На большинстве гидроэнергетических водохранилищ осуществляется суточное и недельное регулирование стока и только на наиболее крупных водохранилищах – сезонное и многолетнее. При отсутствии регулирующих водохранилищ гидроэлектростанции вырабатывали бы энергию не в соответствии с требованием энергетических систем, а в зависимости от водности реки в тот или иной период. Поскольку расход воды в реках в разное время года меняется в десятки и сотни раз, гидроэлектростанции без регулирующих водохранилищ также изменяли бы свою мощность и выработку энергии. Кроме того, при использовании гидроэнергоресурсов без регулирующих водохранилищ чрезвычайно трудно выбрать установленную мощность станции. Если бы мощность станции рассчитывалась в соответствии с максимальным расходом, то большую часть года многие агрегаты простаивали бы из-за недостатка воды. Так, для гидроэлектростанций, не имеющих регулирующих водохранилищ, характерен низкий коэффициент использования стока – нередко 0,1 - 0,2.
Помимо природных предпосылок, вызывающих необходимость создания водохранилищ для гидроэлектростанций, имеются технические и экономические факторы. Среди них – неравномерное потребление электроэнергии в течение как суток и недели, так и года, несовпадение во времени бытовых расходов воды в реке с графиком нагрузки энергосистемы.
В связи с ростом пиков графиков нагрузки в энергосистемах гидроэлектростанции не всюду справляются с их покрытием. Поэтому в последние десятилетия все шире развертывается строительство гидроаккумулирующих станций (ГАЭС), которые также предъявляют свои особые требования к водным ресурсам.
Основные элементы ГАЭС: два бассейна-водохранилища – верховой и низовой, расположенные на разных уровнях, обычно в пределах от нескольких десятков до 200 м; здание гидроэлектростанции с оборотными агрегатами, работающими попеременно в насосном и турбинном режимах; трубопроводы, соединяющие оба бассейна со зданием гидроэлектростанции.
Одна из проблем, возникающих при эксплуатации ГАЭС, - их влияние на окружающую среду, прежде всего на низовой бассейн. Забор в течение суток десятков миллионов кубических метров воды в верховой бассейн и сброс этой воды в низовой бассейн оказывают существенное воздействие на режим уровней, течения, а, следовательно, на все гидрологические процессы в водоеме. Значительная ежесуточная амплитуда колебаний уровня воды в водоемах активизирует процессы переработки берегов, влияет на условия нереста и нагула рыбы, растительность, качество воды, состояния и условия использования пляжей. Естественно, чем крупнее водохранилище или озеро, тем меньше меняются природные условия при использовании его в качестве низового бассейна ГАЭС.
Основные положения водопользования содержатся в Водном кодексе РФ.
1. При проектировании, размещении, строительстве, реконструкции и эксплуатации гидротехнических сооружений должны предусматриваться и своевременно осуществляться мероприятия по охране водных объектов, а также водных биологических ресурсов и других объектов животного и растительного мира.
2. При использовании водных объектов, входящих в водохозяйственные системы, не допускается изменение водного режима этих водных объектов, которое может привести к нарушению прав третьих лиц.
3. Работы по изменению или обустройству природного водоема или водотока проводятся при условии сохранения его естественного происхождения.
1. Использование водных объектов для целей сброса сточных вод и (или) дренажных вод осуществляется с соблюдением требований, предусмотренных настоящим Кодексом и законодательством в области охраны окружающей среды.
2. Запрещается сброс сточных вод и (или) дренажных вод в водные объекты:
1) содержащие природные лечебные ресурсы;
2) отнесенные к особо охраняемым водным объектам.
3. Запрещается сброс сточных вод и (или) дренажных вод в водные объекты, расположенные в границах:
1) зон, округов санитарной охраны источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения;
2) первой, второй зон округов санитарной (горно-санитарной) охраны лечебно-оздоровительных местностей и курортов;
3) рыбоохранных зон, рыбохозяйственных заповедных зон.
4. Сброс сточных вод и (или) дренажных вод может быть ограничен, приостановлен или запрещен по основаниям и в порядке, которые установлены федеральными законами.
1. Использование водных объектов для целей производства электрической энергии осуществляется с учетом интересов других водопользователей и с соблюдением требований рационального использования и охраны водных объектов.
2. Водопользователи, эксплуатирующие гидроэнергетические сооружения, обязаны обеспечить режим сработки и наполнения водохранилищ с учетом приоритета целей питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения.
Количество потребляемой предприятием воды, объем и качество образующихся сточных вод, состояние окружающей природной среды определяется следующими факторами: видом и качеством вырабатываемой продукции, мощностью предприятия, технологическим уровнем процесса производства продукции, квалификацией производства, видом производственного водопользования и др. Важная роль принадлежит применяемой на предприятии системе водопользования. Обычно различают следующие системы водопользования предприятий: прямоточные; прямоточные с последовательным использованием воды; оборотные; комбинированные; безотходные (или малоотходные).
При прямоточной схеме водопользования отработанная вода (после частичной или полной очистки) сбрасывается в городскую канализацию или водоем. С последовательным использованием отработанная в каком-либо производстве вода направляется для вторичного использования в другое производство без промежуточной очистки.
При оборотной системе водопользования отработанная вода, после соответствующей очистки снова используется на те же цели. При этом часть воды сбрасывается в городскую канализацию или в водоем. Степень водооборота характеризуется коэффициентом возврата очищенных вод в технологию производства. Величина коэффициента возврата зависит от требований к качеству воды, используемой в производстве, и затрат на очистку отработанной воды.
Основой создания экологически безопасных, ресурсосберегающих производств является организация на предприятиях безотходных (малоотходных) технологий, обеспечивающих возврат в собственный, смежный или другой производственный цикл всех отходов производства, находящихся в жидком, газообразном и твердом состоянии. Эта проблема является наиболее сложной, как в техническом, так и технологическом плане. За последние годы радикально усовершенствованы с позиций экологической безопасности и экономичности технологические процессы с замкнутыми безотходными системами водопользования, обеспечивающие экономию органических и минеральных ресурсов со значительным сокращением поступления в окружающую среду токсичных загрязнений.
1. Водный кодекс РФ от 12 апреля 2006 года
2. Найденко В.В., Губанов Л.Н, Катков Н.И. Природоохранная деятельность на предприятии: Учебное пособие. Нижний Новгород, 2002. – 155 с