Строительство плотины это фактор

ПЛОТИ́НА, гид­ро­тех­нич. во­до­под­пор­ное со­ору­же­ние, пе­ре­го­ра­жи­ваю­щее рус­ло (рус­ло и до­ли­ну) ре­ки и удер­жи­ваю­щее во­ду с од­ной (вер­хо­вой) сто­ро­ны на бо­лее вы­со­ком уров­не, чем с дру­гой (ни­зо­вой), т. е. соз­даю­щее под­пор. При­мы­каю­щая к П. часть ре­ки с бо­лее вы­со­ким уров­нем на­зы­ва­ет­ся верх­ним бье­фом , с низ­ким уров­нем – ниж­ним бье­фом. Раз­ность уро­в­ней на­зы­ва­ет­ся на­по­ром . П. не­боль­шой вы­со­ты – за­пру­да. Функ­ции во­до­под­пор­ных со­ору­же­ний вы­пол­ня­ют зда­ния ГЭС, су­до­ход­ные шлю­зы, шлю­зы-ре­гу­ля­то­ры и др.

Источник: bigenc.ru

Проблемы, обусловленные строительством крупных плотин

Хотя плотины способствовали экономическому росту в XX веке, предоставляемые ими услуги чреваты серьезными издержками. В данном разделе приводится обзор проблем, обусловленных строительством крупных плотин.

Суперсооружения: Дамба Гувера

Физическая трансформация рек

Крупные плотины расчленяют и трансформируют реки земного шара. По данным Института мировых ресурсов (ИМР), почти на половине (46%) из 106 крупнейших рек мира построена как минимум одна крупная плотина. Степень изменения параметров стока рек в регионах нашей планеты различна.

На территории США и Европейского союза зарегулирован сток 60-65% рек, хотя этот объем изменяется от бассейна к бассейну. 53 км3 воды в водохранилищах при крупных плотинах Испании регулируют 40% стока ее рек – от 71% в бассейне реки Эбро до 11% в бассейнах побережья Галисии. В Азии почти на половине зарегулированных рек построено более одной крупной плотины.

Изменение стока трансграничных рек имеет особые последствия. 261 водосборный бассейн пересекает политические границы двух и более стран. Эти бассейны охватывают около 45% суши нашей планеты, на них приходится около 80% стока рек всего мира и они оказывают воздействие примерно на 40% населения земного шара. Проблемы, с которыми сталкиваются страны, по территории которых протекают эти реки, весьма разнообразны — от качества воды до объема стока.

Врезка 1.3: Изменение параметров и масштаба воздействия крупных плотин

Объем водохранилища относительно годового речного стока – важный показатель назначения плотины и ее эксплуатации. Он также является важным фактором воздействия на окружающую среду. Площадь поверхности водохранилища (или зона затопления) указывает на потенциальный масштаб переселения. У большинства водохранилищ при крупных плотинах (более 60%) эта площадь составляет 0-1 км2 (в это число также входят плотины без водохранилищ). Только 2 процента плотин имеют водохранилища с площадью более 100 км2

В первой половине XX века во всех регионах мира наблюдалась неуклонная тенденция к повышению средней высоты плотин, а также к увеличению площади и объема водохранилищ. Средняя высота новых плотин в 1940 и 1990 гг. составляла 30-34 м, но уже в девяностые годы она увеличилась почти до 45 метров – главным образом из-за строительства новых сооружений в Азии. С 1945 до шестидесятых годов также наблюдался резкий рост площади водохранилищ (средний показатель составил 50 км2), затем к восьмидесятым годам произошел спад до 17 км2. И далее – новое увеличение в девяностые годы примерно до 23 км2.

Почему движутся литосферные плиты: теория тектонических плит | Планета Земля | Познавательное видео

Совокупная емкость водохранилищ при крупных плотинах в зависимости от их конструкции составляет около 6 тысяч км3. Предположив, что реально заполняется только половина расчетной емкости, совокупная фактическая емкость водохранилищ в мировом масштабе аналогична объему совокупного забора пресной воды, который предположительно составляет 3800 км3.

Приблизительно 0,5-1% от общих запасов пресной воды в существующих как крупных, так и малых водохранилищах по всему миру ежегодно теряется из-за накопления в них донных отложений. Это означает, что в ближайшие 25-50 лет 25% запасов пресной воды может быть потеряно из-за отсутствия мер по контролю за процессом заполнения чаши водохранилища наносами. Такие потери понесут преимущественно развивающиеся страны и регионы, где реки переносят большое количество наносов.

Воздействие на речные экосистемы

Растущие угрозы экологической целостности водосборных бассейнов Земли исходят от увеличения народонаселения, загрязнения воды, уничтожения лесов, чрезмерного водозабора для орошения и коммунального водоснабжения, а также из-за регулирования стока в результате сооружения крупных гидроузлов. Среди множества факторов, ведущих к деградации экосистем речных бассейнов, плотины представляют собой одну из важнейших угроз. Они расчленяют и трансформируют водные экосистемы, аспекты их воздействия различаются по продолжительности, масштабу и степени обратимости.

Речные бассейны – место обитания 40% всех видов рыб в мире, они обеспечивают работу многих функций биосферы – от круговорота питательных веществ и воды до обеспечения плодородия почв и поддержания естественного паводкового режима. За последние годы как минимум 20% из более чем 9 тысяч видов пресноводных рыб получили статус вымерших, исчезающих или находящихся под угрозой исчезновения.

Рыба — очень важный источник животного белка для более чем 1 миллиарда человек. В Африке она составляет 21% всего животного белка в рационе питания людей, а в Азии — 28%. Хотя на долю пресноводных видов приходится всего около 6% от общего объема белка, потребляемого населением Земли, в рационе питания многих сообществ, живущих на берегах рек вдали от моря, этот показатель часто достигает 100% .

Трансформация речных экосистем происходит не только в верхних, нижних и средних звеньях речной сети, воздействию также подвергаются приустьевые участки рек (дельты и эстуарии), которые представляют собой весьма сложные экосистемы. Среди острых проблем здесь можно выделить такие, как обмеление устьев крупных рек, их засоление, уничтожение мангровых зарослей и потеря водно-болотных угодий.

Социальные последствия строительства крупных плотин

Хотя крупные плотины приносят много пользы, их строительство и эксплуатация чреваты серьезными негативными последствиями для общества. В число тех, кто испытал их на себе — семьи, подвергшиеся переселению, социумы, принимающие переселенцев и проживающие ниже по течению от плотин, поскольку изменение речного стока и расчленение экосистем приводят к снижению их доходов и затрудняют доступ к ресурсам. Таким образом, целые общественные группы теряют возможность пользоваться природными богатствами, которые затапливаются водохранилищами. Это приводит и к утрате культурных ценностей.

Строительство крупных плотин уже вызвало переселение примерно 40-80 миллионов человек по всему миру (см. главу 4). При этом многие из них не получили нового жилья или адекватной компенсации, если таковая вообще предоставлялась. С 1986 по 1993 гг. в среднем ежегодно происходило перемещение приблизительно 4 миллионов человек в связи со строительством 300 крупных плотин. Эти цифры дают лишь общее представление о масштабах проблемы, поскольку каждый случай по-своему уникален.

Масштаб и диапазон социальных вопросов, возникающих при строительстве крупных плотин, зависит от региона. Оценку потенциального социального воздействия может дать анализ примеров изменения жизни сообществ, чьи источники существования напрямую зависят от реки и ее экосистемы.

Две наиболее густонаселенные страны мира — Китай и Индия, построили около 57% всех крупных плотин мира, и на их долю приходится наибольшее число переселенных людей. В конце восьмидесятых годов прошлого века Китай официально признал, что примерно 10,2 миллиона его граждан являются «переселенцами из-за создания водохранилищ», хотя другие источники позволяют предположить, что эта цифра существенно занижена: в результате гидротехнического строительства только в бассейне реки Янцзы подверглись переселению, по меньшей мере, 10 миллионов человек. В Индии, по оценочным данным, общее число людей, переселенных по тем же причинам, колеблется от 16 до 38 миллионов. Это составило 77% от общего числа переселенных в результате реализации всех инфраструктурных проектов (строительства городов, дорог, мостов и др.), в Китае этот показатель достигает 27%. Среди проектов, финансируемых Всемирным банком и предполагающих переселение, на плотины и водохранилища приходится 63% от общего числа переселенцев.

Все вышесказанное, впрочем, не исчерпывает всех социальных проблем, связанных со строительством гидроузлов, и в главах 2-6 будут рассмотрены другие причины неудовлетворенности населения текущей ситуацией.

Сущность полемики о крупных плотинах

Громадный рост темпов строительства плотин на протяжении XX века происходил на фоне существенных преобразований в сферах политики, экономики, развития технологий и сопровождался ростом мирового народонаселения от 1,65 миллиарда в 1900 году до 6 миллиардов в конце столетия. В последние три десятилетия происходила наиболее существенная и драматичная переоценка восприятия людьми, как бурного развития общества, так и понимания своей зависимости от качества окружающей среды. Динамика этих изменений определяет и те роли, которые играют или могут играть правительства, гражданское общество и частный сектор в планировании разработки водных и энергетических ресурсов. Наряду с тем, что обширные преобразования экосистем в результате гидротехнического строительства вызвали в обществе острую полемику о крупных плотинах, сама эта полемика стала катализатором многих перемен.

Начнем обзор с процесса формирования оппозиции строительству крупных плотин со стороны общественных и экологических движений, чтобы потом осветить основные вопросы этой полемики, как это и было поручено Комиссии на круглом столе в Гланде (Швейцария).

Образование оппозиции строительству крупных плотин

Конфликты, связанные с водой и плотинами, возможно, имеют столь же древнее происхождение, как и строительство последних. В средневековой Англии владельцы лодок выступали против мельников, которые создавали запруды, чтобы приводить в движение мельничные колеса. Исторические свидетельства XVII века повествуют о шотландских рыбаках, пытавшихся уничтожить только что созданную запруду. В десятых годах XX века борец за охрану природы Джон Мюир безуспешно пытался настроить общественное мнение и Конгресс США против строительства плотины О’Шонесси (O’Shaugnessy) в Йосемитском национальном парке в Калифорнии.

Население, которое подвергалось воздействию или угрозе со стороны плотин, упорно сопротивлялось их строительству на протяжении всего прошлого века. Однако поскольку они часто находились в изоляции, без помощи сочувствующих, борьба этих людей часто проходила незамеченной в международном сообществе.

В некоторых случаях государства применяли политику угроз и насилия, чтобы преодолеть это сопротивление. Восемь человек погибли и более тридцати получили ранения, когда колониальные войска открыли огонь по местным жителям, не желавшим уходить со своей земли, отведенной для создания водохранилища плотины Кариба (Kariba).

Однако международное внимание было сосредоточено лишь на операции по спасению диких животных из зоны затопления. Примерно в то же время в Мексике члены Комиссии по реке Папалоапан подожгли дома коренных жителей, мацатеков, отказавшихся покинуть территорию в связи со строительством плотины Мигеля Алемана (Miguel Aleman). В 1978 году полиция убила четырех митингующих, которые начали стрелять, протестуя против насильственного переселения в связи со строительством плотины Чандил (Chandil) в штате Бихар (Индия). В Нигерии в апреле 1980 года стражи порядка открыли стрельбу по людям, блокирующим дороги в знак протеста против строительства плотины Баколори (Bakolori). И, наконец, в 1985 году 376 индейцев майя, большую часть которых составляли женщины и дети, были убиты в ходе зачистки зоны затопления при возведении плотины Чихой (Shikou) в Гватемале.

По мере наращивания темпов строительства плотин в пятидесятые годы прошлого века, оппозиция ширилась, сплачивалась и все громче выражала свое недовольство. Участники движения за охрану окружающей среды в странах северного полушария, особенно в Соединенных Штатах, добились первых заметных успехов в своих кампаниях по борьбе с крупными плотинами. Они смогли остановить строительство плотины Echo Park высотой 175 метров на притоке реки Колорадо, а в следующее десятилетие — разработку проектов двух плотин в основном русле реки Колорадо в Гранд-Каньоне. Растущее внимание общества к вопросам защиты окружающей среды, недовольство практикой выделения государственных субсидий на строительство плотин при дефиците бюджета, а также принятие ряда новых законов (особенно Закона о защите окружающей среды в 1969 г. и Закона о сохранении исчезающих видов животных в 1974 г.), все больше и больше препятствовали реализации дорогостоящих проектов по строительству плотин и иных гидротехнических сооружений в 70 – начале 80-х годов XX века.

За последние тридцать лет альянс объединений различных групп защитников окружающей среды и прав человека вместе с неправительственными организациями (НПО) и ассоциациями стал представлять собой решительную и скоординированную оппозицию строительству плотин по всему миру. Во многих случаях позиция таких коалиций имела решающее значение при реализации конкретных проектов и определяла политику в области гидротехнического строительства в целом. В результате этого процесс планирования, который вплоть до семидесятых годов XX века оставался в ведении государственных организаций и сообщества инженеров и экономистов, будучи закрытым для широкого обсуждения, начал включать в себя оценки воздействия на окружающую среду и общество. К концу восьмидесятых годов экологи и социологи начали играть более важную роль в процессе планирования, а к девяностым годам участие НПО и других заинтересованных лиц стало еще более существенным.

Справедливости ради надо отметить, что определенная часть общества выступала в поддержку строительства плотин. Например, фермеры в Мадриде устроили демонстрацию с требованием увеличения объема водоснабжения и возведения новых плотин для орошения.

За последние несколько десятилетий был предпринят ряд значительных политических шагов в ответ на требования гражданского общества. Хороший пример показал Всемирный банк, первая и нередко единственная организация, финансирующая проекты по крупным плотинам.

Оказавшись основной мишенью для нападок оппозиции, в 1982 году банк издал внутреннее распоряжение по поддержке коренных народов. Другим важным шагом стал пересмотр политики банка по переселению и оценке воздействия на окружающую среду. Совсем недавно, в 1993 году, Всемирный банк создал инспекционный совет и разработал механизм по обжалованию. Это дало возможность гражданам, пострадавшим в ходе реализации проектов, финансируемых Всемирным банком, подавать жалобы на нарушения провозглашенной им же политики, процедур и соглашений о финансировании. В то же самое время банк выступает за более гибкие подходы к доступности информации.

Зачастую реализация гидротехнических проектов сопровождается протестами со стороны групп, чьи интересы они затрагивают, и действиями со стороны международных НПО. В 1973-77 гг. сопротивление коренных народов строительству четырех плотин на реке Чико на Филиппинах привело к выходу Всемирного банка из этого проекта. В итоге он был отложен на неопределенный срок. Среди других важных вех — выход Всемирного банка из проекта Сардар Саровар (Sardar Sarovar) в Индии в 1993 году, а затем и из проекта Arun III в Непале в 1995 г. Проект Сардар Саровар, который все еще стоит в повестке дня, несмотря на отказ Всемирного банка его финансировать, продолжает оставаться в центре внимания местной оппозиции и их сторонников во всем мире. Среди последних примеров кампаний протеста отметим плотины «Три ущелья» (Three Gorges) в Китае, проект Пак Мун (Pak Mun) в Таиланде, Ilisu в Турции, Ralco в Чили, Эпупа (Epupa) в Намибии, проект Lesotho Highlands Water на территории Лесото и Южной Африки, а также Nam Theun II в Лаосе.

Как уже было указано в предыдущих разделах главы, темп строительства плотин в последние годы существенно снизился. Отчасти это вызвано тем, что промышленно развитые страны уже использовали большую часть удобных мест для их возведения. Свою роль здесь играют и другие факторы – например, переход от государственного финансирования плотин к частному, связанный в том числе с уменьшением объема первого и растущими затратами на крупные плотины. Этот процесс также отражает и эффективность «антиплотинных стратегий», которые были разработаны группами защитников окружающей среды и прав человека по всему миру.

Один из часто задаваемых вопросов звучит так: почему полемика упорно концентрируется именно на плотинах? Такие вопросы, как экологическая устойчивость, равные возможности для развития, прозрачность и учет всех мнений в процессе принятия решений также важны и для других крупных инфраструктурных проектов и могут обсуждаться в контексте любых широкомасштабных социальных изменений.

Мнение, что защитники окружающей среды и прав человека избрали крупные плотины в качестве своей главной мишени, ошибочно. Приведем лишь один пример. Из 36 проектов, поддерживаемых Всемирным банком, в борьбе с которыми НПО добились некоторого успеха, только 12 касались строительства плотин.

В то же время 14 были связаны с проектами использования лесных и природных ресурсов, 5 — с горнодобывающей и другими отраслями промышленности, а 2 — с планами развития городской инфраструктуры. Фактически, крупные плотины, как и многие другие промышленные (коммерческие и государственные) объекты, являются все более спорными и проблемными с точки зрения поиска подходящих мест, обоснования необходимости и организации процесса строительства. Аналогичные дебаты ведутся и по вопросам возведения и эксплуатации объектов по утилизации опасных отходов, могильников твердых отходов, охраняемым природным территориям, по строительству больниц, торговых комплексов, скоростных шоссе, парковок автомобилей и многим другим вопросам.

Если плотины не единственные инфраструктурные проекты, подверженные все возрастающей критике, почему же они так часто оказываются в центре дискуссий, споров и даже жестокой конфронтации? На это есть множество причин, в основном связанных с размерами и масштабностью проектов и степенью их воздействия на окружающую среду и общество.

Крупные плотины — объект масштабных финансовых вложений, и в некоторых случаях они могут выступать в качестве отдельного весьма дорогостоящего инвестиционного проекта на территории страны. Такие инвестиции, по сути, являются необратимыми и зачастую крайне политизированы.

• Строительство крупных плотин, как правило, оправдывается национальными или региональными макроэкономическими интересами. В то же время их физическое воздействие локализовано в пространстве и затрагивает в основном тех, кто живет по берегам рек на всем их протяжении. Несоответствие выгод и издержек часто вызывает конфронтацию.
• Переселение, неизбежное при строительстве крупных плотин, как правило, более широкомасштабно по сравнению с переселением в связи со строительством остальных типов объектов материальной инфраструктуры. Дороги и теплоэлектростанции могут располагаться на малоплодородных землях, в то же время в результате строительства плотин, как правило, затапливаются богатые и особо плодородные пойменные сельскохозяйственные земли.
• Переселенцы из зон строительства и затопления очень часто теряют не только свои дома, но и источники дохода. В сельских регионах, где хорошие плодородные земли уже заняты, это может представлять собой огромную проблему. Крупные плотины оказывают воздействие на критически важные жизнеобеспечивающие ресурсы: сельскохозяйственные земли, места обитания пресноводных рыб, лесные угодья и др., на количество и распределение пресной воды, которая становится все более ценным и востребованным ресурсом.
• Отсутствие адекватных и приемлемых решений в отношении социального и экологического воздействия крупных гидротехнических объектов приводит к повышенной общественной активности и возникновению напряженности.
• Экономические результаты многих проектов оказываются ниже расчетных.

Кроме этих факторов, есть также осознание несправедливости в распределении выгод и потерь от строительства, а возросшая озабоченность экологическими последствиями свидетельствует о том, что полемика, споры и конфликты вокруг крупных плотин касаются не только их. Они являются составной частью более широкой полемики о развитии общества, в которой сталкиваются разные мнения по использованию природных ресурсов и финансовых средств, выделенных государством.

Анатомия полемики

В дискуссии о плотинах есть много аспектов и взаимосвязанных вопросов. Полемика ведется о том, что происходило в прошлом и продолжает происходить в настоящем, а, главное, о том, что можно ожидать в будущем, если еще больше плотин будет построено – или, напротив, не построено. Степень влияния на эти споры социальных или экологических аспектов, а также более широких вопросов развития, в каждой стране разная. Полемика о плотинах в Соединенных Штатах, где темпы вывода плотин из эксплуатации превышают темпы их строительства, возможно, столь же интенсивна, но качественно отличается от дебатов в Индии или Китае, где ныне строится больше плотин, чем в других странах мира.

Два принципиальных полюса в дискуссии о плотинах, довольно четко проявившихся на круглом столе в Гланде в 1997 году, помогают выявить спектр мнений относительно уже накопленного опыта в вопросе о крупных плотинах. Одна сторона указывает на пропасть, существующую между обещанными выгодами от строительства плотин и тем, что оказывается в действительности. Рассмотрение мирового опыта (главы 2-6) подтверждает, что эти опасения оправданны и плотины часто не отвечают своим заявленным целям.

Врезка 1.4: Ключевые вопросы в полемике вокруг плотин: прошлое и настоящее

Эффективность: затраты и выгоды

Воздействие на окружающую среду

Влияние на общество и социальная справедливость

Экономика и финансы

Государство и участие общественности

Влияние плотин на развитие общества в целом

Для сторонников другой точки зрения ответ на вопрос об эффективности плотин в прошлом очевиден. Более чем в 140 странах плотины довольно успешно доказали свою эффективность в качестве составных частей национальных стратегий разработки водных и энергетических ресурсов, и кроме того, они, за редкими исключениями, предоставляют ряд незаменимых услуг в сфере водо- и энергоснабжения.

Помимо такого грубого разделения позиций, можно вычленить несколько центральных тем в данной полемике.

Эффективность: затраты и выгоды

Эффективность часто оценивается по тому, принес ли проект те выгоды, которые были запланированы при его утверждении и финансировании. Но оценка общей эффективности на протяжении всего срока службы плотины может иметь другие результаты. Также обстоит дело и с расходами, которые во многом зависят от того, насколько полно осваиваются вложения, кто несет бремя расходов и какую долю прибыли он получает. Для расчета подобных затрат и прибылей не существует простой формулы, которая могла бы быстро и легко подвести общий баланс.

Воздействие на окружающую среду и устойчивость

Одно из направлений полемики посвящено тому, как именно измерить масштаб всех воздействий независимо от того, можно ли их избежать или успешно справиться с ними и являются ли они обратимыми или нет. Более серьезным вопросом является то, насколько важно сохранить надлежащее качество окружающей среды по сравнению с решением сиюминутных потребностей человечества.

Для человеческих сообществ, существование которых напрямую зависит от водных ресурсов, основой удовлетворения потребностей является окружающая среда. Как, например, тогда оценить ущерб, нанесенный биологическому разнообразию или утрату естественных функций речной экосистемы, которые могут исчезнуть при регулировании стока реки?

Эта полемика становится особенно жаркой при наличии альтернативных вариантов. Другие вопросы касаются воздействия на окружающую среду в региональном или мировом масштабе. Например, способствуют ли плотины выделению парниковых газов или сокращению кислотных дождей, при каких условиях и в какой степени по сравнению с альтернативными вариантами? Эти дебаты превращаются в споры о том, должны ли включаться плотины в соглашения по изменению климата, а также учитываться в схемах будущей торговли выбросами углерода и в какой именно степени.

Социальное воздействие и социальная справедливость

Эта тема включает в себя оценку воздействий, распределение расходов и прибылей, а также прогнозы последствий, вызванных насильственным переселением семей, приемом их другими сообществами, а также влиянием изменений в речных бассейнах на доступ к водным и прибрежным ресурсам. Социальные проблемы гораздо острее и шире, чем просто вопросы социальной справедливости в распределении выгод и ущерба, и затрагивают фундаментальные права человека. В их число входят воздействия:

• на коренные народы и этнические меньшинства, а также степень признания за ними особого статуса;
• на различные возрастные и гендерные группы населения и нарушение основных прав человека;
• на здоровье жителей сельских районов, утрата их источников существования.

Другие вопросы, вызывающие полемику, — это негативные последствия, вызванные насильственным переселением как в условиях авторитарного, так и демократического режима правления, а также необходимость распределения ответственности за возмещение ущерба. В прошлом наиболее острым являлся вопрос относительно принципов, лежащих в основе принятия решений о распределении последствий, когда, к примеру, проекты сулят выгоды большим сообществам в ущерб интересам малочисленных групп населения.

Экономика и финансы

Возможности и границы применения методов экономической оценки для полного учета и отражения социальных и экологических воздействий также вызывают разногласия. Правительства и финансовые институты продолжают использовать традиционный экономический и финансовый подход (норма рентабельности, ставки дисконта, проверки на уязвимость, а также исключение или включение косвенных расходов) в качестве критериев для принятия решений. Вопрос заключается в том, насколько они применимы на практике и вполне ли соответствуют другим задачам или критериям развития общества. В экономическую оценку входят также показатели степени возмещения затрат для проектов плотин любого типа, выплата субсидий в области водопользования и соблюдение социальной справедливости при их предоставлении.

Правительство и участие общественности

При обсуждении данных вопросов основное внимание уделяется прозрачности и открытости оценки вариантов, а также способу проведения процесса планирования и принятия решений. Кроме этого рассматриваются и методы, применяемые для согласования планирования на местном уровне, их связь с традиционными и централизованными подходами к планированию, доступ к информации, преимущественное право участия отдельных организаций в планировании, проектировании, строительстве и эксплуатации крупных инфраструктурных проектов. В центре полемики — вопросы о степени участия в оценке существующих потребностей и принятии решений людей, чьи интересы ущемляются, а также широких групп общественности.

Более широкое воздействие плотин на развитие общества

Многие спорные вопросы касаются более широких проблем выбора тех или иных вариантов регионального или национального развития. Например, почему бы государственные средства, выделенные на крупные плотины из бюджета развития, не использовать на другие цели, как повлияют инвестиции в строительство на долговое бремя страны, почему бы не рассмотреть другие варианты субсидирования и др.

Альтернативы строительству плотин

Один из наиболее горячо обсуждаемых вопросов – это, пожалуй, степень беспристрастности при рассмотрении альтернативных вариантов проектов. Здесь встает вопрос, обусловлен ли выбор альтернативных вариантов тем, что они могут выполнить задачи в области водоснабжения или энергообеспечения по более низкой цене, или же из-за того, что они предлагают пути более устойчивого развития.

Этот аспект полемики затрагивает вопрос о том, должны ли плотины рассматриваться в качестве дополнения к другим вариантам развития, либо это взаимоисключающие вещи. Также обсуждается и вопрос о том, давать ли преимущество вариантам, предусматривающим управление спросом или увеличение эффективности уже существующих источников снабжения, и при каких условиях. Полемика вокруг этих вариантов обусловлена политическими и экономическими факторами, влияющими на процесс принятия решений, а, следовательно, распределением власти и влияния внутри общества. Сюда входит и то, каким образом производится выбор между альтернативными вариантами, и до какой степени рынок или иные институциональные факторы создают стимулы или препятствуют этому процессу.

Комплексные вопросы

Ряд вопросов касается влияния интересов различных представителей государственного и частного сектора на процесс планирования и принятия решений: промышленных групп, начиная от местных и международных консультационных фирм и заканчивая разработчиками, подрядчиками и поставщиками, а также финансирующими организациями. Последние представляют собой международные и национальные банки развития, страховые компании и кредитно-экспортные агентства, а также коммерческие банки. Их роль особенно важна. Поднимаемые в этом обсуждении вопросы, весьма различны: от согласования стандартов по финансированию строительства плотин до мер по искоренению коррупции, которая может оказывать негативное влияние на процесс принятия решений. Кроме того, существует целый ряд других проблем: например, вопрос о трансграничных плотинах, возводимых на реках совместного пользования.

Эти примеры отражают масштаб и сложность полемики, а также тесную связь с более широкими проблемами развития общества.

Экономическое развитие в первой половине XX столетия определялось покорением и присвоением водных и иных природных ресурсов для ведения экономической деятельности. С принятием Устава ООН (1945 г.) (United Nations Charter) и Всемирной Декларации прав человека (1948 г.) (Universal Declaration on Human Rights) постепенно стали появляться общепризнанные принципы, нормы и стандарты.

Со временем принятые декларации дополнились другими документами: например, Конвенцией «О защите и интеграции коренного и другого населения, ведущего племенной и полу-племенной образ жизни в независимых странах» (1959 г.) (Concerning the Protection and Integration of Indigenous and Other Tribal and Semi-Tribal Populations in Independent Countries), Международным пактом об экономических, социальных и культурных правах (1966 г.) (International Covenant on Economic, Social, and Cultural Rights), Декларацией ООН о праве на развитие (1986 г.) (UN declaration on the Right to Development) и Декларацией Рио-де-Жанейро по окружающей среде и развитию (1992 г.) (Rio Declaration on Environment and Development). Все вместе они сформировали основные принципы устойчивого развития человечества. Эти документы были ратифицированы во множестве стран мира, хотя между ними существуют различия в расстановке акцентов и приоритетов, а также в их реализации и разрешении конфликтов. Реализация прав предполагает, в том числе признание конфликта интересов и выработку механизмов для их разрешения.

Ниже в этой главе мы обсудим и проанализируем основные принципы развития и методологию Всемирной комиссии по плотинам, а в главе 7 представим подход к разработке механизмов по разрешению конфликтов интересов.

Там, где международные нормы, стандарты и рекомендации отражены в национальных юридических и политических принципах, их претворению в жизнь зачастую мешает ряд факторов. Это и недостаток политической воли или стимулов, особенно там, где демократизация общества еще не достигла того уровня, когда граждане и организации гражданского общества обладают достаточной силой, чтобы влиять на процесс принятия решений, и отсутствие или нехватка возможностей (имеются в виду не только финансовые и людские ресурсы, но также и институциональные возможности) для обеспечения гражданских прав их жителей. Особенно это касается бедных стран. Важным аспектом является и соблюдение законов.

Есть ли путь вперед?

Все участвующие в полемике стороны имеют собственные взгляды на то, что необходимо сделать в отношении выявленных ими проблем. Вот некоторые из основных предложений, выдвинутых критиками и сторонниками плотин в различных декларациях:

Критики плотин указывают на необходимость:

• разработки более устойчивых и приемлемых альтернатив плотинам;
• обеспечения прозрачности, ответственности и общественного участия в разработке проектов, затрагивающих водные и энергетические ресурсы;
• предварительного участия в обсуждении и утверждении проектов потенциально заинтересованных групп населения;
• защиты прав людей, чьи интересы могут быть затронуты в ходе реализации проекта, и выработки мер по устранению социальной несправедливости;
• разработки компенсационных мероприятий при наличии нерешенных проблем, а также в случае отстранения заинтересованных сторон от процесса принятия решений.

Сторонники плотин подчеркивают следующие аспекты:

• эволюцию и совершенствование практических подходов с течением времени;
• признание оценки социальных и экологических факторов наравне с факторами безопасности. Необходимо предупреждать социальные и экологические издержки, а в случае их возникновения, минимизировать их;
• важность улучшения жизни людей, так или иначе затронутых в процессе строительства плотины и необходимость рассматривать их в качестве заинтересованных сторон, партнеров и, следовательно, получателей выгод от проекта;
• обязательность совместного принятия решений;
• необходимость укрепления принципов социальной справедливости, эффективности и рентабельности;
• важность гармоничного сочетания потребности в развитии с требованием обеспечения экологической безопасности.

Широкий спектр приводимых аргументов свидетельствует о наличии возможностей для потенциального сближения позиций, особенно в отношении действий, которые необходимо предпринять в будущем. Все стороны признают необходимость:

• более серьезного учета экологических и социальных издержек, связанных со строительством плотин;
• проведения на регулярной основе консультаций с людьми, чьи интересы затрагиваются подобными проектами,;
• улучшения условий жизни этих людей в результате возведения плотины;
• более справедливого распределения издержки и выгоды от строительства плотин.

Однако нерешенные проблемы все еще разделяют противоборствующие стороны по ряду финансовых, экономических, социальных и экологических аспектов. Наиболее трудноразрешимы вопросы:

• есть ли приемлемые альтернативы плотинам, способные обеспечить достижение различных целей развития и являются ли они взаимодополняющими или взаимоисключающими вариантами?
• какими способами можно минимизировать ущерб, наносимый окружающей среде, как избежать ухудшения социальной обстановки?
• до какой степени мнение местных жителей должно влиять на решение о реализации таких проектов в будущем?

Одна из центральных проблем (и одна из главных причин тупиковой ситуации в данной полемике) – это недостаток взаимного доверия между главными участниками дискуссии.

Источник: www.liveinternet.ru

Большие плотины — нарушенный климат

Зачастую гидроэнергетика позицианируется как альтернативная, экологичная — в противовес энергетике ядерной или основанной на ископаемом топливе. Многими она воспринимается как одновременное решение вопроса энерообеспечения и проблемы глобальных климатических изменений. Однако в действительности картина взаимодействия климата, речных систем и крупных плотин далеко не так радужна. Предлагаем вашему вниманию перевод обзора «International rivers», посвященного последствиям строительства больших плотин в контексте изменения климата.

Разрушение рек усилит климатический кризис

Сторонники больших плотин, надеющиеся извлечь выгоду из озабоченности по поводу изменения климата, обеспечивают всю большую экспансию больших плотин в развивающихся странах. Тем не менее, большие плотины легко уязвимы к изменению климата, которое изменяет течение и направление рек, и которое мы не можем предсказать. В то же самое время здоровые реки крайне необходимы нам, чтобы приспособиться к изменениям климата. Нам нужна водная и энергетическая революция, которая снизит загрязнение климата и сохранит жизненные пути планеты.

Уменьшение загрязнения климата и искоренение бедности — два наиболее серьезных вызова, стоящие перед миром сегодня. Большие плотины это неправильная реакция на обе эти неотложные проблемы по следующим причинам:

Течение рек все более и более непредсказуемо. Большие плотины всегда были основаны на предположении, что характер течения реки в будущем будет отражением его прошлого, но это уже не так. Изменение климата положило начало значительному и непредсказуемому изменению картины осадков. С одной стороны более частые засухи сделают многие проекты гидроэлектростанций экономически невыгодными, в то же время более сильные осадки и наводнения увеличат загрязнение наносами (уменьшая полезное время жизни ГЭС), увеличат риск размыва плотин и катастрофических наводнений.

Водохранилища производят парниковые газы. В тропиках водохранилища являются источниками наиболее сильного парникового газа метана. Даже вне тропиков некоторые водохранилища могут быть значительными источниками метана. Между тем, свободно текущие реки играют важную роль, помогая поглощать углерод.

Здоровые реки важны для поддержки жизни на Земле. Большие водохранилища снижают качество и количество воды, осушают леса и водно-болотные угодья, затапливают плодородные земли и разрушают места обитания рыб. Эти изменения затрудняют для людей и экосистем адаптацию к изменению климата.

Из-за широкого распространения плотин здоровые реки станут редким явлением – именно сейчас, когда они нам нужны больше всего. Но сотни новых больших плотин предлагаются для ключевых рек, особенно на Глобальном Юге. Глобальное распространение плотин представляет огромный риск для природных систем, от которых мы зависим, и затруднит для всего живого на Земле адаптацию к глобальному потеплению. Вместо строительства плотин на реках, возможно и практично развивать безопасную для климата энергетику и систему водоснабжения, которые улучшают жизнь, способствуют разнообразному развитию и помогают нам выдерживать наступающую бурю.

Дамбы разрушительны и вредны

Более 50 000 больших плотин перегораживают, по крайней мере, 60% рек мира. Последствия этой массовой инженерной программы опустошительны. Большие плотины уничтожают биологические виды; затопляют огромные районы водно-болотных угодий, лесов и сельскохозяйственных земель; перемещают десятки миллионов людей, и оказывают влияние на полмиллиарда людей, живущих ниже по течению.

В дополнении к этим серьезным последствиям, большие плотины являются главным источником эмиссии (выделения парниковых газов), особенно в тропиках (горячие точки строительства плотин). Бразильские исследователи оценили, что плотины и водохранилища ответственны за почти четверть всей эмиссии метана, производимой человечеством. Эти 104 миллиона тонны метана ответственны за, по крайней мере, 4% глобального потепления, вызванного человечеством.

Водохранилища выделяют парниковые газы вследствие перегнивания органического материала растительности и почвы, затопленных, когда создавался резервуар; растения, которые произрастают в водохранилище и породы выветривания, которые затоплены в резервуаре. Газы выделяются даже тогда, когда вода проходит через турбины и водосток. Некоторые водохранилища затопляют, так называемые «углеродные устья», такие как тропические леса, увеличивая их влияние на климат.

Ученые изучили более 30 водохранилищ и во всех них обнаружили выделение парниковых газов. В тропиках водохранилища являются особенно сильными источниками выделения мощного парникового газа метана. ГЭС Бальбина в Бразилии, например, продуцирует в 10 раз больше парникового газа на единицу производимой энергии, чем угольная электростанция. Несмотря на существующие на планете водохранилища с высокой эмиссией, Бразилия планирует построить до 60 водохранилищ только в одной Амазонии.

Вне тропиков влияние плотин на изменение климата ниже, чем от энергетики на ископаемом топливе, но определенно не намного. Например, эмиссия водохранилища Волен в Швейцарии выше, чем у среднего естественного озера в Европе, даже после 90 лет деятельности. Пока временные водохранилища имеют эмиссию меньше, чем водохранилища в тропиках, исследования показывают, что они должны быть учтены в предварительных подсчетах глобальной оценки эмиссии. Несмотря на убедительные доказательства того, что плотины являются значительными источниками ухудшения климата, эмиссия водохранилищ редко учитываются в национальных учетах углерода или оценки эмиссии.

Реки, которые поглощают углерод

Большие реки играют на удивление большую роль в помощи тропическим океанам в адсорбировании (поглощении) углерода. Громадные стоки бассейнов главных рек выносят фосфор, железо и другие питательные вещества далеко за побережье, где они поглощаются некоторыми формами жизни моря. Эти микроорганизмы «фиксируют» углерод, забирая его из атмосферы. Организмы погружаются глубоко на морское дно, унося с собой захваченный углерод. Водохранилища смогли изменить тонко работающие экосистемы, возвращая назад рожденный рекой осадок, который поддерживает этот цикл.

По крайне мере бассейны двух великих рек — Амазонки и Конго, предназначенные для строительства водохранилищ, являются важными углеродными накопителями. Исследования 2009 года по самому большому в Африке проекту ГЭС, Гранд Инга в Конго, говорят, что «планы нужно отклонить, сдать в архив или иначе вмешательство в динамику нижнего течения реки Конго действительно представляет угрозу» и «игнорирует значительного влияния рек на экваториальную Атлантику, которая в свою очередь, является центральной во многих моделях изменения климата». Несмотря на свое потенциально огромное влияние на увеличение эмиссии парникового газа, сторонники Гранд Инга надеются собрать углеродные кредиты для возмещения части ее огромной стоимости.

Ученые предсказывают, что, перегораживая Амазонку, Конго, Меконг и другие полноводные реки в теплой океанической зоне можно уменьшить их способность по смягчению изменения климата. Исследования по объемам накопления углерода другими реками продолжаются.

Изменение климата увеличивает гидрологический риск

Самым серьезным последствием изменения климата для человечества, вероятно, будет изменения в характере осадков, что принесет с собой более теплый мир.

Будущее принесет засухи и наводнения, которые будут экстремальными, относительно исторических наблюдений, и которые будут ухудшаться по мере потепления климата. Строители больших плотин в своих планах не принимают в расчет изменение климата. Если бы они сделали это, то плотинам понадобилась бы значительно большая емкость для обеспечения безопасности во время наводнения и потребовалось бы проектировать такую выработку электроэнергии для ГЭС, которая будет допускать возможность новых экстремальных засух. Эти факторы увеличили бы стоимость и уменьшили преимущества плотин, таким образом сделав альтернативы им более привлекательными.

Проекты больших ГЭС чрезвычайно уязвимы к изменениям количества осадков и паводкам. Отчет Всемирного Банка за 2011 год отмечает: «Твердая вера в ГЭС создает высокую уязвимость к изменением климата и это характерно, в общем, для всех развивающихся стран и стран со средним доходом». Отчет суммирует влияние на сектор ГЭС как «снижение устойчивой энергетики, увеличение изменчивости, увеличение неопределенности» и рекомендует реакцию адаптации, которая «может потребовать политического решения по диверсификации (выбора других видов) вне гидроэнергетики».

Дюжина стран уже зависит от ГЭС, и большая часть из них – бедные. Тем не менее, в таких странах как Бразилия, Эквадор, Перу, Эфиопия, Танзания, которые уже зависимы от гидроэнергетики, запланированы большие водохранилища.

Даже с нашим существующим климатом, многие страны, зависимые от гидроэнергетики, уже испытывают перебои в энергоснабжении во время засухи, часто с тяжелыми последствиями для экономики. Например, Кения (66% зависимости от ГЭС) регулярно терпит значительные убытки из-за нехватки энергии, вызванной засухой. В 2011 Кения имела нехватку 90 Мегаватт электроэнергии из-за засухи и должна была заменить убыточную гидроэнергетику дорогими аварийными генераторами. Другие африканские государства также регулярно испытывают убытки от потери энергии, связанные с засухой.

Другой вид гидрологического риска это таяние ледников, питающих реки. Например, в Гималаях, которые будут испытывать изменение климата быстрее, чем в любой другой регион мира – сотни водохранилищ, которые запланированы на основе сегодняшних показателях, не учитывающих исторические данные полноводности рек.

Безопасность плотин – это главная забота в бассейнах рек, питаемых ледниками, которые, вероятно, будут объектами сильных наводнений по мере того, как темп таяния ледников будет увеличиваться. Неожиданный прорыв ледниковых озер станет другой главной заботой о безопасности. По мере того, как ледники в высокогорных районах тают, они могут сформировать большие озера за временными дамбами из камней и льда. Когда эти естественные дамбы разрушатся, миллионы кубометров воды освободятся и обрушатся мощным внезапным потоком. Бум в строительстве плотин в Гималаях может поставить миллионы людей под угрозу разрушения водохранилищ и катастрофических наводнений.

Лучшие решения для удовлетворения потребностей в энергии

Есть огромный потенциал в разнообразии и децентрализации энергетических системы, чтобы удовлетворить потребности в энергии. Диверсификация энергии особенно важна для бедных государств, которые сейчас полагаются на ГЭС для своей электрификации.

Небольшие проекты затрачивают меньше времени на строительство, легче вводятся и, таким образом могут лучше адаптироваться к изменениям климата. Они также лучше располагаются, чем большие централизованные проекты, чтобы поставлять энергию многим миллионам сельским жителям, которые нуждаются в электричестве. Эффективность энергетики есть самое дешевое, чистое и быстрое решения для ликвидации энергетической бреши в мире. До ¾ электричества, используемого в США, могло быть сохранено с эффективностью, измеряемой ценой меньше, чем само электричество. Развивающиеся страны, которые ответственны за 80% роста потребления энергии до 2020 года, могли бы сократить этот рост более чем наполовину, используя существующие эффективные технологии. «Такое снижение будет больше, чем все потребление энергии в Китае сегодня» говорится в докладе Института Маккинзи.

Даже с инвестициями в эффективность, тем не менее, многие развивающиеся страны будут требовать новых источников генерации энергии. Развивающиеся страны часто имеют значительный, неиспользуемый потенциал возобновляемых источников энергии, такие как, солнечные, ветряные, геотермальные, а также возможности современной энергетики на биомассе, бесплотинные ГЭС с низким влиянием на климат. Такие технологии значительно более соответствуют потребностям в энергии в бедных сельских районах, также они могут развиваться там, где людям нужна электроэнергия, и нет необходимости строить линии электропередач.

Например, в Восточной Африке – где дюжина плотин строится и планируется на реках, катастрофически обмелевших в результате продолжающейся засухой – специалисты энергетики обнаружили ресурсы геотермальной энергии в тысячи мегаватт. В Эфиопии, зависимой от гидроэнергетики, где плотины поддерживаются правящей элитой, один смелый государственный эксперт по энергетике публично заявил, что 100 Мегаватт геотермальной энергии также хороши, как 200 Мегаватт энергии от ГЭС, потому что она не зависит от засухи и ей присуще больше эффективности. Но данные ООН показывают, что Африка смогла использовать менее 0,6% своего геотермального потенциала. Африка также располагает выдающимся потенциалом солнечной энергетики, но почти не развивала его. Диверсифицируя свою тяжелую гидроэнергетику, Африка перестала бы надеяться на неустойчивые осадки, нужные для электроэнергетики, уменьшала бы конфликты за водные ресурсы, защитила бы речные экосистемы и огромную пользу, которое они приносят.

Стоимость чистой энергетики быстро падает. Стоимость ветровой электростанции при установке в хорошем месте сравнима с или ниже, чем природный газ или уголь. Солнечная – предположительно будет конкурировать с обычными источниками энергии через пять лет (в некоторых местах это уже так).

Лучшие решения для управления водными ресурсами

Водные вызовы, стоящие перед миром, беспрецедентны. Они призывают к основательным переменам в том, как мы используем воду, как управляем ей и как мы думаем о ней.

Хорошая новости – это то, что все это в пределах наших экономических и технологических возможностей – иметь будущее, в котором все продукты и вода соответствуют необходимым требованиям, здоровые экосистемы устойчивы и поселения (общины) находятся в безопасности и приспособлены перед лицом изменения климата. Более эффективное управление водными ресурсами предоставляет более гибкий и справедливый путь снабжения водой тех нуждающихся, которые пока избегают больших экологических разрушений и социальных проблем, которые несут большие плотины. Высокая производительность воды в глобальной продовольственной системе определенно важна. Почти 70% воды забирается из нетронутых экосистем и направляется на ирригацию сельского хозяйства, тем не менее, дождевой полив – который часто удваивает урожай на литр воды по сравнению с обычными методами полива – составляет только 2% от орошаемой площади в мире.

Пока большинство сельскохозяйственных инвестиций в развивающихся странах шло на большие ирригационные проекты, 60-70% мирового продовольствия производилось на 80% посевных площадей, которые орошались естественным дождем. Нам нужно развитие техники, которая адресована нуждам бедного большинства планеты и поможет им адаптироваться к изменению климата. Малые технологические решения, направленные на оптимизацию работы многих ферм, зависящих от дождя – такие как, накопители дождевой воды, педальные насосы, улучшают почву и методы управления урожаем – будут не только лучшей инвестицией для снижения климатических рисков, чем большие плотины, но и значительно дешевле. Пол Полак, основатель Международного Развивающего Предпринимательства, оценивает ежегодные затраты малых экстремально бедных сельских семей с недорогими водными технологиями в 2 миллиарда долларов – менее чем 10% ежегодных инвестиций в большие плотины в развивающихся странах в 90-е годы.

Малые водохранилища и накопители дождевой воды (такие как, 300 000 сельскохозяйственных цистерн в южной Индии и 7 миллионов прудов в Китае) более оправданы для того, чтобы помочь беднейшим крестьянам, потому что они географически широко представлены и более оправданы для строительства и контроля на уровне поселения и общины. Большие водохранилища, наоборот, обеспечивают преимущества главным образом малым группам относительно богатых больших ферм, расположенных на плодородных землях и получающих воду по каналам.

Обеспечивать будущее

Прорывы в чистых и эффективных энергетических технологиях и методах эффективного использования воды не только лучше удовлетворяют требованиям усиления доступа к энергетике и воде для бедных, они также усиливают наше сопротивление изменению климата. Они требуют больших инвестиций в исследования, развитие и развертывание. Самые состоятельные страны мира должны больше помогать самым бедным странам мира в развитии курса на чистую и более эффективную энергетику, более безопасное будущее для воды, чем в разрушительных проектах, которые повторяют ошибки прошлого.

Источник: ecodelo.org

Плотина

Плотина — гидротехническое сооружение, перегораживающее водоток для подъёма уровня воды, также служит для сосредоточения напора в месте расположения сооружения и создания водохранилища.

Плотины на небольших водотоках, а также временные, называют также запрудами.

Назначение

Обычно плотины входят в комплекс гидротехнических сооружений (гидроузел), сооружаемый в конкретном месте для использования водных ресурсов в различных целях: мелиорации, гидроэнергетики, обводнения пастбищ и прочего. Чаще плотины входят в группу речных гидротехнических сооружений (чем в группу внутрисистемных, расположенных на каналах). Если при этом комплекс сооружений связан с забором воды из реки, то его называют водозаборным гидроузлом.

В общем случае состав гидроузла, где располагают плотины, следующий:

По назначению плотины бывают водохранилищные, водоопускающие и водоподъёмные. Подпор уровня воды у водоподъёмных плотин невысок, целью устройства таких плотин является улучшение условий водозабора из реки, использования водной энергии и пр. Водохранилищные плотины отличаются заметно большей высотой, как следствие, большим объёмом создаваемого водохранилища.

Отличительной особенностью больших водохранилищных плотин является способность регулировать сток, малые плотины, с помощью которых создают, например, пруды, сток не регулируют. Чаще всего подобное функциональное разделение плотин на водохранилищные и водоподъёмные является условным, в силу трудности определения более важной функции. Вместо этого может использоваться деление плотин по высоте подъёма воды: низконапорные (глубина воды перед плотиной до 15 м), средненапорные (15-50 м), высоконапорные (более 50 м).

Поперек рек и речек плотины устраиваются с целью поднять уровень воды и образовать искусственный водопад, которым пользуются как механическою силою или же чтобы сделать мелкие реки судоходными и распространить судоходство и сплав далее вверх по течению реки.

Ручьи, балки, овраги и ложбины заграждаются плотинами для задержания в них дождевых и снеговых вод, образующих пруды и резервуары, запасами которых пользуются в сухое время года для орошения полей, для водопоя и других потребностей в домашнем хозяйстве или же для водоснабжения населенных мест, для питания судоходных каналов, а также для пропусков воды в реки при недостаточной глубине их для судоходства (реки Мста, Верхняя Волга и другие).

Плотины вдоль рек возводятся для направления течения соответственно потребностям судоходства, а по берегам рек, озёр и морей — для предохранения от наводнений и для предупреждения вторжения морских вод внутрь страны.

Классификация плотин

Тип и конструкция плотины определяются её размерами, назначением, а также природными условиями и видом основного строительного материала. Плотины различаются по типу основного материала, из которого они возводятся, по назначению и по условиям пропуска воды.

По типу материала

По типу основного материала различают плотины:

• грунтовые
• бетонные
• металлические
• тканевые
• деревянные
• железобетонные
• габионные

По способу возведения

• насыпные
• намывные
• направленного взрыва

По способу восприятия основных нагрузок

• гравитационные
• арочные
• контрфорсные
• арочно-гравитационные

По условиям пропуска расхода воды

• глухие (не допускают перелива воды через гребень)
• водосбросные
• фильтрующие (пропуск воды осуществляется через тело плотины)
• переливные (катастрофического действия)
• разборные

История

Искусство возведения плотин известно уже с глубокой древности. О водоподъёмных плотинах упоминает Геродот. Абу-л-Фида сообщает о плотине, построенной персами для отвода воды от города Тостара. Аббас I Великий соорудил близ Кашана каменную плотину длиной 36 метров, высотой 16 м и толщиной 10 м, снабженную у подошвы каналом для пропуска воды. Наконец, в древние времена строились также весьма большие плотины для ограждения местностей от наводнений, например, арабами во II столетии н. э. Подобные же работы, по рассказу Абу-л-Фиды, предприняты были Александром Македонским для предупреждения разлива озера Кадис близ сирийского города Эмесы.

Во время подготовки к заливке фундамента плотинного шлюза. Плотина на Оке в районе Белоомута, Московская губерния. 1912

Самая древняя из известных плотин датирована 3000 годом до нашей эры. Располагалась она в ста километрах от Аммана; это была каменная стена 4,5 метра в высоту и 1 метр в толщину. В 2800/2600 году до нашей эры в 25 километрах от Каира была возведена плотина протяжённостью 102 метра; она была вскоре разрушена ливнем. В середине III века была построена целая система рядом с индийским городом Дхолавира. Римляне строили весьма разнообразные плотины, в первую очередь — для получения водохранилищ на засушливые периоды; самая высокая римская плотина достигала 50 метров в высоту и была разрушена лишь в 1305 году.

С 1998 года в десятках стран мира ежегодно 14 марта по инициативе организации «Международная сеть рек» отмечается «Международный день действий против плотин» (иначе: «День действий в защиту рек, воды и жизни»). Активистам движения против плотин уже удалось добиться реальных результатов: в Соединённых Штатах были демонтированы две шестидесятиметровые плотины, а в Швеции принят закон, который запрещает строить плотины более пятнадцати метров в высоту.

Гравитационные плотины

Давление от масс воды гравитационные плотины воспринимают своей массой. Сопротивление сдвигу происходит за счёт сил трения или сцепления подошвы плотины по основанию. Вследствие этого такие плотины имеют массивный характер, чаще близкое к трапецеидальному сечение в поперечнике.

Арочные плотины

Арочные плотины давление от масс воды передают на берега ущелья (реже — на искусственные устои). В силу этого такие плотины чаще возводятся в горной местности, где берега сложены прочными породами. Часть нагрузок арочная конструкция передаёт на основание. При этом, чем шире арка, тем больше давление на основание.

Это требует увеличение ширины плотины в нижней части, и приводит к появлению арочно-гравитационных плотин. Арочные плотины с контрфорсами в нижней части арки называют арочно-контрфорсными. В них работа арки ограничивается верхней частью, что позволяет применять арочные плотины в более широком диапазоне мест расположения.

Арочно-гравитационные плотины

Арочно-гравитационные плотины совмещают в себе свойства арочных и гравитационных плотин.

Контрфорсные плотины

Как и арочные плотины позволяют уменьшить массу тела плотины, её размеры за счёт более эффективной расчётной схемы. Стена в контрфорсной плотине более тонкая, чем в гравитационной благодаря её усилению с низовой стороны подпорными конструкциями (стенами).

Грунтовые плотины

Грунтовые, или земляная плотина строится из грунтовых материалов, в том числе песчаных, суглинистых, глинистых, как правило, без перелива воды через неё. Обычно форма поперечного сечения приближается к трапецеидальной. Грунтовые плотины просты по конструкции, строительство их возможно в очень широком диапазоне геологических условий. Учитывая это, а также использование при возведение плотины местных строительных материалов, почти полную механизацию труда и сокращение трудозатрат, грунтовые плотины можно считать самым распространённым типом водоподпорного сооружения. Грунтовые плотины относятся к гравитационным плотинам.

Грунтовые плотины были в числе самых первых плотин в истории человечества. С давних пор такие плотины строились и в России. Известна Змеиногорская плотина XVIII века, построенная выдающимся русским инженером Козьмой Фроловым.

Современные грунтовые плотины достигают весьма больших размеров, к примеру, Нурекская плотина достигает высоты трёхсот метров, а плотина Тарбела объёма 130 миллионов кубических метров. География плотин чрезвычайно широка: Вилюйская, Усть-Хантайская, Колымская плотины возведены в условиях вечной мерзлоты, в Средней Азии строится самая высокая в мире Рогунская плотина, существуют плотины на Кавказе — Сарсангская, Мингячевирская, известны плотины на Дальнем Востоке, Карпатах, Крыму.

Классификация грунтовых плотин

Грунтовые плотины классифицируются по материалу тела плотины, по конструкции, методу производства работ, высоте, типу противофильтрационных устройств в основании.

Низкими считаются плотины высотой до 25 метров, средними в диапазоне 25-75 метров, выше 75 метров — высокие плотины. Особо высокие плотины (более 150 м) относятся к «сверхвысоким».

Расчёты грунтовых плотин

При проектирование современных грунтовых плотин проводятся расчёты с учётом напряжённо-деформированного состояния при статических и динамических воздействиях. При проведении расчётов используются компьютеры, а инженеру-проектировщику требуются знания теории упругости и пластичности, ползучести, численных методов. Работа грунта моделируется с учётом наиболее важных его свойств, и применение методов механики сплошных сред позволяет получить весьма близкие к реальности результаты расчётов. Современное проектирование грунтовых плотин учитывает иногда и реологию грунтов.

При проектировании плотин следует провести несколько групп расчётов, среди которых:

• расчёты фильтрации в теле плотины;
• расчёты основания плотины;
• расчёты тела плотины;
• расчёты, связанные с сейсмостойкостью;
• расчёты устойчивости откосов плотины;
• расчёты сопряжения плотины с основанием.

Расчёты фильтрации в теле плотины необходимы для проведения прочих расчётов, например, устойчивости откосов. Фильтрационный поток через плотину влияет на работу плотины в целом. Параметры фильтрационного потока определяют конструкцию как плотины, так и сопутствующих устройств. В ходе расчёта фильтрации определяются скорости движущейся грунтовой воды, фильтрационные расходы через тело плотины, строится гидродинамическая сетка движения фильтрационного потока и депрессионная поверхность (верхняя граница фильтрационного потока в теле плотины).

При расчётах основания определяются осадки основания, несущая способность грунта, прогнозируется уплотнение (консолидация) основания.

Расчёты тела плотины определяют его осадки, проверяются прочность грунтовых материалов, даётся оценка трещинообразования.

Конструкции грунтовых плотин

Конструкция плотины во многом определяется свойствами местных грунтов, имеющихся вблизи створа. Также на конструирование влияют инженерно-геологическая ситуация места строительства, гидрологические характеристики реки и стока, климатические условия, сейсмичность района, наличие парка необходимых строительных машин.

В ходе конструирования решаются следующие задачи:

• назначаются габаритные размеры сооружения (высота плотины, заложение откосов, ширина гребня, размеры берм);
• выбирается тип укрепления откосов и гребня;
• определяются противофильтрационные устройства в теле плотины;
• разрабатываются дренажные устройства;
• конструируется подземный контур плотины;
• назначается тип сопряжения плотины с основанием и берегами.

Разрушения плотин и обеспечение безопасности

Ущерб от разрушения плотины может быть чрезвычайно большим. Обусловлено это тем, что разрушение непосредственно конструкции плотины является, зачастую, лишь небольшой частью общего ущерба, в который включаются потери от разрушения сопутствующих сооружений (поскольку плотина почти всегда является лишь частью гидроузла), потери предприятий, производство на которых может быть парализовано в результате прекращения поступления от ГЭС, потери от разрушений, произведённых катастрофическим водосбросом в нижнем бьефе плотины.

Крупные катастрофы на плотинах

Список некоторых крупных катастроф, произошедших на плотинах.

Обеспечение безопасности

В Российской Федерации безопасность гидротехнических сооружений регулируется Федеральным Законом «О безопасности гидротехнических сооружений», принятым Государственной Думой 23 июня 1997 года. Плотины должны проектироваться в соответствии с действующими нормативными документами: строительными нормами и правилами (СНиПами), Государственными стандартами (ГОСТами), ведомственными нормативными документами (РД).

Мероприятия по обеспечению безопасности должны выполняться начиная со стадии проектирования. В ходе возведения плотины должна производиться проверка на соответствие работ, свойств оснований и строительных материалов проектным данным. В ходе эксплуатации сооружения требуется осуществлять натурные наблюдения — мониторинг плотины с помощью контрольно-измерительной аппаратуры. Установка аппаратуры в сооружении должна предусматриваться ещё на стадии проектных работ и обеспечивать, в зависимости от класса сооружения, наблюдения за осадками, горизонтальными смещениями, параметрами фильтрационного потока в теле плотины, температурой, напряжённо-деформированным состоянием и прочим.

Помимо аппаратного мониторинга на всех плотинах следует выполнять натурные визуальные и геодезические наблюдения. Подобные наблюдения позволяют установить фактическое состояние сооружения и определить его соответствие проектным прогнозам, своевременно предотвратить негативные процессы.

Различают два случая несоответствия плотин проектно-нормативным требованиям:

• К1 — потенциально опасное состояние;
• К2 — предаварийное состояние.

Потенциально опасное состояние не вызывает скорого разрушения сооружения, однако требует принятия незамедлительных мер по устранению причин состояния. Предаварийное состояние означает, что в считанные часы может случиться разрушение плотины, требуется эвакуация населения и проведение аварийно-спасательных работ.

Проведение измерений, наличие плана действий в экстренных ситуациях и готовность персонала гидроузла к аварийным ситуациям способны предотвратить аварии и избежать трагических последствий. В 1993 году на Курейской плотине резко возрос фильтрационный расход через насыпь. Произошло вымывание мелкозернистого грунта, на откосах появился и стал расти провал, грозящий катастрофическим прорывом воды через считанные часы. Руководство гидроузла смогло предотвратить катастрофу, резко снизив уровень воды в верхнем бьефе, организовав немедленную засыпку образовывавшейся воронки и кольматацию трещины с верховой стороны глинистым грунтом.

Источник: handcent.ru