Доклад на тему водоемы 4 класс: Рассказ о водоеме. Сообщение о водоемах

Содержание

Рассказ о водоеме. Сообщение о водоемах

Автор J.G. На чтение 5 мин. Обновлено

Сообщение о водоемах 4 класс кратко может рассказать на уроке. Рассказ о водоеме содержит много полезной информации о том, какие есть водоемы и каково их значение.

Рассказ о водоеме
Что такое водоем?

Водоем – это временное или постоянное скопление стоячей или со сниженным стоком воды в искусственных или естественных впадинах. К ним относят озера, пруды, реки, водохранилища и так далее. В более широком смысле это моря и океаны. Водоем находится в углублении суши и характеризуется либо медленным движением воды, либо его отсутствием. Изучением водоёмов занимается наука гидрология.

Самые большие реки Земли:

1.Амазонка  (длина 6992 км) является абсолютным рекордсменом как по длине, так и по полноводности и площади бассейна.

2.Нил (длина 6670 км)

– вторая по величине река, которая является единственной рекой Северной Африки, пересекающей пески Сахары, не пересыхая. Вдоль русла Нила расположены почти все населенные пункты Египта и сосредоточена практически вся хозяйственная деятельность.

3.Река Янцзы (длина 5800 км) — третья из самых крупных, больших и длинных рек мира и самая длинная река Евразии.

4. Миссисипи — Миссури (длина 5969 км). Миссисипи – одна из величайших рек мира. Вместе с Миссури является четвертой по длине рекой мира и самой большой, крупной и длинной рекой Северной Америки

5. Хуанхэ (5464 км) – пятая из самых крупных, больших и длинных рек мира и вторая по длине река Евразии.

Самые большие озера планеты:
Каспийское море (Евразия) 371 1025
Верхнее (Северная Америка) 82 393
Виктория (Африка) 68 80
Гурон (Северная Америка) 60 208
Мичиган (Северная Америка) 58 281
Самые большие водохранилища планеты по площади зеркала:
  1. Вольта (8482 км²; Гана)
  2. Смоллвуд (6527 км²; Канада)
  3. Куйбышевское водохранилище (6450 км²; Россия)
  4. Кариба (5580 км²; Зимбабве, Замбия)
  5. Бухтарминское водохранилище (5490 км²; Казахстан)
  6. Братское водохранилище (5426 км²; Россия)
  7. Насер (5248 км²; Египет, Судан)
  8. Рыбинское водохранилище (4580 км²; Россия)
Характеристика водоемов

Они бывают временные (возникают в период половодья рек – лужи, старицы) и постоянные. По химическому составу бывают пресные и соленые. Водоемы по происхождению делятся на природные и искусственные. Природные водоемы представляют собой естественные озера и пруды. Они поражают своим величием и красотой. Искусственные водоемы, созданные людьми и разделяются на 3 основные группы:

Каналы

– искусственные реки. С их помощью перебрасывается вода с одной речной системы в другую. В пустынных районах строят оросительные каналы, которые орошают землю с недостаточным количеством влаги. На территориях с высокой влажностью и заболоченностью поверхности строят осушительные каналы.

Водохранилища — искусственные водоемы для накопления и использования воды в дальнейшем. Их сооружают в долинах рек при помощи плотин. Они оказывают влияние на увлажнение климата, а также на уменьшение годовых и суточных амплитуд температур в полосе до 3-10 км. Водохранилища улучшают судоходство, водоснабжение и являются базой для постройки ГЭС. Кроме положительной роли, они несут и отрицательные последствия — затопление плодородных земель в пойме реки и на террасах, поднятие уровня грунтовых вод и заболачивание.

Пруды – водоемы небольшого размера, которые образуются путем перегораживания русла ручья, малой реки, балки. Реже для них специально роются неглубокие котлованы. Они создаются для разведения рыбы, водоплавающих птиц, при борьбе с оврагами, для сохранности талых вод в засушливых регионах, местного орошения. Также пруды создаются в зонах отдыха населения.

Особенности водоемов — типы питания

Тип водного питания является основным показателем, который характеризирует особенности функционирования и конструкции водоема. Выделяют его 4 основных типа:

  • Поверхностный сток. Это основный вид питания плотинных водоемов – водохранилищ.
  • Грунтовые воды. Обеспечивают санитарное состояние водоема за счет низкой температуры – не так интенсивно разрастаются водоросли и образуется ряска. Они поддерживают уровень чистоты вод и увеличивают проточность объекта.
  • Принудительное наполнение водоемов-копаней из гарантированного источника водного питания производится в том случае, если нет хороших естественных источников водного питания. Малые водоемы заполняют водой из поливочного или обычного водопровода. Большие водоемы часто заполняют водой из скважин. Имеют место и такие источники, как подача воды насосами из рек, водохранилищ или более крупных и хорошо обеспеченных водой водоемов.

  • Комбинированное питание имеет в какой-то мере почти каждый водоем, так как на его поверхность выпадают жидкие и твердые осадки и частично поступают воды поверхностного стока.

Какое значение водоемов?

Водоемы представляют большую ценность. Во-первых, вода – это источник питья и пищи для человека и других живых организмов. Она нужна для производств и работы фабрик, это место для отдыха и релаксации. По ней совершаются перевозки грузов и людей. Водоемы являются средой обитания для животных, растений и рыб. Благодаря им происходит циркуляция веществ в природе.
В пресных водоёмах растут камыши, рогоз и тростник, роголистник, осока, аир, ряска, пузырчатка, сусак, кубышка  и другие. Рис очень любит влагу, и его побеги растут прямо из воды. В солёных водоёмах растут более 30 тысяч видов водорослей.

Интересные факты о водоемах:

Первые водохранилища были созданы в Древнем Египте с целью освоения земель в долине реки Нил (более 3000 лет до н. э.).

Общая площадь озёр земного шара составляет около 1,8 % суши (примерно 2,7 млн км²).

Всего в мире насчитывают 73 моря

  • Существует лишь один мост через Амазонку.
  • Самая глубокая в мире река — Конго, её глубина местами составляет до четверти километра.
  • Страна с наибольшим количеством рек — Финляндия. По её территории протекает 650 рек.

Надеемся, что сообщение о водоемах помогло Вам подготовиться к занятию, и Вы узнали много полезной информации. А свой краткий рассказ о водоемах Вы можете оставить через форму комментариев ниже

Доклад-сообщение «Обитатели водоемов» 🐲 СПАДИЛО.РУ

Водоемы бывают пресными и солеными. К первому типу относятся ручьи, болота, каналы, реки, озера, пруды. Рассмотрим, кто обитает в них.

В водоемах живет большое количество животных. В пресной воде обитает множество различных насекомых – разнообразные клопы и жуки. Личинок насекомых в воде еще больше. Становясь насекомыми, они обитают в воздухе над водоемами или рядом с ними. Это стрекозы, комары, водомерки, ручейники.

Раки

Самым большим представителем ракообразного вида, который обитает в пресных водоемах, является речной рак. Длина его тела может составлять двадцать сантиметров. Он довольно привередлив относительно чистоты воды и объему содержащегося в ней кислорода. Рак делает на дне водоема нору под корягой или камнем. Целыми днями он находится в ней. Вечером он покидает норку для поиска еды. Он употребляет в пищу мелких малоподвижных животных, водоросли, падаль рыб, червей и улиток.

Жабы и лягушки

В некоторых пресных водоемах обитают разные жабы и лягушки. С наступлением весны они организуют концерты рядом с водой и откладывают в нее икру. Все время обитают рядом с водоемами озерная лягушка, прудовая лягушка и жерлянка.

Рыбы

Караси, сом, карпы и щуки постоянно обитают в пресных водоемах. Они здесь живут, размножаются и едят.

Звери

Обитателями таких водоемов являются также звери, которые имеют ценный мех. Это бобер, нутрия, выдра и ондатра.

Основной проблемой является экология, другими словами загрязнение воды водоемов. В воду попадает большое количество загрязнителей.

Чаще всего загрязнение водоемов оказывается незаметным, по причине того, что загрязнения растворяются в воде. Однако существуют исключения. Ими являются моющие препараты, создающие пену, и нефтепродукты, которые плавают на поверхности воды. Каждый год в моря и океаны поступает около двенадцати миллионов тонн нефти.

Существует ряд загрязнителей природного происхождения. Расположенные в земле образования алюминия оказываются в пресные водоемы вследствие химических реакций. Во время паводков из луговых почв вымываются магниевые соединения, наносящие очень большой урон рыбным запасам.

Но в большинстве случаев загрязнение воды происходит по вине человека. Каждый год в водоемах оказывается несколько тысяч химических соединений.

Водоёмы нашего края | Презентация к уроку по окружающему миру (4 класс) на тему:

Слайд 1

Водоёмы нашего края Презентацию подготовила Учитель начальных классов Чебанова Наталья Вадимовна

Слайд 2

Что же такое «водоем»? Место скопления или хранения воды

Слайд 3

В иды водоемов. Река , водохранилище, озеро, канал, море, океан, пруд, болото .

Слайд 4

П о происхождению водоёмы можно разделить на: Искусственные (созданные человеком) Естественные (созданные природой) Естественные Искусственные Река Озеро Море Океан Ручей Канал Водохранилище Пруд

Слайд 5

2/3 земной поверхности занимает вода

Слайд 6

Вопросы: Одинакова ли вода на вкус? Какая вода в водоёмах нашего края? К аким цветом обозначена вода на карте?

Слайд 7

Г ород Ногинск стоит на реке Клязьме . Эта река является левым притоком Оки, ее общая длина составляет 686 км

Слайд 8

В четырех километрах от города Ногинск около Большого Буньково в Клязьму впадает ее левый приток - река Шерна , которая является одной из самых чистых рек нашего района. Это сравнительно небольшая река (89 километров в длину) отличается довольно быстрым течением.

Слайд 9

Н а берегах Шерны можно встретить выдр и бобров.

Слайд 10

В черте города Ногинска впадают в Клязьму такие небольшие речушки, как Черноголовка (на ее берегах располагается поселок Октябрьский, Глухово , Полигон) и еще одна небольшая речка – Загребка , которая протекает в Ногинске в районе "Бабенки". На территории Ногинского района также находятся реки Воря , Дубенки, Шаловка , Лавровка , Васса и многие другие.

Слайд 11

Все реки г. Ногинска, не смотря на то, что некоторые из них загрязнены и имеют небольшие размеры, богаты рыбной фауной и создают неповторимый природный ландшафт. А также реки Ногинска - это излюбленные места отдыха для многих людей.

Слайд 12

Ногинский край богат водными ресурсами – это главное его богатство. Вода – особый природный ресурс. Она ничем не заменима!

Слайд 13

Вспомните! Исток - место , где река берет свое начало. Устье - место впадения реки в другую большую реку или море, озеро. Притоки . Река течет по руслу, у нее есть правый и левый берега. И притоки тоже бывают левыми и правыми . Чтобы определить приток, надо встать лицом по течению реки, тогда справа будет правый берег и правые притоки, а слева - левый берег и левые притоки .

Слайд 14

ОЗЕРО БОРОВОЕ Находится среди лесов. На берегах его рос сосновый лес или бор, вероятно, по сосновому лесу – бору, окружавшему озеро, и получило оно название – Боровое.

Слайд 15

ЧЕРНОГОЛОВСКИЙ ПРУД Часть Черноголовского природного заказника - памятника природы культурно - исторического наследия областного значения Наполнение водоёма начато ещё с начала XIX века. В середине 1840-х Захаром Морозовым, уже во второй половине века, русло речки расширили и углубили, плотину усилили и подняли уровень воды. На левом берегу был разбит парк и построен летний дом Морозовых, на правом берегу были купальни. Вода из пруда использовалась для водоснабжения производств.

Слайд 16

Итог урока. Назовите естественные водоемы, расположенные на территории нашего края . Перечислите искусственные водоемы нашего края.

Конспект урока по окружающему миру на тему "Водоемы нашего края" (4 класс)

Тема: ВОДОЕМЫ НАШЕГО КРАЯ

Цели и задачи: Сформировать представления учащихся о водоемах нашего края;

Ознакомить с естественными и искусственными водоемами;

Повторить материал о значении водоемов и их охране;

Развивать познавательный интерес, умение рассуждать, анализировать;

Углубить знания о реке Тосне как главной реке района, Саблинке как главной реки поселка; познакомить с новыми видеоматериалами о Тосне

Содействовать выработке бережного отношения к природе края и причастности детей к ее сохранению.

карты Тосненского района и Ленинградской области (на доске), фотографии Тосны, карты Саблинского памятника природы на каждой парте, кроссворды, учебники, рабочие тетради, статья В. Ивачева «Река и люди», медиапроектор, ПК.

Ход урока:

1. Организационный момент, сообщение темы урока.

2. Включение в тематику занятия.

На прошлом занятии мы изучали формы поверхности нашего края.

- Какие формы поверхности вы знаете? Горы, холмы, равнины, овраги.

- Есть ли у нас горы? Нет.

- Какие формы поверхности можно встретить на берегах наших рек? Холмы, овраги.

- Как называется старый поросший кустарником овраг? Балка.

- Овраги и балки украшают поверхность родного края? Нет.

3. Работа над новой темой.

Отгадайте загадку:

Я и тучка, и туман, я - река и океан.

Я летаю и бегу, и стеклянной быть могу.

Откройте страницу 26-27.

- Чего на Земле больше: воды или суши? Воды больше, чем суши.

- Одинакова ли вода на вкус? Нет, она бывает пресная и соленая.

- Где вода соленая? В морях, океанах, некоторых озерах.

- А какая вода в водоемах нашего края? Пресная.

Давайте разделим все водоемы на две группы: водоемы, созданные природой - естественные, водоемы, созданные человеком - искусственные.

- Какие же водоемы встречаются на территории нашего края?

Если бы мы с вами взяли книгу «Россия. Описание нашего отечества» Семенова Тян-Шанского, то рассказ о нашей местности мы нашли бы в томе под названием «Озерный край». В Ленинградской области более 700 озер, много рек. - Какие реки текут в нашем поселке?

- А чем они необычны?

- Вспомним схему реки, которую мы делали на уроке труда.

- Как называют место, где река берет свое начало?

- А место, где она впадает в другую большую реку или море?

- Что еще имеет река?

В Ленинградской области несколько рек дали названия не только населенным пунктам, но и целым районам. Это Луга, Волхов и … Тосна.


Слайд № 1

На Тосне.

Ой ты, Тосна-река,

Турово-деревня!

Высоки берега,

Быстрое теченье -

То пороги, то брод,

То глубинка-яма,

То зигзаг-поворот,

То струя упряма…

М Иванов.

В Ленинградской области есть удивительные реки: на некоторых из них два раза весной бывает ледоход, одна река течет под землей два с половиной километра, потом выныривает на поверхность и течет дальше, а есть река, которая течет то в одну, то в другую сторону.

- А чем необычна наша Тосна? На ней есть водопад и пороги, на ее берегах растут редкие растения, в берегах вырыты пещеры, в которых раньше добывался белый песчаник для стекольных и хрустальных заводов.

Давайте прочитаем отрывок из статьи про нашу реку Тосну и попробуем в конце урока составить ее описание по плану.

Возможен вариант работы на компьютере.

Самостоятельное чтение статьи.

- А теперь проведем беседу по прочитанному и проиллюстрируем статью.

- Как называют место, где река берет свое начало? Исток.

Слайд № 2

Река Тосна вытекает из болота Пложевик (Лужский район).

Длина 121 км.

Табличка установлена летом 2007 года

- Что еще имеет река? Течение, берега, притоки.

Слайд № 3

общей длиной 1799 км

Основные притоки:

  • Хвороза – 11 км,

  • Сунья – 21 км,

  • Еглинка – 37 км,

  • Лустовка – 25 км,

  • Ушачка -11 км,

  • Саблинка – 22 км.

Не все дети могут сразу запомнить новые названия, поэтому может быть такой вариант запоминания.

- Возьмите лист из папки, найдите первый кроссворд и вместо точек впишите притоки Тосны.

Возможен вариант решения кроссворда на компьютере.

- Этого факта нет в статье, но мы должны его знать.

Слайд №4

  • Здесь по реке Тосне проходила граница между Россией и Швецией, установленная по Столбовскому миру 1617 года. На камне – знаки: русский крест и шведская корона.

- Что говорит автор статьи о течении Тосны? Зачитайте.

Слайд № 5


моста самое быстрое течение реки –

от 0,7 до 1 м/сек.

- Как называется место, где река впадает в другую большую реку или море? Устье.


Слайд № 6

6,5 м.

Слайд № 7

Наименьшая ширина Тосны – около 1 метра, наибольшая – 200 метров, в разливе.

4.Физкультминутка.

Мы немного отдохнем,

Встанем, глубоко вздохнем,

Руки в стороны, вперед.

Мы на пляже, солнце жжет.

Побежим скорее в реку,

Окунемся, поплывем.

Ах, какая благодать!

Но и меру надо знать.

Побежим скорее в класс

И продолжим наш рассказ.

5. Работа по учебнику.

Продолжение изучения новой темы.

- О какой роли водоема была физкультминутка? Что мы делали?

- А еще какую роль играют водоемы в жизни людей?

- А всегда ли мы правильно ведем себя, находясь у водоемов?

Прочитайте об этом в учебнике на страницах 155-156.

6. Закрепление изученного.

Работа в рабочей тетради.

Стр. 49, № 1, стр. 50, № 2, 3.

Стр. 51, № 6.

Когда-то наша река Тосна была очень полноводна, даже мосты разрушала. На ее берегах стояли фабрики и заводы. Близ деревни Гертово была построена одна из первых электростанций в Петербургской губернии. Почему же сейчас в реке так мало воды?

Ответы.

Посмотрите на карту Саблинского памятника природы.

Возможен вариант работы на компьютере.

Слайд № 8

  • Каньон реки Тосны, водопад, пещеры в ее берегах, входят в состав Саблинского памятника природы и взяты под охрану государства с 1976 года.

- Что еще входит в охранный комплекс Саблинского памятника природы, кроме каньонов рек Саблинки и Тосны, пещер и водопадов? Редкие растения, летучие мыши в пещерах.

- Какие экологические проблемы есть у нашей Тосны? Загрязнение воды мусором, сточными водами, вырубка лесов по ее берегам, излишки удобрений, которые, растворяясь в воде, стекают в реку, осушение болот.

Слайд № 9

Рассмотрите рисунки и подумайте, какие экологические проблемы здесь зашифрованы.

- Какую из этих проблем мы можем помочь решить?

- Для какой экологической проблемы, о которой мы говорили, нет эмблемы?

- Что вы можете предложить?

Возможен вариант работы на компьютере - рисование эмблемы.

7. Повторение изученного на уроке.

Для того, чтобы повторить все, что мы узнали на сегодняшнем занятии, давайте составим описание нашей реки по плану.

Возможен вариант работы на компьютере.

Слайд № 10.

  1. Название.

  2. Где находится исток?

  3. Какое течение: быстрое или медленное?

  4. Притоки.

  5. Куда впадает река?

  6. Как изменяется в разные времена года?

  7. Использование реки человеком.

  8. Экологические проблемы.

  9. Что делают люди для охраны реки?

8. Подведение итогов урока.

Что нужно делать, чтобы водоемы оставались чистыми?

Выставление оценок.

Посмотрите на карту Саблинского памятника природы. Какие притоки Тосны на ней обозначены?

А что еще входит в Саблинский памятник природы, кроме каньонов рек Саблинки и Тосны и водопадов?

- Какие пещеры обозначены на карте?

Возьмите листочек со вторым кроссвордом и впишите в него названия пещер.

Возможен вариант работы на компьютере.


В этих пещерах добывался песчаник. А что это такое?

9. Домашнее задание.

На следующем уроке мы будем говорить о полезных ископаемых нашего края, а сейчас запишите домашнее задание.

Прочитать текст по учебнику, ответить на вопросы «Проверь себя» стр. 154-148

Выполнить задания 4-6 на стр. 50-51 в рабочей тетради.

Спасибо за работу. Вы молодцы. Надеюсь, что вы сегодня узнали много интересного для себя.

Раздаточный материал. Может быть создан файл для работы на уроке.

1. Отрывок из статьи В. Ивачева «Река и люди» («Тосненский вестник» 1990 год)

Река наша имеет длину 121 километр и вытекает из болота Пложевик, расположенного в Лужском районе.

В Тосну впадают 1072 речки, речушки и ручья общей длиной 1799 километров. Из них 1063 длиной менее 10 километров. Основные притоки: Хвороза - 11 км, Сунья - 21 км, Еглинка - самая бурная - 37 км, Лустовка - 25 км, Ушачка - 11 км, Саблинка - 22 км.

У реки в основном малый уклон, поэтому течение медленное - 0,1-0,2 м/сек, есть места с перекатами - до 0,4-0,7 м/сек, а между Гертовом и Графским мостом она и вовсе «Терек» - от 0,7 до 1 м/сек.

Наименьшая ширина - около метра, наибольшая - 200 метров, в разливе.

Глубина от 0,5 м (на порогах до 0,1 м) до 2 м, 3,5 м, а ближе к устью она «поражает воображение» - до 6,5 м.

2. . . . Т . . . .

. . . . О . .

С . . . . . . .

. . Н . .

. . А . . .

3. Карта Саблинского памятника природы.


ДОКЛАД НА ТЕМУ ПРЕСНЫЕ ВОДОЁМЫ, 3 КЛАСС, НУЖНО НЕ БОЛЬШОЙ. СПАСИБО

На территории нашей страны существует множество водоемов с пресной водой: одни из них — с текучей (большие и малые реки, ручьи и каналы), другие — с проточной и стоячей водой (озера, пруды, искусственные водохранилища). Для каждого типа водоема характерны своеобразная водная растительность и свой особый животный мир. Обитатели пресных водоемов составляют кормовую базу для разнообразных рыб, а те, в свою очередь, служат пищей для различных земноводных, водных и околоводных животных, пресмыкающихся, птиц и зверей. Часть из них представляет для человека хозяйственный интерес, в особенности рыбы (в качестве одного из важнейших источников питания). В России насчитывается около 775 тыс. рек (в том числе и малых, длиной не менее 10 км), причем густота речной сети по территории страны крайне неравномерна. Например, лесная зона европейской части России имеет на 1 км2 от 0,25 до 0,35 км речного русла, тогда как в пустынях Прикаспийской низменности протяженность рек на 1 км2 составляет 0—0,05 км. Большинство рек России покрывается льдом, но продолжительность ледостава зависит от их географического местоположения. На севере Сибири лед в реках держится 8—9 месяцев, тогда как в южных районах — всего 1—2 месяца. Наиболее многоводны реки бассейна Северного Ледовитого океана, которые в совокупности дают 3/5 годового стока, главным образом через Енисей. В то же время многие реки Средней Азии либо теряются в песках, либо впадают в озера. Кроме рек, в России имеется очень много озер, которые составляют 32% мировой озерной площади. Они очень разнообразны по величине, глубине, форме, составу воды, режиму. Так же как и реки, озера распределены но территории страны очень неравномерно. Особенно много озер в зоне избыточного увлажнения, в частности в Карелии, где на 1 км2 местами приходится до 30 озер. Почти все крупные озера на севере России сточные, с пресной водой, тогда как на юге многие озера бессточные и становятся со временем солеными или горько-солеными. В зависимости от степени движения воды (течения) реки и ручьи относятся к текучим водоемам, а озера и пруды — к стоячим. Между ними существует некоторая разница с физической и биологической стороны, которая и определяет специфику и своеобразие растительного и животного мира каждого типа водоема. На скорость течения в реках и ручьях оказывает влияние рельеф местности. На равнинах и в низменностях она небольшая, тогда как на крутых склонах гор наблюдается быстрое и даже бурное движение воды, а местами — водопады. Для развития водных растений и связанных с ними животных наиболее благоприятными являются спокойные водоемы,и поэтому пышное развитие фауны и флоры наблюдается обычно в медленно текущих участках рек (на дне) и в очень тихих затонах (в прибрежной зоне), а также в сильно заросших озерах и прудах. Как в стоячих водоемах, так и в тихих реках можно различить ряд биотопов (территорий, занятых определенным растительным сообществом и связанным с ним животным населением) и выделить характерные для них биоценозы (совокупность растений и животных, населяющих участки водоема с более или менее однородными условиями). В текучих водоемах (реках, ручьях и проточных озерах) также существуют различные биотопы с типичными для них биоценозами. Из отдельных группировок организмов, обитающих в пресных водоемах, принято выделять планктон (совокупность мелких организмов, живущих в толще воды и пассивно перемещающихся в ней), бентос (обитателей грунта на дне водоема) и нектон (совокупность организмов, активно передвигающихся в толще воды

Жизнь пресных водоёмов — урок. Окружающий мир, 4 класс.

Живые организмы пресных вод (растения, животные, бактерии) образуют природное сообщество.

 

Жизнь в водоёме есть везде: и у берегов, и на поверхности, и в толще воды, у самого дна и на дне.

 

На берегах водоёмов можно увидеть листья и стебли камыша, тростника, рогоза, стрелолиста. Небольшая глубина позволяет этим растениям прикрепиться ко дну водоёма. На значительно большей глубине растут кувшинки и кубышки, на гладкой поверхности воды плавают их цветки и широкие листья. Корни ряски ко дну совсем не прикрепляются, она плавает на поверхности воды. Зелёные водоросли, которые плавают в толще воды, разглядеть можно только под микроскопом. Но когда их много, вода кажется зелёной.

 

 

Растения играют огромную роль в жизни многочисленных жителей водоёмов:

  • растения служат пищей для животных;
  • зелёные растения под воздействием солнечного света из воздуха берут углекислый газ, а выделяют в воду кислород, необходимый для дыхания всех животных;
  • заросли растений служат убежищем для птиц, земноводных, насекомых и рыб.

На поверхности воды стремительно бегают водомерки и охотятся на комаров и других мелких животных. Длинные ножки водомерок покрыты жиром, поэтому они и не тонут.

 

 

В толще воды водятся хищные жуки-плавунцы, растительноядные головастики лягушек и жаб, разные виды рыб. Щука относится к хищным рыбам, а карась питается растениями и личинками насекомых.

 

На дне водоёмов живут раки. Основная пища рака — растительная. Но он охотно поедает животных, а также останки мёртвых животных. Поэтому часто раков называют санитарами водоёмов.

 

В водоёмах живут и моллюски. На дне обитают двустворчатые моллюски: беззубки и перловицы. Их мягкое тело защищено раковиной, которая состоит из двух створок. Пищу и воздух двустворчатые моллюски добывают прямо из воды: приоткроют створки раковины и начинают втягивать воду, потом выбрасывают. Вместе с водой попадаются водоросли и другие мелкие живые существа.

 

 

На водных растениях живут другие моллюски — улитки: прудовик и катушка. У них раковины закрученные. Они питаются растительной пищей.

 

У водоёмов водятся и птицы. Это, например, утки, гуси, цапли. Также у воды водятся млекопитающие — выдра, ондатра, бобр, водяная крыса.

 

 

В пресноводном сообществе происходит круговорот веществ с участием растений, животных, бактерий. Останки животных и растений при отмирании попадают на дно водоёма. Там они перегнивают, разрушаются под действием бактерий и превращаются в соли, которые затем используются для питания растений.

Окружающий мир 4 класс

Окружающий мир 4 класс

Конспект открытого урока по окружающему миру в 4-м классе по теме "Водоемы нашего края"

Цель: сформировать представления учащихся о водоемах нашего края.

Задачи:

ознакомить с естественными и искусственными водоемами, со значением водоемов и их охраной;

развивать познавательный интерес, умение рассуждать, анализировать;

прививать бережное отношение к природе;

воспитывать любовь к родной земле.

Оборудование: глобус, карта Курской области, схема реки, карточки с заданием и кроссвордом, компьютер, мультимедийный экран.

Ход урока

I. Организационный момент.

Сегодня мы отправимся туда,

Где пресная плещется вода.

Чтоб тему урока узнать,

Кроссворд нам надо разгадать

Вопросы к кроссворду

1.Форма поверхности Земли, где иногда встречаются небольшие возвышенности.

2.Форма поверхности, имеющая крутой осыпающийся склон.

3.Нижняя часть горы, холма.

4.Есть у оврага, холма, горы.

5.Самое тёплое море России.

6.Форма поверхности высотой до 200 метров.

7.Вся территория земной поверхности разделена

на природные...

(Ответы: 1. Равнина. 2. Овраг. 3. Подошва. 4. Склон. 5. Чёрное. 6. Холм. 7. Зоны. Ключевое слово: водоемы).

На доске и в тетрадях тема урока : «Водоемы нашего края»

II. Проверка знаний и умений

  1. Фронтальная работа.

Тему урока мы узнали сейчас,

Но сначала о поверхности нашего края рассказ.

- Расскажи, как образуются овраги и о способах борьбы с ними.(Отв.)

2. Графический диктант.

Если согласны с высказыванием, пишем знак +, если не согласны, то ставим знак -.

- Формы земной поверхности – это равнины и горы (+)

-Возвышенность, высота которой более 1000 метров, - холм. (-)

- Терриконы – это горы, созданные природой. (-)

- Старый заброшенный карьер - это рана на поверхности Земли. (+)

- Овраги и балки украшают поверхность родного края (-)

Карточка.

Соедините стрелками предложение со словом, подходящим по смыслу:

Горы, созданные руками человека из отходов - пустых пород, оставшихся после переработки добытых полезных ископаемых

 

Балка

Углубление с пологими, заросшими растениями склонами

 

Овраг

Возвышенность высотой до 200 метров

 

Гора

Форма поверхности, имеющая подошву, склон и вершину, высота которой более 1000 метров

 

Террикон

Углубление с крутыми осыпающимися склонами

 

Холм

III. Работа над новой темой

Разгадайте, ребятки, такую загадку:

Я и тучка, и туман, я – река и океан.

Я летаю и бегу, и стеклянной быть могу.

(Вода)

- Каким цветом обозначена вода на карте? (Синим)

- Раскрутим наш глобус. Какого цвета стала Земля? Почему? (Синего. Потому что 2/3 земной поверхности занимает вода)

- Одинакова ли вода на вкус? (Нет, вода бывает пресная и соленая)

- Какая вода в водоемах нашего края? (Пресная)

- Где вода соленая? (В морях и океанах)

- Какие водоемы вы знаете? (Океан, море, озеро, река, пруд, канал, водохранилище, ручей)

- Давайте разделим названные водоемы на две группы по их происхождению. Водоёмы созданные природой (естественные) и созданные человеком (искусственные).

Запишем в тетрадях такую таблицу

водоемы

Естественные

Река

Озеро

Море

Океан

Ручей

Болото

Родник

Искусственные

Пруд

Водохранилище

Канал

Бассейн

 

- Сегодня на уроке мы изучим водоёмы Курской области.

2. Рассказ учителя о водоёмах Курской области..

Наша область богата водоемами.

Курская область расположена в бассейнах рек Днепр и Дон. Всего в области насчитывается 902 постоянных и временных водотоков, из которых 188 имеют длину более 10 км.

Из наиболее значительных рек к бассейну Днепра относятся Сейм со своими притоками Тускарь и Свапа, а также Псел

В Курской области насчитывается более 500 искусственных водоемов – прудов и водохранилищ,

Город расположен на берегах рек Суджа и Олёшня (бассейн Днепра), в 105 км от Курска, в 8 км от границы с Украиной.

Река - водный поток, текущий в определенном направлении по руслу.

- Вспомните схему реки. Как называют место, где река берет свое начало? (Исток.)

- А место впадения реки в другую большую реку или море, озеро? (Устье.)

- Что еще имеет река? (Притоки. Река течет по руслу, у нее есть правый и левый берега. И притоки тоже бывают левыми и правыми. )

- А как мы это узнаем? (Надо встать лицом по течению реки, тогда справа будет правый берег и правые притоки, а слева - левый берег и левые притоки.)

А теперь нужно составить рассказ-описание реки по плану на стр. 154 нашего учебника.

IV.Физминутка

От зеленого причала оттолкнулся пароход

встать

Он шагнул назад вперед

шаг назад

А потом шагнул вперед

шаг вперед

И поплыл, поплыл по речке

движения руками

Набирая полный ход

ходьба на месте

V. Работа теме.

1. Продолжение изучения новой темы.

Озеро - природная впадина на поверхности суши, заполненная водой.

В Курской области, кроме естественных озёр, имеются искусственные водоёмы.

Водохранилище - большой искусственный водоем с объёмом воды, превышающим один миллион кубических метров. Воду их используют для водоснабжения промышленных предприятий, для орошения земель, для энергетики.

2.Рассказ ученика о некоторых водоемах Курской области.

Клюквенное озеро признано в Курской области памятником природы (фото)

В Курской области появился новый памятник природы регионального значения, который сейчас находится под особой охраной. Этим памятником стало Клюквенное озеро, расположенное в Суджанском районе

Клюквенное озеро находится в селе Нижнемахово Воробжанского сельсовета Суджанского района. Оно раскинулось на площади в 23,6 гектаров и имеет форму овала, вытянутого в восточном направлении.

Теперь этот уникальный ландшафтный комплекс будет усиленно охраняться. И поводов для этого немало. На здешних берегах произрастают реликтовые растения послеледниковой эпохи, множество растений, включенных в Красную книгу России и Курской области.

Озеро Малино

Озеро Малино - особо охраняемая природная территория, находится в 1,5–2 км к юго-востоку от д. Капыстичи. Образовалось в 1994 году, общая площадь 58 000 га. Старица р.Сейм длина 4,5 км., ширина до 200 м. С севера и запада озеро окружено лугами, с юга и востока лесным массивом

Озеро Лезвино

Озеро Лезвино - водно-ботанический памятник природы создан для охраны места обитания охотничьих и редких видов животных; для гнездования водно-болотных птиц, нереста рыбы. Самое большое озеро-старица реки Сейм. Нахоидтся в 2 км к югу от с. Банищи, в южной части Банищанской лесной дачи.

Озеро Фитиж

В области естественные озера известны только в долинах рек. По своему происхождению все они являются старицами. В долинах Сейма, Псела, Оскола и других рек насчитывается несколько сот больших и малых пойменных озер-стариц. Они имеют вид узких и вытянутых полос длиной от нескольких десятков метров до нескольких километров. Наиболее крупные пойменные озера - Маковье, Малино, Фитиж, Лезвино - находятся в долине реки Сейм.

Водохранилище Курчатовское

Курское водохранилище, чаще его называют Курское море по проекту объёмом 102 млн. кубометров, а его водная площадь 21 квадратный километр. Находится водохранилище в районе посёлка Щетинка.

Река Суджа

Река Суджа - правый притоком реки Псел, протекающей в Курской области. Длина - 63 километра.

Река Псёл

Река Псёл (укр. Псел, Псьол, Псло) — река, левый приток Днепра (бассейн Черного моря). Длина реки 692 км (из них 502 км по территории Украины). Площадь бассейна 22 800 км². Исток реки находится в России на границе Курской и Белгородской областей возле села Пригорки (Прохоровский район Белгородской области), на западных склонах Средне-Русской возвышенности.

Река Реут

Река Реут — река Курчатовского района Курской области, приток Сейма протяжённостью 88 км.

Река Сейм

Река Сейм — река, левый, наибольший приток Десны. Исток реки находится на юго-западных склонах Средне-Русской возвышенности. До впадения правого притока реки Рать, Сейм течет в северо-западном направлении. Далее он течет на запад до устья Свапы. Здесь Сейм принимает юго-западное направление, огибает большой излучиной Дмитриевско-Рыльскую гряду с юга и на расстоянии 222 км от своего устья уходит за пределы Курской области России на территорию Сумской области Украины.

Река Тускарь

Река Тускарь — река в Курской области, приток реки Сейма. Относится к бассейну реки Днепра. В устье реки расположен город Курск.

А еще что вы знаете о значении водоемов? (Люди берут из водоёмов воду для питья и приготовления пищи. Водоемы - это дом для растений и животных. Из водоемов берут воду для хозяйственных нужд. По воде перевозят грузы. Воду для работы берут заводы и фабрики)

  1. Работа по учебнику

Чтение учеником текст в учебнике на стр. 146-147.

  1. Расскажи о значении водоемов в природе и жизни людей.
  2. Как должны охранять реки, озера, моря? Делают ли это в нашем крае?

Стр. 148 чтение статьи «Боль природы» «Клад» на дне реки

Работа в рабочей тетради

С. 70, №3

- Прочитайте.

- Рассмотрите рисунки-знаки.

- Какие экологические проблемы выражены этими знаками-рисунками.

- Назови экологическую проблему, выраженную на первом рисунке. (Сточные воды и различный мусор попадают в различные водоемы и загрязняют их)

- Назови экологическую проблему, выраженную на втором рисунке. (Люди, приезжающие отдыхать на водоемы, бросают в них разбитые банки и многое другое)

- Назови экологическую проблему выраженную на третьем рисунке. (Люди применяют удобрения или ядохимикаты для повышения урожайности. Но иногда их используется больше нужного количества, тогда дождевая вода приносит часть удобрений и ядохимикатов в водоемы.)

- Назовите экологическую проблему, выраженную на четвертом рисунке. (Водители моют автомобили или мотоциклы в реке)

VI. Закрепление изученного.

Составление памятки «правила поведения у водоема».

Памятка.

  1. Не бросай мусор в воду.
  2. Не оставляй мусор на берегу.
  3. Не мой велосипед и другие транспортные средства в водоемах.

- Что еще загрязняет водоемы, с чем надо бороться? (В водоемы не должны попадать сточные воды заводов, фабрик, удобрения и ядохимикаты.)

VII.Подведение итогов урока.  

- Чтобы водоемы оставались чистыми, что не должно попадать в них?

Домашнее задание

С.154-158 читать, ответить на вопросы

Р.т. с. 68 №4.

Резервуар

| Национальное географическое общество

Водохранилище - это искусственное озеро, в котором хранится вода. Большинство водохранилищ образовано путем строительства плотин через реки. Резервуар также может быть образован из естественного озера, выходное отверстие которого перекрыто плотиной для регулирования уровня воды. Плотина контролирует количество воды, вытекающей из резервуара.

Сервисные водохранилища полностью созданы руками человека и не требуют создания плотин на реке или озере. Эти резервуары, иногда называемые цистернами, содержат чистую воду.Резервуары могут быть вырыты в подземных кавернах или повышенных высоко над землей в водонапорной башне.

Люди создавали водоемы тысячи лет. Самая старая известная плотина в мире - плотина Джава на территории нынешней Иордании. Он был построен примерно в 3000 г. до н.э. для хранения воды для орошения или полива сельскохозяйственных культур.

Люди строят водохранилища, потому что количество воды в реке со временем меняется. В очень дождливое время или когда тает горный снег, вода в реке поднимается и иногда выходит из берегов.Ограничивая количество воды, которое может продолжаться ниже по течению, резервуары помогают контролировать наводнения.

Во время засухи или продолжительных засушливых периодов уровень воды в реке может быть очень низким. В этих условиях из резервуара попадает больше воды, поэтому фермеры могут поливать свои посевы и дома, а предприятия могут нормально функционировать.

Резервуары служат для других целей. Они используются для катания на лодках, рыбалки и других видов отдыха. Некоторые плотины, образующие водохранилища, используются для выработки электроэнергии.

Самым большим водохранилищем в мире по площади является озеро Вольта, которое образовалось в результате перекрытия реки Вольта в африканской стране Гана. Озеро Вольта занимает площадь около 8 500 квадратных километров (3280 квадратных миль), что превышает площадь американского штата Делавэр. Озеро Вольта занимает четвертое место в мире по объему, по общему количеству воды в озере. Самый большой по объему резервуар в мире также находится в Африке. Озеро Кариба находится на границе между Замбией и Зимбабве. Это озеро, образовавшееся в результате перекрытия реки Замбези, вмещает 185 кубических километров (44 кубических мили) воды.

Вода в резервуарах очень тихая. Из-за этого кусочки песка, камня, грязи и другого материала, называемого осадком, опускаются на дно, оставляя воду совершенно чистой. Но со временем этот осадок накапливается, значительно уменьшая общее количество воды в резервуаре.

Плотины и водохранилища | Вода для всех

Фон

Плотины использовались в качестве хранилища воды для сельского хозяйства, промышленности и домашнего хозяйства на протяжении тысяч лет.Кроме того, плотины гидроэлектростанций выступают в качестве альтернативы невозобновляемым источникам энергии, которые составляют большую часть мировой энергетики [1]. В 20-м веке на строительство плотин по всему миру было потрачено более 2 триллионов долларов [2]. Однако плотины оказывают серьезное пагубное воздействие на окружающую среду и население, живущее рядом с плотинами, и поэтому стали предметом пристального внимания со стороны организаций, занимающихся здоровьем окружающей среды, таких как Всемирный фонд дикой природы (WWF) и International Rivers, выступающие за удаление старые плотины и использование альтернатив [3] [4]. В США были предприняты инициативы по удалению старых, устаревших плотин [5]. В этой статье Mission 2017 рассматривается использование плотин и способы максимизации их эффективности и минимизации ущерба окружающей среде. В первой части статьи подробно рассматриваются плотины и их проблемы, а во второй части рассматриваются возможные решения проблем.

Использование плотин

Водохранилища и водохранилища в основном использовались для выполнения четырех функций [8]:

Из 38 000 крупномасштабных плотин, зарегистрированных Международной комиссией по большим плотинам (ICOLD), международной организацией, устанавливающей стандарты для плотин, 50 процентов используются для орошения, 18 процентов - для гидроэнергетики, 12 процентов - для водоснабжения и 10 процентов. для борьбы с наводнениями и остальное для других функций [8]

Орошение

Огромное количество воды в водохранилищах позволяет им действовать как эффективные и стабильные источники воды для орошения с минимальными сезонными колебаниями. От 30 до 40 процентов из 271 миллиона гектаров, орошаемых во всем мире, составляют ирригационные плотины [2]. Исследование, проведенное Всемирной комиссией по плотинам (WCD) [7], комиссией, организованной Всемирным банком и Всемирным союзом охраны природы (IUCN) для оценки эффективности крупных плотин, показало, что плотины, построенные для орошения, обычно не могут обеспечить вода для запланированной площади земли изначально, но производительность улучшается со временем [26]. По данным WCD, половина из 52 крупных проектов по хранению воды для ирригации, рассмотренных им, не достигла ожидаемых целей, для которых изначально планировались плотины.Однако общая тенденция показывает, что площадь орошаемых земель увеличивается с 70 процентов за пять лет до 100 процентов от запланированной площади через десять лет [8].

Плотины, исследованные ВКП, которые не соответствовали своим первоначальным целям, часто имели сбои на уровне управления или организации, а не структурные или инженерные недостатки.

Эти проблемы часто включали плохие и недостаточные сети распределения воды, неэффективность централизованной административной системы с нечетким распределением обязанностей, плохую координацию внутри системы и отсутствие инициативы для вовлечения местных заинтересованных сторон (фермеров и т.) [8]. Вовлечение тех, кто управляет плотиной, и тех, кто принадлежит к сообществу, может значительно улучшить работу плотины.

Гидроэнергетика

Плотины могут собирать гравитационную потенциальную энергию для выработки электроэнергии с небольшими затратами. Девятнадцать процентов электроэнергии в мире обеспечивается плотинами гидроэлектростанций [2]. Плотины гидроэлектростанций могут достичь своих целей в течение пяти лет, и около пятидесяти процентов плотин гидроэлектростанций во всем мире фактически превышают их цели [8].

Как и в случае ирригационных плотин, ошибки или изменения на ранних этапах разработки проекта сильно коррелируют с задержками в достижении ожидаемых целей по выработке электроэнергии в первые годы эксплуатации [8]. Начальные этапы разработки проекта особенно важны, и улучшения и организация на этих этапах могут улучшить способность плотин достичь поставленных целей в намеченные сроки.

Подача воды

Воду из резервуаров можно направлять на очистные сооружения, чтобы сделать ее пригодной для питья.Резервуар уже обеспечивает некоторую фильтрацию, так как ил и другие частицы оседают на дно резервуара, а водоросли и аэробные бактерии уничтожают вредные микроорганизмы [9]. Плотины водоснабжения не очень хорошо достигают запланированного уровня эксплуатации даже после десятилетия эксплуатации: 70 процентов из 52 образцов плотин WCD не достигли своих целей даже после длительных периодов времени, при этом около 25 процентов плотин водоснабжения достигли менее половины поставленных целей [8].

Неэффективное налогообложение и ценообразование на воду является причиной этой проблемы.В исследованных WCD выборках [SM3] 38 из 50 коммунальных предприятий использовали тарифы для финансирования своих эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание. Средства, полученные от этих тарифов, были недостаточно высокими, и эти дамбы не смогут нормально функционировать. Исследования показали, что даже в слаборазвитых странах люди готовы платить за стабильное и хорошее водоснабжение и санитарные услуги [8]. Например, согласно исследованию, проведенному Рамнатхом Суббараманом и его коллегами в трущобах в Мумбаи, Индия, жители платили в 33 раза больше за воду от неофициальных поставщиков, чем жители окрестных районов, которым вода обеспечивалась государством.Жители сказали Суббараману, что готовы платить за улучшение доступа к воде [10]. Люди готовы платить за стабильное водоснабжение и более качественные санитарные услуги при условии, что их деньги используются эффективно и результативно. Поэтому Миссия 2017 предлагает увеличить налогообложение в этом секторе.

Контроль наводнений

Водохранилища могут предотвращать наводнения вниз по течению, удерживая и регулируя поток во время крупных наводнений. Резервуары также могут использоваться для уравновешивания потока в различных погодных условиях, таких как уменьшение потока за счет удержания воды во время сильных дождей и сброса большего количества воды во время засухи [8].

Плотины многоцелевые

Некоторые плотины сочетают в себе два или более указанных выше использования, но большинство крупных плотин, как зарегистрировано ICOLD, являются одноцелевыми. Многоцелевые плотины сложны и, как правило, не работают так же хорошо, как однофункциональные. Кроме того, для определенного сочетания функций необходимо поддерживать тонкий баланс. Например, ирригационные, гидроэлектрические и водопроводные плотины требуют, чтобы водохранилище было на полную мощность для эффективного функционирования, в то время как борьба с наводнениями требует, чтобы уровень воды был ниже максимального, чтобы удерживать сверхпульсирующие воды [8].

Экологические и социальные затраты на строительство плотин

Плотины имеют множество применений в человеческом сообществе, но они также оказывают большое влияние на окружающую среду и население, живущее рядом с плотинами, что может иметь катастрофические последствия. Ниже обсуждаются эти эффекты.

Воздействие на окружающую среду

Изменение водных экосистем

Утрата среды обитания - самая большая причина исчезновения. Считается, что пресноводные среды обитания - это места обитания, подвергающиеся наибольшей утрате биоразнообразия [11].Строительство плотины в реке вызывает большие изменения в реке и приводит к большим изменениям в речных системах, что приводит к утрате среды обитания. Сама структура дамбы служит барьером, препятствующим миграции рыбных популяций по реке. Образование большого неподвижного водоема вместо небольшого быстро движущегося водоема изменяет динамику водной системы, что делает ее менее пригодной для выживания исходных видов, что может привести к исчезновению [8]. Температура и химический состав воды в водохранилище также отличается от текущей реки.Уменьшение количества воды, текущей ниже по течению, приводит к тому, что вода ниже по течению становится более соленой, что делает ее менее подходящей для определенных рыбных питомников, а также позволяет хищникам добраться до них. Вода, стекающая с водосборных бассейнов вверх по течению, уносит с собой отложения и питательные вещества. Деятельность человека выше по течению может повысить уровень питательных веществ в резервуаре и может привести к эвтрофикации, что в конечном итоге приведет к исчезновению большинства видов в резервуаре [8] [12].

Например, речные дельфины Янцзы вымерли после того, как была построена плотина «Три ущелья»; разнообразие рыб-дельфинов в районе Меконга также находится под угрозой исчезновения [11].Плотины каньона Глинес на реке Эльва в Вашингтоне, США, были ответственны за почти полное уничтожение всей популяции стальной форели и лосося [29].

Эта потеря популяций рыб также может привести к снижению экономики от рыболовства [8].

Отложения

Уменьшение расхода воды из-за резервуара приводит к тому, что вода теряет наносимые ею отложения на дно резервуара. Это снижает способность водохранилища удерживать воду, а также снижает вынос ила и питательных веществ вниз по течению, делает почву ниже по течению менее плодородной, что вредит растениям и животным, которые живут и растут в ней, поскольку снижение плодородия приведет к сокращению количества растений и деревья, которые могут расти ниже по течению и, таким образом, уменьшать количество ареалов обитания животных, уменьшая биоразнообразие местности. Из-за уменьшения количества деревьев, которые могут расти и удерживать почву вместе, почва более подвержена эрозии, а это означает, что структура почвы утрачивается, что делает ее все менее и менее подходящей для проживания людей или животных [8].

Выбросы парниковых газов

Состояние у основания резервуара является анаэробным, что означает, что растительность под резервуаром разлагается анаэробными бактериями, которые выделяют парниковые газы, такие как метан и углекислый газ [8].Согласно WDC, если территория, затопляемая во время заполнения водохранилища, не будет очищена, количество производимых парниковых газов может быть выше при том же количестве энергии, производимой угольной электростанцией [9]. Однако выработка электроэнергии с помощью плотин не вызывает выбросов таких газов, как диоксид серы, оксид азота и оксид углерода, которые вызывают кислотные дожди и заражение крови, что делает их в этом смысле более экологичными, чем ископаемое топливо, такое как уголь, который действительно выделяет эти газы при сжигании [9].

Испарение

Водохранилища имеют большие открытые поверхности, которые способствуют потере воды за счет испарения, и за тот же период времени из водохранилищ теряется гораздо больше воды, чем было первоначально потеряно из реки, которая текла на ее месте. Несмотря на то, что потери в основном зависят от климата местности, они также могут зависеть от размера, формы и глубины резервуара, при этом резервуары, имеющие меньшую поверхность или большую глубину, теряют меньше воды [8]. Это дополнительное испарение может повлиять на микроклимат местности, поскольку оно снижает колебания экстремальных температур [9], и может изменить экосистемы, которые могут там существовать, поскольку организмы подходят для двух экстремальных температур или которым необходимы колебания как часть их циклы размножения не могут выжить.

Сейсмическая активность

Известно, что заполнение резервуаров больших плотин вызвало сейсмическую активность из-за физических изменений, произошедших в области, где резервуар был заполнен, и активности плотины [13]. Ученые выяснили, что причиной более 100 землетрясений во всем мире являются плотины. В мае 2008 года землетрясение силой 7,9 балла в провинции Сычуань, унесшее жизни 80 000 человек, было связано со строительством плотины Цзипинпу и, возможно, является самым серьезным землетрясением, вызванным плотиной [14].

Социальные эффекты

Перемещение людей

Зона затопления для использования в качестве резервуара должна быть очищена от населения [8]. По оценкам, от 40 до 80 миллионов человек были перемещены в результате строительства плотин во всем мире [2]. Чтобы уменьшить ущерб, нанесенный переселением, например потерю дома и средств к существованию, правительствам необходимо защищать как перемещаемое население, так и те, кто его принимает. Эти усилия должны предприниматься совместно с пострадавшими народами, живущими ниже по течению.Пострадавшие люди должны получить компенсацию. Однако компенсация часто осуществляется редко или плохо [8] [15]. Например, в Китае население, которое было вынуждено переселиться для строительства плотины, стало намного беднее, чем было раньше, и стало хуже, чем окружающие их люди, которые не переезжали. Около 70 процентов всех переселенцев жили в «крайней бедности» [16].

Риски для здоровья человека

В тропических регионах водоемы являются идеальной средой для размножения паразитических организмов, особенно комаров [8] [15].Более крупные водоемы имеют более высокий потенциал для размножения таких паразитов и распространения болезней среди окружающих популяций. Косвенно зараженная вода используется для орошения и заражает посевы. Если большое количество людей будет переселено в районы рядом с водохранилищем во время формирования водохранилища, повышенная плотность населения сделает распространение инфекционных заболеваний более вероятным [8].

Теперь, когда влияние плотин на окружающую среду и общество изучено, в следующем разделе будут рассмотрены возможные решения этих проблем.

Шаги, которые необходимо предпринять

Четыре основных шага, которые необходимо предпринять, чтобы уменьшить пагубное воздействие плотин, следующие:

  1. Демонтировать старые, устаревшие плотины
  2. Повышение эффективности существующих плотин гидроэлектростанций
  3. Исследования альтернативных источников энергии и эффективного использования воды в сельском хозяйстве и альтернативы предлагаемым новым плотинам
  4. Убедитесь, что новые предлагаемые плотины построены на участке, который нанесет наименьший ущерб окружающей среде и обществу.
Сроки внедрения решения
  1. (Краткосрочные и среднесрочные) Демонтировать неэффективные старые плотины по всему миру и улучшить функционирующие старые и убедиться, что предлагаемые плотины эффективны. Верхний предел для каждого проекта - 3 года.
  2. (Среднесрочная и долгосрочная перспектива) Поэтапный отказ от плотин в пользу более экологически и социально безопасных альтернатив. Это зависит от повышения эффективности использования воды в сельском хозяйстве, использования альтернативных источников и т. Д. В сельском хозяйстве эффективность использования воды может быть достигнута к 2050 году.
  3. (Среднесрочная и долгосрочная, одновременно до 2) Демонтировать существующие плотины по мере повышения эффективности.

1. Демонтировать старые, устаревшие дамбы

В мире может быть большое количество плотин, которые, помимо воздействия на окружающую среду, больше не служат своему назначению, например, заилились или больше не производят гидроэлектроэнергию, потому что экономическая отдача от плотины превышает требуемые затраты. в обслуживании плотины [29], или даже начали представлять угрозу безопасности, поскольку сбои в конструкции могут привести к массивному затоплению [29].Эти плотины могут быть полностью или частично демонтированы, что позволит реке хотя бы частично вернуться в свое первоначальное русло, чтобы экосистемы могли начать восстанавливаться в реке [3].

Демонтаж старых плотин будет долгим и дорогостоящим и потребует отвода рек. Таким образом, демонтаж устаревших плотин может занять несколько лет [24]. Стоимость разборки плотин в значительной степени неизвестна, но они могут даже превышать стоимость строительства новой плотины [29] - однако исследования показали, что затраты на демонтаж плотины могут быть в 3-5 раз меньше, чем затраты на содержание это [30].Чтобы облегчить финансовое бремя, существует множество вариантов финансирования. Финансирование более крупных проектов можно было бы получить от Всемирного банка, поскольку эти проекты связаны с восстановлением окружающей среды в стране. WCD рекомендует владельцам плотин откладывать средства на будущий вывод плотины из эксплуатации [31].

Снятие с эксплуатации включает использование тяжелого оборудования, такого как разрушающий шар, обратная лопата и гидравлический молот, а также взрывчатых веществ для демонтажа конструкции плотины, а также отвода реки [32]. Поскольку для демонтажа плотины не требуются передовые технологии, и поскольку отвод реки является составной частью фактического строительства плотины, страна, способная построить плотину, будет иметь технологии, необходимые для ее сноса. Методы вывода из эксплуатации очень специфичны для плотины и будут зависеть от размера, типа и местоположения плотины [32], однако для него может быть установлен верхний предел в 3 года. Предполагается, что снос дамб на реке Эльва, крупнейший проект по сносу плотин в США, займет 3 года [33].Таким образом, обычно на выполнение таких проектов требуется менее 3 лет.

2. Повышение эффективности существующих плотин

В мире может быть большое количество плотин, которые, помимо воздействия на окружающую среду, больше не служат своей первоначальной цели или даже начали представлять угрозу безопасности. Эти плотины могут быть полностью или частично демонтированы, что позволит реке хотя бы частично вернуться в свое первоначальное русло, чтобы экосистемы могли начать восстанавливаться в реке [3]. Плотины гидроэлектростанций можно сделать более эффективными путем замены турбин, как это было сделано на гидроэлектростанции Боулдер-Каньон в Боулдере, штат Колорадо, США. Из двух турбин, замененных на плотине Боулдер-Каньон, одна была способна производить на 30 процентов больше энергии, чем обе старые турбины вместе взятые. Новые эффективные турбины также сократили потребность в электроэнергии для работы плотины [17].

Повышение эффективности плотин гидроэлектростанций снижает эксплуатационные расходы на плотину и снижает необходимость строительства новых плотин.

Накопление отложений снижает пропускную способность плотины. Смыв наносов может предотвратить большие скопления отложений в водохранилищах плотин. Большие ворота должны быть встроены в основание плотин и открываться при большом расходе. Это позволяет отложениям, которые собирались на дне плотины, течь вниз по реке, тем самым улучшая продуктивность резервуара.

Промывка наносов обычно используется в водохранилищах, расположенных в узких долинах, которые попадают в воду из-за муссонных дождей, например, в Гималаях. Однако было обнаружено, что смыв наносов можно распространить на другие районы, с преимуществами, наблюдаемыми в водохранилище Сефид-Руд в Иране.

3. Переход к альтернативным решениям вместо плотин

Изучение альтернатив должно быть включено в предложения по новым плотинам. Миссия 2017 предлагает создать небольшую исследовательскую группу правительством или заинтересованной организацией в стране, где предлагается строительство плотины, и провести подробное исследование воздействия новой плотины и альтернатив, которые могут служить той же цели.Если предлагаемая плотина представляет собой плотину гидроэлектростанции, следует изучить возможность использования альтернативных источников электроэнергии, таких как солнечная энергия или энергия ветра; или если в этом районе уже есть более старая плотина, можно ли повысить эффективность плотины, чтобы удовлетворить возросший спрос на энергию.

Если предлагаемая плотина является ирригационной (или водопроводной) плотиной, следует провести исследования, чтобы увидеть, можно ли вместо этого сократить использование воды в сельском хозяйстве. Большое количество воды теряется из-за неэффективных методов орошения.На ирригацию приходится 70 процентов всего водопотребления в мире, поэтому сокращение использования воды в этом секторе также позволит выделить больше воды в другие сектора. WWF предлагает следующие методы сокращения водопотребления [18]:

Сбор воды, один из методов, предложенных WWF, может принимать разные формы. Одна из технологий, разработанная две тысячи лет назад, - это песчаная плотина. Песчаные дамбы представляют собой бетонную стену с резервуаром для песка за ней. Этот песок собирает дождь и действует как фильтр, так что пресная вода собирается на дне.Через несколько месяцев воду можно будет извлечь, вставив трубы. Преимущества песчаных плотин, помимо сбора и очистки воды, заключаются в том, что они уменьшают испарение и не позволяют паразитам, таким как комары, размножаться, в отличие от водоемов [19]. В статье о методах сбора дождевой воды это обсуждается более подробно.

Некоторые другие методы сокращения потребности в воде, предложенные компанией American Rivers, включают [20]:

  • Повторное использование: Повторное использование воды, также известное как рециркуляция или рекультивация воды, относится к использованию очищенных сточных вод, сточных вод или ливневых вод для непитьевых целей, таких как орошение, промышленные процессы, противопожарная защита, смыв унитаза и другие. Недостатки этого варианта могут включать затраты, связанные с системой двойного распределения в муниципальном масштабе, и вода, которая в противном случае вернулась бы в исходную реку / водный объект после обработки, теперь предназначена для безвозвратного использования, в случае орошения, которое не вернется к реке и может привести к уменьшению стока.
  • Пополнение подземных вод: Это включает пополнение подземных источников воды в течение влажного года или сезона (часто зимой), когда вода доступна. К недостаткам этого варианта могут относиться затраты, связанные с насосной и трубопроводной инфраструктурой, а также влияние на потоки в ручье, когда вода перекачивается из реки.
  • Повторная эксплуатация существующих плотин: Изменение способа использования существующей плотины, как правило, дешевле и менее вредно для окружающей среды, чем строительство новой плотины, а в некоторых случаях повторная эксплуатация плотины может обеспечить водой города, фермы и рыбу. в критическое время года без серьезных экологических недостатков, недостатков в области производства энергии или защиты от наводнений.

Поскольку сельское хозяйство является крупнейшим потребителем воды в мире, на его долю приходится 70 процентов мирового водопотребления [21], сокращение использования воды в сельском хозяйстве окажет наибольшее влияние.Ожидается, что эффективность сельского хозяйства вырастет в течение 30 лет. Если предложения, представленные в Миссии 2017, будут реализованы в ближайшие годы, цели эффективности могут быть достигнуты к 2050 году.

Еще один способ отхода от плотин гидроэлектростанций - использование альтернативных источников энергии. Источники энергии, такие как ветер, солнечная энергия и биотопливо, все чаще используются во всем мире. Однако по данным Международного энергетического агентства (МЭА), субсидии на ископаемое топливо во всем мире в 5 раз выше, чем на возобновляемые источники [25].Потенциальный способ повысить интерес к альтернативным источникам - убедить страны разрешить более высокие субсидии и стимулы к исследованиям, чтобы сделать эти альтернативные источники более эффективными и жизнеспособными. Что касается сельского хозяйства, в статье по ирригации обсуждаются способы повышения эффективности ирригации и способы применения обсуждаемых методов.

Другие альтернативы большим плотинам могут быть следующими:

Подземные / подпитывающие плотины: Плотины подземных вод накапливают воду в проницаемых аллювиальных отложениях под руслами рек.Они перехватывают подземный поток воды, замедляя поток воды из районов с повышенным спросом. Это позволяет большему количеству воды стекать в грунтовые воды, повышая уровень грунтовых вод и облегчая доступ к воде из колодцев.

Плотины подземных вод успешно использовались в некоторых частях Африки и на Ближнем Востоке [27].

Небольшие общественные дамбы: В районах, где земля состоит из слоя песка поверх слоя горных пород, общины могут строить небольшие дамбы для увеличения общего водоснабжения и доступа к воде.Деревня в Катутиа в Кении построила небольшую плотину за 15 дней, которая могла удерживать воду, достаточную для снабжения членов общины на срок до трех месяцев [28].

Миссия

Mission 2017 предлагает поручить небольшой группе исследователей изучить участок предполагаемой плотины и проанализировать, какие альтернативы могут быть размещены там для той же цели. Правительства могут назначать и финансировать исследовательскую группу.

4. Убедитесь, что новые предлагаемые плотины построены на участке, который нанесет наименьший ущерб

Факторы, ответственные за неэффективность плотин (как указано в разделе «Использование плотин» данной статьи), должны быть приняты во внимание, и должны быть приняты меры для предотвращения их возникновения, чтобы новые плотины могли функционировать как можно более эффективно.

Смягчение экологических и социальных последствий действующих плотин

Ниже приведены способы минимизировать экологические и социальные последствия плотин, которые нельзя полностью удалить. Во-первых, для уменьшения эвтрофикации водоемов можно использовать «плавучие острова». Плавучий остров представляет собой небольшой плавучий каркас, на котором растут растения. Эти плавучие острова можно поместить в резервуар, где они будут соревноваться с водорослями за избыток питательных веществ. Они могут удалять из воды излишки питательных веществ, что предотвращает цветение водорослей и, следовательно, не снижает уровень кислорода в воде.Плавучие острова могут снизить биохимические и химические потребности воды в кислороде на 80 и 60 процентов соответственно. Они также могут служить местом обитания для рыб и гнездовий для птиц. Поскольку они могут плавать, на них не повлияет изменение уровня воды в водоемах [22].

Одним из способов смягчения социальных последствий строительства плотин является создание врачебных клиник вокруг водохранилища, чтобы улучшить лечение болезней, связанных с комарами, таких как малярия [8].

Факторы, которые следует учитывать при строительстве плотин

Плотины должны располагаться на месте, которое оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду, например, где нет опасности вымирания исчезающих видов. Также следует учитывать размеры плотины и водохранилищ. Плотины должны минимизировать площадь поверхности и увеличивать глубину, чтобы уменьшить испарение и скорость заиливания. Таким образом, предпочтительнее располагать плотины в глубоких ущельях, которые потребуют небольшого затопления лесов или не потребуют его вовсе, чтобы предотвратить их разложение и, следовательно, образование двуокиси углерода и метана и эвтрофикацию [23]. Моделирование должно быть выполнено исследовательской группой, предложившей мою миссию 2017, или разработчиками проекта, чтобы спрогнозировать влияние плотины на количество организмов, изначально живущих в реке, а также воздействие на людей, живущих рядом с участком.Проект одобряется только в том случае, если прогнозируется, что пострадавшие люди смогут справиться с последствиями плотины.

В статье о гидроэнергетике также обсуждаются возможные способы повышения эффективности плотин при сохранении экологичности.

Обеспечить строительство новых плотин на наименее экологически вредных участках будет сложно, поскольку наиболее экологически чистые могут быть не самыми экономичными (в этой статье более подробно рассказывается, почему это так). Необходимо разработать международные экологически ориентированные стандарты, которые требуют, чтобы участки для новых плотин соответствовали определенным критериям, таким как редкость видов рыб, обитающих в реке, что поможет снизить воздействие плотины на окружающую среду.

В статье о реализации обсуждаются методы, с помощью которых любые изменения, вносимые в качестве решения водной проблемы, могут быть устойчивыми и работать комплексно на международном уровне.

Заключение

Плотины и водохранилища, хотя и являются эффективными источниками воды и электричества, наносят огромный вред окружающей среде.Чтобы развеять опасения по поводу окружающей среды, Миссия 2017 предлагает сократить количество плотин на реках и позволить рекам течь естественным путем, чтобы сохранить окружающую среду и биоразнообразие. В настоящее время ликвидировать все плотины невозможно. Тем не менее, необходимо предпринять усилия по сносу старых, устаревших плотин и по возвращению как можно большего числа рек в их естественное состояние. Миссия 2017 также предлагает сократить количество новых предлагаемых проектов до минимума, чтобы сохранить как можно больше естественных речных систем.

Артикул:

1. UCSUSA.ORG. (2013, 23 ноября). Источники энергии | UCSUSA. Союз неравнодушных ученых. Получено 23 ноября 2013 г. с веб-сайта http://www.ucsusa.org/clean_energy/our-energy-choices/the-sources-of-energy.html

.

2. WWF - Плотины в цифрах и фактах. (2013, 23 ноября). wwf.panda.org. орг. Получено 23 ноября 2013 г. с http://wwf.panda.org/what_we_do/footprint/water/dams_initiative/quick_facts/

.

3. Международные реки (Организация).(2013, 23 ноября). Удаление плотины. Международные реки. Получено 23 ноября 2013 г. с сайта http://www.internationalrivers.org/campaigns/dam-removal

.

4. WWF. (2013, 23 ноября). Решения для плотин - альтернативы и смягчение последствий. WWF. Получено 23 ноября 2013 г. с сайта http://wwf.panda.org/what_we_do/footprint/water/dams_initiative/dams/alternatives/

.

5. AmericanRivers (Организация). (2013, 27 ноября). Американские реки | Плотины и гидроэнергетика. Получено 27 ноября 2013 г. с сайта http: // www.americanrivers.org/initiatives/dams/

7. Всемирная комиссия по плотинам (2000). Плотины и развитие: новая основа для принятия решений. Лондон: Earthscan Publications Ltd. Получено 27 ноября 2013 г. с сайта http://www.internationalrivers.org/files/attached-files/world_commission_on_dams_final_report.pdf

8. Линдстрем, Андреас; Гранит, Якоб (август 2012 г.). Крупномасштабное хранение воды в связке воды, энергии и продуктов питания. Перспективы преимуществ, рисков и передовой практики. Получено с http: // www.siwi.org/documents/Resources/Papers/Water_Storage_Paper_21.pdf

9. Википедия (7 ноября 2013 г.). Резервуар. Получено с http://en.wikipedia.org/wiki/Reservoir

.

10. Суббараман, Р., Шитоле, С., Савант, К., О’Брайен, Дж., Блум, Д., и Патил-Дешмук, А. (2013, 26 февраля). Социальная экология воды в трущобах Мумбаи: проблемы с качеством, количеством и надежностью воды. Получено с http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23442300

11. Международные реки (Организация).(2013, 23 ноября). Плотины и исчезновение: уходят, уходят, ушли. Международные реки. Получено 23 ноября 2013 г. с http://www.internationalrivers.org/blogs/229/dams-and-extinction-going-going-gone

.

12. Тимофти Д., Долту К. и Трофин М. (23 ноября 2013 г.). Явления эвтрофикации в водохранилищах. Получено 23 ноября 2013 г. с http://aerapa.conference.ubbcluj.ro/2011/PDF/TIMOFTI_CDOLTU_MTROFIN.pdf

.

13. Houqun, Chen; Зепинг, Сюй; Мин, Ли (8 февраля 2010 г.). Связь между крупными коллекторами и сейсмичностью.Получено с http://www.waterpowermagazine.com/features/featurethe-relationship-between-large-reservoirs-and-seismicity

.

14. Международные реки (Организация). (2013, 23 ноября). Землетрясения, вызванные плотинами. Международные реки. Организация. Получено 23 ноября 2013 г. с сайта http://www.internationalrivers.org/earthquakes-triggered-by-dams

.

15. WWF. (2013, 23 ноября). Проблемы плотины - Социальные последствия. WWF. Получено 23 ноября 2013 г. с http://wwf.panda.org/what_we_do/footprint/water/dams_initiative/problems/social/

.

16.Всемирный банк. Группа Всемирного банка, n.d. Интернет. 27 ноября 2013 г. http://siteresources.worldbank.org/INTINVRES/Resources/DisplacementResettlementRehabilitationChinasoc203.pdf

17. Кейси, Т. (23 ноября 2013 г.). Как США получают больше гидроэнергии, не строя ни одной новой плотины. CleanTechnica. Получено 23 ноября 2013 г. с веб-сайта http://cleantechnica.com/2012/10/10/doe-hydropower-upgrades-boost-energy-without-new-dams/

.

18. WWF. (2013, 23 ноября). Решения для плотин - водопользование.WWF. Организация. Получено 23 ноября 2013 г. с сайта http://wwf.panda.org/what_we_do/footprint/water/dams_initiative/dams/agriculture/

.

19, Карус, Ф. (20 ноября 2009 г.). Песчаные дамбы признаны лучшим решением в споре о водном кризисе. хранитель. Получено 23 ноября 2013 г. с http://www.theguardian.com/environment/2009/nov/20/sand-dams-water-crisis

.

20. AmericanRivers (Организация). (2013, 23 ноября). Американские реки | Альтернативы плотины. AmericanRivers. Получено 23 ноября 2013 г. с сайта http: // www.americanrivers.org/initiatives/water-supply/dam-alternatives/

21. UNWater. (2013, 27 ноября). Статистика ООН по водным ресурсам - водопользование. Получено 27 ноября 2013 г. с веб-сайта http://www.unwater.org/statistics_use.html

.

22. Камбл, Рашми; Патил, Дхавал (2012). Искусственный плавучий остров: решение проблемы загрязнения речной воды в Индии. Пример: реки в городе Пуна. Проверено 8 ноября 2013г.

23. Ледек Дж. И Кинтеро Дж. Д. (23 ноября 2013 г.). Хорошие и плохие плотины: экологические критерии выбора места для гидроэлектростанций. Получено 23 ноября 2013 г. с сайта http://siteresources.worldbank.org/LACEXT/Resources/258553-1123250606139/Good_and_Bad_Dams_WP16.pdf

.

24. AmericanRivers (Организация). (2013, 23 ноября). Американские реки | Восстановление рек. Получено 23 ноября 2013 г. с сайта http://www.americanrivers.org/initiatives/dams/how-removed/

.

25. Ван дер Ховен, Мария (2012, 22 марта). Сокращение субсидий показывает, что возобновляемые источники энергии достигают совершеннолетия. Получено 1 декабря 2012 г. с http://www.iea.org/media/ieainthenews/2012/mvdh_renewable_subsidies.pdf

26. Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде (Организация) (2013, 1 декабря). Плотины и проект развития. Получено 1 декабря с сайта http://www.unep.org/dams/WCD/

.

27. Уоррен, Алан. (2010, июнь). Бумага о нехватке воды на плотинах. Получено 2 декабря 2013 г. с http://www.halcrow.com/Documents/water/Water_scarcity_paper_dams.pdf

.

28. Ньяги, Кагонду. (2013, 3 июня). Общинные плотины направлены на обеспечение водной безопасности в засушливой Кении. Получено 2 декабря 2013 г. с сайта http: // www.trust.org/item/20130603103952-mba98/

29. Международные реки (Организация). (2013, 2 декабря). Вывод плотины из эксплуатации. Получено 2 декабря 2013 г. с сайта http://www.internationalrivers.org/dam-decommissioning

.

30. Правительство Мичигана, Департамент природных ресурсов. (2013, 2 декабря). Удаление плотины. Получено 2 декабря 2013 г. с http://www.michigan.gov/dnr/0,4570,7-153-10364_52259_27415-80303–,00.html

.

31. Международные реки (Организация). (2013, 3 декабря).Технические проблемы. Получено из формы от 3 декабря 2013 г. http://www.internationalrivers.org/files/attached-files/rrdecompt4.pdf

32. Международные реки (Организация). (2013, 3 декабря). Способы вывода из эксплуатации. Получено от 3 декабря 2013 г. из формы http://www.internationalrivers. org/files/attached-files/rrdecompt5.pdf

33. Тан, Кер (для National Geographic News). (31 августа 2011 г.) Крупнейшее в США сооружение плотины для восстановления лососевых промыслов. Получено 3 декабря 2013 г. с сайта http: //news.nationalgeographic.com / news / 2011/08/110831-удаление плотины-elwha-пресноводный-научный-лосось /? rptregcta = reg_free_np & rptregcampaign = 20131016_rw_membership_n1p_us_se_w #

91 000 плотин в США получили оценку «D» за безопасность - Mother Jones

Более 6000 человек остались без крова после обрушения строящейся плотины в Лаосе в июле 2018 года, затопившего города вниз по течению Нхак Нгуен / AFP / Getty

Позвольте нашим журналистам помочь вам разобраться в этом шуме: подпишитесь на информационный бюллетень Mother Jones Daily и получайте обзор важных новостей.

Этот рассказ был первоначально опубликован Yale Environment 360 и представлен здесь как часть сотрудничества Climate Desk .

Это яркая иллюстрация нестабильного состояния плотин в Соединенных Штатах. Обрушение плотины Оровилл, самой высокой в ​​стране, в феврале 2017 года произошло в Калифорнии, которая считается одним из ведущих штатов страны в области управления безопасностью плотин.

Инцидент в Оровилле вызвал эвакуацию почти 190 000 человек и стоил государству 1 доллар.1 миллиард в ремонте. Это стало знаменательным событием в истории безопасности плотин в США, заняв место чуть ниже разрушений двух плотин в 1970-х годах - Тетон-Дам в Айдахо и Келли Барнс в Джорджии, - унесших жизни 14 и 39 человек соответственно, и положив начало эпоха современной безопасности плотин.

Инцидент на плотине Оровилль, которой полвека давности, 770 футов высотой, в результате которой два водослива частично разрушились во время сильного, но не беспрецедентного ливня, сигнализировал о неадекватности методов, обычно используемых по всей стране для оценки безопасность плотины и провести ремонт. Это произошло по мере того, как федеральные службы безопасности плотин добились значительного прогресса в обновлении методов оценки плотин, продвигая методы обеспечения безопасности плотин в 21 век. Но официальные лица по безопасности плотин на федеральном уровне и уровне штата не смогли получить от незаинтересованных законодательных собраний штата и Конгресса десятки миллиардов долларов, необходимых для ремонта стареющей инфраструктуры плотин в стране.

Во многом из-за нехватки финансирования в своей последней ведомости по инфраструктуре в 2017 году Американское общество инженеров-строителей (ASCE) присвоило более 91 000 плотин страны оценку D, такую ​​же оценку они получали в каждом отчете ASCE. карта, так как первая была выпущена в 1998 году.По оценке ASCE, стоимость восстановления плотин, отказ которых может угрожать жизни людей, составляет почти 45 миллиардов долларов, а стоимость ремонта всех дамб, нуждающихся в ремонте, превышает 64 миллиарда долларов. В этом году Ассоциация государственных служащих по безопасности плотин (ASDSO) пришла к еще большему количеству - почти 71 миллиард долларов на все плотины.

«Обычные граждане не подозревают, что плотины вокруг них могут быть опасными, и общественность недостаточно осведомлена, чтобы люди были подготовлены, как если бы они были к торнадо или землетрясению.

«В нашей стране существует огромная потребность в восстановлении плотин, - сказала Лори Спрагенс, исполнительный директор ASDSO. «Обычные граждане не подозревают, что плотины вокруг них могут быть опасными, и общественность недостаточно осведомлена, чтобы люди были подготовлены, как если бы они были к торнадо или землетрясению».

И ученые говорят, что вероятность прорыва плотин, которые не только угрожают жизни, но и выделяют токсичные отложения, застрявшие в водохранилищах за многими плотинами, - возрастет по мере того, как в условиях потепления на планете участятся экстремальные осадки.

Помимо около 1 500 плотин, принадлежащих федеральным агентствам, регулирование безопасности плотин в основном является обязанностью штата, и штаты сильно различаются по своей приверженности этой задаче. По всей стране каждый государственный инспектор плотин отвечает в среднем за около 200 плотин, что устрашающе, но в некоторых штатах их количество намного больше. В Оклахоме, например, на 4621 плотину работают всего три штатных инспектора; У Айовы есть три инспектора для ее 3911 плотин. Во многом из-за недоверия законодателей к регулированию, Алабама даже не имеет программы безопасности для своих 2 273 плотин.

Государства требуют инспекций плотин с высокой степенью опасности, разрушение которых приведет к гибели людей, в среднем каждые два с половиной года, но фактические интервалы инспекций намного длиннее. В одиннадцати штатах вообще не инспектируются плотины с низким уровнем опасности - плотины, не угрожающие жизни или собственности.

Среди штатов, получивших высокие оценки за свои программы, находятся Пенсильвания, Нью-Джерси, Колорадо , Вашингтон, Нью-Мексико и, что возглавляет большинство списков, Калифорния, которая тратит больше всех штатов на безопасность плотин, более 21 доллара. млн в 2017 году.Тем не менее, в независимом отчете о причинах инцидента в Оровилле, опубликованном в январе 2018 года, калифорнийские методы обеспечения безопасности плотин подвергаются множеству ошибок.

Хотя плотина регулярно осматривалась, сотрудники службы безопасности не смогли более глубоко изучить историю плотины и, как следствие, упустили недостатки в ее главном водосбросе, возникшие в результате ее проектирования и строительства. В отчете говорится, что Департамент водных ресурсов Калифорнии был «самоуверенным и самодовольным по поводу целостности» своих плотин и был «хронически неукомплектован ».И у департамента не хватало опыта в отношении второстепенных конструкций плотин, таких как разрушающиеся водосбросы.

«Тот факт, что этот инцидент произошел с владельцем самой высокой плотины в Соединенных Штатах по распоряжению федерального агентства, с неоднократной оценкой авторитетных внешних консультантов в штате с ведущей программой регулирования безопасности плотин, является Тревожный сигнал для всех, кто участвует в обеспечении безопасности плотин », - говорится в сообщении. «Уже давно пора оспорить текущие предположения о том, что является« лучшей практикой »в нашей отрасли.”

До 1970-х годов информация о плотинах в стране была скудной: некоторые из них не инспектировались десятилетиями, и никто не знал, сколько их существует. После многочисленных аварий на плотинах первая национальная инвентаризация плотин в начале 1970-х годов установила существование почти 90 000 нефедеральных плотин, большинство из которых небольшие. При проверке около 9000 из них было установлено, что треть небезопасна. Поскольку федеральное правительство не несло ответственности за эти плотины, штаты начали серьезно относиться к своим обязанностям по обеспечению безопасности плотин.

Обычно считается, что программы безопасности плотин с тех пор улучшились, но сбои плотин - быстрый, неконтролируемый сброс воды при прорыве или разрушении плотин - все еще часты. Согласно ASDSO, в период с января 2005 года по июнь 2013 года в рамках государственных программ безопасности плотин было зарегистрировано 173 разрушения плотин и 587 «инцидентов» - событий, которые, вероятно, привели бы к авариям, если бы не быстрое вмешательство. Гораздо меньше смертельных случаев в результате прорыва плотин. После обрушения плотины Калоко на Гавайях в 2006 году, в результате которого погибло семь человек, не было никаких смертей до марта этого года, когда плотина Спенсер в Небраске высотой всего 29 футов уступила место эпическому наводнению, сметающему дом с человеком внутри. пойма внизу.

Один из надежных способов устранить опасность плотины - это ее демонтировать, но влияние на безопасность начинающего движения по сносу плотины в США было минимальным. Одна из причин заключается в том, что большинство удаленных плотин были небольшими, менее 25 футов в высоту; другая причина состоит в том, что было удалено относительно небольшое количество плотин. Прошлый год стал рекордным - было снесено 99 плотин. Но это число составляет лишь тысячную часть национального фонда плотин.

Природоохранные группы и организации рыболовов, такие как Trout Unlimited, возглавили движение по сносу плотин в США, часто для того, чтобы помочь восстановить давно заблокированные миграции рыб. Эти группы отмечают, что удаление небольшой плотины может стоить меньше, чем ее ремонт. Но удаление большой плотины может стоить столько же, сколько и ее строительство. Усилия по демонтажу крупных плотин на крупных реках, таких как река Снейк на северо-западе Тихого океана, натолкнулись на сильное сопротивление со стороны бизнес-групп и коммунальных служб, которые защищают плотины для выработки гидроэлектроэнергии и создания резервуаров, используемых для перевозки зерна и других товаров.

Как бы отрезвляюще ни была проблема безопасности плотин в Соединенных Штатах, примите во внимание, что, за исключением Австралии, Канады и Западной Европы, стандарты безопасности плотин в остальном мире отстают от США. Катастрофические аварии часты: с августа 2008 года, когда дамба в Непале обрушилась, погибли 250 человек, по меньшей мере 10 обрушений плотины привели к гибели 10 или более человек.В январе рухнула горная дамба на юго-востоке Бразилии, в результате чего погибло около 300 человек. В прошлом году обрушилась строящаяся плотина в Лаосе, в результате чего 40 человек погибли и 6600 остались без крова, а в Кении прорвалась плотина, в результате чего погибли 48 человек.

В США в последние десятилетия три взаимосвязанных события препятствовали повышению безопасности плотин. Во-первых, национальные плотины стареют: их средний возраст - 57 лет. К этому возрасту просачивание может начать разрушать фундамент плотин - инженерный корпус армии США тратит около 200 миллионов долларов в год только на борьбу с просачиванием только на своих плотинах.А такие детали, как затвор водосброса, двигатели, лебедки и генераторы, изнашиваются и требуют замены.

Плотина, которая была оценена как «потенциально опасная», когда она была построена, потому что никто не жил в пойме внизу, может стать плотиной «высокой потенциальной опасности», когда люди переедут в этот район.

Во-вторых, плотины уязвимы для так называемой «ползучести опасности»: их опасность возрастает по мере развития ниже по течению. Плотина, которая была оценена как «потенциально опасная», когда она была построена, потому что никто не жил в пойме внизу, может стать плотиной «потенциально опасной», как только люди переедут в этот район.В результате, несмотря на то, что строительство новых плотин в США практически остановилось в 1970-х годах, количество потенциально опасных плотин выросло с 9314 в 1999 году до 12 557 в 2017 году. Плотины с высоким потенциалом опасности должны соответствовать более строгим требованиям. стандарт безопасности, чем плотины с меньшим рейтингом, но если средства не доступны, необходимые обновления не будут производиться. А официальные лица по безопасности плотин часто не спешат реклассифицировать плотины. Например, ни плотины Калоко, ни Спенсер не были оценены как высокоопасные до их фатального обрушения.

Классификация опасностей имеет и другие проблемы. Владельцы плотин с высоким потенциалом опасности должны поддерживать планы действий в чрезвычайных ситуациях, чтобы уведомить жителей нижнего течения о неминуемой опасности со стороны плотины, но, по словам Марка Огдена, специалиста по связям с общественностью ASDSO, почти 20 процентов плотин с высоким потенциалом опасности не имеют таких планов. .

И хотя классификации опасностей учитывают угрозы для жизни человека, они не учитывают экологический и экономический ущерб, который может быть причинен выбросом токсичных отложений.Этот осадок может включать сельскохозяйственные пестициды, хвосты горных работ и промышленные химикаты.

Несмотря на потенциальную опасность, создаваемую плотинами, многие люди, живущие на территории, которая будет затоплена в случае прорыва плотины, не подозревают об этой возможности, отчасти потому, что федеральные власти заблокировали доступ общественности к картам затопления после террористических атак 11 сентября 2001 года. В последние годы некоторые штаты снова сделали карты доступными. Калифорния требует, чтобы потенциальные покупатели были проинформированы о том, находится ли недвижимость в зоне затопления, и эта практика должна быть гораздо более распространенной.

Третье событие, влияющее на безопасность плотин, - это углубление понимания гидрологических условий и землетрясений, которые являются жизненно важными факторами при проектировании плотин. Предположения о наводнениях и осадках при строительстве плотин, как правило, основывались на короткой истории гидрологических данных, а информация за полвека или больше часто приводила к другим выводам. Изменение климата, которое усиливает как наводнения, так и засухи, еще больше подрывает эти предположения.

В результате методы, которые обычно применялись проектировщиками плотин и должностными лицами по безопасности, все чаще считаются неадекватными. Проектирование плотины традиционно основывалось на расчетах «вероятного максимального паводка» водораздела, или ВМП, самого большого наводнения, которое предположительно могло произойти там. Предполагалось, что плотины с высоким потенциалом опасности смогут безопасно обрабатывать ВМП; Плотины с низкой степенью опасности обычно должны были содержать некоторую часть своих ВМП. И если накопление гидрологических данных показало, что исходная ВМП плотины была слишком низкой, дамба могла быть признана несоответствующей и требующей ремонта, часто путем увеличения водосброса. Действительно, по словам Эрика Халпина, ушедшего на пенсию в январе после 14 лет работы начальником службы безопасности плотин и дамб в Инженерном корпусе армии, около половины инвестиций в ремонт плотин в США включает модификацию водосбросов для защиты от более крупных наводнений.

Но сосредоточение внимания исключительно на ВМП полностью исключает различные уровни рисков, которые могут представлять плотины. Можно рассчитать, что вероятность возникновения одной PMF в данном году составляет один из тысячи, а для другого - один из миллиона.И несколько человек могут жить в пойме под одной плотиной, а миллион может жить ниже по течению от другой. В результате Около 25 лет назад Бюро мелиорации отказалось от акцента на PMF в пользу оценок на основе рисков, а через десять лет Инженерный корпус армии последовал примеру . Сейчас оценка рисков входит в процедуры некоторых государственных агентств по безопасности плотин.

Включение изменения климата в методы обеспечения безопасности плотин все еще ограничивается неспособностью ученых до сих пор количественно оценить частоту и интенсивность будущих наводнений в конкретных местах. Один небольшой шаг в этом направлении был сделан на плотине Фолсом в Калифорнии, которая недавно стала первой плотиной , использующей прогнозы Национальной метеорологической службы о будущих осадках для принятия решений о том, следует ли сбрасывать воду из водохранилища плотины. До сих пор решения о выпуске полностью основывались на показаниях уже выпавших осадков.

Даже с подобными умными мерами значительного прогресса в обеспечении безопасности плотин почти наверняка не произойдет, пока законодательные органы не начнут выделять на ремонт много миллиардов долларов больше.Вместо этого, поскольку большинство плотин находятся в частной собственности, около половины штатов перешли на системы инспекций, в которых владельцы плотин должны нанимать инспекторов и сами оплачивать инспекции, вместо того, чтобы полагаться на государственных инспекторов.

«За последние 15 лет моего пребывания в правительстве, - сказал Халпин, - Инженерный корпус армии вложил от полумиллиарда до миллиарда долларов в год в ремонт инфраструктуры. В тот же период Конгресс выделил 200 миллиардов долларов на чрезвычайные фонды для восстановления инфраструктуры, поврежденной ураганами, такими как Катрина и Сэнди.«Все знают, что предотвратить повреждение рентабельнее, чем его починить, но это пока не в национальных стандартах. Это не политически сексуально ».

Гидроэнергетика | Международные реки

На протяжении десятилетий запад Соединенных Штатов был эпицентром одного из величайших экспериментов, которые когда-либо проводились людьми: затопления мировых рек. Как так убедительно отмечал Марк Рейснер в книге « Cadillac Desert», строители плотин реализовывали эти мегапроекты, не обращая внимания на то, нужны ли они и какое влияние они окажут на людей или окружающую среду.Это был эксперимент, вызванный не столько потребностью, сколько жадностью.

Представитель бразильского коренного племени мундуруку смотрит на плотину Сан-Маноэль, разрушившую часть его исконной родины на реке Телес-Пирес. | Фото Кайо Мота, Forum Teles Pires.

Строители плотин предприняли эти колоссальные усилия, совершенно не понимая, что они потеряют - здоровые, продуктивные реки, которые, как когда-то говорили, были настолько насыщены рыбой, что на их телах можно было перейти реку.

США не оставили при себе эту разрушительную для экосистемы технологию. На протяжении 20 века Бюро мелиорации США активно экспортировало технологию плотин в другие страны мира, продавая эти большие плотины как храмы современности. Развивающиеся страны предоставили американским компаниям и инженерам солидные контракты на их строительство.

Многие плотины в США в настоящее время подходят к концу своего срока службы, и масштабы снятия плотин увеличиваются в геометрической прогрессии. Но гидроэнергетический бум по-прежнему ощущается во всем остальном мире.Большие плотины планируются и строятся на крупных реках, таких как Меконг, Амазонка и Конго, где миллионы людей напрямую зависят от своих рек в плане питания и средств к существованию.

Это безумие. Слишком часто местные сообщества берут на себя финансовое бремя и социальные и экологические последствия, а застройщики уходят с прибылью. А в эпоху изменения климата гидроэнергетика представляет собой опасный и небезопасный источник энергии, который очень уязвим для все более серьезных засух и наводнений. Кроме того, плотины снижают устойчивость прибрежных сообществ к климату. Пора найти другой способ.

Узнать больше

Последние новости

  • ПРЕСС-РЕЛИЗ | Южная Африка и ДРК планируют продвигаться вперед с Inga 3 в разгар пандемии COVID-19

    ДЛЯ НЕМЕДЛЕННОГО ОСВОБОЖДЕНИЯ Демократическая Республика Конго только что завершила недельную конференцию по осажденному проекту плотины Гранд-Инга , подтверждая обязательство Южной Африки приобрести 5000 МВт…

  • Звонит колокол для Хасанкейфа

    Гостевой блог Гекче Сенкан Гекче Сенкан, турецкий исследователь водной политики из Калифорнии, делится опытом своего недавнего визита в древний город Хасанкейф на берегу реки…

  • СОВМЕСТНОЕ ЗАЯВЛЕНИЕ | Через год после обрушения плотины Ксе-Пиан-Ксе Намной гражданское общество из Кореи и Меконга призывает к немедленной ответственности и возмещению ущерба

    Год назад, сегодня, 23 июля 2018 г., Седловая плотина Ксе-Пиан Ксе- Обвалился проект Намной гидроэлектростанции в провинции Аттапеу, Лаос.Обрушение плотины привело к катастрофе с трансграничными последствиями…

Плотина

- Студенты | Britannica Kids

Введение

Yao YilongImaginechina / AP Images

Люди с самого начала записанной истории сооружали заграждения через реки и другие водотоки для хранения или отвода воды. Самые ранние из этих плотин использовались для подачи воды для сельского хозяйства и питья. Древние египтяне построили земляные дамбы, которые подняли уровень реки и отводили воду в каналы для орошения полей над рекой.Несколько обществ на Ближнем Востоке и в Азии построили плотины более 2000 лет назад.

Наибольший технический прогресс в строительстве плотин пришелся на 20 век. Сегодня одни из самых мощных построек, построенных людьми, - это плотины. Например, плотина Гранд-Кули на реке Колумбия в штате Вашингтон, построенная в 1942 году и позже модифицированная, имеет высоту 550 футов (168 метров) и длину 5 223 футов (1592 метра). В него поместились все три Великие пирамиды Египта. Плотина содержит достаточно бетона, чтобы построить шоссе через Соединенные Штаты и обратно.

Но даже это чудо инженерной мысли не является самой большой плотиной в мире. Самые высокие плотины имеют высоту более 1000 футов (300 метров), а самые длинные - более 150 000 футов (46 000 метров). Некоторые плотины содержат более 100 000 кубических ярдов (75 000 кубических метров) строительного материала, а некоторые могут хранить более 40 триллионов галлонов (150 триллионов литров) воды. Но современные плотины сильно различаются по размеру в зависимости от их конкретных функций.

Основные характеристики

Плотина блокирует поток воды в реке или ручье, так что она должна проходить через барьер или вокруг него.В верхнем течении вода возвращается в искусственное озеро или резервуар для хранения. Вода может проходить через гребень самой плотины или около плотины в желобах, туннелях или шахтах. Шлюз - это проход через плотину, часто используемый для понижения уровня воды в водохранилище. Плотины также могут иметь шлюзы, отводящие ил или пропускающие рыбу. В некоторых плотинах по трубам, называемым затворами, вода подается к турбинам, которые используют гидроэнергию для выработки электроэнергии. Паводковые воды, которые превышают пропускную способность плотины, например, в результате сильного дождя или оползня, перетекают по водосбросу или через него.Клапаны и регулирующие затворы регулируют поток воды из водозаборных башен плотины через ее шлюзы, затворы и водосбросы.

Почему люди строят плотины

Плотины строятся для обеспечения ирригации, борьбы с наводнениями, водоснабжения, улучшения навигации и подачи электроэнергии. Большинство современных плотин многоцелевые.

Ирригация

Основная функция многих плотин - обеспечение водой для сельского хозяйства. Некоторые плотины отводят реки в каналы или трубопроводы для орошения земель за много миль.Плотины используются также, когда река течет на более низком уровне, чем земля, подлежащая орошению.

У некоторых рек есть большие сезонные изменения в величине своего стока, паводки в течение одной части года и замедление почти до тонкой струйки в другое время. Плотины для орошения, построенные на таких реках, накапливают воду, чтобы уравновесить водоподачу для сельскохозяйственных культур в течение года. Например, до того, как река Нил была перекрыта плотиной, каждое лето она выходила из берегов. Наводнения позволили египетским фермерам выращивать урожай один сезон в год на узкой полосе земли по обе стороны реки. Асуанская плотина (1970 г.) теперь собирает паводковые воды Нила в водохранилище, называемое озером Насер, и выпускает постоянный поток воды для ведения сельского хозяйства круглый год. Плотина также позволила фермерам возделывать сотни тысяч акров ранее бесплодных пустынных земель.

Борьба с наводнениями

Помимо помощи фермерам, плотины могут помочь предотвратить огромные человеческие жертвы и материальный ущерб в результате наводнения. Плотины для защиты от наводнений собирают паводковые воды, а затем либо сбрасывают их под контроль в реку ниже плотины, либо накапливают, либо направляют воду для других целей.Например, на протяжении веков люди строили сооружения, чтобы помочь контролировать разрушительные наводнения в районе Хуанхэ в Китае. Плотина, построенная на реке в 1950-х годах в ущелье Саньмен в западной провинции Хэнань, помогает предотвратить наводнения, а также вырабатывает электричество.

Водоснабжение

Некоторые плотины собирают воду для питья людей или для промышленности. Такие плотины обслуживают большие и малые города - Лос-Анджелес, Калифорния; Абуджа, Нигерия; и Перт, Австралия; например, поблизости нет подходящих озер или рек.( См. Также акведук ; вода.)

Навигация

Плотины могут быть построены, чтобы позволить судам путешествовать по рекам, которые ранее не были судоходными. Например, плотины могут круглый год поддерживать минимальную глубину воды на реках, которая в противном случае была бы слишком низкой для судов в течение части года. В некоторых случаях судоходство может быть заблокировано водопадом или порогами. Плотина с замком может «утопить» завал. Такая плотина в Луисвилле, штат Кентукки, позволяет обходить водопады реки Огайо.

Hydroelectric Power

Одна из наиболее важных функций современных плотин - использовать гидроэнергетику для выработки электроэнергии.Из водохранилища плотины вода направляется по трубам, называемым затворами, через турбины, которые представляют собой колеса с изогнутыми лопастями в качестве спиц. Падающая вода раскручивает лопасти турбин, которые связаны с генераторами.

Ожидается, что плотины будут вырабатывать достаточно электроэнергии, чтобы покрыть расходы на строительство. Выход зависит, во-первых, от напора воды или высоты накопленной воды над турбинами. Чем выше вода, тем больший вес и давление приходится на лопатки турбины.Еще один фактор - это объем воды в течение года. Минимальный поток определяет объем твердой власти, от которой клиенты могут зависеть от регулярного получения.

Крупные гидроэлектростанции могут вырабатывать значительное количество электроэнергии. Например, плотина Итайпу (1982 г.) на реке Парана, граничащая с Бразилией и Парагваем, имеет 18 огромных турбин, которые вместе могут производить более 12 500 мегаватт электроэнергии. В Соединенных Штатах крупнейшей государственной энергетической корпорацией является Управление долины Теннесси (TVA), которое управляет серией плотин, построенных на реке Теннесси, в том числе 29 плотин, обеспечивающих гидроэлектроэнергию.

Другие преимущества

Это основное назначение плотин, но есть и другие преимущества. Их водоемы могут обеспечить отдых, например, рыбалку и плавание. Они также могут стать прибежищем для рыб и птиц. Некоторые плотины сохраняют почву, предотвращая эрозию. Замедляя течение ручья, плотина может препятствовать уносу почвы водой.

Проблемы

© Prillfoto / Dreamstime.com

Обрушившаяся или прорвавшаяся плотина может вызвать разрушительные наводнения вниз по течению, которые могут убить много людей.Но действующие плотины также могут иметь множество негативных последствий для окружающей среды или людей и животных в регионе. Водохранилища, например, могут покрывать города или исторические и живописные места. В 1960-х годах инженеры и археологи переместили древнеегипетский храмовый комплекс, который мог быть затоплен подъемом воды, вызванным Асуанской плотиной. Более миллиона человек были вынуждены переехать, чтобы освободить место для масштабного проекта плотины «Три ущелья», начатого в конце 20 века на реке Янцзы в Китае.

Роберт Фрек / Odyssey Productions

Плотины могут затруднить рыбалку, однако для решения этой проблемы можно построить сооружения. Например, на плотине Бонневилль (1937 г.) на реке Колумбия в Орегоне рыбные проходы помогают лососям вокруг плотины, когда они плывут вверх по течению, чтобы нереститься. Рыбные лестницы позволяют им перепрыгивать из одного восходящего бассейна в другой. Рыбные замки поднимают рыбу, как шлюзы поднимают корабли.

Еще одна проблема плотин - заиление. Некоторые реки собирают глину и песок и откладывают их за плотиной, тем самым уменьшая ее полезность.Этот процесс также может лишить почву ее естественного плодородия и сократить популяции рыб, которые зависят от питательных веществ ила.

Основные типы плотин

Плотины подразделяются на типы в зависимости от их материалов, конструкции и метода строительства. Двумя основными типами современных плотин являются бетонные, или каменные, и насыпные, или земляные, или каменные. Предполагаемое назначение плотины, геология участка, доступные поблизости материалы и многие другие факторы влияют на ее конструкцию. Стоимость - другое соображение. Бетон, который традиционно был более дорогим в использовании, чем грунт или камни, часто выбирается для строительства плотин на ручьях через узкие ущелья. Хотя такие плотины могут быть высокими, в целом для них требуется меньше строительного материала. Дамбы на набережных обычно использовались на широких ручьях, для которых требовалось очень большое препятствие.

Бетонные плотины

Когда-то большие камни использовались для строительства каменных плотин, но сегодня эти плотины строятся либо из простого, либо из железобетона.Бетонные дамбы классифицируются по форме: сплошная гравитация, полая гравитация или арочные.

iStockphoto / Thinkstock Encyclopædia Britannica, Inc.

Плотные гравитационные дамбы выполнены из твердого бетона. Они выдерживают давление или толчок воды своим весом. В поперечном сечении они похожи на треугольник, широкий у основания и узкий у вершины. Они построены в такой форме, потому что давление воды увеличивается с увеличением глубины. Неважно, удерживает ли плотина воду на большом или коротком расстоянии.Давление зависит не от того, насколько вода поднимается вверх по течению, а от ее глубины у плотины. Примеры плотных гравитационных дамб включают плотину Гранд Диксенс (1961 г.) на реке Диксенс в Швейцарии; Дамба Бхакра (1962 г.) на реке Сатледж в Индии; и плотина Гранд-Кули.

Предоставлено Hydro-Quebec Encyclopædia Britannica, Inc. Виейра-де-Кейруш — TYBA / Agencia FotograficaEncyclopædia Britannica, Inc.

Пустотные гравитационные дамбы сделаны из менее бетона, чем сплошные гравитационные дамбы. Они больше полагаются на свою структуру, чем на свой вес, чтобы противостоять силе воды.Они имеют тонкую облицовку, поддерживаемую под наклоном серией треугольных контрфорсов или опор. Полые гравитационные дамбы могут быть трех типов. Множественная арочная плотина состоит из нескольких арок, опирающихся на контрфорсы, а плотина из плоских плит представляет собой прямую стену, опирающуюся на контрфорсы. Среди самых крупных из этих типов - плотина Дэниела Джонсона (1968 г. ), многоарочная плотина на реке Маникуаган в Квебеке, Канада; и плотина Итайпу, плотина из плоских плит. Подобно многоарочной плотине, многокупольная плотина имеет купола вместо арок.Плотина Кулидж (1928 г.) на реке Хила в Аризоне является выдающимся примером многокупольного типа.

© Портцент / Dreamstime.com Энциклопедия Британника, Инк.

Арочные дамбы состоят из горизонтального изгиба и используют принцип арки для прочности против давления воды. Они загнуты вверх по течению. Сила воды передается стенам каньона. Известные арочные плотины включают плотину Ингури (1980 г.) в Республике Грузия, одну из самых высоких плотин в мире; и плотина Кариба (1959 г.) на реке Замбези, граничащей с Замбией и Зимбабве.

Плотины на набережной

Как и плотины на набережной, плотины на набережных выдерживают давление воды своим весом, а их поперечное сечение имеет форму треугольника. В отличие от бетонных дамб, насыпные плотины строятся из материалов, вырытых из земли, обычно на участке плотины или рядом с ним. Есть два основных типа: земляной и каменный, хотя в некоторых плотинах используется смесь обоих материалов.

Департамент водных ресурсов Калифорнии, Энциклопедия Британника, Инк.

Земляные плотины - это барьеры, состоящие в основном из уплотненных слоев земли, таких как грунт, гравий, песок и глина.Чтобы предотвратить утечку, обычно используется сердцевина или внутренняя стенка из пластичной глины или других водонепроницаемых материалов. Облицовка щебнем также может обеспечить защиту от просачивания. В плотине с рулонным заполнением грузовики тянут землю на место, а тяжелая техника плотно ее скручивает. В плотине с гидравлическим заполнением вода по трубам или лоткам переносит землю к месту. Земля откладывается при сливе воды. Размещение земли контролируется таким образом, что более тонкие, водонепроницаемые материалы образуют ядро. В полугидравлической плотине грузовики доставляют землю к плотине, а струи воды распределяют материалы.Среди крупнейших земляных плотин в мире - Нурекская плотина (1980 г. ) на реке Вахш в Таджикистане; Плотина Оровилл (1968 г.) на реке Перо в Калифорнии; и Нижняя плотина Усума (1990 г.) на реке Усума в Нигерии.

Предоставлено Тихоокеанской газовой и электрической компанией Encyclopædia Britannica, Inc.

Насыпные дамбы состоят в основном из уплотненных пород и обломков горных пород. Как и земляные плотины, каменные дамбы обычно имеют сердцевину из водонепроницаемого материала, такого как бетон. После того, как камни были переброшены через реку, сверху по течению кладется стена из камней, а поверх нее строится водонепроницаемая облицовка из железобетона, дерева или стали.Примеры каменных дамб: плотина Чикоасен (1980 г.) на реке Грихальва в Мексике; и Mica Dam (1974) на реке Колумбия в Британской Колумбии, Канада. Плотины, в которых используются и земляные, и каменные насыпи, включают плотину Тарбела (1976 г.) на реке Инд в Пакистане; и Египетская Асуанская плотина.

Как строят плотины

Encyclopædia Britannica, Inc.

Основные традиционные методы строительства плотин можно проиллюстрировать строительством плотины Гувера, построенной между 1930 и 1936 годами (первоначально называемой плотиной Боулдер). Конструкция представляет собой толстую бетонную арочную дамбу высотой с 60-этажный небоскреб. Его гребень имеет толщину 45 футов (14 метров), а его основание - 660 футов (201 метр). Плотина перекрывает реку Колорадо на границе между Аризоной и Невадой. Его водохранилище, озеро Мид, в течение двух лет хранит объем воды, равный всему потоку реки.

Предстояло проделать большую предварительную работу. Для выбора участка инженеры провели обширные геологические и топографические исследования. Они составили карты 70 локаций, пробурили ямы, чтобы проверить скалу на прочное основание, и изучили скорость реки, высокий уровень воды и заиление.

После того, как место было выбрано, дизайнеры сделали свои планы. Затем они сделали модели для проверки своей конструкции. (Сегодня инженеры использовали бы цифровые компьютерные модели для анализа распределения напряжений и деформаций плотины.)

Инженеры построили Боулдер-Сити, чтобы разместить около 5000 рабочих. Строительные бригады строили железные и автомобильные дороги для перевозки большого количества оборудования и материалов. Рабочие протянули кабели через каньон от пар башен, образуя пути, называемые канатными дорогами, вдоль противоположных сторон площадки.Строительные бригады также построили отличную установку для просеивания гравия и две огромные бетонные установки.

На каждой стороне реки были пробурены два туннеля, каждый диаметром 50 футов (15 метров), которые были взорваны в скалах стен каньона. Эти туннели использовались для отвода реки вокруг участка во время строительства. Временные барьеры из земли и камня, называемые коффердамами, были построены вверх по течению и вниз по течению от участка плотины, чтобы заблокировать реку. Когда строительство было завершено, туннели служили водосбросами и водозаборниками для электростанции.

Затем рабочие по вызову скейлеров сняли тонны рыхлой и выступающей породы со стен каньона. Покрывающая порода или рыхлая порода и ил выкапывались, чтобы обнажить коренную породу. Затем в фундамент был залит раствор - тонкий раствор из цемента и воды, чтобы заполнить швы и отверстия.

Плотина построена из огромных бетонных блоков. Сначала были изготовлены формы или слепки. Бетон заливали в формы из ведер, проезжающих по канатным дорогам. По мере того, как каждый бетонный блок высыхал, между блоками закачивался раствор, превращая плотину в один сплошной кусок.

Чтобы естественное охлаждение такой гигантской конструкции, потребовалось бы столетие из-за тепла, выделяемого застывающим цементом. Кроме того, бетон усадился и потрескался. Холодная вода, циркулирующая по 528 милям (850 км) труб, встроенных в бетон, уносила тепло.

Строительство плотины Гувера заняло около шести лет. В конце 20 века был разработан новый метод, позволяющий инженерам строить бетонные гравитационные плотины менее чем за год.В этом методе, называемом бетоном с роликовым уплотнением (RCC), плотина строится слоями с использованием сухой бетонной смеси. Для создания слоя бетонная смесь высыпается на площадку плотины, где бульдозерами разбрасывается и затем уплотняется катками.

Почему плотины не решают проблемы водоснабжения

Эпоха повсеместного строительства больших плотин по большей части закончилась в 1960-70-е годы. Но недавно появились предложения о новых плотинах, в основном во имя улучшения водоснабжения, ограниченного ростом городов, желания орошать больше пахотных земель или адаптации к ожидаемым изменениям в структуре осадков, сопровождающим изменение климата.

Эти новые предложения по плотинам не обязательно должны сигнализировать о наступлении новой эры строительства плотин - в подавляющем большинстве случаев альтернативы водоснабжения, такие как эффективность и экономия воды, окажутся менее дорогостоящими для налогоплательщиков, рек и сообществ в целом.

Итак, вы решили бороться с предложением о плотине…

Эпоха повсеместного строительства больших плотин по большей части закончилась в 60-70-е годы. По крайней мере, мы так думали. В последнее время появилось множество предложений о новых плотинах, в основном во имя улучшения водоснабжения, ограниченного ростом городов, желания орошать больше пахотных земель или адаптации к прогнозируемым изменениям в структуре осадков, сопровождающим изменение климата. Но предложения о новых плотинах не обязательно должны сигнализировать о наступлении новой эры строительства плотин - в подавляющем большинстве случаев альтернативы водоснабжения, такие как эффективность и экономия воды, окажутся менее дорогостоящими для налогоплательщиков, рек и сообществ в целом.

Подрядчики Инженерного корпуса армии США работают на водосбросе на плотине Фолсом.

Плотины разные, проблемы одинаковые

Не все предложения по новым плотинам включают традиционные плотины, блокирующие крупные реки - многие будут перекрывать боковые каньоны или ручьи притоков, полагаясь на насосы из более крупной реки для хранения воды в течение времени года (обычно летом), когда требуется больше воды.Эти внеканальные плотины имеют много экологических недостатков, связанных с традиционными плотинами: они могут блокировать миграцию рыб, ухудшать качество и температуру воды, затоплять ценные прибрежные и наземные среды обитания диких животных, увеличивать общий водный баланс речного бассейна и уменьшать или изменять речные потоки. . И, как и традиционные плотины, строительство неплотных плотин может стоить миллиарды долларов налогоплательщиков. Внеканальные плотины также могут потреблять много электроэнергии, поскольку воду обычно необходимо качать в гору, чтобы заполнить их резервуары.В засушливые годы вода, необходимая для наполнения резервуара, может быть недоступна, а при наличии воды большая ее часть испаряется (что становится все более серьезной проблемой по мере того, как лето становится жарче).

Тем не менее, могут быть случаи, когда новая плотина вне русла имеет смысл и может фактически помочь улучшить сезонный сток для рыбы и отдыха в соседней реке. Однако чаще всего экологические и экономические издержки строительства новой плотины - как на канале, так и вне его - перевешивают любые выгоды.Вот почему потенциал стратегий сокращения спроса и альтернативных источников водоснабжения должен быть тщательно проанализирован и, если есть потенциал для удовлетворения спроса, должен быть реализован до того, как предложение о новой плотине получит серьезное рассмотрение.

Так много альтернатив плотин

Плотины - далеко не единственный способ удовлетворить спрос на воду, будь то новый спрос из-за роста населения или приспособиться к изменению режима осадков или стока в результате изменения климата.

Первый шаг в борьбе с новой плотиной - настоять на том, чтобы была доступна разумная оценка спроса на воду.Без знания того, сколько воды необходимо, обсуждение инструментов для удовлетворения спроса преждевременно. Любая заслуживающая доверия оценка спроса должна предполагать будущую реализацию значительных мер по сохранению и повышению эффективности (для получения дополнительной информации о том, как определять спрос, ссылка на информационный бюллетень спроса ).

Как только спрос будет определен, общинам следует провести тщательную оценку вариантов предложения для удовлетворения этого спроса.

Эффективность использования воды = Водоснабжение

  • Эффективность использования воды и ее экономия - простые, проверенные, рентабельные и немедленные способы обеспечения нового водоснабжения, и они всегда должны рассматриваться в первую очередь. На Юго-Востоке эффективность использования воды в среднем обходится в 0,46–250 долларов за сэкономленную 1000 галлонов, в то время как плотины стоят 4000 долларов за 1000 галлонов. Сообщества также могут избежать или отложить значительные затраты на инфраструктуру, вложив часть денег в меры по повышению эффективности водопользования, как это сделал Сиэтл, когда в конце 1980-х годов начал инвестировать в повышение эффективности использования воды в качестве водоснабжения и избежал долгосрочных затрат на водоснабжение в размере 100 миллионов долларов за счет инвестирует 30 миллионов долларов в повышение эффективности водопользования. (Для получения дополнительной информации об эффективности использования воды см. отчет American Rivers Hidden Reservoir по адресу www.AmericanRivers.org/WaterEfficiencyReport ).

Другие варианты поставки также могут включать:

  • Повторное использование: Также известное как рециркуляция или рекультивация воды, повторное использование воды относится к использованию очищенных сточных вод, сточных вод или ливневых вод для непитьевых целей, таких как орошение, промышленные процессы, противопожарная защита и смыв туалетов, среди прочего. Возможны недостатки повторного использования воды, как с экологической, так и с финансовой точки зрения, которые включают затраты, связанные с системой двойного распределения в муниципальном масштабе, и вода, которая в противном случае вернулась бы в исходную реку / водный объект после очистки, теперь предназначена для безвозвратного использования в в случае орошения, который не вернется в реку и может привести к уменьшению стока.
  • Пополнение подземных вод: Это включает подпитку подземных источников воды в течение влажного года или сезона (часто зимой), когда вода доступна. К недостаткам этого варианта можно отнести инфильтрацию ливневых вод, затраты, связанные с насосной и трубопроводной инфраструктурой, а также влияние на потоки в русле реки, когда вода перекачивается из реки. Кроме того, это вариант не везде: многие районы имеют геологическое строение, которое делает невозможным хранение водоносных горизонтов.
  • Повторная эксплуатация существующих плотин: Изменение способа использования существующей плотины обычно дешевле и менее вредно для окружающей среды, чем строительство новой плотины, а в некоторых случаях повторная эксплуатация плотины может обеспечить водой города, фермы и рыбу. в критическое время года без серьезных недостатков для окружающей среды, производства энергии или защиты от наводнений.
  • Рынки воды: В западной части США системы, позволяющие покупать и продавать права на воду, могут, наряду с сохранением и эффективностью, помочь расширить возможности существующих источников водоснабжения для решения проблем, связанных с ростом и изменением климата.

В большинстве случаев эти инструменты водоснабжения, как по отдельности, так и в комбинации, окажутся намного дешевле, чем строительство новой плотины. Эти инструменты также имеют тенденцию быть более гибкими, чем поверхностные водохранилища, когда дело доходит до адаптации систем водоснабжения к изменяющемуся климату.Например, в отличие от традиционных решений для поверхностного хранения, сохранение, эффективность, хранение подземных вод и западные рынки воды не подвержены усилению испарения при повышении температуры. К тому же экономия и эффективность могут быть реализованы где угодно. С другой стороны, новые складские проекты приносят пользу только тем, кто находится в определенной близости.

Инструменты замедления темпов реализации предложения о плохой плотине

В дополнение к настаиванию на достоверных оценках спроса на воду и альтернатив водоснабжения, общины должны призывать к любым исследованиям новых плотин, чтобы включить широкие возможности для общественного вклада, в идеале задолго до того, как они пройдут официальную федеральную или государственную экологическую экспертизу.Широкие возможности для общественного мнения позволят публике выявить любые ошибочные предположения относительно оценок спроса и предложения, а также любых других экологических и экономических проблем.

Еще одна вещь, на которой должны настаивать граждане, - это то, что бенефициары плотины платят за ее блага. Поддержка плотины может значительно снизиться, если местные водопользователи, которые часто рассматривают новые плотины как проекты свиных бочек, оплачиваемые федеральными налогоплательщиками или налогоплательщиками штата, должны сами нести бремя строительства плотины. В некоторых случаях, например, когда коммунальное предприятие предлагает новый проект, пользователь платит Принцип , вероятно, будет соблюдаться по необходимости. Но «платит пользователь» - это несколько новая концепция, когда речь идет о крупных западных водохранилищах, которые используются в основном в интересах отрасли орошаемого земледелия, но оплачиваются в основном налогоплательщиками.

Разбитое водохранилище Джона Клайна

Водохранилище Джона Клайна, водохранилище площадью 1200 акров, было предложено компанией Cleveland County Water в Северной Каролине 5 апреля 2005 года для обеспечения надежного источника воды для его растущего населения, особенно во время засухи, привлечения новых предприятий и поддержания здорового образа жизни. качество жизни граждан в зоне обслуживания.Однако местные сторонники не приняли во внимание огромное воздействие на окружающую среду руслового водохранилища на Первой Брод-Ривер, которое включало разрушение 24 миль свободно текущей реки, шесть акров водно-болотных угодий и 1400 акров леса, ферм, домов. , и парки. Члены сообщества, землевладельцы и экологические организации, в том числе American Rivers, организовали деятельность по остановке водохранилища и нанесению ущерба. В 2016 году им удалось остановить водохранилище, когда Инженерный корпус армии США (USACE) опубликовал письмо, в котором отказано в разрешении на строительство водохранилища, в котором указывалось, что водохранилище оказало существенное воздействие на окружающую среду, и посоветовал компании Cleveland County Water изучить доступные альтернативы, которые были менее вредный для окружающей среды и недорогой.Пока река течет бесплатно.

Медвежий ручей: продолжается

В 2000 году в округе Ньютон, штат Джорджия, было предложено водохранилище Беар-Крик площадью 1242 акра. Согласно предложению, водохранилище должно было обеспечивать 28 миллионов галлонов воды в день (MGD) для растущего населения области, составляющего 400 000 человек, к 2050 году. Однако прогнозы численности населения, опубликованные округом Ньютон в июле 2015 года, показали, что население округа Ньютон достигнет лишь около 200 000 человек. к 2050 году. Тогда округу было трудно обосновать необходимость строительства плотины.Наконец, 6 октября 2015 года USACE отклонил апелляцию округа о восстановлении их заявки и подтвердил административный отзыв разрешения, заявив, что округ не смог предоставить запрошенную документацию в поддержку заявки. А 20 октября 2015 года Совет уполномоченных округа Ньютон принял решение прекратить финансирование проекта по уничтожению плотины. Адвокация со стороны членов местного сообщества и налогоплательщиков, американских рек и других экологических групп заставила их понять, что существуют альтернативы для удовлетворения спроса на воду.

Black Rock Dam - неправильная плотина, неправильный подход:

Предложение плотины Блэк-Рок, которое предполагает строительство 700-футовой дамбы в прерывистой долине ручья между реками Якима и Колумбия в южно-центральной части штата Вашингтон, является примером того, как , а не , подойти к предложению о плотине. Здесь местный конгрессмен по просьбе местных ирригаторов и разработчиков смог получить разрешение на федеральное исследование, сравнивающее строительство плотины Блэк-Рок с бездействием - искусственно ограничивающий набор вариантов, который не включал полное изучение альтернативных инструментов снабжения. Вдобавок ко всему, федеральное агентство, проводившее исследование, не включило агрессивную охрану в свой прогноз спроса. К счастью, проект умер от собственного веса, так как он может стоить более 7 миллиардов долларов и нести риск просачивания в радиоактивные грунтовые воды под Хэнфордской ядерной резервацией, что снижает способность удерживать эти грунтовые воды до того, как они заразят последний свободно текущий участок Река Колумбия.

Плотина Краб-Крик - неправильная плотина, правильный подход:

Через реку Колумбия от участка Блэк-Рок находится Краб-Крик, самый длинный ручей в Соединенных Штатах, и небольшая, но биологически важная популяция стальной форели, находящейся под угрозой исчезновения.Недавняя оценочная оценка, проведенная Бюро мелиорации и штата Вашингтон, определила нижнюю часть Краб-Крик как потенциальное место для новой водохранилища. Благодаря усилиям Американских рек и других природоохранных организаций, а также требованиям закона штата об управлении водными ресурсами, штат Вашингтон согласился предоставить всесторонний анализ спроса на воду и альтернатив водоснабжения, прежде чем решать, имеет ли смысл преследовать Краб-Крик. предложение плотины далее. Предложение Краб-Крик еще не принято, но текущий процесс, вероятно, покажет лицам, принимающим решения, что существуют более дешевые и более экологически чистые способы, включая эффективность и возобновление эксплуатации существующих плотин, для удовлетворения внутренних и внешних потребностей центрального Вашингтона. приточные потребности в воде.

Плотина реки Коннектикут - назад в будущее

В середине 1980-х годов перед Бостоном встал вопрос о том, как обеспечить водоснабжение растущего города. Они рассмотрели множество вариантов, включая создание плотины на реке Коннектикут. Оценив все варианты, Управление водных ресурсов Массачусетса (MWRA) приняло решение в пользу агрессивного повышения эффективности водопользования и отказа от строительства плотин на реке.

Вскоре после этого MWRA инициировало свою программу консервации, которая включала программу обнаружения и устранения утечек, общесистемные программы модернизации жилых домов, изменив государственный сантехнический кодекс с 3. От 5 галлонов / промывка до 1,6 галлона / промывка и промышленные аудиты Бостон успешно обеспечил необходимое водоснабжение, снизив потребление воды с 330 миллионов галлонов в день в середине 80-х годов до 205 миллионов галлонов в день в 2009 году, т.е. на 35 процентов. Фактически, сейчас в этом районе используется меньше воды, чем в 1911 году. И хотя они потратили 40 миллионов долларов на эти меры по повышению эффективности водопользования, учитывая, что им удалось избежать затрат на строительство плотины в 500 миллионов долларов, общая эффективность водопользования была намного выше. экономически эффективным.

Растущий риск неудачи

В прошлом месяце в провинции Аттапеу Лаоса обрушилась частично построенная плотина, смыв на своем пути людей и деревни. Сотни людей по-прежнему числятся пропавшими без вести, а более шести тысяч остаются без крова. А после ураганов прошлым летом граждане США в Хьюстоне и Пуэрто-Рико избежали смерти, но были вынуждены эвакуироваться из-за затопления плотин. Обрушение плотины может иметь катастрофические последствия для людей, имущества и энергии - и риски возрастают из-за отсутствия инвестиций в техническое обслуживание, растущей уязвимости к изменению климата и продемонстрированного потенциала кибератак.

Катастрофические последствия прорыва плотины

В результате самого сильного разрушения плотины в истории в китайской провинции Хэнань в 1975 году погибли десятки тысяч человек. Когда взорвалась плотина Баньцяо высотой 400 футов, ее 17,4 миллиарда кубических футов воды разрушили 62 меньшие дамбы и дамбы ниже по течению. Последовавшие за этим травмы, заражение воды и нехватка продовольствия увеличили общее число погибших примерно до 200 000 человек.

По данным Международной комиссии по большим плотинам, более 59 000 плотин имеют водохранилища, достаточно большие, чтобы затопить целые сообщества.Разрушающаяся плотина гидроэлектростанции Кариба между Зимбабве и Замбией содержит самый большой объем воды из всех искусственных озер. Его обрушение может затопить миллионы людей и разрушить плотину ниже по течению в Мозамбике.

В США более 2 000 из 15 000 плотин США с высоким потенциалом опасности считаются дефектными из-за отсутствия инвестиций в техническое обслуживание, что привело к тому, что Американское общество инженеров-строителей присвоило безопасности плотин страны оценку «D». »В своей отчетной карточке по инфраструктуре.

Обрушение плотины гидроэлектростанции угрожает не только жизни и имуществу, но и энергетической безопасности. Гидроэнергетика производит почти восемь процентов электроэнергии в США. Доля может быть намного выше в некоторых развивающихся странах, таких как Бразилия, где плотины вырабатывают более трех четвертей электроэнергии страны. Плотина Итайпу, расположенная между Бразилией и Парагваем, ежегодно вырабатывает достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить электричеством весь мир в течение двух дней.

Плотины, подверженные риску, не подготовленные к экстремальным погодным условиям

Экстремальные погодные условия, которые становятся все более суровыми и частыми по мере изменения климата, все чаще поражают эту критически важную инфраструктуру с разрушительными последствиями. После урагана Харви Инженерный корпус армии США выпустил воду из плотин Аддикс и Баркер в Хьюстоне - двух плотин с наибольшим риском в стране - затопив несколько тысяч зданий контролируемыми сбросами, чтобы не разрушить большую часть города. В Пуэрто-Рико ураган «Мария» разрушил плотину Гуахатака, а ливни начали размывать водосброс. Город Исабела был затоплен, и сотни людей в близлежащих городах были вынуждены эвакуироваться.

В феврале 2017 года проливные дожди заполнили плотину Оровилль в Калифорнии - самую высокую в стране - превысив ее возможности.Обнаружив, что в первоначальном водосбросе был провал, чиновники перенаправили воду в аварийный водосброс, но возникшая в результате эрозия угрожала бетонной конструкции выше. Из-за надвигающегося прорыва плотины почти 200 тысяч человек были эвакуированы, а тысячи эвакуированных застряли в пробке, не имея возможности покинуть опасную зону. К счастью, плотина устояла; но если бы он потерпел неудачу, было бы нарушено водоснабжение и электроснабжение миллионов жителей Калифорнии.

Во всем мире возрастают риски разрушения плотин, потому что инженерные планы и стратегии управления рисками не успевают за ухудшающейся инфраструктурой или нарастающими экстремальными погодными и климатическими явлениями.По словам Кэтлин Уайт из Инженерного корпуса армии США, конструкции существующих плотин были смоделированы на основе гидроклиматических данных, которые теперь устарели из-за изменения климата.

По мере того как 100-летние наводнения или дожди становятся все более распространенными, стандартный инструмент безопасности операторов плотин США, План действий в чрезвычайных ситуациях, должен быть обновлен, чтобы отразить возрастающую вероятность потенциальных чрезвычайных ситуаций. Но, что шокирует, Ассоциация государственных служащих США по безопасности плотин обнаружила, что более одной пятой плотин, обрушение которых могло привести к гибели людей и материальному ущербу, даже не имели такого плана.

Системы плотин, уязвимые для кибератак

Большая часть нашей критической инфраструктуры управляется компьютером через промышленные системы управления. Если хакеры проникнут в эти системы, они могут уничтожить или выключить жизненно важное оборудование одним нажатием клавиши. В декабре 2015 года российские хакеры атаковали две украинские энергокомпании, в результате чего около четверти миллиона человек потеряли электроэнергию. Некоторые предполагают, что эта атака была практикой для будущих атак на инфраструктуру США.

На сегодняшний день ни одна атака не остановила объекты в США, но хакеры успешно взломали оборону плотин США. В 2013 году иранские хакеры взломали небольшую плотину с компьютерным управлением в Рай-Брук, Нью-Йорк; некоторые предполагают, что предполагаемой целью на самом деле была гораздо большая плотина Артура А. Боумена. В том же году китайские хакеры проникли в Национальный реестр плотин армейского корпуса США, который содержит конфиденциальную информацию об уязвимых местах плотин. Нападения также происходят из-за пределов дома: недавний отчет генерального инспектора Министерства внутренних дел показал, что плохие методы доступа сотрудников и управления учетными записями оставили U. С. Объекты плотины Бюро мелиорации подверглись нападению со стороны внутренних нарушителей.

По оценкам Ллойда за 2015 год, экономические издержки от гипотетической кибератаки на 50 объектов генерации на северо-востоке США превысят 243 миллиарда долларов и могут составить почти 1 триллион долларов. Хотя отключение электроэнергии от одной большой плотины гидроэлектростанции не будет столь распространенным явлением, это может привести к отключению части большого города, отключив такие важные службы, как очистка воды и больницы. Если взломщик выпустит воду из резервуара, последствия незапланированного затопления будут ужасными.

Защита плотин от природных угроз и угроз человека

После терактов 11 сентября Соединенные Штаты запустили Национальный план защиты инфраструктуры, который включает межведомственные целевые группы и механизмы обмена информацией, такие как Портал плотин Национальной безопасности. План действий по противодействию киберпространству дополняет Национальную программу безопасности плотин FEMA, которая объединяет правила и передовые методы проектирования плотин и управления рисками в нескольких агентствах. Если они будут работать вместе, эти федеральные программы могут помочь сделать инфраструктуру плотин США более устойчивой к природным и антропогенным угрозам.

Еще одним важным шагом в защите критически важной инфраструктуры является вывод из эксплуатации старых плотин. Средний возраст плотины гидроэлектростанций в США составляет 64 года, и многие из них относятся к категории высокого риска. Вывод из эксплуатации стареющих плотин с высоким риском может помочь предотвратить стихийные бедствия и имеет дополнительные преимущества в виде улучшения экосистем, позволяя рекам свободно течь и поддерживать возвращение водных видов и растений.

Наконец, нам нужно отремонтировать дамбы, которые можно починить. В то время как пуэрториканские общины пытаются оправиться от урагана «Мария», плотина Гуахатака ремонтируется, и 114 перемещенных семей вернулись в свои дома. Однако плотина не была защищена от сильных штормов, и, по оценкам армейского корпуса США, она будет работать до июля 2019 года для стабилизации плотины и водосброса. Пройдет еще больше времени, прежде чем Гуахатака станет устойчивой к постоянно усиливающимся экстремальным погодным явлениям, которые готовит изменение климата.

Источники: Аль-Джазира, Табель успеваемости по инфраструктуре Американского общества инженеров-строителей, Ассоциация должностных лиц по безопасности плотин, BBC, Engineering News Record - ENR Southeast, Encyclopedia Britannica, Free Beacon, The Hill, Houston Press, Международная комиссия по большим плотинам , Отчет Ллойда о новых рисках, New York Times, New Yorker, Nextgov, Scientific American, Министерство внутренней безопасности США, Агентство энергетической информации США, Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям США, Калифорнийский университет в Дэвисе, информация о водоразделе,

Фото:

1.Плотина Кариба, вырабатывающая гидроэлектроэнергию для Замбии и Зимбабве, сентябрь 2010 г. С разрешения Джо Маккенны.

2. Вертолет CH-47 Chinook Национальной гвардии Пенсильвании закладывает большой мешок с песком в водосброс плотины Гуахатака 9 октября 2017 года.