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水力发电厂的建设造成不可逆转的社会和环境影响

丹·迈耶斯 (Dan Meyers) 在 Unsplash 上的形象

水力发电厂由一套利用河流中存在的水势产生电能的工程和设备组成。这种力是由河流的流动和沿河道现有不平整度的集中提供的，这些不平整度可以是天然的，也可以以水坝的形式建造，或者通过河流从天然河床的分流形成水库。尽管使用可再生能源发电，但水力发电厂会在其所在地区造成不可逆转的社会和环境影响。

什么是水力发电厂？

水力发电厂是一项利用水力发电的工程。又称水力发电厂或水力发电站，是一种利用河流的流动来获取电力的大型结构。然而，水力发电厂的安装需要复杂的工程工作，会对现场造成多种社会和环境影响。

水力发电厂是如何工作的？

要在水力发电厂发电，必须将河流流量、地形不平坦和可用水量结合起来。简而言之，储存在水库中的水被引导到大型涡轮机。这种水的流动使涡轮机转动并激活将产生电力的发电机。

通过这种方式，机械能从水的运动转变为电能。一旦转化为电能，变压器就会增加这种能量的电压，使其能够通过传输流并到达需要电能的场所。

水力发电厂的系统由以下部分组成：

坝

大坝的目的是中断河流的自然循环，创造一个水库。除了储存这种资源外，水库还创造了一个水缺口，收集足够量的水来生产电力，并在雨季和干旱时期调节河流的流量。

集水（引）水系统

该系统由隧道、渠道和金属管道组成，将水输送到发电厂。

发电厂

涡轮机位于系统的这一部分，连接到发电机。该仪器允许涡轮机的运动将水运动的动能转化为电能。有几种类型的涡轮机，主要是佩尔顿、卡普兰、弗朗西斯和灯泡。最适合每个水力发电厂的涡轮机取决于落差和河流流量。

逃生通道

通过涡轮机后，水通过尾水道返回到天然河床。逃生通道位于厂房和河流之间，其尺寸取决于厂房和河流的大小。

溢洪道

如果水库水位超过推荐的限制，溢洪道允许水流出，这通常发生在雨季。由于水位高于理想水位，当电力生产受到影响时，溢洪道被打开；或者避免工厂周围的溢出和洪水，这是多雨时期常见的事件。

水力发电厂的类型

径流式植物

为了避免建造传统水力发电厂造成的破坏，创建了径流式发电厂，这是一种更可持续的选择，不使用大型水库，减少了水坝的结构和洪水的规模。在这个模型中，河流的能量被用来产生能量，而不必储存水。

马德拉河上的 Santo Antônio 和 Jirau 以及帕拉州的 Belo Monte 等植物的结构都基于河流概念。即使没有大型水库，这些工厂也会保持最低限度的储备，以保证其运行和稳定性。

尽管具有社会和环境优势，径流式发电厂降低了该国的能源安全。这是因为，在长期干旱期间，这些结构可能会耗尽水来发电，因为其规模缩小的水库不允许长时间运行。

根据专家的说法，抵消这些工厂有限潜力的另一种选择是投资于互补资源。因此，在径流式水力发电厂低容量运行的时期，可以利用风能或太阳能发电，确保供应并平衡各自造成的影响。

具有蓄积水库的植物

带有蓄水池的水力发电厂储存水并调节其运行以满足能源需求。存储容量是通过位于工厂上游的大坝获得的，根据其容量，有季节性、年度和超年度调节。

巴西的水力发电厂

巴西是世界第三大水力发电生产国，仅次于加拿大和美国。此外，它也是仅次于俄罗斯和中国的第三大水力潜力国家。巴西约 90% 的电力来自水力发电厂。

巴西有超过 100 座水力发电厂。其中，有五个以发电能力突出：

• 伊泰普水电站：位于巴拉那河上，覆盖巴拉那州的一部分和巴拉圭的一部分；
• 贝洛蒙特水电站：位于帕拉州新古河上；
• 图库鲁伊水电站：位于托坎廷斯河上，也在帕拉州；
• 吉劳水电站：位于朗多尼亚的马德拉河上；
• 圣安东尼奥水电站：位于马德拉河上，也在朗多尼亚。

好奇心

• 世界上最大的水力发电厂是位于中国的三峡发电厂；
• 美国土木工程师协会 (ASCE) 将伊泰普发电厂视为“现代世界七大奇迹”之一。它是世界第二大水力发电厂，满足巴西 20% 的电力需求和巴拉圭电力需求的 95%；
• 全世界大约 20% 的电力来自水力发电厂。

水力发电厂的社会和环境影响

虽然水力发电被认为是一种可再生能源，但Aneel报告指出，其在世界电力矩阵中的参与度很小，而且越来越小。报告称，这种越来越缺乏兴趣的原因是实施这种规模的项目所产生的负面外部性。

实施水力发电厂的负面影响之一是它改变了该地区居民的生活方式。必须强调的是，这些社区通常是被确定为传统人口的人类群体（土著人民、quilombolas、亚马逊河滨社区等），他们的生存取决于对他们居住地资源的使用，尤其是河流，并且与文化有联系。与领土订购。

水力发电厂产生的能源是否清洁？

尽管被认为是一种清洁能源，但水力发电会导致二氧化碳和甲烷的排放，这两种气体会加剧全球变暖。

二氧化碳 (CO2) 的排放是由于水库中保持在水位以上的树木分解所致，而甲烷 (CH4) 的释放是通过水库底部存在的有机物分解而发生的。随着水柱的增加，甲烷 (CH4) 的浓度也会增加。当水撞击工厂的涡轮机时，压力差会导致甲烷释放到大气中。甲烷也会通过工厂的溢洪道释放到水路中，此时，除了压力和温度的变化外，水还会以液滴的形式喷洒。

由于甲烷不参与光合作用过程，因此与二氧化碳相比，它被认为对全球变暖的危害更大。发生这种情况是因为排放的大部分二氧化碳通过水库中发生的吸收而被中和。

对动植物群的破坏

建设水力发电厂对当地动植物的主要影响是：

• 破坏自然植被；
• 河床沉积；
• 打破障碍；
• 由于洄游和繁殖过程受到干扰而导致鱼类灭绝（piracema）；
• 当用于工厂蓄水池的区域未适当清洁时，水会酸化；
• 本地水生和陆生动植物的丧失；
• 由于下伏岩石基底上的水的重量而发生地震活动；
• 水库中水的变化与温度、氧化（溶解氧）和 pH 值（酸化的发生）有关；
• 由于农药、除草剂和杀真菌剂从洪水地区现有的种植园流出，造成水污染、污染和有毒物质进入水库；
• 在水库中引入外来物种，与水文流域生态系统失衡；
• 清除河岸森林；
• 职业渔民或休闲活动增加掠夺性捕鱼；
• 实施物理屏障，防止物种季节性迁移，扰乱生态系统的平衡；
• 被淹没的植被造成的碳固存减少，有助于增加温室效应。

土壤流失

被淹地区的土壤必然无法用于其他目的。这成为亚马逊地区等主要平坦地区的核心问题。由于植物的功率是由河流流量和地形不平度的关系决定的，如果地形不平度低，则必须储存更多的水，这意味着水库面积很大。

河流水力几何结构的变化

河流往往在流量、平均水速、泥沙负荷和河床形态之间具有动态平衡。水库的建设会影响这种平衡，从而导致水文和沉积顺序的变化，不仅在蓄水区，而且在周围区域和水库下方的河床中。

这样，水电站水库的形成，一般会影响更多肥沃的土壤和耕地，使当地人口瓦解，失去其历史特征、文化认同和与地方的关系，以及水生生态系统和当地生态系统的改变。植物群和动物群的破坏。