Український науково-дослідний інститут

екологічних проблем

Консевич Людмила Миколаївна

УДК: 626.01 + 504.064 (477.8)

Гідроекологічний потенціал Українських Карпат

і перспективи його використання

Спеціальність 21.06.01 - техногенна безпека держави

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Харків - 2000

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Івано-Франківському державному технічному університеті нафти і газу Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: доктор геолого-мінералогічних наук, доктор географічних наук,

професор Рудько Георгій Ілліч, Івано-Франківський державний технічний університет нафти і газу, професор кафедри екології

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Сухоруков Георгій Олександрович, Український науково-дослідний інститут екологічних проблем (м.Харків),

заступник директора з наукової роботи

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Ульєв Леонід Михайлович, Харківський державний політехнічний університет, старший науковий співробітник

Провідна установа: Державний університет “Львівська політехніка”, кафедра техногенно-екологічної безпеки, Міністерство освіти і науки України, м.Львів.

Захист відбудеться "16" листопада 2000 р. о 1400 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.812.01 при Українському науково-дослідному інституті екологічних проблем за адресою: 61166, м.Харків, вул Бакуліна, 6.

З дисертацією можна ознайомитись в науково-технічній бібліотеці Українського науково-дослідного інституту екологічних проблем

Автореферат розісланий “22” вересня 2000 року

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Жуковський Т.Ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Під гідроекологічним потенціалом ми розуміємо ту частину гідроресурсів, яка може бути використана народногосподарським комплексом за умов збереження екологічної безпеки та при мінімальному техногенному ризику, який підлягає управлінню. В даній роботі обгрунтовані перспективи використання кількісної частини гідроекологічного потенціалу на регіональному рівні.

Актуальність теми обумовлена невідкладним завданням державного масштабу пошуку нових резервів розвитку енергетики за умови забезпечення техногенної екологічної безпеки України. Особливого підходу вимагає Карпатський регіон, як унікальна екосистема. Одним з шляхів вирішення енергетичної проблеми для нього є розвиток альтернативної нетрадиційної енергетики на основі використання відновлю-ваних екологічно чистих джерел енергії. Найбільш ефективними з них для регіону поряд з вітроенергетичними ресурсами є гідроекологічний потенціал Карпатських рік, перспективи використання якого – у впровадженні малих, міні, мікро ГЕС (МГЕС).

В 50-х роках в Україні існувало біля 1000 МГЕС загальною потужністю більше 30 МВт. На сьогодні в Україні збереглось лише 150 МГЕС, з яких тільки 49 діючих, причому жодної діючої МГЕС - у Львівській, Івано-Франківській, Чернівецькій областях, де в зонах гір і передгір’я особливо економічно ефективно впровадження МГЕС.

З наукової точки зору вкрай необхідними є комплексні дослідження параметрів навколишнього середовища на рівні регіону або області, які б наблизили реальні умови виконання комплексних проектних розробок МГЕС з використанням гідроекологічного потенціалу в межах басейнових систем Карпатського регіону. У зв'язку з цим в дисертаційній роботі сформульована проблема вибору перспективних ділянок і їх екологічна оцінка для впровадження МГЕС на основі інженерного аналізу головних характеристик стоку рік; кількісних і якісних показників гідроенергопотенціалу; геолого- геоморфологічних умов; повздовжніх профілів рік з використанням гідроенергетичної вивченості території. Тобто в цілому визначений і проаналізований потенціал Карпатських рік, надана його екологічна оцінка та рекомендовані місця техногенно екологічно безпечного впровадження малої гідроенергетики.

Окремі аспекти поставленої проблеми в різні часи досліджували: Василевський Г., Лютик П., Кирилюк М., Крисенков М., Веремчук А., Добровольський В., Сиротюк М., Яцик А., Михайлов М. та інші науковці.

Зв'язок роботи з науковими програмами, темами. Дисертаційна робота виконана у відповідності з планами науково-дослідних робіт інституту екологічної безпеки і природних ресурсів та науково-дослідного інституту нафтогазових технологій ІФДТУНГ в межах наступних програм: держбюджетних тем Д-27/1 та Д-1/4-п, госпдоговірних НДР N539/97, 521/97, 560/98 - присвячених питанням нетрадиційних джерел енергії та оцінкам впливу техногенної діяльності на навколишнє середовище. Остання НДР – Демонстраційний для України проект оцінки впливу на навколишнє середовище виконувався в рамках програми ООН.

Мета та задачі досліджень. Мета роботи – обгрунтування вибору перспективних ділянок розташування МГЕС базуючись на засадах техногенної безпеки і їх екологічна оцінка.

Для досягнення поставленої в дисертації мети були сформульовані наступні задачі досліджень:

1. Провести ретроспективний аналіз використання гідроенергоресурсів в межах регіону, обгрунтувати програму розвитку екологічно чистої малої гідроенергетики.

2. Дослідити закономірності територіального розподілу геолого- геоморфологічних характеристик як чинника вибору екологічно безпечних перспективних ділянок.

3. Розрахувати і проаналізувати просторово-часові кількісні показники стоку з метою визначення гідроекологічного потенціалу.

4. Визначити і оцінити гідроенергетичний потенціал в межах основних басейнових систем регіону усіх малих рік, обгрунтувати його екологічно безпечну складову.

5. Науково обгрунтувати засади техногенної безпеки малої гідроенергетики.

6. Оцінити вплив на навколишнє середовище і екологічний ефект впровадження МГЕС.

Ідея роботи полягає у визначенні на передпроектній стадії на базі комплексної безпечної дії розрахованих основних природничих чинників ділянок, де спорудження МГЕС було б екологічно доцільним.

За об'єкт дослідження вибраний Карпатський регіон України, який є регіоном найбільшої концентрації гідроекологічного потенціалу в Україні. А в його межах - басейнові комплекси Карпатських рік з їх основними функціональними параметрами.

Предметом досліджень є аналіз закономірностей і динаміки в просторі і в часі кількісних характеристик стоку, оцінка гідроенергопотенціалу, визначення гідроекологічного потенціалу і місць його реалізації, концептуальні засади техногенної безпеки природно-технічних комплексів з МГЕС, оцінка впливу на навколишнє середовище пропонуємих об’єктів.

Методи досліджень. Основні положення роботи, результати та висновки базуються на використанні та узагальненні: результатів обчислення водноенергетич-ного кадастру малих річок Карпат; комп'ютерних розрахунків просторового та часового розподілу енергоресурсів; вивченні картографічних та літературних джерел; аналітичній, математичній та картографічній обробці фактичних і фондових матеріалів різних чинників формування і розвитку басейнових екосистем, а також польових роботах на репрезентативних ділянках.

З наукової точки зору поставлена проблема розглядається вперше. Тобто, комплексне дослідження передумов екологічно оптимального використання території Карпатського регіону для розташування об’єктів нетрадиційних джерел енергії на передпроектній стадії не проводилось. Вибір ділянок перспективного, сприятливого і проблемного розташування МГЕС був обумовлений сукупною екологічно безпечною дією геологічних, геоморфологічних, гідрологічних, гідроенергетичних, історично-соціальних чинників.

Наукова новизна досліджень полягає у наступному:

- запропоновані основні положення Програми розвитку екологічно чистої малої гідроенергетики в межах Карпатського регіону, складена карта ретроспективного використання гідроенергоресурсів;

- встановлені поновлені параметри стоку рік (що є основою для розрахунків гідроекологічного потенціалу) для всіх пунктів спостережень Карпатського регіону, побудована карта модулів річного стоку масштабу 1: 500 000;

-

- запропоновано гідролого-гідроенергетичне районування території, для кожного району розрахований гідроекологічний потенціал;

- складені типові схеми та запропоновані параметри аналітичних рішень дозволять визначати відповідні параметри невивчених рік;

- вперше отримані кількісні і якісні характеристики гідроенергопотенціалу для всіх рік довжиною більше 10 км басейнів Пруту, Сірету, Дністра в межах регіону. Складена карта гідроенергоресурсів, вибрані перспективні 50 рік; визначена величина техногенно-екологічно безпечного гідроенергопотенціалу;

- вирішена задача вибору і складена карта ділянок перспективного розташування МГЕС на базі комплексної екологічно безпечної дії проаналізованих чинників;

-

-

Наукові положення, що захищаються в дисертації:

1. Аналіз і закономірності просторово-часового розподілу і динаміки кількісних характеристик стоку рік на основі поновленої бази даних (+20 років) спостережень для Карпатського регіону з метою визначення гідроекологічного потенціалу.

2. Аналіз і закономірності кількісних і якісних характеристик гідроенергопотенціалу, що були розраховані для всіх рік (понад 450) Карпатського регіону (довжиною >10 км) та їх техногенно-екологічно безпечний гідроенергопотенціал.

3. Наукові основи вибору перспективних ділянок розташування МГЕС базуються на комплексній дії проаналізованих чинників та засадах техногенної екологічної безпеки.

4. Методичні основи процесу оцінки впливів на навколишнє середовище при впровадженні МГЕС.

Практичне значення одержаних результатів:

- реалізація розрахунків просторово-часового розподілу кількісних характеристик стоку і гідроекологічного потенціалу полягає у використанні їх виробничими та науковими організаціями Західного регіону України при обгрунтуванні різноманітних ресурсоенергозберігаючих, водогосподарських і екологічних програм;

- основні Положення програми розвитку малої гідроенергетики, що опубліковані центром науково-технічної та економічної інформації, розглядаються на рівні Держадміністрацій областей Західного регіону України з метою прийняття Програми розвитку екоенергетики на відновлюваних джерелах енергії;

- комплекс проведених досліджень природних чинників і обгрунтовані ділянки перспективного техногенно безпечного розташування МГЕС за умов інвестування дозволять суттєво зменшити витрати на вишукувані роботи;

- результати досліджень реалізовуються у навчальному процесі кафедри екології ІФДТУНГ, кафедри екології інституту менеджменту та економіки, знайшли застосування при виконанні НДР: Д-27-1, Д-1/4-п, Д-1/5-п, 539/97, 521/97, 560/98 та написанні підручників.

Особистий внесок здобувача полягає у теоретичному та математичному обгрунтуванні кожного з чинників вибору перспективних ділянок для побудови МГЕС, екологічній оцінці і картографічному моделюванні результатів аналізу.

Автор висловлює щиру вдячність за допомогу в роботі науковому керівнику, доктору геолого-мінералогічних наук, доктору географічних наук, професору Рудьку Георгію Іллічу, а також колективу кафедри екології ІФДТУНГ на чолі з професором Адаменко О.М.

Апробація результатів дисертації. Основні результати виконаних досліджень були викладені та схвалені на наукових конференціях професорсько-викладацького складу ІФДТУНГ (м.Івано-Франківськ, 1996, 1997, 1998 рр.), на науково- методичній конференції "Людина та навколишнє середовище: проблеми безперервної екологічної освіти" (м.Одеса, 1996), на міжнародній конференції "Проблеми екологічної безпеки та керованого контролю динамічних ПТС" (м.Львів, 1996), конференції "Екологічна культура та хімічна екологія в умовах радіації і техногенного забруднення" (м.Трускавець, 1997), на ІІІ Всеросійській науково-практичній конференції з міжнародною участю "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности" (м.Санкт-Петербург, 1998), на науково-практичній конференції "Мала енергетика: шляхи та перспективи розвитку та безпека навколишнього середовища" (м.Київ, 1999р.) та ін. Основні результати дисертаційної роботи доповідались на засіданнях кафедри екології ІФДТУНГ (1996, 1997, 1998 рр.), на науковому семінарі ІФДТУНГ за спеціальністю 21.00.08 - "техногенна безпека" (1998, 1999 рр.).

Публікації. Основні положення виконаних досліджень викладені в 2 брошюрах, 13 статтях в збірниках наукових праць (з них 7 у фахових) та 10 тезах наукових та науково-практичних конференцій. Фактичний матеріал дисертаційної роботи використаний в 4 методичних розробках та 2 підручниках.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, шісти розділів, висновків, додатків, переліку використаних джерел з 136 назв на 12 сторінках. Містить 150 сторінок машинописного тексту, 22 рисунки на 22 сторінках, 21 таблицю на 38 сторінках, 2 додатки. Загальний обсяг 222 сторінки.

Основний зміст роботи.

У вступі обгрунтована актуальність дисертаційної роботи, сформульована мета та задачі досліджень, наукова новизна, практична цінність, захищаємі положення.

У першому розділі визначені основні положення концепції розвитку екологічно чистої енергетики на місцевих відновних джерелах енергії (ВДЕ) і механізму впровадження нетрадиційних джерел енергії (НДЕ) в Карпатському регіоні.

Концептуальний підхід до проблеми оптимального використання кількісної частини гідроекологічного потенціалу Карпатських рік полягає в тому, що на регіональному рівні найбільш доцільними для впровадження є мікро ГЕС (до 100 кВт), міні ГЕС (100-1000 кВт), малі ГЕС (1000-5000_кВт). Потрібно відмітити, що в Україні малими ГЕС прийнято вважати станції потужністю до 10 МВт. Грунтуючись на засадах техногенної екологічної безпеки Карпатського регіону автор підтримує пропозицію науковців Українського інституту інженерів водного господарства (м.Рівне) про зменшення максимальної потужності МГЕС до 5 МВт.

Широке впровадження у практику енергоустановок, які використовують ВДЕ, в тому числі МГЕС, буде ефективним у різних аспектах, головний з яких - екологічний. Запропоновані основні напрямки, по яких повинна здійснюватись державна політика в області розвитку і впровадження екологічно чистих НДЕ. Оптимальний розмір району, у рамках якого доцільно планувати енергетику на ВДЕ - територія адміністративної області. Саме на цьому рівні повинно вирішуватись питання еколого-економічної доцільності використання тих чи інших джерел енергії.

Результати роботи є вихідними матеріалами для обгрунтування комплексної регіональної Програми розвитку екоенергетики із залученням потенціалу ВДЕ, зокрема Програми розвитку малої гідроенергетики. Блок-схема розвитку малої гідроенергетики в Карпатському регіоні представлена на рис.1.

У розділі узагальнена вся наявна інформація щодо гідроенергетичних ресурсів Карпатського регіону з детальним аналізом проектних розробок, що існували, та оцінкою гідроенергетичного використання рік в минулому. Встановлено, що побудова крупних гідроелектростанцій в межах досліджуваного регіону недоцільна, спорудження великих водосховищ пов'язано із значним екологічним ризиком. За даними огляду літературних джерел побудована карта-схема Карпатського регіону, на яку нанесені всі існуючи ГЕС Карпатського регіону, ті МГЕС, що існували й можуть бути відтворені та ті, що проектувались в різні часи, які на сьогодні можуть бути побудовані як МГЕС у вивчених раніше створах рік.

У другому розділі розглянуті геолого-геоморфологічні умови регіону як чинник вибору екологічно безпечних перспективних ділянок МГЕС. Реалізація техногенних дій, які направлені на гідроенергетичне використання річкових екосистем в межах Карпатського регіону пов’язані з ризиком можливої активізації небезпечних екзогенних геологічних процесів (ЕГП), серед яких переважають схилові гравітаційні процеси, зсуви, обвали, селі, ерозія. Обгрунтований регіональний аналіз геолого-геомоpфологічних умов і показників, які розглядаються як чинник екологічно безпечного вибору перспективних ділянок для споpудження МГЕС. Досліджені умови pозвитку і райони розповсюдження ЕГП в межах басейнових екосистем (у флішевих Карпатах існує понад 4000 зсувів та 219 селенебезпечних струмків). Чим більше насичена досліджувана ділянка ЕГП і чим більшу схильність до активізації вони проявляють, тим більш проблемним буде екологічно безпечне розташування на цій території МГЕС за інших однакових умов.

Сприятливими за геологічними умовами для безпечного улаштування МГЕС слід вважати ділянки, де виходять на поверхню стійкі породи Карпатського регіону - вигодські та ямненські пісковики, туфи, базальти Закарпаття тощо. Потенційними ділянками слід вважати місця виходу на поверхню відкладів з потужніми прошарками вказаних порід (наприклад, стрийської чи бистрицької свит). Проблемними ділянками слід вважати всю решта зон складених найбільш нестійкими породами (дрібноритмічним флішем або аргілітами різного віку).

На базі геологічної карти масштабу 1:500_000 отриманий взаємозв'язок геологічної будови з гідроенергетичними умовами та розвитком небезпечних ЕГП, який представлений картографічно. Створена карта масштабу 1:500 000, що характеризує динаміку ЕГП як фактор оптимізації ділянок екологічно безпечного розміщення МГЕС в Карпатському регіоні з обгрунтованими полігонами екологічного моніторингу геологічного середовища з метою попередження аварій і катастроф.

У третьому розділі проведений аналіз просторово-часових закономірностей параметрів стоку Карпатських рік і визначення їх гідроекологічного потенціалу.

Виходячи з того, що величина середнього багаторічного стоку прямо пропорційно відбивається на величині гідроекологічного потенціалу рік і є основою для розрахунку техногенно-екологічно безпечного гідроенергопотенціалу, на основі математичної обробки комп'ютерної бази даних (середньомісячні витрати води за багаторіччя по всіх вісьмидесяти сіми постах Карпатського регіону) побудовані типові гідрографи стоку, розрахована норма стоку, яка виражена середньобагаторічною витратою та модулем стоку, встановлені закономірності її територіального розподілу.

Доведено, що воднiсть рiк Карпатського регіону збiльшується з висотою мiсцевостi i зменшується з пiвнiчного заходу на пiвденний схiд. Отримані кореляційні зв'язки між нормою стоку, яка виражена середньобагаторічним модулем стоку, та середньою висотою водозборів. Доведено, що такий зв'язок існує для Карпатського регіону в цілому. Аналіз просторово-часових кількісних характеристик стоку як чинника вибору екологічно безпечних ділянок для встановлення МГЕС виявив нові особливості зв'язку рiчного стоку з висотою мiсцевостi.

Запропоновано гідролого-гідроенергетичне районування території. Обгрунтовано видiлення п'яти районiв, для яких побудованi кореляційні залежності модуля рiчкового стоку вiд середньої висоти водозборiв (приклад на рис. 2). У всіх випадках існування зв'язку знайдене значення коефіцієнта кореляції було більше критичного. Згідно отриманих результатів і проведеного районування сприятливість району до екологічно безпечного розташування в ньому МГЕС за стоковими характеристиками знаходиться в прямій залежності від номеру району і погіршується від І до V.

Норму стоку, як основну характеристику для розрахунку гідроекологічного потенціалу та визначення потужності перспективних МГЕС для рік, на яких не проводяться спостереження, можна визначати за картою рiчного стоку, що побудована на основi поновлених фактичних даних в масштабі 1:500 000, але перевагу слiд вiддавати запропонованим районним графiкам зв'язку.

Чим менше буде змінюватись об'єм води в ріках з року в рік, тим більшою буде величина гідроекологічного потенціалу і більш стабільною робота МГЕС; при інших рівних умовах зросте їх економічна ефективність. В якостi основного показника змiни річкового стоку прийнятий коефiцiєнт варiацiї , розраховані його значення для всіх водпостів досліджуваного регіону показали, що для рiк Карпатського регіону характерне незначне коливання рiчкового стоку. Коефiцiєнти варiацiї досить стiйкi по висотних зонах i зменшуються з висотою мiсцевостi. Перспективними для екологічно безпечного розташування МГЕС можуть бути й ті ріки, на яких не проводяться тривалі спостереження і для яких обчислення рекомендується проводити по емпiричних формулах. Запропоновані нові значення параметрів формул для визначення змін стоку невивчених рік кожного гідролого- гідроенергетичного району.

перший район: , другий район: ,

другий підрайон: , третiй район: ,

четвертий район: , п'ятий район: ,

де - коефіцієнт варіації, М – модуль стоку, F – площа водозбору.

Проаналізувавши отримані значення встановлено, що, як за абсолютними показниками стоку, так і за показником його зміни більш сприятливою для екологічно безпечного розміщення МГЕС в цілому в межах регіону є територія Закарпаття.

Грунтуючись на визначенні гідроекологічного потенціалу розрахунок кількісної його складової проводився базуючись на твердженні, що з метою збереження екологічної безпеки в ріці необхідно залишати в незмінному природному стані витрату, яка дорівнює грунтовому живленню (в розрахунках за цю величину була прийнята мінімальна середньомісячна витрата маловодного року) . Таким чином всі екологічно безпечні МГЕС Карпатського регіону, для яких вибираються оптимальні ділянки розташування, повинні проектуватись як безгребельні (які не зможуть використати в повному об'ємі витрату води).

Визначення частини гідроресурсів, яка може бути використана народногосподарським комплексом за умов збереження екологічної безпеки та при мінімальному техногенному ризику грунтувалось на аналізі внутрішньорічної динаміки стоку. Розрахунок місячних норм стоку та наявність бази даних для пунктів спостережень регіону дозволили отримати параметри кількісної складової гідроекологічного потенціалу для умов середнього, багатоводного і маловодного року вивчених рік і скласти типову таблицю розподілу стоку по сезонах і місяцях для невивчених рік кожного гідролого-гідроенергетичного району. Більш привабливою для розміщення МГЕС буде ріка з меншою амплітудою коливання стоку на протязі року. З огляду на це визначені основні закономірності внутрішньорічного розподілу стоку рік Карпатського регіону.

В цілому проведений аналіз розподілу та динаміки гідроекологічного потенціалу в часі і за територією Карпатського регіону, який є головним чинником, що обгрунтовує вибір перспективних ділянок для розташування МГЕС дозволяє зробити висновок про те, що привабливість басейнів рік для екологічно безпечного розміщення гідроенергоспоруд зменшується з північного-заходу на південний схід, з пониженням висоти місцевості і з збільшенням номеру гідролого-гідроенергетичного району.

У четвертому розділі проведений аналіз гідроенергетичних ресурсів малих рік Карпатського регіону.

Потенційні гідроенергетичні ресурси рік розглядаються нами як один з чинників обгрунтування перспективних ділянок для побудови екологічно чистих гідроелектростанцій невеликої потужності. Вперше визначений в цілому гідроенергопотенціал малих рік Карпатського регіону, проаналізовані його кількісні і якісні характеристики.

Для рік басейнів Пруту, Серету і Дністра (всіх довжиною більше 10 км) кількісні і якісні показники гідроенергоресурсів розраховувались безпосередньо автором (більше 300 річок), причому в методиці розрахунку були використані графіки зв'язку модуля стоку з середньою висотою водозбору, які власноручно побудовані за поновленими даними. За розрахунками потенційні гідроенергетичні ресурси річок Карпат становлять близько 29,56 млрд.кВт.год., в тому числі в басейнах Тиси, Дністра, Пруту і Серету відповідно: 5,18; 14,38; 10,3 млрд.кВт.год за рік.

Запропоновано ввести для користування показник техногенно-екологічно безпечного гідроенергопотенціалу. Це частина гідроенергоресурсів, яку можна використати у найближчій перспективі за умов збереження екологічної безпеки та при мінімальному техногенному ризику, який підлягає управлінню. Виходячи з аналізу гідроекологічного потенціалу, екологічно безпечна складова потенційних гідроенергетичних ресурсів була обгрунтована на рівні 15%. Ця величина для Карпатського регіону складає 4,5 млрд.кВт·год за рік, тобто на сьогоднішній день загальна потужність екологічно безпечних МГЕС, для яких ми вирішуємо задачу вибору перспективних ділянок складає понад 500 тис.кВт.

На території південно-західного схилу Карпатського регіону погіршення кількісних і якісних характеристик гідроенергопотенціалу спостерігається з південного сходу на північний захід, кращі показники притаманні рікам другого гідролого- гідроенергетичного підрайону. Для території північно-східного схилу найбільші гідроенергетичні ресурси мають ріки, які витікають з гір, причому потенціал зменшується з північного заходу на південний схід. Кращі показники притаманні рікам четвертого району.

В результаті проведених досліджень складена картосхема потенційних гідроенергетичних ресурсів рік Карпатського регіону. Визначені репрезентативні 50 рік Карпатського регіону за гідроенергетичними показниками (поєднання кількісних і якісних). Умовою відбору ріки було перевищення питомою потужністю межі 125 кВт/км, а гідроенергетичним модулем величини 0,3 тис.кВт/км2 (вибірка в табл.1)

Таблиця 1

Кількісні і якісні показники гідроенергопотенціалу репрезентативних рік регіону

Назва ріки | Ухил, м/км | Середня висота басейну, м | Витра-та води, м3/с | Потужність | Гідроенер-гетичний модуль, тис.кВт/км2 | Річне ви-робництво енергії, млн.

кВт·год | Питома енергія, млн.кВт· год/км

потен-ційна, тис.кВт | питома тис. кВт/км

Ч-Черемош | 13,6 | 1000 | 13,25 | 77,34 | 0,89 | 0,09 | 677,49 | 7,79

Б-Черемош | 9,5 | 1100 | 10,61 | 49,44 | 0,989 | 0,082 | 433,09 | 8,66

Опір | 10,4 | 815 | 17,9 | 53,01 | 0,91 | 0,063 | 464,54 | 8,00

Свіча | 8,4 | 600 | 22,7 | 98,87 | 0,932 | 0,066 | 866,1 | 8,171

Лімниця | 9,4 | 520 | 25,76 | 145,48 | 1,192 | 0,095 | 1274,4 | 10,45

В цілому визначення техногенно-екологічно безпечного гідроенергопотенціалу і проведений аналіз кількісних і якісних характеристик гідроенергоресурсів рік, які є чинником, що обгрунтовує вибір перспективних ділянок для розташування екологічно безпечних МГЕС на регіональному рівні в передпроектних рекомендаціях дозволяють зробити висновок про те, що розподіл за територією Карпатського регіону гідроенергетичних ресурсів нерівномірний, найбільш перспективними слід вважати ріки, басейни яких знаходяться в другому, першому і четвертому гідролого- гідроенергетичних районах.

У п’ятому розділі обгрунтовані наукові засади техногенної безпеки при використанні гідроекологічного потенціалу і надані рекомендації по вибору перспективних ділянок розміщення МГЕС.

Принцип техногенної екологічної безпеки розташування МГЕС заснований на стійкій взаємодії антропогенного та природних об’єктів, що проявляється в економічних, соціальних умовах, якості природного середовища тощо. Техногенна екологічна безпека малої гідроенергетики повинна грунтуватись на концепції стійкого розвитку, яка передбачає формування і управління природно-технічними системами (ПТС) МГЕС, що являють собою форму взаємодії природного і технічного об’єктів в інтересах використання та збереження природного середовища. ПТС керується за рахунок запасу та обміну інформацією, яка отримується від екологічного моніторингу.

Вперше для території Карпатського регіону виділені екологічно безпечні перспективні ділянки для розміщення МГЕС, які на рівні передпроектних рекомендацій поділені на три типи: перспективні, сприятливі, проблемні. Серед кожного типу ділянок розрізняємо: ділянки розташування мікро ГЕС, ділянки розміщення міні ГЕС, ділянки малих ГЕС (рис.3).

В Карпатському регіоні слід будувати міні і мікро ГЕС безгребельного (гірляндні, рукавні, поплавкові і т.п.) та малі ГЕС дериваційного типу. Доцільно об'єднання декількох МГЕС в загальну гідросистему. Грунтуючись на засадах екологічної безпеки для цих станцій в передпроектних рекомендаціях потужність орієнтована на мінімальну середньомісячну витрату маловодного року (а не середнього за водністю як прийнято).

Проаналізовані новітні технічні розробки МГЕС для регіону. Перспективним для впровадження є виконане (Михайлів, Путько, ІФДТУНГ) техніко-економічне обгpунтування малої ГЕС на p.Дністеp. Вважаємо, що максимальна межа потужності цієї МГЕС повинна бути знижена до 5 МВт, яку в данному випадку можна забезпечити використавши лише екологічно безпечну тунельну схему при відмові від греблі. За умов прийняття відповідних технічних рішень проблемні ділянки також можуть стати реальним економічно доцільним джерелом енергії, що доведено на прикладі проектної розробки (Крисенков, Добровольський, Веремчук, 1996) МГЕС на р.Крушельниця.

Шостий розділ присвячений екологічній оцінці впровадження МГЕС. Оцінюючи стан природно-антропогенної геосистеми МГЕС пропонується користуватися наведеною схемою чинників і підсистем, які пов’язують між собою сфери оточуючого середовища.

Пропонуємо на всіх стадіях інвестиційного процесу малої гідроенергетики з метою визначення основних напрямків природоохоронних заходів для збереження нормативного та/або покращення існуючого стану навколишнього середовища конкретної ділянки Карпатського регіону проводити процес оцінки впливів на навколишнє середовище (ОВНС) за схемою, що запропонована для процесу оцінки.

В розділі представлений узагальнений процес ОВНС при впровадженні Програми розвитку малої гідроенергетики в регіоні. Проаналізовані очікувані зміни в геологічному середовищі, в атмосферному повітрі, у водному середовищі, у грунтовому покриві, в рослинному та тваринному світі, в навколишньому соціальному і техногенному середовищі. В результаті чого зроблений висновок, що очікуються як позитивні, так і негативні наслідки на навколишнє середовище, останні не можна вважати значимими. Запропоновані альтернативи, що підлягатимуть розгляду, в тому числі альтернатива впровадження інших екологічно чистих джерел енергії (вітро-; геліо- і т.д.)

З метою мінімізації очікуваних негативних впливів запропонований комплекс природоохоронних заходів для кожного компоненту природно-антропогенної геосистеми. В цліому порушення навколишнього середовища улаштуванням МГЕС порівняно з їх народногосподарським значенням є незначним, при цьому зміна хімічного складу компонентів навколишнього середовища не очікується.

Для Карпатського регіону побудова МГЕС екологічно і економічно вигідна. Для порівняння впливів на навколишнє середовище між плануємими МГЕС та діючою Бурштинською ТЕС була розроблена матриця екологічних впливів (фрагмент представлений в табл.2). Проведене порівняння доводить екологічну чистоту та безпеку будівництва і експлуатації МГЕС в межах вибраних ділянок.

Величина екологічного ефекту від зменшення викидів в атмосферу Бурштинською ДРЕС за рахунок впровадження запропонованих МГЕС в регіоні з виробленням 4,5 млрд.кВт·год електроенергії складатиме: золи – 30419 т; сірчистого ангідриту – 71472 т; окислів азоту – 8911 т; оксиду вуглецю – 3053 т; п’ятиокислів ванадію – 3,25 т. Отже, вдасться запобігти викиду в атмосферу 113858,25 т шкідливих речовин, що рівнозначно величині економічного ефекту від зменшення викидів в атмосферу Бурштинською ДРЕС в розмірі 11,59 млн.грн./рік.

Таблиця 2

Порівняльна матриця для оцінки впливів на навколишнє середовище впровадження МГЕС та діючої Бурштинської ТЕС

+ позначений негативний вплив; 1 – позитивний вплив; – відсутність впливу;

0 –ймовірний вплив, що залежить від прийнятих технологічних рішень

Види діяльності на різних стадіях реалізації проекту і види впливу на навколишнє середовище | Експлуатація МГЕС | Експлуатація ТЕС

Під’їздні дороги | ЛЕП | Обладнання | Робочий ремонт | Транспорт | Передача енергії | Водоймища | Зведення лісу | Під’їздні дороги | Транспорт | ЛЕП | Робочий ремонт | Обладнання | Передача енергії | Земельні роботи | Утиліз. відходів | Водосховища | Зберіг. продукції

Гео-сферні ха-рак-те-рис-тики | Зем-ля | Мінерал.ресурси | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | + | - | - | - | - | -

Будматеріали | + | + | - | + | - | - | + | - | + | - | + | + | + | + | 0 | 0 | + | +

Грунти | + | - | - | - | - | - | + | + | + | - | - | - | + | + | + | + | + | +

Якість грунтів | - | - | - | - | + | - | 0 | - | + | + | - | + | + | 0 | - | + | 0 | +

Радіація | - | - | - | - | - | - | - | - | 0 | + | - | + | + | - | - | 0 | - | +

Форми рельєфу | - | - | - | - | - | - | - | + | - | - | - | - | - | 0 | + | + | + | +

Во-да | Поверхневі води | + | - | + | + | - | - | 1 | + | + | + | - | + | + | - | + | + | + | +

Грунтові води | - | - | - | - | - | - | 0 | + | 0 | - | - | + | + | - | - | + | + | +

Якість води | - | - | - | 0 | 0 | - | - | - | + | + | - | + | + | - | 0 | + | 0 | +

Температура | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | + | + | - | - | + | + | -

Відновлюваність | - | - | 1 | 0 | - | - | 1 | - | - | - | - | + | + | - | - | + | + | 0

Продовження таблиці 2

Гео-сферні характе-ристики | Атмосф | Якість | - | - | - | - | + | - | - | - | - | + | - | + | + | - | - | + | - | +

Клімат | - | - | - | - | - | - | - | + | - | - | - | + | + | - | - | - | + | -

При-родні процеси | Ерозія | + | - | 1 | - | - | - | 1 | + | + | - | - | - | 0 | 0 | + | 0 | + | 0

Відклади | - | - | + | - | - | - | + | + | - | - | - | - | 0 | - | 0 | 0 | + | 0

Зсуви і т.ін. | 0 | 1 | 0 | - | - | - | 0 | + | + | - | 1 | - | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0

Електромагнітні поля | - | + | + | 0 | - | + | - | - | - | - | + | + | + | + | - | - | - | -

Шум | - | - | + | + | + | - | - | + | + | + | - | + | + | + | + | 0 | - | -

Біологіч-ні умови |

Фло-ра | Наземні рослин | - | + | - | - | + | + | - | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | +

Водні рослини | - | - | 0 | 0 | - | - | 1 | - | - | - | - | + | + | - | - | 0 | + | -

Зникаючі види | - | 0 | - | - | 0 | 0 | - | + | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | - | 0 | - | 0

Фау-на | Птахи | - | 0 | - | - | - | 0 | - | + | 0 | - | 0 | + | + | + | - | 0 | 0 | 0

Тварини | - | 0 | - | - | + | 0 | - | + | 0 | + | 0 | + | + | + | 0 | 0 | - | 0

Риби | - | - | 0 | 0 | - | - | 1 | - | - | - | - | + | + | - | - | 0 | + | 0

Зникаючі види | - | 0 | - | - | 0 | 0 | - | + | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | - | 0 | - | 0

Місцепроживання | - | 0 | - | - | 0 | 0 | 1 | + | 0 | 0 | 0 | - | + | + | 0 | 0 | 0 | 0

Антропо-генні фактори |

Землеко-ристу-вання | Дика природа | - | 0 | 0 | - | + | + | - | + | + | + | 0 | - | + | + | 0 | 0 | + | 0

Лісове госп. | 1 | 1 | - | - | 1 | 1 | - | + | 1 | 1 | 1 | + | + | 1 | - | - | 0 | -

Пасовища | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | + | + | 0 | 0 | 0 | 0 | -

Сільське госп. | 1 | 1 | - | - | 1 | 1 | 1 | - | 1 | 1 | 1 | + | + | 1 | 0 | 0 | 0 | -

Житлове будів. | 1 | 1 | - | - | 1 | 1 | 1 | - | 1 | 1 | 1 | + | + | 1 | - | 0 | 0 | -

Промисловість | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | + | 1 | 1 | - | 0 | 0 | 0

Рекреа-ція | Рибальство | - | - | 0 | - | - | - | 1 | - | - | - | - | + | + | - | - | - | + | -

Туризм | 1 | 1 | - | - | 0 | 1 | 1 | + | - | - | - | - | + | - | - | - | 0 | -

Курорти | 1 | 1 | - | - | 1 | 1 | - | + | - | - | 1 | + | + | 1 | - | - | - | -

Есте-тичні і соціальні цінності | Краєвиди | - | - | - | - | + | + | - | + | + | + | - | + | + | + | + | + | 0 | +

Пам’ятники | - | - | - | - | - | - | - | 0 | 0 | - | - | + | + | - | - | - | - | -

Заповідники | - | - | - | - | - | - | - | 0 | 0 | - | - | + | + | - | - | - | - | -

Енергозабезпеч | - | 1 | 1 | + | - | 1 | - | - | - | - | 1