины России: где находятся и с какой целью используются

Самые крупные плотины России – станционные, и являются основными узлами ГЭС. В стране работает больше 100 гидроэлектростанций, около 15 из них считаются крупными. Все вместе они вырабатывают около 17% электроэнергии.

Саяно-Шушенская ГЭС

Самая высокая и мощная гидростанция России –  Саяно-Шушенская ГЭС. Она расположена на реке Енисей в Республике Хакасия (поселок Черемушки). Ее высота составляет 242 м, а длина – 1 км 74 м.  Сооружение представляет собой гидроэнергетический комплекс, питающий несколько алюминиевых заводов и поставляющий электроэнергию в Сибирь. Тип Саяно-Шушенской ГЭС – арочно-гравитационный, бетонный. Как она выглядит:

Она является верхней ступенью Енисейского каскада ГЭС. Плотину строили с 1963 по 2000 год. В 2009 году на станции произошла крупная авария. На сегодняшний день ГЭС полностью обновили, и она стала одной из самых современных в России и мире.

Чиркейская ГЭС

Мощнейшая ГЭС России – Чиркейская. Она находится в ущелье на реке Сулак в Республике Дагестан. Выглядит плотина очень живописно: высочайшая двояковыпуклая арочная конструкция среди гор и ярко-бирюзовой толщи воды.

Высота Чиркейской ГЭС немного меньше Саяно-Шушенской – 232,5 м, а длина составляет 338 м. В пресс-службе «РусГидро» рассказали, что когда ГЭС работает на полную мощность, она может одновременно зарядить 100 млн мобильников или дать питание 20 млн телевизоров.

Чиркейскую ГЭС начали строить в 1964 году. Сегодня в гидроузел входят: арочная плотина, расположенное возле нее здание ГЭС с двухрядным расположением гидроагрегатов и туннельный водосброс. Прямо перед станцией раскинулось водохранилище с полезным объемом воды 1,32 млрд м3. Фото:

Гидроэлектростанция имеет важное экономическое значение. Ее основное назначение в регулировке нагрузки в Объединенной энергосистеме Юга России. Она способна быстро заместить мощность в случае аварии на тепловых электростанциях. Также Чиркейская ГЭС обеспечивает надежное водоснабжение многих населенных пунктов и орошение сельхозугодий. При станции располагается рыбоводное хозяйство, которое специализируется на выращивании форели.

Красноярская гидроэлектростанция

Красноярская ГЭС входит в Енисейский каскад ГЭС и является третьей его ступенью. Ее особенностью является наличие единственного в России судоподъемника. Красноярскую ГЭС построили в 1955-1971 гг. В то время она была самой мощной гидроэлектростанцией СССР и крупнейшей станцией в мире.

Назначение Красноярской ГЭС заключается в обеспечении электроэнергией Красноярского края. Она покрывает больше 30% потребностей в регионе. Помимо этого, гидроузел защищает край от наводнений и обеспечивает работу речного транспорта.

Плотина Красноярской ГЭС относится к гравитационному бетонному типу. Ее длина составляет 1 км 72,5 м, высота – 128 м. Находится чудо инженерной мысли в 23 км от г. Красноярска у г. Дивногорска. Фото:

Волжская ГЭС

Волжская ГЭС находится на реке Волга и представляет собой нижнюю ступень Волжско-Камского каскада ГЭС. Помимо обеспечения надежной работы Единой энергосистемы России, ее назначение в обеспечении крупнотоннажного судоходства, орошении и водоснабжении засушливой местности.

Плотину начали строить в 1950 году, а через 8 лет станцию ввели в эксплуатацию. Станция стала основой нового производственного комплекса. Некогда небольшой поселок на берегу Волги переродился в город Волжский.

Гидроузел состоит из комплекса плотин. Волжская ГЭС содержит 3 земляные плотины, водосборную плотину с рыбоподъемником, здание ГЭС с донными водосбросами, судоходные шлюзы, дамбы, походные каналы. По сооружениям положена железная и автомобильная дороги.

Длина гидроузла составляет примерно 5 км. Средняя высота сооружения – 40 м. Величественно и грандиозно выглядит Волжская ГЭС. Фото:

Вопросы и ответы

Чем плотина отличается от дамбы?

Дамба и плотина – гидротехнические сооружения. Они могут быть построены из одинаковых материалов и практически не отличаться внешне. Но разница между ними есть. Гидротехнические сооружения строят с разной целью. Плотина всегда рассчитана на мощный напор воды. Дамбы чаще возводятся для защиты местности поблизости крупной реки от затопления. Они могут выдержать напор определенной силы. Сооружения вдоль границ водоемов называют контурными. Дамбы можно увидеть в портах, где они ограждают акваторию от воздействия волн и обеспечивают спокойное движение судов. Они относятся к типу безнапорных. Дамбы могут регулировать ширину русел рек, разделять или соединять потоки для направления движения воды в нужном направлении.

В чем отличие плотины от гидроэлектростанции?

Плотина и гидроэлектростанция – части гидроузла. Плотина преграждает реку и задерживает воду. ГЭС представляет собой комплекс сооружений с оборудованием. Именно в ней энергия водного потока преобразуется в электроэнергию. ГЭС без плотины считаются малыми. Они не могут вырабатывать столько электрической энергии, но являются более экологичными.

Подводя итоги, плотина нужна человеку для задержания воды, поднятия ее уровня в реках, строительства ГЭС, дающих дешевую электроэнергию. Она позволяет максимально использовать водные богатства. Но есть и обратная сторона медали. Массовое строительство гидротехнических сооружений с плотинами привело к нарушению многих рек, уменьшению разнообразия рыбы. В мире только третья часть рек длиною больше 1 тыс. км остаются свободно текущими. Происходит разрушение среды обитания растений и животных, пересыхают притоки рек и ручьев. Крупные ГЭС вредят экологии, но отказаться от их использования человечество пока не может.

ГЭС — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Рисунок 1. Плотина Ингурской ГЭС. ^[1]

Плотина гидроэлектростанции является одним из основных компонентов гидроэлектростанции. Плотина — это большое искусственное сооружение, построенное для удержания некоторого водоема. В дополнение к строительству с целью производства гидроэлектроэнергии, плотины создаются для регулирования стока рек и регулирования паводков. ^[2] На некоторых реках небольшие плотины, известные как водосливы, сооружаются для контроля и измерения расхода воды.

Плотины представляют собой тип подпорной конструкции, представляющей собой конструкции, построенные для создания больших стоячих водоемов, известных как водохранилища. Эти резервуары могут использоваться для орошения, производства электроэнергии или водоснабжения. Эти сооружения строятся поверх русел рек и задерживают воду, повышая уровень воды. Дамбы могут быть построены вместе с плотиной, чтобы повысить эффективность плотины, предотвращая выход воды из водохранилища по второстепенным путям. ^[3]

Плотины могут быть как относительно небольшими, так и чрезвычайно большими сооружениями. Самая высокая плотина в Соединенных Штатах находится недалеко от Оровилла, штат Калифорния, и имеет высоту 230 метров и ширину 1,6 километра. ^[2] Самая большая плотина в мире – это плотина Цзиньпин на реке Ялонг в Китае, ее высота составляет 305 метров. В Канаде насчитывается более 10 000 плотин, 933 из которых относятся к категории крупных плотин. ^[4] Самая высокая плотина в Канаде — это плотина Мика на реке Колумбия, ее высота составляет 243 метра. Другой известной канадской плотиной является плотина W.A.C Bennett на реке Пис, отличающаяся большим объемом водохранилища 7,4 x 10 9 .0015 9 кубометров и высотой 190,5 метров.

Строительство

Строительство этих плотин сложно и трудоемко. Перед началом строительства вода отводится или предотвращается ее движение через строительную площадку. После отвода воды площадь фундамента очищается, выкапывается, а камни или отложения, которые будут выступать в качестве фундамента, ремонтируются и считаются твердыми. Это делается для того, чтобы скала или отложения не сместились или не разрушились в результате нагрузки плотины и водохранилища. Для укрепления фундамента можно использовать опоры, известные как анкерные болты. Над плотиной можно использовать анкерные болты и сетку, чтобы предотвратить падение камней на плотину. Затем по краям плотины сооружаются опалубки, внутрь помещается арматура и закачивается бетон. Это делается по частям, и бетон заливается по частям в виде блоков. Как только плотина будет построена в достаточном количестве, водохранилищу разрешается наполняться строго контролируемым образом. Во время этого процесса за плотиной наблюдают. Затем добавляются другие конструкции, обеспечивающие работоспособность плотины. ^[5]

Эксплуатация

Плотины являются лишь одним из компонентов полной гидроэлектростанции, но при этом являются одним из основных видимых компонентов системы. Цель плотины гидроэлектростанции — обеспечить место для преобразования потенциальной и кинетической энергии воды в электрическую энергию с помощью турбины и генератора. Плотины действуют как место, где вода удерживается и высвобождается контролируемым образом с помощью гидравлических турбин, что позволяет преобразовывать механическую энергию воды в электрическую энергию. ^[6]

Типичные плотины служат для создания резервуара, в котором вода хранится на заданной высоте. Эта высота и скорость, с которой вода течет из резервуара через турбины, определяют, сколько электроэнергии может быть произведено. Это можно рассчитать, используя уравнение гидроэлектроэнергии. По мере увеличения высоты плотины увеличивается и количество вырабатываемой электроэнергии. В верхней части плотины есть ворота, которые используются для блокировки или спуска воды из водохранилища. Эти ворота открываются или закрываются в соответствии с потребностями в электроэнергии. Между вершиной плотины и турбинами находится ряд каналов, известных как водоводы, которые направляют воду вниз и контролируют уклон падающей воды, чтобы обеспечить максимальную эффективность плотины. Наконец, турбины могут быть размещены в самой конструкции плотины, и именно здесь происходит преобразование энергии. После того, как вода проходит через турбины, она сбрасывается по нижнему бьефу на дне плотины обратно в реку. ^[6]

Ссылки

1. ↑ Wikimedia Commons. (31 августа 2015 г.). Ингур ГЭС [Online]. Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ingur_Hydroelectric_Power_Station.jpg
2. ↑ ^{2. 0 2.1} Ботанический сад Миссури. (31 августа 2015 г.). Гидроэлектростанция [Онлайн]. Доступно: http://www.mbgnet.net/fresh/rivers/dams.htm
3. ↑ Гидро Квебек. (1 сентября 2015 г.). Поддерживающие конструкции [Онлайн]. Доступно: http://www.hydroquebec.com/learning/hydroelectricite/ouvrages-retenue.html
4. ↑ Канадская ассоциация плотин. (29 декабря 2015 г.). Плотины в Канаде [Онлайн]. Доступно: http://www.imis100ca1.ca/cda/main/dams_in_canada/dams_in_canada/cda/dams_in_canada.aspx?hkey=2f98be19-d947-4aa2-9b2e-16a5202fe919
5. ↑ Сделано как. (1 сентября 2015 г.). Как делают бетонные плотины [Онлайн]. Доступно: http://www.madehow.com/Volume-5/Concrete-Dam.html
6. ↑ ^{6.0 6.1} BrightHub Engineering. (1 сентября 2015 г.). Как работает плотина гидроэлектростанции [Онлайн]. Доступно: http://www.brighthubengineering.com/building-construction-design/42794-how-does-a-hydroelectric-dam-work/

Факты и информация о гидроэнергетике

Плотина Джексон-Лейк в национальном парке Гранд-Титон штата Вайоминг была построена в 1906 году для обеспечения водой фермеров и владельцев ранчо. Многие старые плотины сейчас переосмысливаются.

Фотография Чарли Гамильтона Джеймса, Коллекция изображений Nat Geo

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Люди использовали энергию речных течений на протяжении веков, используя водяные колеса, вращаемые реками, первоначально для обработки зерна и ткани. Сегодня гидроэнергетика обеспечивает около 16 процентов мировой электроэнергии, вырабатывая электроэнергию во всех штатах США, кроме двух.

Гидроэнергетика стала источником электроэнергии в конце 19 века, через несколько десятилетий после того, как британо-американский инженер Джеймс Фрэнсис разработал первую современную водяную турбину. В 1882 году в США на реке Фокс в Эпплтоне, штат Висконсин, начала работать первая в мире гидроэлектростанция.

Как работает гидроэнергетика

Типичная гидроэлектростанция представляет собой систему, состоящую из трех частей: электростанции, на которой вырабатывается электричество, плотины, которую можно открывать или закрывать для регулирования потока воды, и резервуара, в котором хранится вода. Вода за плотиной течет через водозабор и давит на лопасти турбины, заставляя их вращаться. Турбина вращает генератор для производства электроэнергии.

Количество электроэнергии, которое может быть произведено, зависит от того, насколько далеко падает вода и сколько воды проходит через систему. Электроэнергию можно транспортировать по междугородним линиям электропередач в дома, на фабрики и предприятия. Другие типы гидроэлектростанций используют поток через водный путь без плотины.

Крупнейшие гидроэлектростанции

Китай, Бразилия, Канада, США и Россия входят в пятерку крупнейших производителей гидроэлектроэнергии. Крупнейшая в мире гидроэлектростанция с точки зрения установленной мощности — «Три ущелья» (Санься) на реке Янцзы в Китае, ширина которой составляет 1,4 мили (2,3 км), а высота — 607 футов (185 метров). Объектом, который фактически вырабатывает больше всего электроэнергии в год, является электростанция Итайпу, расположенная на реке Парана между Бразилией и Парагваем.

Крупнейшая гидроэлектростанция в Соединенных Штатах находится на плотине Гранд-Кули на реке Колумбия в штате Вашингтон, где около двух третей электроэнергии вырабатывается гидроэлектростанциями.

Плюсы и минусы гидроэнергетики

Гидроэнергетика имеет ряд преимуществ. После того, как плотина построена и оборудование установлено, источник энергии — проточная вода — становится бесплатным. Это чистый источник топлива, который обновляется за счет снега и осадков. Гидроэлектростанции могут поставлять большое количество электроэнергии, и их относительно легко приспособить к спросу, контролируя поток воды через турбины.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

1 / 10

1 / 10

Река Хила извивается через национальный лес Хила в Нью-Мексико. Эта свободно текущая река высыхает из-за чрезмерного использования и изменения климата, изменяющего снежный покров. Перед ним стоит потенциально масштабный проект, который отведет воду из верхней части реки Нью-Мексико.

Река Хила извивается через национальный лес Хила в Нью-Мексико. Эта свободно текущая река высыхает из-за чрезмерного использования и изменения климата, изменяющего снежный покров. Он сталкивается с потенциально масштабным проектом, который отведет воду от верхней части реки Нью-Мексико.

Фотография Майкла Мелфорда, Коллекция изображений Nat Geo

Но проекты крупных плотин могут нарушить речные экосистемы и окружающие сообщества, нанеся вред дикой природе и вытеснив жителей. Например, плотина «Три ущелья» привела к перемещению примерно 1,2 миллиона человек и затоплению сотен деревень.

Плотины также не позволяют таким рыбам, как лосось, плыть вверх по течению для нереста. Хотя такое оборудование, как рыбоходы, предназначено для того, чтобы помочь лососю подниматься и преодолевать плотины и проникать в районы нереста выше по течению, такие меры не всегда эффективны. В некоторых случаях рыбу собирают и объезжают препятствия. Тем не менее, наличие плотин гидроэлектростанций часто может изменить характер миграции и нанести ущерб популяциям рыб. Например, в бассейне реки Колумбия на северо-западе Тихого океана лосось и стальная голова потеряли доступ примерно к 40 процентам своей исторической среды обитания из-за плотин.

Гидроэлектростанции также могут вызывать низкий уровень растворенного кислорода в воде, что вредно для речной среды обитания. Другие дикие животные также могут быть затронуты: в Индонезии проект гидроэлектростанции угрожает редким орангутангам Тапанули, потому что он может разрушить их среду обитания.

Изменение климата и повышенный риск засухи также влияют на гидроэлектростанции мира. Согласно исследованию 2018 года, на западе США выбросы углекислого газа за 15-летний период были на 100 мегатонн выше, чем обычно, поскольку коммунальные предприятия перешли на уголь и газ, чтобы заменить гидроэнергетику, потерянную из-за засухи.

Даже надежда на безуглеродное электричество от гидроэнергетики была подорвана открытием того, что разлагающийся органический материал в водохранилищах выделяет метан, мощный парниковый газ, который способствует глобальному потеплению.

Однако некоторые утверждают, что воздействие гидроэнергетики на окружающую среду можно смягчить, и оно останется низким по сравнению со сжиганием ископаемого топлива. В некоторых местах малые гидроэнергетические проекты могут использовать существующие водные потоки или инфраструктуру. Специальные водозаборы и турбины могут помочь обеспечить лучшую аэрацию воды, сбрасываемой из плотины, для решения проблемы низкого содержания растворенного кислорода. Плотины могут быть спланированы более стратегически, например, для обеспечения прохода рыбы, в то время как потоки воды на существующих плотинах могут быть откалиброваны, чтобы дать экосистемам больше времени для восстановления после циклов наводнений. И продолжаются исследования способов сделать гидроэнергетические проекты более безопасными для окружающих их экосистем.

Растущее движение также работает над сносом плотин, которые больше не функционируют или не нужны по всему миру, с целью восстановления большего количества естественных рек и многих преимуществ, которые они приносят дикой природе и людям, включая отдых.

Читать дальше

Эти 5 городов исчезли без следа — до недавнего времени

• Журнал «История»

Эти 5 городов исчезли без следа — до недавнего времени

Исторические источники переполнены упоминаниями о таких местах, как Танис, Гелике, и Роанок, но археологи все еще ищут их точное местонахождение.