Меню

Как используют силу рек человек

Горные реки на службе у человека

Горные реки

Горные реки издавна служили человеку: вращали жернова мельниц, орошали клочки пахотных земель горцев, поили скот, по ним сплавляли лес, в них ловили рыбу, в ряде мест по ним спускались в долины сами горцы. Населенные пункты в горах, как правило, строились вблизи горных рек, потоков, ручьев.

Но использовал человек в прошлом лишь мизерную долю энергетических возможностей горных рек.

. В горном Кабанском ущелье на одной из стен машинного зала Гизельдонской ГЭС—первенца осетинской гидроэнергетики — на мраморной плите читаем; «Ц. Байматов. Первый обосновал выгодность строительства Гизельдонской ГЭС и активно участвовал в ее создании».

Кто же такой Цыппу Байматов? Это пастух, житель селения Даргавс, изобретатель-самоучка. На местной горной реке рядом со своим селом он еще в начале нынешнего века построил собственными руками мельницу по личному проекту. Когда же мельница заработала, она по мощности превзошла общую мощность всех наличных мельниц Даргавской котловины. А их в округе было около трех десятков!

Вот тогда-то и зародилась у Ц. Байматова мысль о более основательном использовании мощности и силы горной реки. Он изучает окрестности водопада Пурт, производит топографическую съемку местности, описывает рельеф, измеряет скорость воды. Основываясь на собранных материалах, он составляет простейший проект высоконапорной гидроэлектростанции и отправляет его с ходатайством принять решение о строительстве ГЭС и выделении необходимых средств.

Однако царское правительство, не заинтересованное в экономическом и культурном развитии национальных окраин, и не подумало заняться строительством столь необходимого гидроэнергетического сооружения, да еще в глубине Кавказских гор.

Горные реки

Совсем по-другому отнеслись к трудам ученого-самоучки Байматова с приходом Советской власти.

Первый представитель ВЦИК от Горской республики, Заурбек Калоев, активно поддержал предложения о строительстве электростанции на горной реке Гизельдон и обо всем, что было сказано в объяснительной записке Ц. Байматова, он докладывает Всесоюзному старосте Михаилу Ивановичу Калинину.

. 1925 год. Проектом гидроэлектростанции на Гизельдоне заинтересовались ростовские строители из треста «Энергострой». Взяв за основу материалы Ц. Байматова, проектная группа уточняет детали на месте — в Кабанском и Даргавском ущелье; проводятся инженерные изыскания, составляются расчеты финансовых объектов строительства и после всех подготовительных работ Советом Труда и Обороны молодой Советской республики утверждается проект строительства электростанции в Кабани.

Газеты тех времен писали: «Гидростанция на реке Гизельдон будет первой в СССР высоконапорной электростанцией…Гизельдонстрой даст 150 миллионов киловатт-часов годовой энергии. Стоимость всех сооружений станции определяется в 11 миллионов 200 тысяч рублей».

В архивах республиканского Краеведческого музея Северной Осетии находим материалы и фотографии о строительстве первой высоконапорной ГЭС в Кабанском ущелье Северной Осетии, пожелтевшие от времени документы — воспоминания участников строительства. Все они рассказывают о героическом труде, вложенном в столь огромное по тем временам строительство.

На фотографиях — палатки строителей, прорабской, столовой, клуба, стоянка первых автомашин. Затем показано, как строится туннель, котлован, водохранилище. Газета «Власть труда» писала о строительстве ГизельдонГЭСа: «Упорству строителей нет предела. В ход пущены лопаты, кирки, ломы. Насос выкачивает пробивающуюся воду. Трудно в течение восьми часов долбить камень тяжестью литого молота, но зато камень раскалывается, раздается на нужные для стройки части. Рельеф будущей станции вырисовывается все отчетливее».

Водохранилище

Первая гидроэлектростанция в горах Осетии, построенная в трудных горных условиях ручным трудом, Гизельдонская ГЭС влила свою энергию в единое Северо-Кавказское, а затем и Закавказское энергетическое кольцо и сегодня выполняет большие народнохозяйственные задачи.

Высоконапорные гидроэлектростанции, построенные в годы первых пятилеток на горных реках Кавказа, — Гизельдонская в Северной Осетии, Баксанская в Кабардино-Балкарии, Гергебильская в Дагестане — явились своего рода пионерными сооружениями, проложившими дорогу хозяйскому подходу к использованию дешевой энергии горных рек.

Именно уроки строительства этих гидросооружений послужили хорошей школой для гидростроителей, в частности для тех, кто строил гиганты на горных реках Средней Азии, Казахстана, Кавказа, Сибири и Дальнего Востока. Приведем примеры.

Один из уникальнейших гидроэнергетических объектов Средней Азии — Чарвакская ГЭС — построен на р. Чирчик, в отрогах Тянь-Шаня. Это высокоэффективное гидротехническое сооружение, благодаря которому имеется возможность осушить и обводнить более 600 тыс. га земель. В результате чего значительно повысились урожаи хлопка и других сельскохозяйственных культур.

Особенность Чарвакской ГЭС в том, что она построена в сложных горно-геологических условиях, в районе с восьмибальной сейсмичностью. Плотина ее имеет высоту до 168 м и длину около километра. Она вырабатывает в год до 2 млрд. кВт. ч электроэнергии себестоимостью в 6 раз ниже, чем себестоимость тепловых электростанций, работающих на газо-мазутном топливе.

При строительстве Чарвакской ГЭС учитывались самые последние достижения как наших так и зарубежных гидростроителей и рекомендации проектных организаций. В ряде сооружений гидрокомплекса впервые применялись новые конструкции из местных материалов и металла. В ходе строительства были пущены в эксплуатацию несколько агрегатов на пониженных напорах, благодаря чему резко возросла экономическая эффективность электростанции.

Читайте также:  Есть речках лесорубы серебристо бурых шубах деревьев веток глины строят прочные плотины

В сооружение Нурекской ГЭС для развивающегося Южно-Таджикского территориально-производственного комплекса вложен труд тысяч советских людей. В стройке приняли участие сотни предприятий, снабжавших ее оборудованием, техникой, транспортом, строительными материалами. Проектная мощность Нурекской ГЭС — 2,7 млн. кВт. Уже в 1972 г. пущены были в эксплуатацию первые два агрегата. Позднее были введены в действие еще шесть агрегатов.

Сейчас воды Вахша создали новое Нурекское море — водохранилище емкостью 10,5 куб. км, которое дает жизнь тысячам ранее безжизненных земель. Теперь уже не страшна засуха хлопковым полям, садам, виноградникам. Всюду вырастают, совхозы, заводы и фабрики.

Гидротехническое сооружение

Под промышленную нагрузку поставлен уже девятый агрегат Нурекской ГЭС. Стотридцатитонный вал ротора генератора доставлен на площадку электростанции из Краматорска. На месте была осуществлена сборка ротора. Эта машина была особой, поскольку впервые в нашей стране ротор генератора мощностью в 300 тыс. кВт был спроектирован под водяное охлаждение. Энергия этого агрегата уже поступила в общую энергосистему Средней Азии.

И еще одна особенность Нурекской ГЭС. Здесь воды Вахша в жаркие дни создают микроклимат в квартирах гидростроителей. Пройдя через специальную установку, понижающую температуру, вода поступает по трубам центрального отопления в квартиры строителей, где создает прохладу.

Строительство гидроэнергетических сооружений в горных районах ведет к видимому и невидимому преобразованию народного хозяйства, создаются условия для появления новых населенных пунктов, растет культурный уровень жителей гор, улучшаются их бытовые условия. Гидростроительство в горных районах влечет за собой создание большого количества предпосылок для развития рекреационного хозяйства — туризма, курортов, баз отдыха. И уже сегодня энергия горных рек могучим потоком поступает на службу человеку.

Источник

Роль и значение рек (в жизни людей)

Вода играет выдающуюся роль в жизни нашей планеты. Она — участник глобальных круговоротов и самых грандиозных процессов на Земле. Вода — источник жизни!

Вода всегда оказывала важное влияние на формирование челове­ческой культуры и развитие цивилизации. Велико значение рек в ис­тории развития земледелия. Благодаря орошению осваивались за­сушливые земли и выращивались сельскохозяйственные культуры. До сих пор развитие степного земледелия, да и не только степного, зависит от полива культурных растений.

В жизни людей совершенно особенная роль принадлежит ре­кам.

Огромные территории нашей планеты с непроходимыми лесами бы­ли бы недоступными, если бы не реки. На равнинных, часто забо­лоченных пространствах страны сформировалась густая разветвлён­ная речная система с медленным течением, благоприятная для расселения, судоходства, рыболовства.

До возникновения железнодорожного и автомобильного транспорта реки были одним из основных путей передвижения — «природой дан­ный путь». Этой привычной и надёжной дорогой пользовались и летом, и зимой — словом, круглый год, исключая короткое безвременье ледо­става и ледохода. Если летом, то в лодке, если зимой, то санным путём. В реках ловили рыбу, их поймы использовали как сенокосы, огороды, а также для устройства колодцев.

Географы всегда отмечали высокое значение рек для сельского и промышленного хозяйства. Местности, лежащие на судоходных ре­ках, как правило, отличаются более сильным развитием промышлен­ности и торговли по сравнению с землями, лишёнными водных удоб­ных сообщений и потому более бедными.

И действительно, многие крупные города возникали на реках или у места слияния рек. При этом обеспечивалась связь с другими района­ми, а крутые берега рек к тому же служили надёжной защитой от напа­дения неприятеля. Например, Великий Новгород на р. Волхове, впада­ющей в Ладожское озеро; Тверь на р. Волге; Владимир на р. Клязьме; Москва на р. Москве.

Источник

Как используют люди реки

Наша Земля окутана сетью рек, которые на протяжении человеческой истории выполняли и выполняют множество ролей, в том числе и жизненно важные, без которых существование людей было бы невозможно на планете. Роль рек сравнима с ролью кровеносной системы в человеческом организме.

Реки как транспортная сеть

Со времен зарождения первых цивилизаций, реки выполняли транспортную роль при перевозке грузов, провизии, людей и многого другого, что было важно и актуально для различных эпох. Географически сложилось так, что населенные пункты появлялись на самых плодородных землях, возле пойм крупных рек и озер. Как следствие, между городами возникало не только дорожное, но и речное сообщение. Зачастую оно было единственным способом доставки крупных грузов. К примеру, камни для строительства сфинкса и пирамиды Хеопса в Древнем Египте доставлялись специальными речными судами повышенной грузоподъемности из каменоломен на севере страны до южных границ по реке Нил.

Реки как способ пропитания

Расселение людей вдоль источников пресной воды обусловлено также составом флоры и фауны, который связан со спецификой тех или иных рек. Чем мощнее и крупнее река, тем богаче ее рыбный состав. Наличие рек на разных территориях напрямую воздействует на плодородность окружающих земель, а значит и на заселение территории людьми. К примеру, исторически развитие Поволжья в царской России было связано с крупнейшими в стране посевами пшеницы, благодаря чему в Самаре до прихода к власти большевиков была самая крупная биржа зерновых культур.

Читайте также:  Объекты гидросферы башкортостана реки

Реки как целебное средство

Речная вода, в зависимости от того, где протекает река, обладает своим уникальным минеральным составом. Она может быть использована как целебное средство при различных заболеваниях желудочно-кишечного тракта, желчного пузыря, печени, а также при диабете. Стоит заметить, что чаще всего в лечебных целях применяют воду из подземных источников и рек.

Вокруг крупных рек часто формируются курортные и туристические зоны, которые могут быть привлекательными из-за множества причин — уникальный состав воды, флоры, фауны, уникальные природные явления. Например, река Миссисипи, протекающая через 31 штат США, является одним из символов данной страны, а также исторически ассоциируется со множеством североамериканских племен, проживавших по берегам данной реки.

Реки как религиозный символ

Наличие рек на определенных территориях не могло не отразиться на верованиях и преданиях людей, живущих вокруг их берегов. В славянской мифологии, к примеру, были причудливые существа, называемые водяными. Водяной мог как спасти тонущего человека, так и навредить ему. Или, к примеру, среди божеств Египта был бог Хапи — покровитель реки Нил, который также ассоциировался у древних египтян с богатыми урожаями в период разлива реки.

Реки как источник электроэнергии

Гидроэлектростанции являются стратегически важными антропогенными объектами, без которых электроснабжение такой большой страны, как Россия, не представлялось бы возможным. К сожалению, строительство ГЭС всегда связано с рисками для окружающей среды, такими как сокращение представленной флоры и фауны в районе строительства, изменение сезонности разлива рек, а также изменение климатических условий в конкретном регионе. Искусственное увеличение поймы реки в одном месте способно привести к избыточному обводнению территории. Но, увы, это неизбежные последствия получения с помощь реки столь необходимой человеку энергии.

Источник

Как использовать энергию воды?

Традиционные энергоресурсы не вечны и рано или поздно закончатся, а с учетом возрастающего энергопотребления это произойдет скорее рано, чем поздно, поэтому так важно использование альтернативной энергии.

С давних пор люди, наблюдая за течением рек и падением водопадов, поняли, как можно использовать энергию воды.

Что может быть проще и гениальнее водяной мельницы?

Вода, вращая колесо, преобразует кинетическую энергию движущегося потока в механическую работу колеса. Современные гидроэлектростанции работают на том же принципе, но на них механическая энергия дополнительно превращается в электрическую.

Энергия приливов и отливов

Долгое время, периодически повторяющиеся, приливы и отливы не могли объяснить. Сейчас уже понятно, что Солнце и Луна своей гравитацией создают неравномерное распределение воды в океане.

Появляются водяные «горбы», которые за счет вращения земли перемещаются к берегу. Но из-за вращения меняется и положение океана, что вызывает уменьшение гравитации.

Прилив заполняет специальные резервуары, которые образуют дамбы на берегу. Во время отлива вода движется обратно и этот поток вращает турбины.

Чем больше разница высот прилива и отлива, тем большая энергия используется. была как можно больше. Поэтому выгоднее создавать приливные электростанции в узких местах, где разница высот не менее 10 метров. Примером может служить приливная электростанция в устье реки Ранее во Франции.

К недостаткам таких станций можно отнести то, что при создании дамбы увеличивается амплитуда приливов, а это приводит к затоплению суши соленой водой и, как следствие, изменяется экология.

Энергия морских волн

Природа энергии морских волн схожа с энергией приливов, но все же принято рассматривать ее отдельно.

У этой энергии довольно большая удельная мощность — средняя мощность волнения океана 15 кВт/м, при высоте волны около двух метров, это значение может достигать 80 кВт/м. Но это примерные данные, т.к. не вся энергия морских волн превращается в электрическую — коэффициент преобразования 85%.

Из-за сложности создания установок, использование энергии морских волн не нашло широкого применения и находится только на стадии освоения.

Но если она будет освоена, то можно быть уверенным, что современная энергетика перестанет быть глобально зависимой от ископаемых источников энергии: угля, нефти и газа.

Гидроэлектроэнергетика

Энергия водного потока доступна человеку еще со времен создания мельниц.
Сейчас на пути потоков воды ставятся гидроэлектростанции, которые преобразуют эту энергию в электрическую.

Мощность энергии зависит от высоты падения, поэтому на ГЭС строят плотины, которые позволяют регулировать уровень подъема и величину потока воды.

Создание мощной ГЭС трудоемко и очень дорого, но со временем полностью себя окупает, т.к. водные ресурсы неисчерпаемы и доступны в любое время.

К недостаткам создания ГЭС можно отнести:

  • зависимость строительства от больших запасов энергии воды
  • затопление плодородных земель
  • опасность строительства на горных реках из-за высокой сейсмичности
  • влияние затопления и нерегулируемого сброса воды на экосистему.

Уменьшают это влияние новые методы работы станций и одним из таких методов стали аккумуляторы воды.

После того как вода проходит через турбины она накапливается в больших резервуарах и когда нагрузка на ГЭС минимальна, то за счет энергии тепловой или атомной станции накопленная вода перекачивается обратно наверх и цикл повторяется.

Читайте также:  Стоимость переправы через реку пур 2020

Во Франции придумали использовать энергию падающего дождя!

Попадая на пьезокерамический элемент, каждая капля вызывает возникновение электрического потенциала. Затем электрический заряд видоизменяется в колебания, пригодные для использования.

Гидроэнергетика сейчас уже развита во многих странах и составляет 25% от общего объема электроэнергии. А темпы ее развития позволяют считать ее очень перспективным направлением.

Источник



Может ли человечество использовать необычайную силу рек таким образом, чтобы пополнять экосистемы, а не вредить дикой природе

Самый надежный возобновляемый источник энергии в мире — это не ветер или солнечный свет, а вода. В прошлом году мировая мощность гидроэлектроэнергии достигла рекордных 1308 гигаватт (для сравнения: всего один гигаватт эквивалентен мощности, производимой 1,3 миллиона скаковых лошадей или 2 000 мчащихся на огромной скорости автомобилей «Шевроле»).

Коммунальные предприятия по всему миру полагаются на гидроэлектростанции для производства электроэнергии, так как она дешевая. Ее легко хранить и передавать на огромные расстояния. Гидроэлектроэнергия производится без сжигания топлива, а это означает, что она не будет выделять углекислый газ или загрязняющие вещества в атмосферу и загрязнять дикую природу, как электростанции, работающие на ископаемом топливе, таком как уголь или природный газ.

Влияние гидроэнергетики на экологию

Как и многие другие виды энергии, гидроэлектроэнергия также связана с экологическими издержками. Помимо глубокого воздействия на экосистему в целом во время создания плотин и отведения водных потоков в другие русла, гидроэнергетика может также нанести непоправимый в некоторых случаях ущерб многим видам обитателей местных водоемов.

Большинство водосборных бассейнов по всему миру, связанные с хозяйственно-экономической деятельностью человека в области энергетики, основанной на силе рек, безнадежно устарели. Многим из них уже более века. Эти традиционные водоемы представляют собой стоячие воды, где размножаются вредоносные цветущие водоросли, токсичные не только для рыб, моллюсков, морских млекопитающих и птиц, но также и для человека.

Крупные гидроэлектростанции не только серьезно меняют водоток рек, но также могут стать причиной вымирания огромного количества рыбы. Они часто находятся на пути их миграции к местам нереста. Быстро вращающиеся лопатки гидротурбин значительно сокращают их численность. Если им все же удается преодолеть все лопасти, их подстерегает другая опасность в виде внезапного изменения давления при прохождении через турбины, что тоже приводит к смерти.

Меры, принимаемые для восстановления экосистемы

Гидроинженеры из многих стран мира поставили перед собой задачу получать чистую возобновляемую электроэнергию из рек, одновременно восстанавливая не только места обитания местной водной фауны, но и природную среду в целом. Они работают над созданием безопасных для рыб турбин, что может в корне изменить всю гидроэнергетику.

Калифорнийская компания Natel Energy в партнерстве с инвестиционной фирмой Breakthrough Energy Ventures, которую основал владелец Microsoft Билл Гейтс, создали новую турбину с тупыми лопастями, которая дает большую возможность проходящим через нее рыбам выжить. Помимо спасения рыбы, эта турбина создана с большей устойчивостью к изменению климатических условий, которые часто бывают непредсказуемы.

Абэ Шнайдер, инженер-механик по образованию, являющийся техническим директором Natel, рассказал о задачах, которые решает его фирма. Они заключаются в том, чтобы используя великие достижения гидроэнергетики, как возобновляемого источника энергии, ее надежность и управляемость, добиться снижения затрат и уменьшения воздействия на окружающую среду. Он говорит, что безопасная для рыбы, и одновременно компактная и высокопроизводительная турбина рассчитана именно на это.

Как работают гидроэлектростанции

Гидро (hydor-вода) – слово греческого происхождения. Оно относится ко всему, что имеет то или иное отношение к водной стихии. Традиционные электростанции работают за счет использования силы и давления воды. Она течет под уклоном по специальным водотокам (желобам) к плотине.

Рядом с нижним желобом находится турбина. Напор воды вращает ее, создавая электроэнергию, которая передается на предприятия и в жилые дома. Но эти водотоки также являются и основными проходами для мигрирующих рыб, таких как лосось и угорь, которые могут попасть во вращающиеся тонкие лопасти механизма.

Чем Natel отличается от других турбин

В турбине Natel, напротив, используются изогнутые толстые лопасти. Благодаря своей конструкции она может удвоить допустимую скорость вращения. Это позволяет использовать турбину относительно небольшого размера, которая также обеспечивает безопасный проход мигрирующей рыбе. Конфигурация вертушки позволяют лопастям наносить скользящий удар, который в корне отличается от воздействия на рыб острых лопастей. С инженерной точки зрения, толстое лезвие лопасти позволяет создать такую зону давления, которая помогает сбрасывать попадающие на его пути предметы, и для рыбы является что-то вроде подушки безопасности.

Такая конструкция также устраняет необходимость в «стеллаже для мусора» — тонком защитном экране, который устанавливается для улавливания мусора при входе в турбину, а также для защиты оборудования от попадания туда мелкой рыбешки.

Источник

Adblock
detector