Энергия воды, приливов и отливов.

Водная энергия (гидроэнергия) – механическая энергия воды водотока с продольным уклоном (падением), по которому вода движется под действием собственной массы, а также потенциальная энергия воды в искусственных (водохранилища) или естественных (озера) водоемах, расположенных на определенной высоте над уровнем моря.

Итак, энергия воды, пожалуй, одна из первых энергий, которую люди научились использовать в своих целях. Если вспомнить первые речные мельницы, то принцип их работы прост: движущийся поток воды вращает колесо, преобразуя кинетическую энергию воды в механическую работу колеса. По сути все современные гидроэлектростанции работают именно так же. С одним важным дополнением: далее механическая энергия преобразуется в электрическую.

Энергию воды грубо можно разделить на три типа по ее виду, в котором она преобразовывается:

1. Энергия приливов/отливов. Большие массивные и разумеется близкие к Земле космические объекты, такие как Луна или Солнце, действием своей гравитации приводят к неравномерному распределению воды в океане, создавая «горбы» из воды. Из-за вращения земли начинается движение этих «горбов» и их перемещение к берегам. Но из-за того же вращения Земли, положение океана относительно Луны изменяется, уменьшая тем самым действие гравитации.

Во время прилива заполняются специальные резервуары, располагающиеся на береговой линии. Резервуары образуются благодаря дамбам. Во время отлива вода начинает свое обратное движение, которое и используется для вращения турбин и преобразования энергии. Важно, чтобы разница высот во время прилива и отлива была как можно больше, иначе подобная станция просто не сможет себя оправдывать. Поэтому приливные электростанции создаются, как правило, в узких местах, где высота приливов достигает хотя бы 10 метров.

2. Энергия морских волн. Данный вид энергии обладает довольно высокой удельной мощностью (приблизительная мощность волнения океанов достигает 15 кВт/м). Механическая энергия перемещений с помощью электрогенераторов преобразуется в электрическую. На сегодняшний день использование энергии морских волн не особо распространено из-за ряда сложностей, возникающих при создании установок. Пока эта сфера находится только на стадии экспериментальных исследований.

3. Гидроэлектростанции. Этот вид энергии стал доступным для человека благодаря совместной «работе» трех стихий: воды, воздуха и солнца. Солнце испаряет с поверхности озер, морей и океанов воду, образуя облака. Ветер перемещает газообразную воду к возвышенным областям, где она конденсируется и, выпадая в виде осадков, начинает стекать обратно к своим первоисточникам. На пути этих потоков ставятся гидроэлектростанции, которые перехватывают энергию падающей воды и преобразуют ее в электрическую. Мощность, вырабатываемая станцией, зависит от высоты падения воды, поэтому на ГЭС стали создаваться дамбы. Они так же позволяют регулировать величину потока. Разумеется создание такого огромного сооружения стоит очень дорого, но ГЭС полностью себя окупает благодаря неисчерпаемости используемого ресурса и свободного доступа к нему.

 

Создание ГЭС приводит к затоплению большой площади и нанесению непоправимого ущерба местной фауне. Но даже с учетом этого обстоятельства можно говорить о высокой экологичности ГЭС: они наносят только локальный ущерб, не загрязняя атмосферу Земли.

Еще одну очень интересную область придумали эксперты Комиссии по атомной энергетике в Гренобле, Франция. Они предлагают использовать энергию падающего дождя. Каждая падающая капля обладает своим воздействием. Попадая на пьезокерамический элемент, она воздействует на него физически, что приводит к возникновению электрического потенциала. Далее электрический заряд видоизменяется.

На сегодняшний день гидроэнергетика уже весьма развита и составляет 25% от мирового производства электроэнергии, а учитывая темпы ее развития можно смело говорить, что она является весьма перспективным направлением.

Водные пути.

Водные пути – это водные пространства и водотоки, используемые для транспорта грузов и пассажиров и лесосплава.

      Существуют внешние и внутренние водные пути. Внешние – это моря и океаны, которые используются для судоходства в естественном состоянии. Внутренние водные пути подразделяются на естественные, к которым относятся свободные реки и озера, и искусственные, представляющие собой водохранилища, каналы и шлюзованные реки.

     Протяженность водных путей - это данные о протяженности судоходных рек, каналов, других водоемов, выраженные в километрах. По протяженности водных путей можно выделить несколько стран лидеров. На первом месте будет стоять Китай с протяженностью 110000 км, далее Россия – 102000 км, Бразилия – 50000 км, Вьетнам – 47130 км, США – 41009 км, Колумбия - 24725    км, Индонезия – 21579 км и завершающая восьмерку лидеров Демократическая Республика Конго – 15000 км.

     Водный транспорт является одним из древнейших водопользователей. По внутренним водным путям России, протяженностью 101,6 тыс. км, перевозится до 50 млн. т грузов и обеспечивается транспортная связь 67 субъектов Российской Федерации. Внешние водные пути служат для экспортно-импортных перевозок в 670 портов 45 стран Европы, Азии и Африки.

     Речной транспорт в районах, где протекают многоводные реки, играет важную и решающую роль. По рекам выгодны перевозка объемных и массовых грузов, не требующих быстрой доставки: леса, нефти, строительных материалов. Судоходные речные пути относят к разным бассейнам, к примеру, Волго-Камский бассейн, который является стержнем Единой глубоководной системы Европейской части России.

     Но так же водный транспорт оказывает пагубное влияние на природное состояние воды, загрязняя ее нефтепродуктами и другими продуктами. Особенно сильно влияет на экологическое состояние воды лесосплав, в результате которого происходит изменение естественного состояния русел, засорение водных объектов затопленной древесиной, разрушение нерестовых участков.

Рекреация.

     В организации отдыха людей, водные объекты играют огромную роль, так как они являются местом для отдыха, спорта и оздоровления. Почти все рекреационные учреждения строятся около водоемов. В Российской Федерации на берегах водоемов расположено около 60% всех санаториев, свыше 80% учреждений отдыха. 60% туристических баз и 90% рекреационных объектов для самого массового в стране пригородного отдыха.

Пригодность водоемов или рек для организации отдыха во многом определяется их гидрологическим режимом: колебания расходов и уровней воды, скорости течения, температуры воды. Если же гидрологические условия становятся неблагоприятными, то приходится вводить ограничения на использование водоемов и рек.

     Ограничивающим фактором для купания на побережьях морей и крупных озер является волнение воды, поэтому купание разрешается при волнении не выше трех баллов. Так же из-за сильного загрязнения некоторых побережий, многие пляжи закрывают. В тройку самых загрязненных морей входят Мексиканский залив, Черное море и Средиземное море.

На сегодняшний день актуально использование для пляжно-купального отдыха искусственных водоемов, а именно водохранилищ, прудов и карьеров.

Заключение.

     Вся вода, содержащаяся в гидросфере – это и есть все водные ресурсы, которые мы регулярно используем для своих нужд. Жизнь    в принципе была бы не возможна без воды, ведь вода – это основа жизни. Поэтому не стоит забывать о рациональном использовании данного ресурса, так как интенсивное и необдуманное антропогенное воздействие приводит к загрязнению и истощению природных ресурсов.

         

 

Список литературы.

1. Щербакова М., «качество питьевой воды в поселке Амазар», 2016. с. 1. [Электронный ресурс] режим доступа: https://nsportal.ru/ap/library/drugoe/2016/05/01/nauchnaya-statya-k-rabote-kachestvo-pitevoy-vody-v-poselke-amazar

2. Петрова Е., «экономия воды в быту», 2016. с. 9-14. [Электронный ресурс] режим доступа: https://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2016/11/13/issledovatelskaya-rabota-ekonomiya-vody-v

3.   Универсальная научно-популярная энциклопедия «Кругосвет» 1997-2018 [Электронный ресурс]// Водные ресурсы: электронная статья.- Режим доступа:  http://www.krugosvet.ru/node/32813

4. Соловьёва Н.,  статья «Энергия воды».

5. Энциклопедия, раздел «Водные ресурсы», тема «Использование водных ресурсов».

6. Лоцман путешествий, статья «Водные пути России: реки, каналы и озёра».

7. Файловый архив студентов «StudFiles», учебник ВПиГТС.

8. Студопедия, статья «Классификация водных путей, сообщений и гдротехнических узлов».

9. Студопедия, статья «Роль водных рекреационных ресурсов при организации туризма».

10.  Total-rating – все рейтинги, статья «Протяженность водных путей в странах на 2011 год».

11.  Популярный рейтинг Топ 10, статья «Топ 10 самых грязных морей».