Розділ 2. Гідроенергетичні ресурси, їх використання. Принципові схеми, параметри, режими роботи ГЕС і ГАЕС

При створенні гідроенергетичних об'єктів з водоймищами їх вплив на навколишнє середовище починається з періоду будівництва.

У зоні будівництва відбуваються зміни природних умов, включаючи гідрологічний режим ріки, ландшафт, ґрунти, фауну й флору, режим ґрунтових вод й ін., що пов'язане з організацією кар'єрів, відвалів, тимчасових доріг, інженерних комунікацій, ЛЕП, тимчасових будбаз і житлових селищ, інших об'єктів інфраструктури; із пропуском будівельних витрат; виконанням будівельних робіт на основних спорудах гідровузла; з підготовкою ложа водоймища й виконанням захисних споруд, включаючи берегоукріплення, зведення дамб для захисту земель і об'єктів від затоплення й ін.; з поетапним заповненням водоймища.

При організації будівництва й проведенні робіт слід передбачати необхідні заходи для мінімізації негативного впливу на навколишнє середовище, недопущення забруднення повітря й води, ерозії ґрунту, знищення рослинного покриву, диких тварин.

У період будівництва повинен бути виконаний у повному обсязі комплекс природоохоронних, захисних і компенсаційних заходів, передбачених у проекті.

Важливе значення має проведення в період будівництва моніторингу навколишнього середовища, що дозволить вчасно виявити відхилення від проектних параметрів і підготувати рішення для попередження негативних наслідків.

Тимчасові споруди. Місця для розміщення тимчасових споруд вибираються з урахуванням вимог по охороні навколишнього середовища. При цьому для тимчасових житлових селищ, будбаз у першу чергу використовуються землі, малопридатні для сільськогосподарського виробництва, а кар'єри будматеріалів при наявності відповідних умов найкраще розміщувати в зоні постійного відводу землі під водоймище.

З території тимчасових споруд передбачається зняття родючого шару ґрунту і його складування для подальшої рекультивації території після завершення будівництва.

Для недопущення забруднення навколишнього середовища на території тимчасових селищ і будбаз звичайно виконується система каналізації з обробкою стоків на очисних спорудах.

Виконання будівельних робіт. У період будівництва істотний вплив на навколишнє середовище в першу чергу роблять роботи по підготовці зони водоймищ, земельно-скельні роботи.

При підготовці зони водоймища, включаючи зняття родючого шару ґрунту, виконанні земельних робіт з улаштування доріг, дамб та інших споруд необхідно передбачати заходи щодо недопущення утворення вогнищ синантропної (сміттєвої) флори, а у випадку їх виявлення слід переорювати такі ділянки й засівати видами, що перешкоджають їх розвитку.

При спорудженні гідровузлів для мінімізації негативних наслідків його впливу на навколишнє природне середовище передбачається широке застосування електричних машин і механізмів на будівельних роботах, виконання різноманітних заходів щодо недопущення скидання в ріку забруднених стічних вод.

Підрізування схилів, здійснення буровибухових робіт при розробці котлованів основних споруд, а також будівельних виїмок під дороги, розробка кар'єрів можуть викликати розущільнення порід, зниження стійкості й призвести до несприятливих схилових процесів, включаючи ерозію, обвали, зсуви.

Вплив на навколишнє природне середовище також залежить від типів гідротехнічних споруд, матеріалів, технології й строків зведення. Високі бетонні греблі в порівнянні з греблями із ґрунтових матеріалів, маючи обсяг в 6–10 раз менший, дозволяють скоротити площу земель під кар'єри, дороги й ін.

Пропуск будівельних витрат. Протягом усього періоду будівництва гідровузла необхідно організувати пропуск витрат ріки (будівельної витрати) в обхід споруд, що будуються, або через них. При цьому висуваються вимоги щодо рівневого й швидкісного режиму в річці, що забезпечує роботу існуючих водозаборів, збереження судноплавства на судноплавних ріках, умов проходу риб й ін.

Строк будівництва гідроенергетичних об'єктів у середньому становить 2–5 років, хоча для малих ГЕС він може бути до 1 року, а для великих – до 10 років і більше. Наприклад, для найбільшої у світі ГЕС «Три ущелини» (Китай) потужністю 18,2 млн.кВт передбачений загальний строк будівництва 15 років.

Найбільшу небезпеку з позицій недопущення затоплення котловану і споруд, що будуються, руйнування огороджувальних перемичок, розмивів русла й берегів, їх обвалення, замива нерестовищ у нижньому б'єфі, інших негативних наслідків для навколишнього середовища в зоні будівництва й нижче по річці становить період проходження паводків.

На рівнинних ріках з розвинутою заплавою широко застосовується схема пропуску будівельних витрат на першому етапі через стиснуте перемичками русло ріки або з відводом русла будівельним каналом в обхід споруд першої черги, що будуються. При цьому на другому етапі пропуск будівельних витрат виконується через отвори в спорудах першої черги. Така схема була застосована при будівництві ГЕС на Дніпрі, Волзі, Ангарі, Рейні, Дунаї, Теннессі, Колумбії й ін.

На гірських ріках у каньйоноподібних вузьких створах в основному застосовується схема із пропуском будівельних витрат через будівельні тунелі.

При перекритті русел рік перемичками, яке звичайно виконується в меженний період при мінімальних витратах відсипанням кам'яних банкетів, намивом з використанням гідромеханізації й ін., повинні враховуватися вимоги охорони навколишнього середовища.

Початкове наповнення водой

мища, пов'язане зі зменшенням у цей період стоку ріки нижче гідровузла, є відповідальним етапом і здійснюється в період проходження паводка. При цьому можливість наповнення водоймища, швидкість і режим наповнення визначаються наступними основними умовами: • обсягом відбору води з ріки для заповнення водоймища, який не повинен перевищувати припустимого рівня, виходячи із забезпечення пропуску витрат у нижній б'єф, обумовлених вимогами водоспоживання й охорони навколишнього середовища;

• припустимою швидкістю підвищення рівня водоймища за умовами роботи гідротехнічних споруд, формування фільтраційного режиму, активізації зсувних процесів, наведеної сейсмічності;

• будівельною готовністю гідротехнічних споруд і заходів щодо підготовки ложа водоймища;

• виконанням у повному обсязі комплексу передбачених проектом захисних, природоохоронних заходів, необхідних умов і заходів щодо переселення населення.

Для більшості великих гідроенергетичних об'єктів характерне поетапне наповнення водоймищ і введення потужностей. Наприклад, будівництво гідровузла ГрандДиксанс (Швейцарія) із гравітаційною греблею висотою 285 м і заповнення його водоймища виконувалися в 4 етапи, заповнення Кременчуцького водоймища при обсязі водоймища 13,5 км3 – у 2 етапи в періоди повені 1960 і 1961 рр.

Важливе значення для забезпечення безпеки гідротехнічних споруд в умовах тимчасової експлуатації має забезпечення пропуску максимальних паводкових витрат розрахункової забезпеченості через недобудовані спорудження.