Создание водоемов: 500 Internal Server Error

Как сделать искусственный пруд — строительство искусственного пруда или водоема (озера или ручья) — создание или организация искусственных прудов или водоемов (водопадов, ручьев)

Наша компания предлагает услуги возведения искусственных водоемов различного назначения. Все работы выполняет квалифицированный персонал. Для проведения монтажа и строительства используется специализированное оборудование и инструменты. Мы предлагаем каждому клиенту построить искусственный водоем или пруд, отвечающий европейским стандартам качества и надежности. Такой водоем обладает долгим сроком службы и отличной функциональностью.

Мы изготовим на вашем участке водоем различной модификации с последующим благоустройством. Услуга включает комплексные работы или единичные услуги. Строительство выполняется с применением современных стройматериалов, которые безопасны для окружающей среды и человека. Цена на услугу зависит от сложности заказа, размеров и типа водохранилища.

Сделать искусственный пруд

Мы предлагаем несколько вариантов работ по возведению водоемов и прудов. Отличие заключается в особенностях конструкции (пожарный водоем, водопад, ручеек, каскад). Стандартные работы включают:

• Проектирование.
• Земляные и предварительные работы.
• Заливку чаши водоема.
• Гидроизоляцию поверхности.
• Укрепление берегов.
• Декоративное оформление, озеленение, зарыбление.

 

Профессиональное строительство искусственных водоемов так же предполагает дальнейшее обслуживание по очистке воды и чаши конструкции. Мы проводим работы с учетом правил безопасности и технологии монтажа.

Кроме проектирования и непосредственного строительства создание искусственного водоема заключается также в озеленении растениями, установке и проверке работоспособности фильтровального и насосного оборудования.

Так же мы предлагаем услуги декорирования для придания конструкции лучших эстетических качеств, зарыбления.

После того как было произведено строительство искусственного пруда возникает необходимость в его обслуживании. Оно проводится с периодичностью в 2-3 месяца и включает комплекс работ по уборке мусора с поверхности воды, очистке элементов фильтрации, технический сервис оборудования, уход и подкормку растений. Сколько стоит тот или иной вид услуг по строительству и обслуживанию можно узнать у менеджеров нашей компании.

Создание искусственного пруда

Решение построить искусственный пруд на приусадебном участке принимают многие владельцы частной недвижимости, так как он:

• Повышает эстетические качества архитектурного объекта и приусадебного участка в целом.
• Является выигрышным дополнительным элементом для придания ландшафтному дизайну лучших декоративных качеств.
• Практичен и привлекателен – выполняет пожарные функции, влияет на общее озеленение участка и т. д.

 

Услуги постройки прудов нужны на объектах частной недвижимости – в загородных домах и коттеджах, таунхаусах и дачах. Возведение водоема может потребоваться на базах отдыха и в пансионатах, коммерческих заведениях и других местах, где существует необходимость в декоративных водохранилищах (ручейки, пруды, фонтаны, водопады).

Строительство искусственных прудов

Мы предлагаем строительство и обслуживание прудов на выгодных условиях – узнайте, сколько стоит пруд вашей мечты у наших менеджеров. У нас также можно приобрести с установкой оборудование для очистки: скиммеры (поверхностные фильтры), донные пылесосы для откачки ила и тины, аэраторы.

«АкваСтройГранд» – опытный подрядчик по строительству водоемов. Мы предлагаем гарантированно качественные услуги и высокий уровень сервисного обслуживания. Профессиональное строительство выполняют квалифицированные инженеры и рабочие.

 

Создание искусственного водоема на участке

 Все больше владельцев загородных участков задумываются о создании искусственного водоема, но, к сожалению, многие отказывается от этой идеи или откладывают строительство до лучших времен.

 Однако воплотив свою мечту в жизнь, вы будете приятно удивлены результатом. Искусственный водоем привнесет долю индивидуальности в ландшафтный дизайн и придаст участку истинную красоту природы.

 Итак, если вы решились создать водоем своими руками, в первую очередь обратите внимание на следующие факторы:

1. Тип почвы на вашем участке
2. Рельеф, уклон
3. Наличие растительности

 Стоит сразу составить план участка и определиться с расположением и размерами будущего пруда. Обратите внимание, относительно какой стороны света будет располагаться водоем. Не стоит размещать пруд в постоянно освещенном месте, под воздействием солнечных лучей вода начнет покрываться зелеными водорослями.

 Дизайнеры отмечают, что идеальный декоративный водоем на вашем участке должен занимать не более 3% от общей площади участка.

 Итак, прежде чем подходить к созданию пруда отметим, что водоемы могут различаться по уровню воды и по своей форме:

 Геометрически правильный, прямоугольный или ромбовидный пруд, будет иметь углы 90 градусов и, как правило, подобный водоем облицовывается камнем, кирпичом или плиткой.

• Не правильные геометрические формы

 Извилисто-овальные и округлые варианты, обладают наибольшей декоративностью. Как правило, отделка водоема неправильной формы осуществляется с помощью булыжников или галечников.

 В зависимости от назначения пруда выделяют следующие конструкции:

• Приподнятые. Характерны для декоративных водоемов с небольшой глубиной.
• Заглубленные. Пруды, требующие проведения серьезных земляных работ на участке. Такой тип уже позволяет завести рыбок, при условии, если будет рассчитан объем специальной ямы, которая будет залегать ниже зоны промерзания грунта.

 После того, как вы определились с формой будущего водоема и его назначением, стоит определиться с немаловажным фактором, таким как материал дна.

 Рассмотрим 2 варианта – пластик и пленка.

 Пластмассовое дно имеет жесткую форму, которая придает правильные очертания будущему пруду. Этот материал устойчив к перепадам температур и имеет долгий срок службы. Такой каркас будет легко демонтировать.

 Однако, пластиковая основа позволяет создать пруд только небольшой формы, а емкость большей формы будет иметь высокую стоимость.

 Пленочное дно

позволяет создать водоем практически любой формы, этот материал удобен в работе и имеет низкую стоимость.

 Однако пленку можно легко проткнуть, и даже уложив в несколько слоев, вы не добьётесь высокой прочности. Отдайте предпочтение пленке из ПВХ (Поливинилхлорида). Конечно, она дороже обычной, но прослужит вам больше 10 лет.

 Пошаговая инструкция по созданию простого водоема на своем участке:

1. Начертите план участка и выберете место для размещения.
2. Нанесите на план размеры будущего водоема: его длину, ширину и глубину.
3. Продумайте декоративное оформление.
4. На участке обозначьте периметр колышками, и проверьте уровень.
5. Выройте котлован необходимой глубины.
6. Выровняйте дно с помощью песка и пролейте большим количеством воды, пару дней подождите и утрамбуйте повторно.
7. Поместите пластиковое основание или пленку.

 Размещение пленочного покрытия: уложите пленку на дно в несколько слоев, оставив 0,5 м на припуск. По периметру котлована, отступив 30-40 см, выройте траншею, в которую поместите края пленки и закопайте.

 Пустоты между пластиковым основанием и котлованом тщательно засыпьте.

8. Дно водоема по желанию оформите гладкими камнями.
9. Оформите кромку, посадите растения и дополните элементами декора на свой вкус.

 Искусственный водоем станет украшением вашего участка, будет являться предметом гордости и станет отличным дополнением к природной композиции.

создание искусственных водоемов, пруд на садовом участке

---

 

Оптимальным для устройства искусственных водоемов является теплое время года. При создании искусственных прудов важно учесть множество факторов. Чтобы творение радовало глаз и не приносило беспокойств, лучше не пытаться реализовать затею самостоятельно. Особенно, если это первая попытка. Опытные специалисты и обладающие тонким вкусом дизайнеры всегда готовы прийти на помощь. 

Строительство декоративных водоемов, искусственных прудов

 

 В современном мире активно развивающихся технологий человечеству не хватает общения с живой природой.  Поэтому сегодня очень популярно озеленение участка и создание декоративных водоёмов на нём.

Если площадь участка позволяет, то искусственный пруд, декоративное озеро или водопад станут лучшим местом для отдыха.    Декоративный водоём может быть любого размера, а значит и на небольшом участке можно создать такой оазис, который будет иметь площадь не более одного квадратного метра. Нужно просто выбрать правильное место, где будет располагаться декоративный пруд.

Любой приусадебный участок оживится и преобразится, если на нём создать искусственный декоративный пруд.

Проектирование искусственных водоемов

  Чтоб воплотить в реальность свою идею достаточно обратиться к хорошему ландшафтному дизайнеру. Опытные специалисты сделают все замеры, создадут проект будущего водоёма, разработают эскизы. Вы же можете корректировать процесс создания искусственного озера. 

Устройство пруда на участке

   

При строительстве водоемов используют специальные материалы: готовые жесткие формы из пластика, либо специальную пленку. Готовые формы для обустройства пруда из пластика имеют разнообразные формы и широко представленны в продаже. При строительстве искусственных прудов часто применяют прочную поливинилхлоридную пленку. Срок службы такого материала — десять лет. При строительстве искусственных водоемов используют также бутилкаучуковые пленки, значительно более дорогие, срок службы которых — до двадцати лет. При устройстве  искусственных прудов важен также цвет пленки, из которой они формируется. Для обеспечения визуального эффекта большей глубины  пленку лучше брать наиболее темную. Это обеспечит не только эффект глубины, но и отражение на водной глади неба, солнца, окружающих искусственный пруд растений.  Для строительства  декоративного пруда для дачи можно использовать также поливинилхлоридные пленки покрытые слоем мелкого щебня наподобие естественного дна. 

Пруд на участке, функциональность и декоративность

 Декоративный садовый пруд может быть 50-60 см глубиной, благодаря чему видны натуральные донные камни, придающие водоему естественность. Если в планах создание искусственного водоема значительных размеров, более десяти квадратов, — глубина его должна быть не менее метра. 

Дизайн пруда на участке

 

Большой декоративный пруд может зрительно уменьшать территорию сада. После того, как строительство искусственного водоема  завершено, самое время задуматься о декорациях такого источника воды. Природный камень является самым привлекательным материалом для создания любого декоративного садового пруда. Его не нужно шлифовать и дополнительно обрабатывать. Хорошо подходят также плиты песчаника или клинкерный кирпич. Для дополнительного декорирования искусственного пруда используется галька. Берега декоративного водоема можно украсить плитами, что очень удобно и привлекательно. Весьма оригинально будут смотреться композиции в которых используются нестандартные материалы, например, медные краны, лейки, каменные раковины. Данные элементы добавят неожиданности в композицию и сделают водоём особо оригинальным.   Декоративный пруд всегда оживляет участок, а в жаркий день добавляет прохлады. Важно тщательно ухаживать за искусственным водоёмом, иначе он может превратиться в болотце с камышами.

    

 Смотреть все фотографии по обустройству участка   >>> 

 

 

 

Искусственный водоем для разведения рыбы

Уже давно искусственный водоем перестал быть только декоративной частью приусадебного участка. Теперь создание искусственного водоема для разведения рыбы – это достаточно привлекательный с точки зрения рентабельности бизнес.

Наша компания предлагает строительство рыбных ферм, а также создание пруда для разведения рыбы. Все вопросы по созданию и устройству такого объекта мы полностью берем на себя. В том числе наши заказчики могут не волноваться по поводу приобретения материалов – для гидроизоляции и защиты водоемов мы производим самые качестве геосинтетики.

Рыбоводство как бизнес идея

Строительство пруда для рыбы – это не только обеспечение себя и своих близких экологически чистой рыбой и увлекательной рыбалкой. Это может быть отличной бизнес идеей, которая позволит зарабатывать немалые деньги на любимом занятии.

Выбор участка для создания искусственного водоема для разведения рыбы

Выбрать участок для пруда не так уже сложно. Он может быть создан практически в любом месте, в том числе и в городской черте. На выбранном месте вырывается котлован с глубиной не менее 150 см, создаются дно, стенки соответствующей гидроизоляцией, засыпается дно, растительность и запускается малек.

Гидроизоляция искусственного водоема для разведения рыбы

Строительство прудов и водоемов для разведения рыбы невозможно без качественной гидроизоляции. Раньше технологии в этом плане были более примитивными. На дно укладывали слой глины, затем песка. После этого искусственного заиливали дно, и только потом осуществляли запуск рыбы. Но эффективность таких работ была минимальной. Теперь используются геомембраны и геотекстиль, которые обеспечивают необходимый дренаж, гидроизоляцию и защиту водоема от негативного влияния окружающей среды.

Геомембрана для искусственного водоема для разведения рыбы и ее монтаж

Строительство водоема для разведения рыбы с использованием геомембраны имеет свои преимущества. Она обеспечивает отличную гидроизоляцию, препятствует чрезмерному заиливанию, обладает стойкостью к химическим, температурным воздействиям, может выдержать локальные напряжения. Монтаж мембраны проводится только методом сварки швов. При этом полотна расстилаются вручную или специальными машинами.

Основные требования, предъявляемые к водоему для разведения рыбы

Строительство водоема для рыбы сопряжено с определенными правилами. Так, пруд должен иметь твердое дно, ведь некоторые виды рыб имеют донный способ существования, будут рыть дно и делать воду мутной. Поэтому на дно сверху геомембраны обязательно укладывается геотекстиль, и только потом засыпается гравий или галька.

Оборудование для рыбного водоема

Также строительство пруда для разведения рыбы требует использования определенного оборудования. Это фильтрационные системы, озонаторы, стерилизаторы, оборудование для УЗВ, генераторы кислорода и многое другое.

Виды рыбы и технология их разведения

Наиболее выгодными видами рыб, которые можно разводить в условиях российского климата, являются карп и форель. Для начала собственного бизнеса именно эти породы позволят быстро окупить затраченные средства на создание искусственного пруда для разведения рыбы. Технология выращивания рыбы зависит от ее породы, от температурного режима, величины мальков. Наиболее рентабельный способ – выращивание из оплодотворенной икры. Создание водоема для разведения рыбы – это наше основное направление деятельности.

Подписаться на рассылку Полезной информации можно через форму ниже:

Строительство, устройство прудов на участке в Москве и Московской области Территория Ландшафта

Устройство искусственных прудов под ключ

Вода в саду – это всегда центр работ по озеленению территории сада, жемчужина композиции. Блеск воды и солнечные блики украшают любой находящийся рядом объект.

Большую роль играет не только зрительный, но и слуховой эффект, создаваемый движением водных потоков. Он оказывает успокаивающее, расслабляющее действие на человека.

Технология строительства искусственных водоемов

Наиболее распространенной технологией строительства прудов и водоемов на сегодняшний момент является пленочная технология.

При создании водоема мы обеспечиваем полную гидроизоляцию и герметичность пруда

• Как правило, используется бутил-каучуковая пленка, толщина которой зависит от размеров водоема.
• Для защиты пленки на дне котлована устраивается песчаное основание, которое устилается слоем геотекстиля.
• Для создания декоративного эффекта дно и стенки пруда могут быть облицованы природным камнем или галькой.
• Для удобного размещения водных растений стенки водоема устраиваются в виде полок.

При строительстве водоема мы всегда учитываем требования водных растений к глубине произрастания и расположению в пруду. А также требования рыб. Таким образом мы создаем настоящий биогеоценоз в Вашем пруду.

Системы фильтрации воды

Немаловажным аспектом является чистота и прозрачность воды в водоеме. Для предотвращения загрязнения воды и поддержания появления неприятных запахов используется специальная система фильтрации. Система фильтрации подбирается в зависимости от объема пруда, наличия водных растений и рыб, а также от его расположения.

Мы всегда предлагаем нашим клиентам самоочищающиеся водоемы, и у Вас не возникнет проблем с постоянными чистками водоема.

Дизайнерская работа при строительстве водоемов

Без дизайнерского надзора невозможно сделать красивый водоем.

Наш дизайнер проработает форму Вашего будущего водоема, сделает визуализацию, подберет материалы, декоративные камни, околоводные и водные растения, оформит прибрежную зону, и самое главное – декоративно выложит водопад – исток воды. Только такой продуманный и естественный водоем будет радовать Вас ежедневно.

Стоимость пруда «под ключ»

Для того, чтобы объявить стоимость создания пруда, необходимо знать следующие вводные:

1. Размеры пруда (длина, ширина, глубина)
2. Наличие фильтрации и какого типа фильтрация необходима
3. Какого качества хотелось бы гидроизоляционный слой
4. Какого типа планируется декорация гидроизоляционного слоя
5. Наличие и размер водопада

Если Вам известны все вышеуказанные параметры — оставьте заявку на консультацию и мы в кратчайшие сроки просчитаем стоимость пруда для Вас. Если Вы еще не решили — позвоните нам и мы встретимся, чтобы обсудить эти вопросы и помочь Вам определиться.

Только после того, как будет понимание о том, какой пруд является прудом Вашей мечты — мы сможем рассчитать его стоимость «под ключ».

Преимущества

1. Самоочищающиеся водоемы
2. Учет требований водных растений
3. Полная гидроизоляция
4. Зарыбление водоемов
5. Озеленение прибрежной зоны
6. Выкладка грота в природном стиле
7. Создание экосистемы в пруду

Строительство прудов и водоемов в Тюмени

Среди элементов ландшафтного дизайна декоративный водоем, вероятно, один из наиболее оригинальных эффектных. Небольшой пруд оживит пейзаж, придав ему разнообразия, а вам подарит возможность отдыхать у воды, наслаждаясь прохладой даже в жаркий день.

Сколько бы ни уверяли в обратном журналы, телепередачи и интернет, строительство водоемов — не самая простая задача. Особенно для тех, кто первый раз с ней сталкивается и в принципе далек от садово-строительной тематики. И если по итогу потраченного времени, сил и денег вы хотите видеть на своем участке красивый и грамотно организованный пруд, который не обмелеет и не превратится в болото через год-другой, его создание все-таки стоит поручить специалистам.

 

Этапы строительства

Проект

Создание водоемов начинается с проектирования. Совместно с владельцем участка определяются стиль пруда, его размеры, форма. Большинство клиентов отдает предпочтение водоемам в пейзажном стиле, который позволяет живописно украсить береговую линию растениями и камнями, а самому пруду придать неровную форму, имитирующую природную. Наш дизайнер создаст проект пруда, который станет гармоничным продолжением ландшафта участка.

Очень важным моментом будет выбор места будущего водоема. Следует принять во внимание такие параметры, как затененность, наличие рядом кустов и деревьев, построек, а также схему прохождения подземных коммуникаций. Все эти условия также учитываются на этапе проектирования.

Строительные работы

После согласования проекта переходим к его реализации. Для начала выкапывается котлован под чашу будущего водоема. В зависимости от его размеров процесс может проходить с привлечением тяжелой техники или без нее — например, если вы решили «поселить» возле дома небольшой прудик, котлован для него можно вырыть обычной лопатой.

Следующая стадия — гидроизоляция. Строительство водоемов предполагает несколько типов изоляции, самый популярный — специальной пленкой. Он применим для прудов и озер любой формы, экономичен в сравнении с другими вариантами (акриловая чаша, бетонирование) и не занимает много времени. Окончив работы по гидроизоляции, можно приступать к наполнению пруда водой и его украшению.

Декор

Береговая линия водоема традиционно декорируется камнями — это одновременно укрепляет края котлована и придает пруду естественный вид. Водоросли и живущие на воде цветы, такие как кувшинки, водный гиацинт, кубышки, высаживаются в пруд в контейнерах. Прибрежную зону можно разнообразить камышами, стрелолистом и подобными им растениями. И не стоит забывать про малые архитектурные формы — даже если пруд можно обойти за минуту, небольшой мостик добавит ему привлекательности.

В компании «Загородный сад» вы можете заказать создание пруда «под ключ». Наши специалисты возьмут на себя все этапы организации водоема от проектирования до финального обустройства. Мы работаем с проектами любой сложности — заказывая у нас небольшой пруд или полноценное озеро на участке, вы получите неизменно идеальный результат.

Строительство водоемов и прудов на участке под ключ

Очистка участка от сорняков, мусора и удаление поросли. Создание дорожек на мягком основании, гравийная отсыпка или пошаговые дорожки. Ландшафтное освещение. Устройство водяных розеток. Посадка небольших растений на перспективу, устройство цветников. Устройство посевного газона, задернение.

Очистка участка от сорняков, мусора и удаление поросли. Разметка участка, разбивка на зоны. Первичная планировка грунта. Создание ливневки и дренажа при необходимости. Создание сплошного автополива. Устройство дорожек на бетонном и мягком основании, облицовка плиткой или камнем, подпорные стенки. Ландшафтное освещение. Завоз плодородного грунта 10-15см. Посадка средних растений, устройство цветников, рокариев, альпинариев. Устройство рулонного газона.

Очистка участка от сорняков, мусора и удаление поросли. Анализ грунта, воды при необходимости. Разметка участка, разбивка на зоны. Первичная планировка грунта. Создание ливневки и дренажа. Создание автополива по зонам озеленения, капельный полив цветников. Устройство дорожек на бетонном и мягком основании, облицовка плиткой, камнем, клинкером, гранитной крошкой согласно проекту, создание подпорных стен, террасирование, геопластика. Ландшафтное освещение по зонам озеленения, парадное освещение, подсветка МАФ, отдельных деревьев. Завоз плодородного грунта 10-15см. Посадка различных по высотам растений, посадка крупномеров при необходимости, устройство цветников, рокариев, альпинариев, розариев и т. д. Устройство различных декоративных отсыпок, посадка на геотекстиле с мягкими бордюрами. Устройство рулонного газона.

Резервуар

| Национальное географическое общество

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

Сервисные водохранилища полностью созданы руками человека и не рассчитаны на строительство 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 меняется со временем. 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.

Искусственные резервуары | SSWM — Найдите инструменты для устойчивой санитарии и управления водными ресурсами!

Информационный бюллетень Корпус блока

По материалам UNEP (2000)

Различные типы резервуарных систем. Источник: UNEP (2000)

Как и озера, водоемы варьируются по размеру от пруда до очень крупных водоемов (например, озеро Пауэлл, США). Однако различия по типу и форме намного больше, чем для озер. Термин «водохранилище» включает несколько типов построенных водоемов и / или водохранилищ:

• Долинные водохранилища — созданные путем сооружения барьера (плотины), перпендикулярного проточной реке.
• Прибрежные водохранилища — создаются путем сооружения ограждения, параллельного реке, и последующего снабжения его водой самотеком или откачкой из реки.

Последние водохранилища иногда называют насыпными или ограниченными водохранилищами и имеют контролируемый приток и отток в одну или несколько рек и обратно. В дополнение к одиночным водохранилищам также существуют системы водохранилищ, которые включают каскадные водохранилища, состоящие из ряда водохранилищ, построенных вдоль одной реки, и схемы переброски между бассейнами, предназначенные для перемещения воды через ряд водохранилищ, туннелей и / или каналов. из одного водосбора в другой.

Перекачивание из водохранилища для орошения

По материалам ФАО (1992)

Небольшое водохранилище на холмах Тепостлана (Морелос, Мексика), которое в основном заполнено водосбором осадков. Вода извлекается самотеком и защищена забором, чтобы избежать заражения животными или несанкционированного использования. Резервуар закрывается непроницаемым вкладышем. Источник: STAUFFER (2009)

Поля, расположенные вокруг водохранилища выше плотины или вокруг естественного озера, выше, чем уровень грунтовых вод водохранилища или озера.Здесь полив возможен только с помощью насосных станций, ручной или моторизованной откачки.

Уровень воды в водохранилище обычно самый высокий в конце сезона дождей и самый низкий в конце засушливого сезона или сезона орошения. Насосы, устанавливаемые на водохранилищах и озерах, должны быть способны справляться с этими колебаниями, которые не только вертикальные, но даже более выраженные по горизонтали, потому что вода отступает обратно в самые нижние части резервуара. Мертвый рукав реки также можно использовать в качестве водохранилища.Ветвь наполняется водой в сезон дождей и закрывается в сухой сезон, чтобы можно было использовать накопленную воду. Из-за низкого уровня воды обычно требуются насосы для орошения полей из такого водоема.

плотин и водохранилищ | Encyclopedia.com

Плотины — это сооружения, которые ограничивают поток воды в реке или ручье. И ручьи, и реки представляют собой водоемы с текущими поверхностными водами, движущимися под действием силы тяжести, которые отводят воду с континентов. Как только поток поверхностной воды замедляется или останавливается, за плотиной собирается резервуар или озеро.Плотины и водохранилища существуют в природе, а искусственные водные сооружения построены по образцу естественного слова. Многие озера сдерживаются каменными дамбами, созданными геологическими событиями, такими как извержения вулканов, оползни или восходящая сила Земли, которая создает горы. У людей и бобров есть открыли, как изменить свою природную среду в соответствии со своими потребностями, строя плотины и создавая искусственные озера.

Плотины подразделяются на четыре основных типа: гравитационные, насыпные, контрфорсы и арки.

• Гравитационные дамбы: Гравитационные дамбы представляют собой массивные земляные, каменные (кирпичные или каменные), каменные или бетонные конструкции, сдерживающие речную воду своим собственным весом. Обычно они имеют треугольную форму с острием в узком ущелье (глубоком овраге). Плотина Гранд Диксенс в Швейцарских Альпах является самой высокой гравитационной плотиной в мире.
• Плотины на набережных: Плотины на набережных представляют собой обширные участки уплотненной земли или каменной наброски с бетонным или каменным ядром, которые содержат резервуар, но допускают некоторое насыщение и смещение земли вокруг плотины и плотины внутри земли.
• Контрольные плотины: Контрольные плотины имеют опоры, укрепляющие стены плотины, и могут быть изогнутыми или прямыми. Контрфорсы на крупных современных плотинах, таких как плотина Итайпу в Бразилии, часто строятся в виде серии арок и сделаны из бетона, армированного сталью.
• Арочные дамбы: Арочные дамбы представляют собой изогнутые дамбы, прочность конструкции которых зависит от прочности конструкции арки для удержания воды. Как и гравитационные плотины, они больше всего подходят для узких речных долин V-образной формы с твердыми скалами для закрепления конструкции.Однако арочные дамбы могут быть намного тоньше гравитационных и требуют меньше бетона.

Плотины в истории

Люди использовали плотины для улавливания и хранения пресной воды в резервуарах уже более 5000 лет. Хотя вода в конечном итоге является обильным возобновляемым ресурсом на Земле (Земля в конце концов является «водной планетой»), во многих регионах пресная вода ограничена или доступна только сезонно. Если не регулироваться, реки и ручьи, которые являются важнейшим природным ресурсом человека, часто опасны для жизни человека и слишком непредсказуемы, чтобы обеспечивать постоянный источник пресной воды.Древние цивилизации Египта, Ассирии, Месопотамии и Китая росли и процветали отчасти потому, что строительство плотин и водохранилищ позволяло орошать (поливать) засушливые (чрезвычайно засушливые) земли, контролировать сезонные наводнения и хранить воду в засушливую погоду. Если ручьи и реки Земли — это вены, которые поддерживают выживание человека, то плотины — это клапаны, регулирующие поток воды через эти сосуды.

Сегодня люди зависят от плотин для хранения воды для орошения, питьевой воды и борьбы с наводнениями, как это было на древнем Ближнем Востоке.Месопотамцы и шумеры использовали плотины (низкие дамбы, построенные через ручьи или реки) и каналы (проход для воды) для орошения земли между реками Тигр и Евфрат, называемой Плодородным полумесяцем, около 6500 лет назад. Земляные плотины, которые удерживают питьевую и оросительную воду в резервуарах для небольших городов и ферм по всему миру, сегодня напоминают самые ранние известные остатки плотин. По оценкам археологов, около 5000 лет назад были построены каменная плотина и ряд небольших плотин и водохранилищ недалеко от современного города Джава в Иордании.Системы акведуков (искусственные каналы для транспортировки воды) и каналов (искусственные водотоки, предназначенные для транспортировки товаров или воды), подобные тем, которые были построены во времена Римской империи (1500–2000 лет назад), переносят воду из резервуаров в современные сельскохозяйственные угодья и города.

Плотины и водохранилища имеют второе важное применение, помимо хранения воды и регулирования речного стока. Их можно использовать для выработки гидроэнергии, одной из самых старых, простых и чистых форм возобновляемой и многоразовой энергии в мире.Вода, которая хранится в водохранилище над уровнем реки ниже по течению, накапливает энергию, называемую гидрологическим потенциалом. Когда вода выходит через плотину из резервуара, ее движение можно использовать для вращения колеса, которое затем может приводить в действие мельницу или электрический генератор. Чем дальше падает вода, тем больше энергии она выделяет. Водологи и инженеры используют высоту поверхности водохранилища, называемую гидравлическим напором, для оценки количества потенциальной энергии, хранящейся за плотиной.

Технология использования механической силы падающей воды почти такая же старая, как и технология накопления воды и борьбы с наводнениями.Древние шумеры и египтяне использовали водяные колеса с ведрами на лопастях, называемые нориями, для погружения воды из ручьев или рек. 2500 лет назад водяные колеса приводили в движение зерновые мельницы и качали воду из колодцев в Греческой и Римской империях. В период позднего средневековья водяные мельницы в промышленных центрах Германии и Италии измельчали ​​зерно, целлюлозную древесину для бумаги, пряденный шелк для текстиля, толченый металл, дубленые шкуры и измельченную руду (месторождения полезных ископаемых) из шахт. Во время промышленной революции девятнадцатого века британские инженеры-строители и горные инженеры построили 200 плотин высотой более 49 футов (15 метров, что примерно соответствует высоте пятиэтажного здания) для хранения воды в быстрорастущих городах Британии и обеспечения гидроэнергетикой для добыча и транспортировка угля, источника энергии, на котором основана индустриализация.

Современные плотины

Сегодняшние плотины и водохранилища предоставляют людям многие из тех же преимуществ и полагаются на те же базовые технологии, что и в древние времена. Однако размер и сложность современных систем управления водными ресурсами, структур и систем поразили бы древних греков и инженеров девятнадцатого века. В развитых странах, таких как США, все основные реки были перекрыты плотинами, и почти каждая речная система была изменена людьми. В конце двадцатого века в мире насчитывалось более 45 000 плотин высотой более 49 футов (15 метров) в 150 странах.Сегодня плотины удерживают воду для орошения, контролируют наводнения вдоль рек, обеспечивают водой города и вырабатывают около одной пятой мировой электроэнергии. В странах с наибольшим количеством плотин — Китае, США и странах бывшего Советского Союза — инженерное дело предоставило людям почти полный контроль над реками. Фактически, одна из основных причин, по которой люди больше не могут зависеть от гидроэнергетики для удовлетворения растущих потребностей в электроэнергии, заключается в том, что на Земле осталось очень мало крупных рек, которые нужно перекрыть плотинами.

Плотины по своей природе обречены на провал. Река размывает (изнашивается) и откладывает отложения (частицы песка, ила и глины) на своем пути от места своего истока к океану, пытаясь создать постоянный уклон (наклонный контур земли), называемый градиентным профилем. Когда плотина, естественная или иная, перекрывает реку, река приспосабливается к новой модели эрозии и отложений в попытке вернуться к своему градиентному профилю. По сути, река пытается устранить препятствие; водохранилища заполняются наносами, а ниже по течению эрозионные выемки под плотинами.Плотины, построенные до 1930-х годов, были построены без особых знаний о том, как работают реки или как можно спроектировать конструкции, чтобы противостоять разрушению. Каждая десятая плотина, построенная в США до 1930 года, разрушилась. В 1889 году более 2200 человек погибли в результате обрушения земляной набережной над Джонстауном, штат Пенсильвания, и затопления города. К 1930-м годам использование бетона и металла в плотинах, арочные конструкции и понимание рек позволили инженерам строить более безопасные и прочные плотины. Новая технология также привела к эпохе строительства все больших плотин, которая продолжается до настоящего времени.

Экологические и социальные последствия суперддам

Самые большие плотины в мире — это массивные сооружения высотой более 492 футов или 150 метров (более чем в три раза превышающие высоту Статуи Свободы), сдерживающие резервуары, которые покрывают общую площадь земли примерно такого же размера Небраски и Канзаса вместе взятых. Строительство более 300 супер плотин с начала двадцатый век создал как преимущества, так и проблемы для людей, живущих поблизости. Экономические, социальные и экологические издержки крупных плотин, таких как плотина Гранд-Кули на реке Колумбия в США, плотина Высокий Асуан на Ниле в Египте, плотина Итайпу на реке Парана между Бразилией и Парагваем, Ла-Гранд плотины в Канаде и плотина «Три ущелья» через реку Янцзы в Китае чрезвычайно высоки и, возможно, по мнению многих геологов, могут превысить долгосрочные выгоды от проектов.

Плотина Три ущелья: триумф или травести?

В 1993 году, через семьдесят четыре года после того, как Сунь Ят Сен, «отец китайской революции», впервые предложил плотину через реку Янцзы, началась подготовка к строительству крупной гидроэлектростанции в районе Трех ущелий Китая. Река Янцзы известна как «могучий дракон», который принес как процветание, так и трагедию для примерно четырехсот миллионов человек, живущих на ее берегах. Те же непредсказуемые наводнения, которые пополняют плодородную почву центрального Китая, разрушили миллионы домов, затопили миллионы акров посевов и убили тысячи людей за последнее столетие.

Когда плотина «Три ущелья» будет завершена, она станет самой большой и высокой плотиной в мире, и она будет сдерживать водохранилище длиной 360 миль (579 километров). Плотина будет иметь высоту 610 футов (186 метров), длину 1,3 мили (2 километра) и будет видна с Луны. Китайские правительственные чиновники и другие сторонники проекта говорят, что конструкция «Три ущелья» «приручит дракона», защитив миллионы людей ниже по течению от плотины от опасного наводнения и улучшив судоходство по реке.Гидроэлектростанция будет производить достаточно недорогой электроэнергии, чтобы обеспечивать электроэнергией большую часть центрального Китая.

Противники проекта «Три ущелья» утверждают, что его стоимость намного превышает его потенциальные выгоды. В дополнение к его цене в 29 миллиардов долларов по состоянию на 2004 год, проект уже страдает от коррупции, некачественного строительства и перерасхода средств. Строительство водохранилища вынудит около 1,9 миллиона человек покинуть свои дома и затопить десятки тысяч значительных природных, археологических и исторических памятников. Миллиард тонн неочищенных промышленных отходов и сточных вод попадет в новое озеро. Другие потенциальные проблемы включают эрозию и потерю плодородия сельскохозяйственных земель, прибрежную эрозию и загрязнение воды и продуктов питания.

Асуанская плотина

Современная Асуанская плотина, как и древние пирамиды в Гизе, является чудом египетской инженерии и государственной организации. Это массивная дамба на набережной через реку Нил на первой группе порогов в египетском городе Асуан недалеко от границы между Суданом и Египтом.Плотина, известная на арабском языке как Saad al Aali , была построена в 1971 году после 10 лет работы более 30 000 человек. С тех пор Асуанская плотина контролировала наводнения на Ниле, обеспечивала гидроэлектроэнергией миллионы египтян и резко увеличила количество используемых сельскохозяйственных угодий на берегах Нила. Воды озера Насер, водохранилище протяженностью 500 миль (805 километров), находящееся за плотиной, выдержали Египет во время засух, наводнений и экономических спадов, которые принесли голод, бедность и войны остальной части северо-востока Африки в 1980-х и 1990-х годах. .

Греческий историк Геродот писал: «Египет — дар Нила» в V веке до н. Э. Это так же верно сегодня, как и тогда. (Около 95% египтян живут в пределах 12 миль от Нила.) Признавая необходимость того, чтобы растущее население Египта более эффективно использовало Нил, президент Египта Гамаль Абдель Насер в конце 1950-х годов в качестве государственного проекта ввел в эксплуатацию новую плотину в Асуане. . (Первоначальная Асуанская плотина была построена британцами в 1889 году. Ее несколько раз укрепляли, прежде чем стала очевидной необходимость в более крупной и более прочной плотине.Высокая плотина была чрезвычайно дорогостоящей, а финансирование проекта поставило Египет в самый центр разногласий во время холодной войны. (Холодная война была продолжительным конфликтом за мировое господство между демократическими Соединенными Штатами и коммунистическим Советским Союзом. Оружием конфликта обычно были слова пропаганды и угроз.) Когда американцы и британцы отказались от своей поддержки после конфликта между Израилем и Египтом Насер обратился к Советскому Союзу за помощью в строительстве дамбы.

Как и все суперплотины, Асуанская плотина также имела значительные экологические и социальные недостатки.Десятки тысяч людей, в основном нубийские кочевники пустыни Сахара в Судане, были изгнаны из своих домов и земли. Древние артефакты и исторические места были затоплены водами озера Насер. До того, как озеро было затоплено, археологи и историки обнаружили и переместили множество бесценных мест и объектов, включая Великий храм Абу Сибеля, но многие сокровища были потеряны. Без ежегодных паводков Нила египетские пахотные земли больше не будут получать новые богатые питательными веществами слои ила, а их плодородие снизится, в результате чего египетские фермеры будут зависеть от химических удобрений.Дельта Нила и пляжи Средиземного моря сокращаются без песка, поступающего из устья Нила. Вместо этого отложения собрались в озере Насер и уменьшили его вместимость. Около 15% воды в озере Насер испаряется в атмосферу или просачивается через плотину. Асуанская плотина была источником процветания для Египта, и, в глазах египетского правительства и широкой общественности, ее преимущества перевешивали затраты.

Проблемы, связанные с очень большими плотинами, теперь становятся очевидными для геологов.По данным Всемирной комиссии по плотинам (WCD), от 30 до 60 миллионов человек, в основном бедные фермеры и люди из Индии и Китая, были перемещены из-за крупных гидроэнергетических проектов. Незаменимые природные, археологические и исторические памятники утонули под огромными водохранилищами. Затонувшая растительность загрязняет воду в водоемах и рыбу. Такие плотины, как плотины Гувера и Глен-Каньон на реке Колорадо в Соединенных Штатах или Асуанская плотина на Ниле, разрушают настолько большие речные системы, что экология (среда обитания) всего региона должна адаптироваться.Внизу по течению сельскохозяйственные земли могут потерять плодородие, качество воды будет низким, а естественные экосистемы (взаимодействие между живыми организмами и окружающей их средой) будут повреждены. Прибрежная эрозия возникает, когда реки больше не пополняют дельты (площадь суши до впадения реки в более крупный водоем) наносами.

Многие экологические группы, ученые и даже некоторые правительства начали искать решения проблем, связанных с большими плотинами. Было рассмотрено уменьшение размера и количества новых плотин, открытие новых альтернативных источников энергии, управление речным стоком для противодействия вредным экологическим и социальным последствиям и даже удаление некоторых плотин.С новой целью использования плотин и водохранилищ для создания устойчивой среды обитания человека и окружающей среды, современные и древние технологии управления водными ресурсами в сочетании могут служить очень далеко в будущем.

Лори Дункан, Ph.D.

Дополнительная информация

Книги

Постель, Сандра и Брайан Рихтер. Вашингтон, округ Колумбия: Island Press, 2003.

Всемирная комиссия по плотинам. Лондон: Earthscan Publications, Ltd., 2001.

Веб-сайты

«Польза плотин для общества — знаете ли вы?» http: // www.ussdams.org/benefits.html (по состоянию на 24 августа 2004 г. ).

«Реки, плотины и изменение климата». http://www.irn.org/programs/greenhouse (по состоянию на 24 августа 2004 г.).

«Образовательный центр инженерного корпуса армии США — управление водными ресурсами». http://education.usace.army.mil/water/resmgmt.html (по состоянию на 24 августа 2004 г.).

Резервуары | Энциклопедия Новой Джорджии

Изучить статью

Отличия от естественных озер Водохранилища — это водохранилища или искусственные озера, которые не встречаются в природе в природе.На территории современной Грузии до европейского заселения было мало естественных озер, и большинство водохранилищ, образованных бобрами и завалами из-за высоких потоков, были относительно небольшими. Отсутствие отступления ледников, уклона суши и местной геологии создавали условия для больших и малых рек и ручьев, но не для озер. Естественные водоемы, которые встречаются в Джорджии, в основном расположены в южной части штата на Прибрежной равнине, где образуются воронки и изолированные водно-болотные угодья в естественных неглубоких впадинах, которые в основном питаются дождевыми и неглубокими грунтовыми водами, называемыми заливами Каролины. Следовательно, большинство озер в Джорджии, которые сейчас используются для рекреационных, промышленных, муниципальных и государственных нужд, созданы людьми. Эти озера чаще всего создаются путем строительства плотин в долинах рек или ручьев. Объем воды, сбрасываемой ниже по течению из крупных водохранилищ, регулируется в соответствии с водопользованием. Водохранилища обычно сооружаются для выработки электроэнергии, борьбы с наводнениями, навигации, водоснабжения и отдыха. Озера меньшего размера могут быть построены для орошения, отдыха или эстетических целей.Обследование водохранилищ Агентства по охране окружающей среды США (USEPA) показывает, что в Джорджии насчитывается 4435 плотин высотой более шести футов. Однако недавние исследования в водоразделе реки Верхний Окони показали, что только 5 процентов плотин были учтены в исследовании USEPA. Большое количество плотин на небольших ручьях было определено как причина несоответствия между исследованием USEPA и результатами исследования Верхнего Кони; хотя количество миль водотоков, перекрытых водоемами, относительно невелико (8 процентов миль водотоков затоплены), процент миль водотоков, которые больше не функционируют как часть сети рек и ручьев, намного больше.

История

Создание крупных водохранилищ в Джорджии началось в начале 1900-х годов, когда Энергетическая компания Джорджии собирала воду для использования в качестве охлаждающих конструкций для угольных электростанций и гидроэнергетики. Дополнительные водохранилища были построены в 1930-х годах властями долины Теннесси в рамках крупного проекта по борьбе с наводнениями и выработке электроэнергии в долине реки Теннесси. Инженерный корпус армии США начал строительство плотин в Джорджии для навигации и борьбы с наводнениями в 1940-х и 1950-х годах в соответствии с Законом о борьбе с наводнениями 1944 года и Законом о защите водоразделов и предотвращении наводнений 1954 года.Некоторые из этих плотин также производят гидроэлектроэнергию. Энергетическая компания Джорджии и Инженерный корпус продолжали собирать реки для производства электроэнергии и борьбы с наводнениями до 1980-х годов. Большинство новых водохранилищ в Грузии в начале двадцать первого века строятся с целью увеличения местного водоснабжения. В штате Джорджия в 2003 году было тридцать крупных водохранилищ.

Многие из небольших водохранилищ в Джорджии были также начаты в соответствии с Законом о борьбе с наводнениями 1944 года и Законом США о защите водоразделов и предотвращении наводнений 1954 года.С. Департамент сельского хозяйства. В рамках Программы малых водоразделов в Грузии построено 357 водоразделов. Многие из этих сооружений подходят к концу своего пятидесятилетнего срока службы и требуют ремонта или восстановления в соответствии с законами о безопасности плотин.

Крупные водохранилища Джорджии в основном сосредоточены в северной половине штата, в Пьемонте. Земля, затопленная многими из этих водохранилищ, в основном осталась нетронутой; то есть здания и многие деревья в этом районе были затоплены из-за накопления воды за плотиной.Подводный ландшафт в этих водохранилищах включает стоячую растительность и остатки зданий, которые обеспечивают среду обитания для рыб. Многие небольшие водохранилища строятся путем выкапывания или расчистки ям перед их заполнением водой. При строительстве многих небольших водохранилищ, особенно в рыхлой почве Прибрежной равнины, почва уплотняется или используются подкладки (из ткани или уплотненной глины) для предотвращения потери воды из-за просачивания.

Отличия от природных озер

Построенные озера отличаются от естественных по нескольким существенным признакам.Дренажные бассейны водохранилищ обычно намного больше по сравнению с площадью поверхности озера, чем водосборные бассейны естественных озер. Бассейны водохранилищ имеют тенденцию быть узкими, удлиненными и дендритными (разветвленными), поскольку они чаще всего образуются в долинах рек. В водохранилища поступает сток из крупных ручьев и рек, и они обычно не перекрываются водно-болотными угодьями или мелководными участками соприкосновения. В результате поступление стока больше, более тесно связано с осадками и влияет на большую часть озера, чем в большинстве естественных озер.Эти характеристики приводят к высокому поступлению питательных веществ и отложений в дождливую погоду. Естественные озера, как правило, располагаются в истоках рек или ручьев, тогда как водохранилища — ближе к устью реки или ручья. Поэтому естественные озера обычно имеют более низкие концентрации питательных веществ и наносов, чем в построенных системах. Уровни воды в естественных озерах довольно постоянны, в то время как уровни воды в водохранилищах обычно используются для борьбы с наводнениями, производства гидроэлектроэнергии и / или навигации.Резервуары часто сбрасывают воду со дна плотины, которая содержит мало растворенного кислорода; это может вызвать проблемы с качеством воды ниже по течению. Природные озера, напротив, обычно выпускают хорошо аэрированные поверхностные воды. Управление уровнями воды в водохранилищах приводит к образованию больших площадей отложений, которые попеременно затопляются и обнажаются; частые манипуляции с уровнями воды предотвращают создание стабилизирующих водно-болотных угодий и прибрежной растительности, а также увеличивают эрозию береговой линии и отложения наносов. Частое чередование наводнения и воздействия может способствовать выделению из отложений большего количества питательных веществ, чем содержится в естественных озерах. Более высокая нагрузка питательными веществами способствует росту водорослей и других организмов, которые после смерти погружаются в отложения. Осадки постепенно заполняют водохранилище, так что продолжительность жизни водохранилища короче, чем у естественных озерных систем.

Искусственные озера, образованные речным водохранилищем, обычно имеют гидродинамические характеристики, которые сильно отличаются от естественных озер, состоящих из речных (речных), переходных и озерных (озерных) зон в водохранилище.Озера, созданные для производства гидроэлектроэнергии, могут иметь дополнительные изменения в гидродинамических характеристиках, вызванные потоком, создаваемым турбинами для выработки электроэнергии, или насосной системой для выработки электроэнергии.

Небольшие водоемы и пруды также имеют характеристики, отличные от естественных озер. Создание этих водохранилищ может изменить форму бассейна, чтобы препятствовать появлению надводной и береговой растительности, необходимой для предотвращения эрозии берегов. Небольшие водоемы часто не имеют точки оттока и, следовательно, накапливают отложения и питательные вещества быстрее, чем естественные озера.В результате небольшие искусственные озера поддерживают флору и фауну, отличную от естественных озер.

Биота (животный и растительный мир) водоемов может сильно отличаться от природных систем. Водоемы зарыблены для развития спортивного рыболовства для отдыха. Небольшие построенные озера и пруды также часто зарыбляются рыбой для отдыха и контроля роста затопленной растительности. При зарыблении рыбы образуется пищевая сеть, отличная от естественной.Заполнение рек также может препятствовать росту местных видов рыб, предотвращая передвижение рыб в критические моменты и удаляя естественную среду обитания (проточную воду), необходимую для воспроизводства. Кроме того, пониженная скорость потока и повышенная нагрузка наносов могут задушить местных мидий и других обитающих на дне видов; по этой причине многие из местных видов мидий в Грузии сейчас находятся под угрозой исчезновения. Различия в потоке и наносах также изменяют основу пищевой сети в сторону взвешенных водорослей (фитопланктон), а не прикрепленных водорослей (перифитон) и обломочного материала, который составляет основу питания в реках и ручьях.

Планы на будущее

Более 100 водохранилищ находились в стадии строительства или ожидали утверждения в штате в 2003 году. Построенные в Грузии озера обеспечивают множество преимуществ, включая отдых, водоснабжение, борьбу с наводнениями, навигацию и сельскохозяйственное орошение. Однако следует тщательно рассмотреть потенциальные последствия дальнейшего фрагментации наших естественных речных и ручных систем, чтобы гарантировать, что преимущества этих предлагаемых систем оправдывают финансовые и экологические затраты.

Плотин и водохранилищ

Плотина — это любой барьер, сдерживающий воду; плотины в основном используются для сохранения, управления и / или предотвращения перетока избыточной воды в определенные регионы.Кроме того, некоторые плотины используются для производства гидроэлектроэнергии. В этой статье исследуются искусственные плотины, но они также могут быть созданы естественными причинами, такими как массовые истощения или даже животные, такие как бобры.

Другой термин, часто используемый при обсуждении плотин, — водохранилище. Водохранилище — это искусственное озеро, которое в основном используется для хранения воды. Их также можно определить как особые водоемы, образованные в результате строительства плотины. Например, водохранилище Хетч-Хетчи в национальном парке Йосемити в Калифорнии — это водоем, созданный и сдерживаемый плотиной О’Шонесси.

Типы плотин

Один из наиболее распространенных типов крупных плотин — арочная плотина. Эти каменные или бетонные плотины идеально подходят для узких и / или каменистых мест, поскольку их изогнутая форма легко удерживает воду за счет силы тяжести без необходимости использования большого количества строительных материалов. Арочные дамбы могут иметь одну большую арку или несколько маленьких арок, разделенных бетонными контрфорсами. Плотина Гувера, которая находится на границе штатов Аризона и Невада в США, представляет собой арочную плотину.

Другой тип плотины — контрфорс. Они могут иметь несколько арок, но, в отличие от традиционной арочной дамбы, они также могут быть плоскими. Обычно контрфорсы изготавливаются из бетона и имеют ряд распорок, называемых контрфорсами, вдоль нижней стороны плотины, чтобы предотвратить естественный поток воды. Дамба Дэниел-Джонсон в Квебеке, Канада, представляет собой многокарточную контрольную плотину.

В США наиболее распространенным типом плотин является насыпная плотина. Это большие плотины, сделанные из почвы и камня, которые используют свой вес для сдерживания воды.Чтобы вода не проходила через них, плотины насыпей также имеют толстую водонепроницаемую сердцевину. Плотина Тарбела в Пакистане — крупнейшая в мире плотина-насыпь.

Наконец, гравитационные плотины — это огромные плотины, которые построены так, чтобы удерживать воду, используя только свой собственный вес. Для этого они строятся с использованием большого количества бетона, что делает их сложными и дорогими в строительстве. Плотина Гранд-Кули в американском штате Вашингтон представляет собой гравитационную плотину.

Типы резервуаров и конструкции

Первый и обычно самый большой тип водохранилища называется долинным водохранилищем.Это водохранилища, расположенные в узких участках долины, где огромное количество воды может удерживаться по бокам долины и плотине. Лучшее место для плотины в водохранилищах такого типа — это там, где ее можно наиболее эффективно встроить в стену долины для образования водонепроницаемого уплотнения.

Чтобы построить водохранилище с водохранилищем в долине, река должна быть отведена, обычно через туннель, в начале работ. Первым шагом в создании такого типа водохранилища является заливка прочного фундамента под плотину, после чего можно начинать строительство самой плотины.Выполнение этих шагов может занять от нескольких месяцев до нескольких лет, в зависимости от размера и сложности проекта. После завершения отвод удаляется, и река может свободно течь к плотине, пока она постепенно не заполнит водохранилище.

Противоречие с плотиной

Кроме того, создание водохранилища требует затопления больших участков земли за счет окружающей среды, а иногда и деревень, поселков и небольших городов. Например, строительство китайской плотины «Три ущелья» потребовало переселения более миллиона человек и затопило множество различных археологических и культурных объектов.

Основное использование плотин и водохранилищ

Еще одно важное использование плотин — это производство электроэнергии, поскольку гидроэлектроэнергия является одним из основных источников электроэнергии в мире. Гидроэнергетика генерируется, когда потенциальная энергия воды на плотине приводит в действие водяную турбину, которая затем включает генератор и вырабатывает электричество. Чтобы наилучшим образом использовать энергию воды, в обычных плотинах гидроэлектростанций используются водохранилища разного уровня, позволяющие регулировать количество вырабатываемой энергии по мере необходимости. Например, при низком спросе вода удерживается в верхнем резервуаре, а по мере увеличения потребности вода сбрасывается в нижний резервуар, где она вращает турбину.

Некоторые другие важные применения плотин и водохранилищ включают стабилизацию потока воды и ирригацию, предотвращение наводнений, отвод воды и отдых.

Чтобы узнать больше о плотинах и водохранилищах, посетите сайт PBS Dams Site.

1. Рогун — 1099 футов (335 м) в Таджикистане
2. Нурек — 984 футов (300 м) в Таджикистане
3. Гранд Диксенс — 932 фута (284 м) в Швейцарии
4. Ингури — 892 фута (272 м) в Грузии
5. Boruca — 876 футов (267 м) в Коста-Рике
6. Vaiont — 860 футов (262 м) в Италии
7. Chicoasén — 856 футов (261 м) в Мексике
8. Tehri — 855 футов (260 м) в Индии
9. Альваро Абрегон — 853 фута (260 м) в Мексике
10. Мовуазен — 820 футов (250 м) в Швейцарии
11. Озеро Кариба — 43 кубических мили (180 км3) в Замбии и Зимбабве
12. Куйбышевское водохранилище — 14 кубических миль (58 км3) ) в России

Работа с наносами: влияние на плотины и выработку гидроэнергии

Как осаждение водохранилища и соответствующие методы управления влияют на работу плотин и гидроэлектростанций? Авторы освещают эту тему и приводят наглядные примеры из практики, в том числе Асуанской плотины мощностью 2100 МВт в Египте.

Грег Шелленберг, К. Ричард Доннелли, Чарльз Холдер и Раджиб Ахсан

Хотя отложения в мировых водохранилищах представляют серьезную угрозу для устойчивости гидроэнергетики, существует ограниченное руководство о том, как лучше всего решить эту проблему. Седиментация влияет на безопасность плотин и снижает выработку энергии, ее хранение, пропускную способность и способность ослаблять наводнения. Это увеличивает нагрузки на плотину и ворота, повреждает механическое оборудование и создает широкий спектр воздействия на окружающую среду.В этой статье исследуются проблемы седиментации, поскольку они имеют отношение к гидроэнергетическим объектам, безопасности плотин и окружающей среде; обсуждает методы управления отложениями; и описывает, как их можно реализовать для ограничения воздействия на гидроэнергетику.

Фон

Отложения из водохранилища — это процесс эрозии, уноса, транспортировки, осаждения и уплотнения наносов, переносимых в резервуары, образованные и удерживаемые плотинами. В нерегулируемых зрелых реках со стабильными водосборами процессы наносов относительно сбалансированы.Строительство дамбы снижает скорость потока, инициируя или ускоряя осаждение 1, что приводит к отложению все более мелких материалов (см. Рисунок 1).

В жизни пласта три стадии: ²

• Непрерывное и быстро происходящее накопление наносов;
• Частичный баланс наносов, при котором часто мелкие осадки достигают баланса, но крупные осадки продолжают накапливаться; и
• Полный баланс осадка, с одинаковым притоком и выходом осадка для всех размеров частиц.

Большинство мировых коллекторов находятся в стадии непрерывного накопления. ² Многие из них были спроектированы путем оценки скорости седиментации, чтобы обеспечить бассейн достаточным объемом для достижения указанного расчетного срока службы. Однако этот расчетный срок службы обычно намного меньше, чем реально достижимый. Следовательно, управление резервуарами для достижения полного баланса наносов имеет важное значение для максимального продления их срока службы.

Развивающиеся регионы мира, которые больше всего выигрывают от гидроэлектроэнергии, часто имеют самый высокий выход наносов (см. Рис. 2 на стр. 8). ³ В этих регионах устойчивое развитие гидроэнергетики должно включать рассмотрение методов управления наносами во время проектирования, строительства и эксплуатации.

Влияние отложений на поколение

От 0,5% до 1% от общего объема 6 800 км. ³ воды, хранящейся в водохранилищах по всему миру, ежегодно теряется в результате осаждения. ² В результате мировые объемы водохранилищ на душу населения резко сократились с момента своего пика примерно в 1980 году.Текущее хранилище эквивалентно уровню, существовавшему почти 60 лет назад2

Потеря емкости водохранилища снижает гибкость производства и влияет на надежность водоснабжения. Без хранилища гидроэнергетические объекты полностью зависят от сезонных потоков. Эти потоки могут не возникать, когда необходима энергия, что устраняет одно из ключевых преимуществ гидроэнергетики по сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии.

Осадки, сбрасываемые из верхней плотины в каскадной системе, могут повышать уровень забойных вод, снижая выработку электроэнергии. ¹ Это повлияет на генерирующий потенциал всех станций каскада и увеличит вероятность затопления электростанции.

Осадки влияют на устойчивость

Нагрузки наносов обычно идеализируются как статическое давление почвы в состоянии покоя. В руководстве по проектированию небольших плотин Бюро мелиорации США предлагается считать отложения эквивалентными жидкости с предполагаемым коэффициентом давления около 0,39 и коэффициентом внутреннего трения около 37 градусов.

Однако фактические свойства отложений коллектора могут значительно отличаться. Неконсолидированные мелкозернистые отложения, вероятно, имеют более низкое сопротивление сдвигу и более высокий коэффициент давления в состоянии покоя, в то время как резервуар, заполненный более крупными отложениями, может иметь более высокое сопротивление сдвигу.1

Опубликованные критерии в отношении потенциальных изменений давления подъема из-за седиментации часто игнорируют тот факт, что мелкозернистые отложения могут уменьшать поднятие таким же образом, как и спроектированный выше по течению бланкет. И наоборот, в случае большого притока мутности, можно ожидать более высоких давлений подъема до тех пор, пока не осядет достаточно частиц, чтобы сформировать покров.

Во время сейсмического события вполне вероятно, что сжиженные отложения быстро вернутся к своему исходному состоянию, что приведет к быстрому рассеиванию порового давления. Следовательно, может быть сомнительным автоматическое назначение более высоких давлений подъема в этом случае.

Обычно используемые конструктивные соображения могут не учитывать некоторые вероятные варианты нагружения.Например, обрушение откоса подводных отложений может вызвать поверхностные волны, добавив дополнительную нагрузку, волны гидродинамического давления и инерционную нагрузку от плотной псевдоожиженной массы грунта и воды. Другое явление, которое обычно игнорируется, относится к потокам мутности в резервуарах. Такая мутная жидкость с содержанием осадка 100 мг / л может быть примерно на 6% тяжелее чистой воды.1

Подводные оползни широко изучаются из-за их способности создавать волны цунами. Однако проектировщикам также необходимо учитывать возможность того, что разрушение круто наклонного дельтового фронта может увеличить нагрузку и вызвать волны сжатия, которые могут привести к псевдоожижениям более мелких отложений вблизи подошвы оползня.По мере того как осадки продвигаются к плотине, вероятность возникновения проблем постепенно увеличивается.

Часто предполагается, что во время землетрясения отложения полностью разжижаются, теряют всю прочность и создают гидростатическую нагрузку плотной жидкости на плотину. Однако такая степень псевдоожижения, вероятно, невозможна в резервуаре, заполненном крупными материалами. Разработчики также часто предполагают, что полностью псевдоожиженная плотная жидкость способствует гидродинамической нагрузке давлением на основе формулы Вестергаарда, игнорируя физическую основу ее происхождения.На самом деле, есть некоторые сомнения относительно применимости формулы Вестергаарда для гидродинамических давлений.

Проекты также должны учитывать степень насыщения отложений. Когда отложения коллектора полностью насыщены, демпфирование системы при динамической нагрузке минимально. Однако значительное снижение ускорения происходит, когда отложения частично насыщены.4,5 Для жестких оснований гидродинамическое давление немного снижается у основания плотины, когда отложения полностью насыщены, но увеличиваются при частичном насыщении. ⁴ Частичное насыщение увеличивает реакцию системы на горизонтальное движение грунта. ⁵ Толщина наносов является важным фактором, особенно когда отложения частично насыщены. ⁵ Тонкие слои приводят к минимальному поглощению горизонтальных движений, в основном из-за относительно высокого модуля упругости и низкого коэффициента затухания. ⁶ В течение жизненного цикла коллектора это меняется, поскольку отложения продолжают накапливаться. ⁷ Другими важными факторами являются плотность отложений, сжимаемость и поровое давление воды. ^5,7

Эта зависимость от свойств отложений дает веские основания для их измерения и включения в проект. ⁴ Однако расчет выполняется до того, как произойдет осаждение, и те же отложения, которые являются стабильными при нормальных условиях и поглощают энергию на дне резервуара, могут перейти в жидкое состояние. По этой причине использование коэффициента отражения от дна коллектора должно быть логически связано с оценкой поведения отложений коллектора и постоянным мониторингом.

Влияние отложений на пропускную способность

Осадки часто блокируют выходы на нижнем уровне, спроектированные с учетом просадки коллектора. ¹ По мере продолжения седиментации может произойти засорение водосбросных туннелей или других трубопроводов. ¹

Уменьшение пропускной способности водосброса может произойти в результате потери глубины подхода, когда фронт наносов достигает плотины. Водохранилище становится заполненной дельтой долиной, которая принимает извилистый курс, так что волна паводка не распространяется, чтобы обеспечить направление наводнения.

Воздействие отложений на оборудование

Осадки могут повредить турбины и другое механическое оборудование из-за эрозии оксидного покрытия на лопатках, что приведет к неровностям поверхности и более серьезному материальному ущербу. ⁸ Длительная эрозия может привести к увеличению времени простоя для обслуживания или замены. ⁸

Степень механического истирания определяется многими факторами. Особое значение имеют тип и физические характеристики осадка. Угловые отложения, состоящие из минералов с твердостью по шкале Мооса более 5, таких как кварц, полевой шпат и турмалин, являются проблематичными.Кроме того, гидравлические параметры и рабочие параметры оборудования, такие как скорость потока, гидравлический напор, турбулентность, скорость вращения турбины и материал турбины, влияют на восприимчивость к истиранию. Импульсные турбины, такие как Pelton или Turgo, более подвержены истиранию, чем реакционные турбины. ⁸ Тем не менее, замена рабочего колеса и замена наконечника иглы / седла намного проще с турбинами Пелтона. Следовательно, они могут быть предпочтительнее с учетом общей стоимости жизненного цикла.

Истирание можно уменьшить, выбрав металлы для повышения эрозионной стойкости и / или уменьшив объем мелкого осадка, который достигает механического оборудования.Часто установки предназначены для удаления большей части крупных частиц осадка. Однако даже ил может вызвать значительное истирание, если содержание кварца и напор достаточно высоки. ⁹ На гидроэлектростанции Натпа Джакри мощностью 1500 МВт в Индии использовались четыре опреснительных камеры, которые успешно удаляли более крупные осадки. Однако повреждение более мелких частиц было настолько серьезным, что части турбин пришлось заменить в течение одного года.

Материалы, обычно используемые на гидроэлектростанциях, подверженных образованию отложений, — это нержавеющая сталь, прошедшая термообработку для упрочнения и повышенной защиты от истирания. ⁸ Защитить механическое оборудование от истирания отложениями можно также с помощью покрытия твердой поверхности керамическими красками или пастами или твердосплавными сплавами. ⁸ Исследования показали улучшенную стойкость к истиранию отложений при использовании композитов на основе карбида вольфрама в качестве поверхностного покрытия. ⁸ При проведении таких оценок важно учитывать тот факт, что истирание будет увеличиваться по мере заполнения резервуара. Метод Нодзаки можно использовать для оценки частоты ремонта турбины.Метод учитывает эффективную концентрацию осадка, размер и форму частиц, материал турбины и любые покрытия.

Конструкция турбин

должна сводить к минимуму пиковые скорости для уменьшения ударов. Для турбины Пелтона меньшее количество форсунок и увеличенные ковши рабочего колеса с большим радиусом уменьшают центробежные силы между наносом и поверхностями рабочего колеса. Независимо от выбранной турбины при проектировании необходимо учитывать такие вопросы, как простота снятия рабочего колеса для будущего обслуживания.

Влияние отложений на окружающую среду

Любая плотина вызовет некоторую степень истощения наносов ниже по течению. Виды растений и животных чувствительны к изменению как поступления наносов, так и режима потока.2,10 Повышение концентрации наносов может создавать мутные воды с меньшей эвфотической зоной. Это снижает продуктивность растений, отрицательно сказываясь на видах рыб и птиц2 и вызывая истирание жабр рыб, тем самым повышая вероятность заболеваний или смертности. Мутность также может вызывать нарушение зрения у хищных рыб, влияя на их привычки питания. Наконец, отложения являются основным переносчиком взвешенных загрязнителей, таких как азот, фосфор и тяжелые металлы.10

Осадки, высвобождаемые в результате управления наносами или прорыва плотины, могут иметь экологические последствия, которые могут сохраняться в течение десятилетий.

Численное моделирование седиментации и стратегии управления наносами

Для гидроморфологического моделирования доступны различные инструменты для оптимизации управления резервуаром:

• Модель HEC-RAS инженерного корпуса армии США включает подвижный модуль расчета переноса отложений, который недавно использовался для моделирования процессов осаждения, возникающих в результате развития гидроэнергетики в северной Манитобе. 11
• MIKE 21 — это двухмерная гидродинамическая модель, используемая для моделирования процессов седиментации, которая использовалась для оценки характера отложения наносов и моделирования результатов будущих промывных операций на плотине Боэберг в Южной Африке.12
• Модель гидродинамики, переноса наносов и физической среды обитания FAST используется для моделирования морфологических процессов и изменений среды обитания рыб в аллювиальных реках.13 Она использовалась для прогнозирования гидроморфологических условий и оптимизации процедур смыва наносов перед строительством новых гидроэнергетических объектов на реке Нил. .

Решения для управления отложениями

Разработка и сохранение устойчивого хранилища для удовлетворения глобальных потребностей требует включения методов управления отложениями в коллекторе при разработке проекта и на протяжении его жизненного цикла. Эти методы различаются в зависимости от типа объекта. В русловых проектах управление наносами направлено на удаление отложений, которые могут вызвать истирание турбин и забить водозаборники охлаждающей воды. В проекте по хранению эта цель и продление срока службы резервуара являются ключевыми.

Для гидроаккумулирующих установок стратегии управления наносами для увеличения срока службы резервуаров можно разделить на три категории:

• Те, которые отводят часть наносов через резервуар или вокруг него;
• Те, которые удаляют или перестраивают осадок, который уже отложился; и
• Те, которые минимизируют количество наносов, попадающих в резервуар сверху по течению.

Многие операторы плотин внедрили методы управления наносами, разработанные для достижения этих целей.14 Некоторые примеры описаны ниже.

Обход

Обход наносов на потоке отводит часть воды, насыщенной наносами, вокруг резервуара, как правило, с использованием водослива, который работает во время высоких потоков, когда концентрация наносов высока.

Можно использовать водохранилище вне потока, чтобы только чистая вода отводилась через обводную плотину. Резервуар вне потока обычно имеет ограниченную емкость и может исключать только отложения, переносимые более высокими стоками. ² Тем не менее, он снижает количество взвешенных наносов и донных отложений, достигающих водохранилища.14 Другие преимущества включают тот факт, что водохранилище и плотина расположены вдали от основного речного русла, что позволяет минимизировать нарушение водных видов и среды обитания и необходимость строительства крупных водосбросов. ² С другой стороны, водохранилища, находящиеся вне потока, обычно не позволяют максимизировать генерирующую мощность, особенно в районах, которые зависят от высоких потоков, возникающих в течение короткого периода времени. ²

Обход наносов лучше всего работает в районах с высоким рельефом, где потоки наносов эффективно проходят через отводной туннель или канал. Обход является наиболее экономичным для плотин, расположенных на изгибе реки, поскольку это позволяет относительно короткий объезд между плотиной и стороной вниз по течению от плотины14

Маршрут слива / спуска

Этот метод включает в себя понижение уровня воды в водохранилище перед сильным течением, чтобы вода и отложения могли проходить через водосброс с высокой скоростью. Заполнение происходит во время опускания гидрографа паводка.2,14 Методы промывки зависят от гидрологических характеристик сооружения и размера резервуара.

Дноуглубительные работы

Дноуглубительные работы могут быть эффективными, но они будут продолжаться в течение всего срока реализации проекта и могут иметь значительные финансовые последствия. Например, выемка 6 млн. М ³ наносов на водохранилище Лойза в Пуэрто-Рико в 1997 году стоила 10 долларов США / м ³ ,1,2

Промывка

Промывка включает опорожнение резервуара путем открытия нижних выпускных отверстий и позволяя входящему потоку очищать отложения.2,14 Эффективность варьируется, но, как правило, смывается только «ядро» отложений вдоль исходного тальвега канала. Осадки по бокам водохранилища остаются на месте.2

Альтернативный метод — промывка под давлением, когда перед промывкой резервуар частично опускается. Это перераспределяет крупные отложения выше по течению ближе к плотине, смягчая их воздействие, но часто не очищает более мелкие отложения. ² Промывка под давлением также используется для перераспределения отложений, перемещая их в менее чувствительное место.

Контроль эрозии

Многие водосборы испытывают повышенные темпы эрозии из-за землепользования и других действий человека. Методы уменьшения эрозии делятся на три категории: структурные или механические, растительные и эксплуатационные.1

Структурные или механические меры, такие как террасы, транспортные каналы, контрольные дамбы и отстойники1,14, снижают скорость наземного или канального потока, увеличивая поверхностное накопление и тем самым уменьшая нагрузку наносов в сток.

В борьбе с растительной эрозией используется естественная способность растений ограничивать эрозию. Особенно эффективны агротехнические приемы, минимизирующие выход наносов.

Оперативные меры минимизируют эрозию за счет планирования, управления и организации. Примеры включают планирование строительных работ таким образом, чтобы минимизировать эрозию, или планирование заготовки древесины, совпадающее с благоприятными почвенными условиями. 1

Борьба с эрозией, возможно, является наиболее широко рекомендуемым, но наиболее плохо реализуемым методом борьбы с наносами, потому что землепользователи могут не видеть каких-либо прямых выгод от контроля выхода наносов.2

Выбор оптимальных методов борьбы с седиментацией

Соответствующая практика управления отложениями зависит от срока службы резервуара, выраженного как отношение объема резервуара (CAP) к среднему годовому притоку наносов в резервуар (MAS), и время удерживания, представленное как функция отношения CAP к средний годовой входящий поток (MAF). Выбор оптимальных методов управления наносами можно оценить на основании предшествующего опыта и этих факторов (см. Рисунок 3).

Примеры из практики

Примеры, обсуждаемые ниже, иллюстрируют ряд проблем, связанных с управлением наносами, а также стратегии, принятые для их смягчения.

Асуанская плотина, Египет

Проект Асуанской плотины мощностью 2100 МВт на реке Нил в Египте включает плотину высотой 111 м, которая подпитывает водохранилище длиной 130 км ³ . 15 Эта плотина вызывает споры, в основном из-за опасений по поводу истощения наносов в дельте реки Нил. .15

До строительства этой плотины река Нил переносила в среднем 100 x 106 тонн наносов в год в дельту реки Нил в Средиземном море.16 Сегодня, с эффективностью улавливания 99%, небольшое количество наносов достигает дельты.15,16 Хотя ожидается, что живые запасы водохранилища озера Насер / Нубия выше Асуанской плотины не будут снижены в течение следующих 300-400 лет, 17 широко сообщалось о неблагоприятных воздействиях вниз по течению.15 Эрозия вдоль средиземноморского побережья Египта продолжалась веками, но улавливание наносов в сочетании с повышением уровня моря и другими факторами усугубило проблемы береговой эрозии15

Плотина Дез, Иран

Проект гидроэлектростанции Дез мощностью 520 МВт на юго-западе Ирана включает бетонную арочную плотину высотой 203 м.Оседание водохранилища привело к повышению русла реки примерно на 2 м в год, что привело к потере около 19% запасов водохранилища за 40 лет его эксплуатации. По состоянию на 2016 год дно водохранилища находилось в пределах 12 м от водоприемников, так что отложения могут попасть в туннели в течение десятилетия.

Стратегии управления наносами, рассмотренные для проекта Dez, включали управление водосбором, промывку наносов, тактические дноуглубительные работы вблизи водозаборов и укрепление плотины.Оптимальным решением была промывка наносов, управляемая путем изменения режима работы электростанции и водосброса.

Другая проблема заключалась в том, что отложения поднялись над выходами низкого уровня. Поскольку промывка отложений через клапаны Howell-Bunger создавала риск повреждения клапанов, была построена физическая модель для оценки замены этих клапанов радиальными шлюзовыми затворами. Результаты показали, что участок ниже по течению реки не может выдержать большого количества размыва, связанного с этой модификацией, поэтому клапаны Howell-Bunger были переработаны с использованием износостойких материалов.

Три ущелья, Китай

В Китае масштабы этой проблемы привели к развитию инноваций в управлении наносами14. Были приняты четыре основные стратегии управления наносами. К ним относятся: хранение прозрачного вещества и выделение мутности, выделение потоков мутности, промывка отложений и выемка грунта19

Проект «Три ущелья» мощностью 22 500 МВт на реке Янцзы является крупнейшим в мире гидроэнергетическим объектом. Мертвое хранилище водохранилища «Три ущелья» (17 миллиардов м ³ ) рассчитано на заполнение отложениями примерно через 120–150 лет.Оставшиеся 22 миллиарда кубометров ³ должны удерживаться на неопределенный срок путем смыва.19 В период паводков с июня по сентябрь, когда от 50% до 60% годового стока переносится большей частью наносов в китайских реках, 19 операторов опускают водохранилище. , сохраняя более чистую воду до конца года. Эта стратегия оказалась эффективной для уменьшения воздействия наносов как на плотине Три ущелья, так и на водохранилище Санмэнься с электростанцией мощностью 400 МВт19

Выводы

Мировые водохранилища используются для многих целей, в том числе для обеспечения надежного водоснабжения, гидроэнергетики и смягчения последствий наводнений.Устойчивая гидроэнергетика требует решения важной проблемы седиментации водохранилища.

В этой статье описаны процессы седиментации, определены ключевые воздействия седиментации на гидроэнергетические объекты и представлены методы, которые могут быть использованы для устранения этих воздействий. Осадки могут повлиять на выработку гидроэлектроэнергии из-за потери резервуара и / или повреждения механических компонентов сооружения. Отложения, отложенные в водохранилищах, могут повлиять на безопасность плотин и, без надлежащего управления, отрицательно повлиять на окружающую среду.

Методы управления наносами делятся на три основные категории: те, которые отводят отложения вокруг резервуара или через него, те, которые удаляют отложенные отложения, и те, которые сводят к минимуму количество отложений, достигающих объекта в первую очередь. Во всем мире использовались различные стратегии управления наносами, многие из которых были задокументированы.

Это обсуждение подчеркивает необходимость надлежащего управления наносами на гидроэнергетических объектах и ​​показывает, как этого можно достичь за счет рассмотрения проблем, связанных с отложениями, от самого раннего этапа проектирования до строительства и эксплуатации.

Примечание редактора: Это сокращенная версия гораздо более длинной статьи по данной теме. Чтобы прочитать статью полностью, посетите www.hydroworld.com/index/hydro-library.html.

Банкноты

1. Руководство по седиментации коллектора, McGraw-Hill, New York, 1998.

2. Моррис, Г., Дж. Аннандейл и Р. Хотчкисс, «Отложения в коллекторе», в «Седиментационная инженерия: процессы, измерения, моделирование и практика», Американское общество инженеров-строителей, Рестон, Вирджиния., США, 2008.

3. Груммер Дж. «Борьба с иловой эрозией в гидравлических турбинах», HRW-Hydro Review Worldwide, Том 17, № 1, март 2009 г.

4. Бугача С. и Дж. Тассулас, «Сейсмический отклик гравитационных плотин II: влияние отложений», Журнал инженерной механики, том 117, № 8, 1991, страницы 1839-1850.

5. Домингес Дж., Р. Гальего и Б. Джапон, «Влияние пористых отложений на сейсмический отклик гравитационных плотин», Журнал инженерной механики, том 117, №8, 1997, страницы 302-311.

6. Хатами, К., «Влияние дна водохранилища на реакцию бетонных плотин на землетрясение», Динамика почвы и сейсмическая инженерия, том 16, 1997, страницы 407-415.

7. Гогой И. и Д. Мэйти, «Влияние слоев отложений на динамическое поведение старых бетонных плотин», Журнал инженерной механики, том 133, № 4, 2007 г., страницы 400-413.

8. Доридж, У. и Р. Гомаши, «Механизмы отказа гидротурбин: обзор», Технический анализ отказов, том 44, 2014 г., страницы 136-147.

9. Аннандейл, Г., Дж. Моррис и П. Карки, «Управление наносами на водохранилищах и гидроэлектростанциях: Техническая записка Всемирного банка», Труды 84-го заседания ICOLD, Международная комиссия по большим плотинам, Париж, 2016.

10. Ахмари, Х. и др., «Оценка эрозии и отложений для гидроэнергетических проектов в нижнем течении реки Нельсон, Манитоба», Канадская ассоциация плотин, Монреаль, Квебек, Канада, 2013.

11. Кенни, С. и др., «Оценка воздействия на среду осадконакопления для проекта генерирующей станции Кияск с использованием численного моделирования», Труды конференции Канадской ассоциации плотин 2014 г., Канадская ассоциация плотин, Монреаль, Квебек, Канада, 2014 г.

12. Савадого О. и Дж. Бассон, «2D гидродинамическое моделирование процессов отложения отложений и промывки плотины Боэгеберг, Южная Африка», Труды конференции ICOLD 2016 г., Международная комиссия по большим плотинам, Париж, 2016 г.

13. Буй, М., и П. Ручманн, «Численное моделирование для управления осадконакоплением в коллекторе», Труды Шестой Международной конференции по водным ресурсам и развитию гидроэнергетики в Азии, 2016 г.

14. Кондольф, Г.и др., «Устойчивое управление наносами в водохранилищах и регулируемых реках: опыт пяти континентов», «Будущее Земли», том 2, 2014 г., страницы 256–280.

15. Абд-Эль Монсеф, Х., С. Смит и К. Дарвиш, «Воздействие Асуанской плотины через 50 лет», Управление водными ресурсами, том 29, 2015, страницы 1873-1885.

16. Миллиман, Дж., Р. Мид, Р. «Мировая доставка речных отложений в океаны», Журнал геологии, том 91, № 1, 1983, страницы 1-21.

17.Смит, С., «Пересмотренная оценка продолжительности жизни озера Насер», Геология окружающей среды и науки о воде, том 15, 1990, страницы 123–129.

18. Стил, Р. и др., «Проблемы седиментации в водохранилище Дез-Дам», Конференция Хэтча Х. Дж. Акры, 2006.

19. Ван З. и К. Ху, «Стратегии управления отложениями в коллекторе», Международный журнал исследований отложений, том 24, 2009 г., страницы 369–384.

---

Грег Шелленберг — младший инженер-гидротехник, К.Ричард Доннелли — главный консультант, Чарльз Холдер — старший консультант по гражданским вопросам, а Раджиб Ахсан — старший инженер-гидротехник компании Hatch.

Водохранилища, которых не было: уроки планирования современной инфраструктуры

Кэти Релих, Джеймс Старк, Элис Оуэн |

09 января 2020

---

Краткое содержание

• Обеспечение инфраструктуры, такой как транспортные сети или водоснабжение, является серьезной современной проблемой, требующей принятия сложных решений.
• Аналогичные проблемы при предоставлении крупномасштабной инфраструктуры — в данном случае водоснабжения — подтверждаются архивными материалами, относящимися к Leeds Corporation 1901-1914.
• Хотя в 1901 году город Лидс предложил шесть больших водохранилищ в водосборах к северу от города, в конечном итоге был построен только один из этих водохранилищ. Следующие уроки политики иллюстрируются этим историческим случаем.
• Проект не смог удовлетворить противоречивые потребности граждан и заинтересованных сторон, что должно стать ключевым компонентом преобразования современной инфраструктуры.
• Финансовые механизмы могут оказать значительное влияние на удовлетворение этих потребностей, и стоимость финансирования должна адекватно учитываться в стоимости проекта.
• Способ реализации проекта должен отражать неопределенность, связанную с движущими силами проектов, и чем более адаптивным и итеративным является дизайн проекта и объем его разработки, тем больше вероятность его успеха.
• Существуют заметные параллели с тем, как недавно контракты ЧФИ использовались для достижения краткосрочной политической приемлемости для инфраструктурных проектов, но ценой значительного повышения долгосрочных затрат на такие проекты.

Введение

При планировании крупных инфраструктурных проектов в Великобритании, таких как строительство дорог, железных дорог или водоснабжения / канализации, инженеры, архитекторы, проектировщики и политики часто утверждают, что сложность таких проектов возникла недавно. Большинство современных комментариев предполагает, что викторианский подход, который обеспечил большую часть инфраструктуры, которая используется до сих пор, по-видимому, позволил разработать такой способ, на который мы, похоже, сейчас не способны. Но так ли это на самом деле?

Вопросы желательности, осуществимости и реализации критически важны для многих из наиболее громких и противоречивых инфраструктурных проектов, реализуемых в настоящее время, таких как Crossrail, Thames Tideway, HS2 и, в перспективе, третьей взлетно-посадочной полосы Хитроу.Управление сложными взаимоотношениями с заинтересованными сторонами, решение экологических и существующих инфраструктурных проблем, а также обеспечение соотношения цены и качества остаются спорными аспектами этих проектов. Как мы можем смотреть в прошлое, чтобы информировать о будущих решениях и управлении этими сложными и часто конкурирующими интересами и проблемами?

Развитие санитарной инфраструктуры в викторианский период хорошо изучено. Недавно мы изучили ранее не каталогизированный и неизученный архив развития водной инфраструктуры, обслуживающий город Лидс — крупный промышленный центр в провинции Викторианской Британии — хранящийся в Промышленном музее Лидса в Армли-Миллс.Архивные записи, особенно богатые за период примерно 1880-1920 годов, включают широкий спектр материалов, связанных с развитием инфраструктуры водоснабжения и очистки сточных вод, поддерживающих город Лидс. Предыдущий опрос архива выявил карту несуществующего водоема. Это оказалось одним из ряда водохранилищ, которые были предложены Leeds Corporation, одобрены парламентом, но так и не построены. Архив также включает записи обсуждения первоначальных предложений в Парламенте, включая подробную информацию о подателях этих предложений, которая дает представление о том, кто возражал и на каких основаниях.Существует также очень подробная запись дебатов о стоимости земли в рамках процесса арбитража, определяющего компенсацию, и полные отчеты инженеров, содержащие обновленную информацию о ходе работ, описанных в исходном предложении. Как только стало ясно, что работы на резервуаре не будут завершены к первоначальному сроку — 1911 году, — два дополнительных парламентских акта продлили период строительства, в которых подробно описаны некоторые причины задержек. Эти официальные отчеты дополняются большим альбомом, содержащим ряд газетных статей за период с 1901 по 1914 год, включая письма от общественности, которые отражают общественное восприятие и участие в процессе разработки резервуаров.

В совокупности этот материал показывает, что, хотя корпорация Лидс обратилась в парламент с просьбой о строительстве шести новых водохранилищ в 1901 году, все на некотором расстоянии к северу от города около Рипона, только одно из них было построено. Это представляет собой убедительный пример, показывающий множество причин, по которым запланированные инфраструктурные проекты были или не были реализованы; многие из этих причин имеют сильный резонанс с настоящим.

История водоснабжения в Лидсе

Быстрорастущие и индустриальные городские центры вызывают острую потребность в расширении санитарной инфраструктуры.Лидс девятнадцатого века был таким местом. Население этого важного провинциального производственного и торгового центра выросло примерно с 180 000 в 1831 году до 500 000 к началу двадцатого века. К проблемам жилья, здравоохранения и другим социальным вопросам добавлялась проблема снабжения пресной водой и связанных с ними канализационных сооружений растущей рабочей силы и производственных помещений города. Рост числа жителей был лишь одной из проблем, с которыми столкнулись местные власти. Законы о благоустройстве Лидса в начале девятнадцатого века стремились исправить ситуацию с водоснабжением, но к 1860 году пресная вода, откачиваемая из реки Уорф, стала слишком загрязненной для бытового использования.По иронии судьбы это было частично связано с плохой системой канализации и дренажа, из-за которой многие жители Лидса сбрасывали неочищенные отходы в притоки Уорф.

Обеспокоенные возможностью массовых эпидемий кишечной лихорадки, брюшного тифа и, главным образом, холеры, местные власти определили, что естественных запасов пресной питьевой воды в Лидс уже недостаточно. С начала девятнадцатого века во всем политическом и социальном спектре существовало всеобщее согласие с тем, что водоснабжение Лидса крайне неадекватно для города такого коммерческого значения, а опасения по поводу нехватки воды были тесно связаны с опасениями по поводу того, что экономический рост может быть ограничен.Тем не менее, разногласия по поводу стоимости, воздействия на окружающую среду и неопределенных результатов амбициозных планов по максимальному обеспечению чистой водой периодически встречали резкое сопротивление. В 1867 году городской совет принял Закон о гидротехнических сооружениях Лидса. Этот законодательный акт предусматривал строительство трех крупных водохранилищ к северу от города в Линдли-Вуд, Суинсти и Фьюстон. В Уитвуде также было установлено семь фильтрующих слоев, и активная откачка воды из этих источников началась в 1880 году с завершением строительства насосной станции Хедингли Норт-Лейн.

Параллельно с ростом в Лидсе и развитием основных водохозяйственных сооружений другие корпорации по всему Йоркширу также разрабатывали водохранилища, часто пытаясь набрать воду из пересекающихся географических регионов. Примечательно, что Bradford Corporation построила несколько водохранилищ в водосборах Уорф и Нидд, которые находились недалеко от Лидса. По их мнению, у корпорации Leeds Corporation не было иного выбора, кроме как разрабатывать новые водохранилища на значительном удалении от города, время от времени вторгаясь на земли, которые могли бы в равной степени снабжать другие города, такие как Харрогейт, и приводя к соперничеству между властями в завершении значимые работы.

В городских центрах во время этой критической фазы развития в конце девятнадцатого века водная инфраструктура находилась в собственности и под контролем местных водохозяйственных корпораций, которые были связаны с местными властями. Корпорации разработали законопроекты, в которых излагались основные инвестиции, которые обсуждались в парламенте, что представляет собой высокую степень национального надзора за местными и региональными инвестициями. Петиции от групп и отдельных лиц, затронутых проектами, включенными в законопроект, были заслушаны в парламенте.

Эта модель принятия решений отличается от современной инфраструктуры водоснабжения в Англии и Уэльсе, которая разделена на двенадцать региональных компаний водоснабжения и водоотведения, находящихся в собственности частных компаний (за исключением Welsh Water, которая является специализированной компанией, работающей на пользу клиентов). Инвестиции в Англии и Уэльсе регулируются Офватом, Управлением по регулированию водоснабжения, но это в основном экономическое регулирование, и оно не подвергается такой же парламентской проверке, как планы, представленные в муниципальной собственности в викторианский период.Некоторые крупные проекты транспортной инфраструктуры, такие как железнодорожное сообщение через туннель под Ла-Маншем и пересечение железных дорог, имеют свои собственные акты парламента, но взаимодействие с заинтересованными сторонами регулируется посредством отдельного процесса утверждения планирования.

Закон о водных ресурсах Leeds Corporation 1901

В 1901 году, после широко разрекламированной нехватки воды в 1899 году, которая затронула как Лидс, так и соседний Брэдфорд, Leeds Corporation представила в парламент законопроект, который предусматривал строительство двадцати пяти взаимосвязанных проектов, включая шесть водохранилищ (Карлесмур, Колстердейл, Хили и др.) Лавертон, Лейтон и Скелден), а также вспомогательные работы, позволяющие перекачивать воду на значительном расстоянии от Нижнего Венслидейла до города Лидс.Важно отметить объем полномочий, предоставленных Корпорации настоящим Законом; им было предоставлено право проводить любые необходимые работы « на любых землях, которые в настоящее время принадлежат им. », включая обширный список объектов, связанных с водой, « разрезов, каналов, водосборов, акведуков… », а также « мостов, дорог , подходы, телеграфные и телефонные аппараты… », если они не противоречат« исключительной привилегии »Генерального почтмейстера.(«Исключительная привилегия» Главного почтмейстера была закреплена в Законе о почтовом отделении (Управление) 1837 года, в котором оговаривалось их исключительное право собирать, пересылать и доставлять письма, право, которое могло быть нарушено расширением технологий связи, таких как как телеграф и телефон.)

Было признано, что работы затронут местных землевладельцев (Корпорация не владела всей землей), и поэтому « корпорация должна выплатить компенсацию владельцам и другим лицам, заинтересованным в любых землях, в отношении которых подзаконные акты должны быть произведены в соответствии с положениями этого раздела, кто будет серьезно затронут ограничениями, налагаемыми такими подзаконными актами, и такая компенсация должна быть урегулирована в случае отсутствия соглашения в арбитражном суде в соответствии с положениями Закона об арбитраже 1889, ‘

Закон 1901 года изложил очень амбициозный набор предложений, и первоначальным требованием было завершить эту работу за десять лет, к 1911 году.На самом деле, ни одна из работ не была завершена в этот период, и только одно из водохранилищ (Лейтон) было завершено с большой задержкой в ​​1925 году. Акведук, который должен был поддерживать все шесть водохранилищ, также был построен с большими затратами.

Объяснение резервуаров, которых не было

Архивы содержат большое количество материалов, которые помогают объяснить, почему только один из шести резервуаров был успешно сдан (хотя и на пятнадцать лет позже запланированного), причем многие темы перекликаются с современным планированием инфраструктуры.К ним относятся: движущие силы проекта — нехватка воды и экономический рост — были недостаточно подтверждены и переоценены. Возражения заинтересованных сторон плохо понимались и не учитывались, а властные отношения, которые сделали одни заинтересованные стороны более влиятельными, чем другие, не были признаны Корпорацией. Между городскими центрами существовала конкуренция за воду, поскольку ее неадекватность воспринималась как сдерживающий фактор для экономического роста. Финансирование, использованное для поддержки схемы, увеличило не только стоимость, но и риск проекта.Техническая осуществимость не была полностью изучена до утверждения проекта. Предлагаемая работа была слишком амбициозной и альтернативного плана не было. Результатом стала значительная трата государственных финансов и значительная потеря репутации заинтересованных сторон. Эти характеристики удивительно схожи с современными крупными сбоями инфраструктуры, такими как Crossrail и трамвай Sheffield-Rotherham; мы утверждаем, что из такого исторического случая можно многому научиться. В этом разделе мы обсудим эти характеристики более подробно, прежде чем обсуждать уроки по планированию и реализации современной инфраструктуры.

Плохое понимание движущих сил: Предлагаемые работы были основаны на дискурсе дефицита и экономического роста, и взаимодействие между этими двумя движущими силами, кажется, создало реальное ощущение срочности. Первоначально местная пресса поддержала это повествование, и в нескольких сообщениях подчеркивался тот факт, что « Наше нынешнее водоснабжение перестанет существовать к 1907 году. Предполагается, что к этому году город так увеличится, что… Если мы не предпримем шаги. чтобы удовлетворить это требование, мы будем посреди водного голода ».Однако по мере того, как время шло, а угроза нехватки воды не могла материализоваться (несмотря на то, что работа с водохранилищами остановилась), поддержка повествования о нехватке воды уменьшалась. Засуха не сильно беспокоила Лидс — в настоящее время запасы воды в городских водохранилищах составляют более шестидесяти дней, но это произошло, по крайней мере, частично из-за случайных обстоятельств. Во-первых, город [население] не развился в той степени, которую можно было бы справедливо ожидать, в то время как утечки были значительно сокращены благодаря более строгому надзору ».

Управление заинтересованными сторонами: Значительная власть землевладельцев, особенно титулованных землевладельцев больших загородных имений, привела к тому, что два водохранилища были почти сразу заброшены (Хили и Скелден) и значительно задержали еще два (Колстердейл и Лейтон). Некоторые землевладельцы также были парламентариями, и процесс выдачи разрешений был парламентским. Маркиз Рипон, по-видимому, несет прямую ответственность за оставление водохранилища Скелден на том основании, что оно представляет серьезную угрозу для его собственности в аббатстве Фаунтинс.

Отношения с промышленником Брэдфорда Сэмюэлем Листером, лордом Мэшемом, по-видимому, были особенно неприятными. В петиции Мэшема и его сына Сэмюэля Канлиффа Листера говорилось, что « предложенных трех больших резервуаров, упомянутых выше, а именно, водохранилища Колстердейл, водохранилища Лейтон и водохранилища Хили, находятся на территории поместья Суинтон, а последнее — с набережная высотой около 100 футов рядом с особняком поместья, одновременно являющаяся препятствием для обзора и источником опасности », и считал, что проект и вспомогательные работы« практически разрушат жилую и спортивную ценность Суинтона. недвижимость … ». Машам получил компенсацию за потерю, связанную с резервуарами, которая прогрессировала после слушания 1901 года (Лейтон и Костердейл). Однако для согласования этой компенсации и значительного разрыва отношений между Мэшемом и корпорацией было продлено разбирательство: « Чтобы удовлетворить удобство лорда Мэшема и вынести работы на расстояние 3,5 миль от его дома, мы дали до этого водохранилища [Хили], и мы сказали: — Мы будем довольны двумя более высокими водоемами, которые находятся далеко; и мы ничего не получим за этот ».

Конкуренция между городскими центрами: Leeds Corporation конкурировала с корпорациями (аналогично сегодняшним советам и местным властям) нескольких других городских и сельских центров за воду, причем многие поселения стремились использовать ресурсы того же водосбора. Не было механизма для координации развития в пределах водосборного бассейна, который часто охватывал юрисдикцию нескольких медицинских работников здравоохранения и других санитарных чиновников, или для обмена различными приоритетами развития.В частности, Harrogate Corporation предложила и одобрила в 1901 году закон о разработке резервуара в Раундхилле, выше по течению от резервуара Лейтон. Харрогейт возразил, что Лейтон может помешать их проекту в Раундхилле, но « [не] желал, чтобы Парламент отклонил предложенное Лейтонское водохранилище корпорации Лидс при условии, что это может быть сделано без вмешательства в строительство резервуара [Раундхилл] «.

Однако и Харрогейт, и Лидс предложили отдельные железные дороги для доступа к строительным площадкам (расстояние между которыми не могло превышать пятнадцати миль), и спор о развитии этих подъездных путей вызвал значительную задержку и получил много негативных отзывов в прессе.Как заметил один корреспондент: « Как налогоплательщик Лидса и житель Харрогейта, где я обнаружил, что должен тратить довольно значительную ежегодную сумму заработанных в Лидсе денег, мне кажется, что действия Harrogate Corporation, решившие выступить против Корпорация Лидс при строительстве своей железной дороги стандартной ширины для гидротехнических сооружений приближается к грани преступления ».

York Corporation и Waterworks Company выступили с решительной петицией, в которой говорилось, что они « возражают против вторжения Корпорации в водные ресурсы Верхнего Ура, от которого ваши истцы и жители Йорка и долины Уре в значительной степени зависят от их воды. расходные материалы ».

Финансирование проекта: Финансирование проекта с самого начала подвергалось серьезной критике. Три железнодорожные компании: Северо-Восточная железнодорожная компания, Лондонская и Северо-Западная железнодорожная компания и Великая Северная железнодорожная компания — все возражали на слушании в 1901 году, ссылаясь на неадекватность финансовых механизмов, используемых для финансирования резервуаров.

Средства массовой информации стали уделять больше внимания финансам, так как стало очевидно, что только часть работ будет доставлена, но с большими затратами для плательщика.Критике подверглась и стоимость компенсаций, выплачиваемых землевладельцам за непостроенные водохранилища.

Механизмы финансирования также подверглись критике, поскольку они еще больше увеличили риск и стоимость работ. Затем, вместо того, чтобы платить проценты и расходы фонда погашения из доходов и ставок, они добавили первое к долгу и отсрочили погашение последнего на десять лет, по истечении которого выплаты (как само собой разумеется) удваиваются. Здесь есть параллели с современными закупками (например, частными финансовыми инициативами), которые направлены на снижение первоначальной предполагаемой стоимости проектов, чтобы заручиться политической поддержкой. Такой подход отложил выплаты на более отдаленное будущее, но ценой увеличения стоимости проекта в целом.

Техническая осуществимость: Каким бы экстраординарным ни казалось сейчас, в эпоху, когда необходимо провести обширные проектные испытания и испытания, прежде чем проект будет разрешен или может быть профинансирован, один из одобренных парламентом резервуаров — Колстердейл — не был построен просто потому, что когда инженеры пробурили первую скважину в том районе, где красивые раскрашенные вручную карты показали, что необходима плотина, они обнаружили, что геологические условия не подходят для поддержки такого масштаба конструкции, который требовался при проектировании.Тем не менее, лишние теперь смотровые башни для подробного технического обследования площадки уже были построены за определенную плату.

Чрезмерные амбиции: Пять резервуаров, которые не были построены, остались переданы в архив, поскольку предложенные работы были слишком амбициозными и альтернативного плана не было. Возможно, неудивительно, что был предложен такой большой проект: расположение водохранилищ требовало, чтобы была построена обширная вспомогательная инфраструктура для транспортировки воды в Лидс, и стоимость этой инфраструктуры имела бы смысл только в том случае, если бы по ней транспортировался значительный объем воды.Тем не менее, разработка проекта, который был бы жизнеспособным только в том случае, если было построено несколько резервуаров со значительными проблемами, связанными с их разработкой, дает своевременную возможность подумать о том, как мы могли бы избежать подобных ситуаций, возникающих в будущем.

Уроки планирования современной инфраструктуры

Из этого анализа можно извлечь много уроков для современного планирования инфраструктуры, несмотря на существенную разницу в контексте, в котором сегодня принимаются решения.

Движущие силы любого проекта должны быть четко и прозрачно сформулированы с подтверждением того, как инфраструктура удовлетворяет потребности тех, кому она предназначена. Свидетельства никогда не являются полностью нейтральными или объективными данными, и свидетельства, представленные в поддержку развития инфраструктуры, должны подвергаться критическому анализу. Экономическая производительность, связанная с HS2, является здесь хорошим примером — было высказано предположение, что выгода от HS2 к 2037 году может составить 15 миллиардов фунтов стерлингов в год. Однако отчет, в котором обоснована эта цифра (подготовлен HS2 Ltd.) содержал очень непрозрачный (и некоторые утверждают, что это весьма ошибочный) анализ взаимосвязи между повышением возможностей подключения, которое может предложить HS2, и повышением производительности, которое в результате может произойти. Это делает эту часто упоминаемую выгоду в размере 15 млрд фунтов весьма сомнительной.

Способ оценки пособий также редко бывает нейтральным. В нашем историческом случае водоснабжение для поддержки развития промышленного города имело преимущество перед водоснабжением соседних городов, хотя ценность ландшафта спортивных усадеб ценилась еще выше.Современные проекты сталкиваются с аналогичными проблемами, уравновешивая экономические, социальные и экологические затраты и выгоды. Экономические воздействия имеют более устоявшиеся методы количественной оценки и сами по себе более поддаются количественной оценке и поэтому часто имеют приоритет над менее ощутимыми социальными, культурными и экологическими воздействиями. Это может означать, что социально-культурные и экологические издержки недостаточно представлены или даже игнорируются на начальном этапе, но впоследствии могут стать источниками сильного — даже подавляющего — противодействия.

Из-за спорный характер доказательств, в частности, когда польза от развития заинтересованных, прозрачность в отношении финансирования проектов инфраструктуры имеет важное значение, особенно в отношении государственных средств. Важно продемонстрировать соотношение цены и качества, но эта ценность оценивается с точки зрения ценности для общества, а не просто абстрактной финансовой ценности.

Форма финансирования, используемая для реализации проектов, может оказать существенное влияние на общую стоимость проекта и соотношение цены и качества, которое в основном могут принести государственные инвестиции.Спорным современным примером этого является использование государственно-частного партнерства и, в частности, Инициативы частного финансирования (PFI) для финансирования и финансирования инфраструктурных проектов. Первоначально PFI рассматривался как способ внебалансового финансирования государственной инфраструктуры без увеличения государственного долга. Тем не менее, ЧФИ привел к постоянным расходам для организаций, вводящих в эксплуатацию объекты инфраструктуры, общие затраты были высокими, чтобы снизить риски частного сектора, а контракты были негибкими, что давало закупающим органам небольшой контроль над окончательным проектом.Существует сильная взаимосвязь между основной целью ЧФИ — уменьшение политической оппозиции и финансовым механизмом, принятым в нашем историческом случае. В обоих случаях упор на преодоление политической оппозиции за счет принятия альтернативных механизмов финансирования привел к увеличению стоимости всего проекта. Стоимость такого финансирования (и его влияние на общую стоимость проекта) должна быть принята во внимание, а также материальные затраты на проект.

Многогранность затрат и выгод инфраструктурных проектов обуславливает важность признания, понимания и работы с рядом точек зрения и ценностей при развитии основной инфраструктуры.Взаимодействие с интересами заинтересованных сторон, включая всех тех, кто «заинтересован» в проекте, независимо от того, будут ли они иметь положительное или отрицательное влияние, должно быть более эффективным. Открытое взаимодействие как подлинно диалогический процесс, а не несколько искусственные и формальные, установленные законом формы консультаций, которые стали обычной практикой в ​​рамках соблюдения процессов планирования, гарантируют, что проекты окажут положительное или, по крайней мере, приемлемое влияние на существующие интересы и проблемы.Хотя землевладельцы являются основными заинтересованными сторонами, о чем свидетельствует наш пример поздней Викторианской эпохи, архив газет демонстрирует, что общественное настроение и восприятие, как тогда, так и сейчас, играют важную роль в приемлемости проекта.

Многие секторы инфраструктуры не вписываются в одну шкалу управления (например, национальное правительство или местные органы власти), поэтому для эффективного управления системами инфраструктуры требуется координация на всех уровнях и в пределах масштаба. В нашем историческом примере было показано, что этого очень не хватает.Сегодня усиливающаяся тенденция к передаче власти и финансов городским регионам и объединенным властям обеспечивает новый уровень управления инфраструктурой. Это могло бы укрепить связь между развитием инфраструктуры и местными приоритетами и привести к лучшему вовлечению тех, кто пострадал от инфраструктуры. Однако есть опасения, что это может стимулировать конкуренцию между соседними регионами, а не способствовать сотрудничеству, необходимому для более эффективного использования ресурсов.

Хотя необходимость сбора обширных данных до получения разрешения на планирование развития инфраструктуры, например, посредством «стратегических экологических оценок» или «оценок воздействия на окружающую среду», часто изображается как чрезмерная, приведенный здесь пример ясно показывает, что неспособность провести такого рода технические исследования работа рискует вообще провалом проекта.

Разработка крупных проектов, которые будут реализованы в течение длительных периодов времени, сопряжена со значительными рисками, если условия и допущения, лежащие в основе проекта, изменятся. Альтернативой является разработка проектов, которые могут разрабатываться постепенно и итеративно, с возможностью постепенного расширения по мере оценки неопределенностей в драйверах. Для некоторых проектов это может быть невозможно (например, инвестиции в значительную линейную транспортную инфраструктуру, такую ​​как системы скоростного транспорта, где будущий спрос является неопределенным).Однако гибкость все еще может быть заложена на этапе эксплуатации, например, путем совместного использования дорожек и гибкой маршрутизации по мере роста спроса.

Заключение

Изучение ключевого эпизода в истории развития водной инфраструктуры Лидса на рубеже двадцатого века дало множество идей, актуальных для современной политики и принятия решений. Во-первых, он бросил вызов давнему представлению о безошибочности поздневикторианского подхода к развитию инфраструктуры.Во-вторых, он предоставил конкретные и практические рекомендации по улучшению качества нашего текущего подхода к принятию решений в отношении инфраструктуры. Несмотря на значительные различия в контексте принятия решений, мы по-прежнему утверждаем, что эти рекомендации могут улучшить результаты принятия решений с точки зрения более эффективного использования ресурсов для лучшего удовлетворения потребностей граждан и экономики. Понимание часто конфликтующих потребностей граждан и групп заинтересованных сторон, а также реальных движущих сил проектов должно стать важной частью трансформации инфраструктуры.Также важно лучше понять, как финансы влияют на удовлетворение этих потребностей и общую стоимость проекта. Следует тщательно продумать управление инфраструктурой, чтобы обеспечить координацию и сотрудничество между различными уровнями государственного управления и внутри него для обеспечения наиболее эффективного использования ресурсов. Способ реализации проектов следует учитывать с учетом значительной неопределенности, связанной с потребностями и движущими силами проектов.

Мы с благодарностью признаем финансирование Института культуры Лидса / Междисциплинарный инновационный фонд музеев и галерей Лидса.Мы также очень благодарны за поддержку Промышленному музею Лидса в Armley Mills, особенно Джону МакГолдрику и Эррину Хасси. Спасибо Эми Соломонс за ее тщательную каталогизацию и анализ архивного ресурса.

---

Дополнительная литература

---

Хеннок П. (1973) Подходящие и правильные люди: идеал и реальность в городском управлении девятнадцатого века . Лондон: Эдвард Арнольд

Казначейство HM (2015) Оценка расходов на инфраструктуру: дополнительное руководство к Зеленой книге

Госконтроль (2018) PFI и PF2, HC 718 Сессия 2017–2019

Offer, A (2018) Терпеливый и нетерпеливый капитал: временные горизонты как границы рынка.Дискуссионные документы Оксфордского университета по экономической и социальной истории. № 165

Оверманс, Х. (2013) HS2 Влияние на региональную экономику: мусор в …? Сообщение в блоге Центра экономической эффективности, 12 сентября 2013 г.

Ритво Дж. (2009) Зеленая заря: Манчестер, Тирлмер и современный энвайронментализм . Чикаго: Издательство Чикагского университета

Релих К. и Гизекам Дж. (2019) Принятие решений в условиях неопределенности в смягчении последствий изменения климата: введение множественных мотивов, агентств и влияния. Климатическая политика . 19 (2), стр. 175-188

Селлерс, Д. (1997) Скрытые у нас под ногами: История канализации в Лидсе. Городской совет Лидса.

Об авторе

---

Д-р Кэти Релих — доцент факультета окружающей среды Университета Лидса. Ее исследования сосредоточены на адаптивном и совместном принятии решений в инфраструктурных и системных трансформационных проектах.

Д-р Джеймс Старк — адъюнкт-профессор медицинских гуманитарных наук в Университете Лидса.Его исследовательские интересы лежат в междисциплинарных медицинских гуманитарных науках, истории современной медицины и биомедицинских наук, истории старения и истории общественного здравоохранения.

Доктор Элис Оуэн — адъюнкт-профессор Школы Земли и окружающей среды Университета Лидса. С 1991 года она работала в сфере управления проектами устойчивого развития и разработки политики до того, как пришла в Лидс, где ее исследовательские интересы включают внутренние зеленые технологии и роль «места» в устойчивости.

.