Добавлен: 17.03.2024
Просмотров: 25
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Меры по сокращению негативного экологического влияния ЛЭП
Экологические аспекты передачи электроэнергии на большие расстояния продолжают оставаться в центре внимания ученых. Этому серьезному и важному разделу электроэнергетики посвящены исследования в развитых странах, имеющие своей целью увязать экологические и социальные проблемы современного общества.
Результатом этих усилий является комплекс мер, рекомендуемых всем странам с развитыми энергосистемами:
I. Междисциплинарные (энергетика, биология, социология, экономика и др.) исследования воздействия полей электроустановок на
человека, животный и растительный мир.
2. Приведение нормативных платежей за пользование земельными, лесными и другими природными ресурсами в соответствие с их реальной ценностью.
3. Применение технических (технологических) мер:
• оптимизация конструкций опор ЛЭП (например, компактные ЛЭП) и их трасс с учётом экологических влияний;
• установка под проводами ЛЭП экранирующих заземлённых тросов (при пересечении дорог);
• использование комбинированных ЛЭП - размещение на опорах ЛЭП высокого и ультравысокого напряжения проводов более низкого класса напряжения (пока в порядке эксперимента);
• создание под ЛЭП растительного массива из древесно- кустарниковых пород (желательно фруктово-ягодных пород), с растениями высотой, немного превосходящей рост человека.
4. Использование в густонаселённых районах кабельных линий.
5. Нормирование поведения населения и хозяйствующих субъектов в зоне влияния ЛЭП по признакам обеспечения безопасности.
6. Защита персонала от негативного воздействия электромагнитных полей высоковольтных энергоустановок.
Серьезной проблемой современной электроэнергетики является отчуждение земли при прокладке воздушных ЛЭП, особенно актуальной для густонаселенных регионов. На сегодня рассматриваются четыре способа решения этой проблемы:
• применение «сильных сетей» на базе FACTS, а в перспективе - «умных сетей», обладающих большей пропускной способностью и, следовательно, способных передавать те же мощности, что и традиционные ЛЭП, но при меньшем количестве параллельных цепей;
• использование передач постоянного тока;
• прокладка сверхпроводниковых кабельных линий;
• применение новых материалов проводов, обеспечивающих повышенную пропускную способность ЛЭП.
Общественная осведомленность, интерес и беспокойство по поводу влияния электромагнитного поля на живые организмы не прекращают расти, что стимулирует продолжение соответствующих медицинских исследований.
Одним из способов уменьшения напряженности электрического поля под ВЛ является установка экранирующих заземленных тросов, натягиваемых под проводами линии в местах интенсивного перемещения животных, автотранспорта, а также производства сельскохозяйственных работ. Габарит до земли нормируется перемещением механизмов высотой до 4,5 м. Наведенные на заземленных тросах заряды частично компенсируют поле проводов линии и снижают напряженность поля независимо от радиуса троса.
Например, для полного экранирования поля под В Л 750 кВ с горизонтальным расположением фаз требуется подвеска 11 тросов. Использование экранирующих тросов иногда ведет к необходимости увеличения высоты подвеса проводов и, следовательно, высоты опор на величину минимально необходимого изоляционного промежутка «провод - заземленный трос». Это приводит к заметному удорожанию линии, поэтому тросовые экраны применяются только при пересечении линией дорог. При этом они натягиваются между дополнительными железобетонными стойками.
Если экраны под проводами фаз выполнить в виде ЛЭП более низкого класса напряжения, то речь идёт уже о комбинированной ЛЭП. Это - линия с пониженным экологическим влиянием, обусловленным разной ориентацией в пространстве векторов напряженности электрического поля от каждой цепи. Эксплуатация такой двухцепной линии с разными системами напряжений связана с трудностями, обусловленными их взаимным электромагнитным влиянием и существенным изменением параметров обеих цепей (особенно нижней) по сравнению с одноцепными линиями.
Ограничение напряженности поля под ВЛ может быть достигнуто более простым и менее затратным способом - использованием растительного массива под линиями. Деревья и кустарники обладают значительной электрической проводимостью и, соответственно, экранирующим эффектом, аналогичным эффекту от заземленных металлических экранов, ограничивающим напряженность электрического поля на высоте, соответствующей среднему росту человека. На рис. 14.1 представлены зависимости экранирующего влияния отдельных кустарников на опытном пролете линии класса 1200 кВ.
В пределах куста напряженность поля равна нулю, а наличие под проводами массива кустарников площадью 3x4 м2 и высотой 3 м позволило расширить зону нулевой напряженности. Измерения Е поля под действующими ЛЭП 330-750 кВ показали, что при наличии сплошного растительного массива высотой свыше 2,5 м напряженность на уровне роста человека практически нс отличается от нормального уровня напряженности электрического поля Земли. В качестве растительного массива целесообразно использовать древесно-кустарниковые породы, достаточно долговечные и устойчивые в районах культивирования, имеющие предельную высоту 4-5 м и позволяющие получать ценную хозяйственную продукцию.
Даже в случае создания внутри сплошного растительного массива эксплуатационного коридора (для проезда транспорта, удобства осмотра линии и т. д.) как в летних, так и в зимних условиях обеспечивается снижение напряженности электрического поля в 2-3 раза в зависимости от ширины эксплуатационного коридора. Лесобиологический метод является конкурентоспособным при решении задачи обеспечения экологической безопасности ЛЭП сверх- и ультравысоких напряжений. Он позволяет вовлечь в хозяйственный оборот дополнительные земельные площади, отчуждаемые под трассу линии и обычно не используемые для сельскохозяйственных нужд.
Наносимый природе и лесному хозяйству ущерб и трудозатраты на расчистку просек можно значительно сократить использованием ряда приёмов:
• расстояния между проводами могут быть сокращены при использовании современных средств для глубокого ограничения между- фазных перенапряжений до уровня 1,5-1,8 наибольшего рабочего напряжения;
• для предотвращения уменьшения изоляционных расстояний при боковом ветре в пролетах должны быть установлены междуфазные изоляционные распорки. В результате ширина трассы линии получается на 10-20 м меньше, чем при традиционной конструкции линий, и, соответственно, уменьшается площадь отчуждаемой земли;
• на трассах линий в лесных массивах допускать наличие древеснокустарниковой растительности высотой до 4 м непосредственно под линиями и высотой до 10 м на расстоянии более 10 м от крайних проводов линий. При этом: а) могут быть значительно сокращены объемы вырубки подроста, так как вырубать надо только те деревья, высота которых может превышать допустимую; б) на трассах линий могут культивироваться растения, дающие ценную продукцию; в) наличие низкорослой древесно-кустарниковой растительности на трассах линий затрудняет произрастание высоко- растущих пород деревьев, что приводит к значительному сокращению работ по расчистке трасс линий.
В случае компактного исполнения электропередачи ее вредное влияние снижается.. Предполагается компактизация за счет применения опор «охватывающего» типа и расположения проводов расщепленных фаз по окружности с горизонтальным расположением фаз.
АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОСФЕРУ Биосфера, весьма динамичная планетарная экосистема, во все периоды своего эволюционного развития постоянно изменялась под воздействием различных природных процессов. В результате длительной эволюции биосфера выработала способность к саморегуляции и нейтрализации негативных процессов. Достигалось это посредством сложного механизма круговорота веществ. Однако по мере возникновения, совершенствования и распространения новых технологий (охота, земледельческая культура, промышленная революция) планетарная экосистема, адаптированная к воздействию природных факторов, все в большей степени стала испытывать влияние новых небывалых по мощности и разнообразию воздействий. Вызваны они человеком, а потому называются антропогенными. Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в природную среду. Американский эколог Б. Коммонер (1974) выделил пять видов вмешательства человека в экологические процессы: упрощение экосистемы и разрыв биологических циклов; концентрация рассеянной энергии в виде теплового загрязнения; рост ядовитых отходов от химических производств; введение в экосистему новых видов; появление генетических изменений в организмах растений и животных. Подавляющая часть антропогенных
воздействий носит целенаправленный характер, т. е. осуществляется человеком сознательно во имя достижения конкретных целей. Существуют и антропогенные воздействия стихийные, непроизвольные, имеющие характер последействия. Например, к этой категории воздействий относятся процессы подтопления территории, возникающие после ее застройки и др. Анализ экологических последствий антропогенных воздействий позволяет разделить все их виды на положительные и отрицательные (негативные). К положительным воздействиям человека на биосферу можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и некоторые другие мероприятия. Отрицательное (негативное) воздействие человека на биосферу проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: вырубке леса на больших площадях, истощении запасов пресных подземных вод, засолении и опустынивании земель, резком сокращении численности и видов животных и растений и т. д. К числу основных глобальных факторов дестабилизации природной среды относятся: рост потребления природных ресурсов при их сокращении; рост населения планеты при сокращении для обитания территорий; деградации основных компонентов биосферы, снижение способности природы к самоподдержанию; возможные изменения климата и истощение озонового слоя Земли; сокращение биологического разнообразия; возрастание экологического ущерба от стихийных бедствий и техногенных катастроф; недостаточный уровень координаций действий мирового сообщества в области решения экологических проблем. Загрязнение как вид воздействия человека на биосферу Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем. По объектам загрязнения различают: загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т. д. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства. Природными загрязнителями могут быть пыльные бури, вулканический пепел, селевые потоки и др. Источниками антропогенного загрязнения
, наиболее опасного для популяций любых организмов, входящих в состав экосистем, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии. Под влиянием урбанизации в наибольшей степени загрязнены территории крупных городов и промышленных агломераций. По видам загрязнений выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнение.
АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АТМОСФЕРУ Вопрос о воздействии человека на атмосферу находится в центре внимания специалистов и экологов всего эффект», нарушение озонового слоя, выпадение кислотных дождей, связаны именно с антропогенным загрязнением атмосферы. Атмосферный воздух выполняет и сложнейшую защитную экологическую функцию, предохраняя Землю от абсолютно холодного космоса и потока солнечных излучений. В атмосфере идут глобальные метеорологические процессы, формируются климат и погода, задерживается масса метеоритов. Атмосфера обладает способностью к самоочищению. Оно происходит при вымывании аэрозолей из атмосферы осадками, турбулентном перемещении приземного слоя воздуха, отложении загрязненных веществ и т. д. Однако в современных условиях возможности самоочищения природных систем атмосферы серьезно подорваны. Под массированным натиском антропогенных загрязнений в атмосфере стали проявляться весьма нежелательные экологические последствия, в том числе и глобального характера. По этой причине атмосферный воздух уже не в полной мере выполняет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспечивающие экологические функции. Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем. Загрязнение атмосферы может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным). Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами. К ним относятся вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др. Антропогенное загрязнение связано с выбросом различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно значительно превосходит природное загрязнение атмосферного воздуха. Главные загрязнтели (поллютанты) атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной и ид серы (SO2), оксиды азота (NOX), оксид углерода (CO) и твердые частицы. На их долю приходится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо главных загрязнителей в 4 атмосфере городов и поселков наблюдается еще более 70 наименований других вредных веществ, среди которых отмечены формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и другие. Однако именно концентрации главных загрязнителей (диоксид серы и др.) наиболее часто превышают допустимые уровни во многих городах России. Еще одной формой загрязнения атмосферы является локальное избыточное поступление тепла от антропогенных источников. Признаком теплового (термического) загрязнения атмосферы служат так называемые термические зоны, например, «остров тепла» в городах, потепление водоемов и т. п.