ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ПРИРОДНЫЕ ФАКТОРЫ И РАЗВИТИЕ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ . 6
1.1. Тенденции развития малых и крупных ГЭС в условиях
меняющихся природных факторов 6
1.2. Учет природных факторов для проектируемых и существующих ГЭС 14
ГЛАВА 2 ХАРАКТЕРИСТИКА АНГАРО-ЕНИСЕЙСКОГО КАСКАДА 19
2.1. Гидроэнергетический комплекс Енисейского каскада 19
2.2. Гидроэнергетический комплекс Ангарского каскада 25
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНЫХ ФАКТОРОВ НА
ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ГЭС АНГАРО-ЕНИСЕЙСКОГО КАСКАДА 37
3.1. Воздействие природных условий на функционирование ГЭС
Енисейского каскада 37
3.2. Влияние природных условий на функционирование ГЭС
Ангарского каскада 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИСТОЧНИКОВ 53
ПРИЛОЖЕНИЕ
Одной из особенностей энергетики начала XXI века является жесткая регламентация ее дальнейшего развития требованиями сохранения благоприятной окружающей среды, предотвращения глобального загрязнения.
В настоящее время в России значимыми становятся задачи охраны окружающей среды при реконструкции и техническом перевооружении действующих ГЭС, совершенствования управления режимами работы ГЭС многоцелевого назначения, освоения гидроэнергетических ресурсов малых рек, а также управлении паводками с целью снижения риска наводнений. Тесная взаимосвязь между условиями функционирования ГЭС и их воздействием на окружающую среду определяет необходимость комплексного подхода к решению как технических, так и природоохранных вопросов.
Гидроэлектростанция (ГЭС) является источником электричества, которое произведено потоком водного источника. Это один из самых полезных источников возобновляемой энергии во всем мире. Гидроэлектростанции покрывают приблизительно 16% мирового производства электроэнергии. Истоки использование гидроэлектростанций могут быть найдены еще в древних временах, но сама концепция была разработана в середине XVII столетия одним французским инженером. Существует несколько типов ГЭС: дамба, водохранилище, ГЭС с использованием речных, морских и подземных вод и все они по-разному влияют на окружающую среду.
Актуальность проблемы - прежде всего, состоит в значительном влиянии гидроэнергетики на окружающую среду. В ХХ веке масштабы гидротехнического строительства привели к тому, что около 70% основных речных систем в России подверглись регулированию или фрагментации. Создание гидросооружений привело к негативным последствиям для всех без исключения объектов гидротехнического строительства, так как проектирование ГЭС осуществлялось без достаточного внимания к вопросам окружающей среды и влияния природных факторов на гидротехнические сооружения.
Цель работы - рассмотреть влияние природных условий на функционирование ГЭС Ангаро-Енисейского каскада (АЕК).
Задачи работы:
- проанализировать благоприятные факторы при проектировке ГЭС.
- выявить процессы неблагоприятных последствий в результате постройки гидроэлектростанций.
- обозначить природные факторы Енисейского каскада.
- охарактеризовать природные факторы Ангарского каскада.
- рассмотреть влияние природных условий на функционирование ГЭС АЕК.
Методы исследования: анализ и обобщение литературы, публикаций в научных изданиях, посвященных исследованию влияния природных факторов на гидроэлектростанции, картографический метод.
Изменение климатических характеристик оказывают большое влияние на многие природные процессы, в том числе на загрязненность и режим поверхностных водных объектов.
Река Ангара имеет длину 1779 км, питается и берет начало из озера Байкал, впадает в Енисей. Сама река Енисей берет начало от слияния Большого и Малого Енисея, преобладает снеговое питание, имеет длину 4287 км. Обе реки относятся к бассейну Северного Ледовитого океана.
На реке Енисей расположены 3 электростанции:
1. Саяно-Шушенская ГЭС (мощность - 6400 МВт);
2. Майнская ГЭС (мощность - 321 МВт);
3. Красноярская ГЭС (мощность - 6000 МВт).
На реке Ангаре расположены 4 электростанции:
1. Иркутская ГЭС (мощностью 662,4 МВт);
2. Братская ГЭС (мощностью 4 515 МВт);
3. Усть-Илимская ГЭС (мощность 3 840 МВт);
4. Богучанская ГЭС (мощностью в 3 000 МВт) (приложение 10).
Все электростанции руслового типа и имеет гравитационную плотину, кроме Саяно-Шушенской ГЭС, которая имеет арочно-гравитационную плотину.
Режим работы для Ангаро-Енисейского каскада выделяют следующие характерные периоды:
1. Период весеннего половодья (с первого мая по первое июля), для Иркутской ГЭС и Братской ГЭС - до первого августа. Характеризуется высокими значениями притока воды в водохранилища, в зависимости от которых принимаются различные решения. В общем случае в нормальной ситуации происходит наполнение водохранилищ при условиях навигационных расходов в нижний бьеф.
2. Период летней межени (с первого июля по первое августа). Характеризуется спадом приточности. В общем случае уровень водохранилищ стабилизируется при условиях навигационных расходов в нижний бьеф. Важной задачей на этом этапе является определение такого режима работы ГЭС, при котором на конец периода должен быть запас по водохранилищам для аккумуляции дождевого паводка
3. Период дождевых паводков (с первого августа по первое октября). Характеризуется повышенными притоками воды в водохранилища ГЭС. Зачастую объем дождевого паводка является непредсказуемым, поэтому превышение уровня водохранилищ, которые обеспечивают запас по водохранилищам для аккумуляции дождевого паводка, возможно только к концу периода.
Для Ангаро-Енисейского каскада характерна высокая изменчивость и неопределенность гидрологических условий - ежегодных притоков воды в водохранилища, а также меняющимися и трудно прогнозируемыми климатическими факторами (осадки, температуры, давление, атмосферные процессы и др.). Для анализа климатических изменений в исследуемых бассейнах в ИСЭМ СО РАН разработана система ГеоГИПСАР, которая является развитием информационно-прогностической системы ГИПСАР. Ее основу составляли несколько разноплановых методов долгосрочного прогнозирования (фоновые, оценочные, вероятностные, аппроксимативные) на основе специальной методологии формирования прогнозов повышенной надежности, а также средства анализа и верификации данных. Также следует учесть, что для Ангаро-Енисейского каскада характерна сейсмичность в среднем в 5 баллов.
Учет климатической адаптации ГЭС, обеспечивающей приемлемый уровень их безопасности, сводится к трем задачам:
1. Статистическая оценка величин половодий и дождевых паводков редкой повторяемости с учетом изменения климата за последние 25-30 лет;
2. Проектирование достаточной пропускной способности гидротехнического сооружения и выбор оптимальных режимов пред половодной сработки в период крупных паводков и наводнений, которые обеспечивают необходимый уровень экологической безопасности ГЭС, на основе требований современных технических регламентов;
3. Эффективный контроль над выполнением «Правил использования водных ресурсов водохранилищ ГЭС» и утвержденных рабочих графиков сработки водной массы в верхнем бьефе, содержащихся в «Правилах технической эксплуатации и благоустройства водохранилищ ГЭС», где вопросы климатической адаптации ГЭС учтены.
1. Ангаро-Енисейский каскад ГЭС в условиях изменяющегося климата: учебное пособие В.М. Никитин, Н.В. Абасов, Т.В. Бережных, Е.Н. Осипчук - И. ИСЭМ СО РАН, 2017. -62-71 с.
2. Брызгалов, В. И. Из опыта создания и освоения красноярской и
Саяно-Шушенской гидроэлектростанций В.И. Брызгалов. - М.: Изд-во
МНЭПУ, 1997. -556 с.
3. Водные ресурсы России: современное состояние и управление: Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции, под ред. Т.А. Ермоленко - ФГБУ РосИНИВХЦ , 2018 г. - 359 с.
4. Вульфович, Н.А. Арочно-гравитационная плотина Саяно-Шушенской ГЭС / Н.А.Вульфович, Л.А.Гордон, Н.И. Стефаненко. - СПб.: ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», 2012. - 149с.
5. Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология.
Геокриология: ежекварт. журн. - № 1 (253). - И., 2009. - с. 71-79.
6. Курбатова, И.Е. Использование спутниковой информации для предварительной оценки изменения окружающей среды в зоне предполагаемого строительства Нижнебогучанского водохранилища/ И.Е. Курбатова. - М:. ИВП РАН, 2017. - с. 195-205.
7. Чалов, Р.С. Эрозионные и русловые процессы/ Р.С. Чалов. - М.:
МГУ, 2005. - 349 с.
Электронные ресурсы
8. «РусГидро» затопит Красноярский край [Электронный ресурс]. -
Режим доступа: https://krsk.sibnovosti.ru/politics/59541-rusgidro-zatopit-
krasnoyarskiy-kray - Заглавие с экрана.
9. Будущее ГЭС и перспективы других технологий электроэнергетики реальность [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://altenergiya.ru/apologiya/perspektivy-texnologij-elektroenergetiki.html- Заглавие с экрана.
10. Водосброс на Богучанской ГЭС [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://cr2.livejournal.com/422788.html- Заглавие с экрана.
11. Гидротехнические Сооружения [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http: //www.korung.rushydro .ru/file/main/korung/hydropower/for_student s/11014.html/Bryzgalov_chapter2.pdf - Заглавие с экрана.
12. Гидроэлектростанции и связанные с ними экологические
проблемы [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http://www.newreferat.com/ref-7246-2.html- Заглавие с экрана.
13. Енисейский каскад ГЭС [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://wiki2.org/ru/Енисейский_каскад_ГЭС - Заглавие с экрана.
14. Инновационный сценарий реализации проекта / окрусал
[Электронный ресурс]. - Режим доступа:
file:///C:/Users/valer/Downloads/document-80002.pdf- Заглавие с экрана.
15. ИркипедияЯи / Богучанская ГЭС [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://irkipedia.ru/content/boguchanskaya_ges- Заглавие с экрана.
16. ИркипедияЯи / Братская ГЭС [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://irkipedia.ru/content/bratskaya_ges- Заглавие с экрана.
17. Каковы перспективы развития гидроэнергетики в России и в
мире? [Электронный ресурс] - Режим доступа:
https://aif.ru/dontknows/1236236- Заглавие с экрана.
18. Мир знаний / Гидроэнергетический комплекс Сибири [Электронный ресурс]. - Режим доступа: ййрз://ш1Г7папй.сот/а/321383- 2/д1йгоепегдейсйезк1у-котр1екз-з1Ьт-2/ - Заглавие с экрана.
19. Мотыгинская ГЭС: что можно сделать [Электронный ресурс]. - Режим доступа: Ййрз://’№№№.р1о1та.пе1/тодез/ - Заглавие с экрана.
20. Наука и технологии/ Почему ГЭС не уничтожат человечество
[Электронный ресурс]. - Режим доступа:
ййрз://зпоЬ.ги/зе1ес1еб/еп1гу/119220/#соттеп1_848837 - Заглавие с экрана.
21. Нижнебогучанская ГЭС [Электронный ресурс]. - Режим доступа: ййрз://’№№№.р1о1:та.пе1:/ш7ЬпеЬодисйапзкауа-дез/ - Заглавие с экрана.
22. О неотложных мерах обеспечения гидрологической безопасности
плотинных ГЭС (на примере Ангаро-Енисейского каскада ГЭС)
[Электронный ресурс]. - Режим доступа: ййрз://есобе1о.огд/10830-
о_пео11о7Йпукй_тегакй_оЬезресйеп1уа_д1йго1од1сйезко1_Ье7оразпоз11_р1о11ппу кй_дез_па_рптеге_ап - Заглавие с экрана.
23. Основы гидроэнергетики. Гравитационные бетонные плотины
[Электронный ресурс]. - Режим доступа:
ййрз://гизйубго.11уе]оигпа1.сот/207475.й1т1 - Заглавие с экрана.
24. Плотинные ГЭС на нижней Ангаре [Электронный ресурс]. - Режим доступа: ййр://Ь1од.гизйубго.ги/?р=8081- Заглавие с экрана.
25. Плотины. Классификация и разновидность плотин [Электронный
ресурс]. - Режим доступа: Ййрз://ргезеп15.сот/р1о11пу-р1о11па-е1о-
д1йго1ехшсйезкое-зоош7Йеше-регедога7ЫуауизЬйее-уойо1:ок/ - Заглавие с экрана.
26. Плюсы и минусы ГЭС [Электронный ресурс]. - Режим доступа: ййрз://р1из1ттизтги/р1уизу-1-ттизу-дез/ - Заглавие с экрана.
27. Строительство Нижнебогучанской ГЭС [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ensib.ru/projects/invest/ges- Заглавие с экрана.
28. Схемы водных путей Российской Федерации [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://studopedia.net/5_36106_shemi-vodnih-putey- rossiyskoy-federatsii.html- Заглавие с экрана.
29. Характеристика Ангаро-Енисейского района [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://student.zoomru.ru/ekonom/harakteristika- angaroenisejskogo-rajona/243429.1926395.s3.html - Заглавие с экрана.
30. Экологический мониторинг Саяно-Шушенского водохранилища в степной зоне Тувы [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.science-education.ru/pdf/2012/1/5535.pdf - Заглавие с экрана.