3. Гес та навколишнє середовище.
Гідроенергетичні об'єкти істотно впливають на навколишнє природне середовище. Цей вплив є локальним.
При розгляді впливу гідроенергетичних об'єктів на довкілля необхідно розрізняти період будівництва гідроенергетичних об'єктів та період їх експлуатації.
Перший період порівняно короткочасний – кілька років. У цей час у районі будівництва порушується природний ландшафт. Вода, що використовується для різноманітних будівельних робіт, повертається в річку з механічними домішками – частинками піску, глини тощо. Можливе забруднення води комунально-побутовими стоками будівельного селища. Підйом рівня води у верхньому б'єфі починається зазвичай під час будівництва. Внаслідок похідного при цьому наповненні водосховища змінюються витрати та рівні води у нижньому б'єфі.
У період експлуатації відбувається різнобічний вплив гідроенергетичних об'єктів на довкілля. Найбільший вплив на природу надають водосховища:
1. Затоплення у верхньому б'єфі. Створення водосховищ веде за собою затоплення території. Загалом у світі затоплено понад 350 тис. км². У зону затоплення можуть потрапити сільськогосподарські угіддя, родовища корисних копалин, промислові та цивільні споруди, пам'ятники старовини, дороги, лісові масиви, місця постійного проживання тварин і рослин і т.д. утворюючи феноли, тим самим забруднюючи водосховище. Найбільш заселені та освоєні прируслові ділянки річки та райони у гирлах приток. На схилах гір мало сільськогосподарських угідь, зазвичай там відсутні промислові об'єкти. Тому створення водосховищ у гірських умовахзавдає значно менших збитків, ніж на рівнинах.
2. Підтоплення.Підтоплення прилеглих до водосховища земель відбувається внаслідок підйому рівня грунтових вод. У зоні надмірного зволоження підтоплення спричиняє негативні наслідки – перезволоження коренів рослин та його відмирання. Зі зміною водно-повітряного режиму ґрунту може статися заболочування та оглинення ґрунтів, що погіршує якість ґрунту та знижує його продуктивність. У посушливих районах підтоплення покращує умови зростання рослин за відповідних глибин грунтових вод. У несприятливих умовах може відбуватися засолення ґрунту.
3. Переробка берегів.Внаслідок підйому і зниження рівня води у водосховищі при регулюванні стоку і хвильових явищ проходить переробка берегів водосховища. Розміри переробки берегів залежать від їхньої геологічної будови, режиму рівнів води та глибини водосховища, зміни берегів, панівних вітрів і т. п. Відносна стабілізація берегів відбувається через 5-20 років після наповнення водосховища.
4. Якість води.Внаслідок зниження швидкості течії та зменшення переміщення води по глибині суттєво змінюються фізико-хімічні характеристики води по відношенню до побутових умов річки до створення водосховища. На якість у роки у водосховищі впливає заселеність зони затоплення, видовий та віковий склад лісу, підліску та лісової підстилки, наявність приток, режим та глибина спрацювання водосховища тощо. Якість води погіршують стічні води промислових, гірничорудних та тваринницьких комплексів, комунально-побутові стічні води та винесення добрив із сільськогосподарських угідь. Для південних районів неприємним наслідкомПеренасичення води у водосховищах органічними та біогенними речовинами (в основному іонами азоту та фосфору) є бурхливий розвиток у теплій воді водоростей. При створенні водоймищ необхідно ретельно вивчити спільний вплив всіх факторів з урахуванням перспектив будівництва каскадів ГЕС та вживати заходів для підтримки якості води. Якість води – характеристика складу та властивостей води, що визначає придатність її для конкретних видів водокористування. Повинна проводитися ретельне очищення стічних вод, що надходять у водосховище. Використовувати прилеглі землі у сільському господарстві треба, застосовуючи передові методи агротехніки, що обмежують винесення добрив у водосховище.
5. Вплив водосховищ на мікроклімат.Водосховища підвищують вологість повітря, змінюють вітровий режим прибережної зони, а також температурний та крижаний режим водотоку. Це призводить до зміни природних умов, а також життя та господарської діяльності населення, проживання тварин, риб. Ступінь впливу великих водосховищ на мікроклімат різна окремих регіонів країни. Інтегральний вплив, що надається акваторією на розвиток рослинності, сприятливий в умовах степової та лісостепової зони та несприятливий у лісовій.
У перші роки після заповнення водосховища у ньому з'являється багато
рослинності, що розклалася, а "новий" грунт може різко знизити рівень кисню у воді. Гниєння органічних речовин може призвести до виділення величезної кількості парникових газів - метану та двоокису вуглецю.
Водосховища часто "дозрівають" десятиліттями або довше, а в тропіках цей процес триває століттями - поки розкладеться велика частина всієї органіки.
Очищення затоплюваної зони від рослинності пом'якшило б проблему, але оскільки вона важка ідорога, очищення проводять лише частково.
Найвідоміший приклад масштабного затоплення лісу - гребля Брокопондо в Суринамі (Ю. Америка), що затопила 1500 кв. км тропічного лісу – 1% території країни. Розкладання органічної речовини в цьому мілководному басейні позбавило його воду кисню і викликало потужне виділення сірководню, смердючого газу, що сприяє корозії. Працівники греблі ще через 2 роки після заповнення водосховища в 1964 році носили маски. А вартість збитків, завданих турбін закисленою водою, склала понад 7 відсотків загальної вартості проекту.
6. Вплив водосховищ на фауну.Багато тварин із зони затоплення змушені мігрувати на територію з більш високими відмітками. При цьому видовий склад та чисельність тварин значно зменшується.
Також на довкілля впливають гідротехнічні споруди. Зведення гребель гідровузлів призводить до підйому рівнів води у верхньому б'єфі та утворення водосховищ. Греблі, що перегороджують річки, ускладнюють прохід риб до місць природних нерестовищ у верхів'ях річок. Але греблі, будівлі ГЕС шлюзи канали тощо, вдало вписані в рельєф місцевості та добре архітектурно оформлені, створюють разом із акваторією верхнього б'єфу монументальні та мальовничі ансамблі.
Гідротехнічне будівництво на річках призводить до корінної зміни гідробіологічного режиму, що може призвести до порушення нормальних умов життя порід риби, які існували в природних умовах. Особливо несприятливі умови створюються життя прохідних порід риб, які у природних умовах щорічно прямують для нересту з морів у верхів'я річок, чому перешкоджають греблі гідровузлів.
Порушує природний процес нересту режим витрат і рівнів води, що змінився врічці: при зменшених витратах повінь перестають затоплюватися в нижньому б'єфі природні нерестовища. Велику шкоду рибі, особливо в період нересту, завдають коливань рівнів при добовому регулюванні. Несприятливі також зміни температурного режиму, неминучі під час створення водосховищ. Одночасно створюються сприятливі умови життя порід риб, пристосованих до озерним умовам.
Заходи, що проводяться у водогосподарському комплексі для збільшення продуктивності рибного господарства, поділяються на дві групи: компенсація шкоди, що завдається рибному стаду, що сформувався в природних умовах, та розведення нових порід риб.
Гідровузли на річках, в яких мешкають прохідні риби, забезпечуються рибоходами, що дозволяють рибі долати створи гребель. Застосовуються плавучі рибонакопичувачі - контейнери для доставки риби з нижнього б'єфу до верхнього, перед греблями споруджуються штучні нерестовища. Режим витрат пристосовують до потреб рибного господарства.
7. Для ГЕС характерназміна гідрологічного режиму річок– відбувається зміна та перерозподіл стоку, зміна рівневого режиму, зміна режимів течій, хвильового, термічного та льодового. Швидкість течії води може зменшуватися вдесятеро, а окремих зонах водосховища можуть виникати повністю застійні ділянки. Специфічними є зміни термічного режиму водних мас водосховища, який відрізняється як від річкового, так і від озерного. Зміна льодового режиму виявляється у зрушенні термінів льодоставу, збільшенні товщини крижаного покриву водосховища на 15-20%, тоді як у водозливів утворюються ополонки. Змінюється тепловий режим у нижньому б'єфі: восени надходить тепліша вода, нагріта у водосховище за літо, а навесні – холодніше на 2-4ºC в результатіохолодження у зимові місяці. Ці відхилення від природних умов поширюються на сотні кілометрів від греблі електростанції.
В результаті акумулювання частини стоку у водосховищах нижче за течією знижується інтенсивність повінь і кількість земель, що затоплюються. Цей процес має і плюси, і мінуси. З одного боку, припинення затоплень дозволяє ширше залучати заплавні землі в обіг, зокрема в ріллю, і запобігає катастрофічні повені. З іншого – у заплавних біоценозах відбуваються значні зміни. Найбільш серйозно така проблема стоїть для заплавних земель, розташованих у посушливих зонах: припинення розливів призводить до зміни багатого заплавного біоценозу на біоценоз сухого степу чи напівпустелі. Такі процеси спостерігаються на Нижній Волзі. Для заплав річок, що знаходяться в лісовій зоні і північніше, в зонах природного надмірного зволоження, де розташована більшість ГЕС, що будуються і проектуються, з великими водосховищами, ця проблема не настільки актуальна.
Створення на річках водосховищ, особливо каскадів, що перетворюють річку на «ланцюжок» водосховищ, як правило, сприятливо для розвитку водного транспорту, оскільки при цьому збільшуються судноплавні глибини, з'являється можливість використання великотоннажних суден, спрямовуються суднові ходи, раніше несудноплавні річки стають судноплавними. У нижньому б'єфі гідровузлів судноплавні умови покращуються за рахунок попусків води із водосховищ. Необхідною умовою судноплавства є споруда у складі комплексних гідровузлів судноплавних шлюзів або суднопідйомників.