Текст книги "Вода и жизнь на Земле"

Автор книги: Юрий Новиков

Соавторы: Маламагомед Сайфутдинов
сообщить о нарушении

Текущая страница: 12 (всего у книги 14 страниц)

Управление использованием и охраной вод суши

Государственное управление в области использования и охраны вод в нашей стране осуществляется высшими исполнительными органами власти – Советом Министров СССР, советами министров союзных и автономных республик, исполкомами местных Советов народных депутатов, а также специально уполномоченными на то государственными органами.

В июне 1979 г. Совет Министров СССР утвердил Положение о государственном контроле за использованием и охраной вод. Задача контроля – обеспечить соблюдение всеми министерствами, ведомствами, предприятиями, учреждениями, организациями и гражданами установленного порядка пользования водами, выполнение обязанностей по охране вод от загрязнения, засорения и истощения, по предупреждению и ликвидации их вредного воздействия, а также соблюдение правил учета использования вод и других правил, установленных водным законодательством СССР и союзных республик.

Такой контроль проводится Советами народных депутатов, их исполнительными и распорядительными органами, а также Министерством мелиорации и водного хозяйства СССР, Государственным комитетом СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды, Министерством геологии СССР, Министерством здравоохранения СССР, Министерством рыбного хозяйства СССР, Министерством сельского хозяйства СССР, Комитетом по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и горному надзору при Совете Министров СССР и администрацией Северного Морского пути при Министерстве морского флота в соответствии с их компетенцией.

В системе Министерства мелиорации и водного хозяйства СССР функции контроля осуществляются Главным управлением по охране вод и Главным управлением комплексного использования водных ресурсов этого министерства, соответствующими главными управлениями, управлениями министерств мелиорации и водного хозяйства союзных республик, бассейновыми (территориальными) управлениями (инспекциями) и другими хозяйственными контрольными органами. Заместитель министра мелиорации и водного хозяйства СССР, ведающий вопросами использования и охраны вод, является по должности одновременно главным государственным инспектором по регулированию использования и охране вод СССР.

В Положении определены функции органов, на которые возложен указанный контроль, а также права и обязанности государственного инспектора по осуществлению этих функций.

В системе Министерства мелиорации и водного хозяйства СССР работает 132 бассейновых, территориальных управлений или инспекций по регулированию использования и охране вод и 252 гидрохимических лаборатории. Последние отбирают и анализируют пробы сточных вод и вод открытых водоемов в местах сброса в них стоков, определяют эффективность работы действующих водоохранных сооружений, намечают мероприятия по устранению вскрытых недостатков и устанавливают сроки их исполнения.

На многих предприятиях страны сейчас действуют санитарные лаборатории, изучающие состав стоков и качество водоемов. Каждая из них проводит в год десятки тысяч анализов. Санитарная лаборатория и ее филиалы на очистных сооружениях работают по единому плану, утвержденному дирекцией предприятия после детального согласования с санитарно-эпидемической станцией.

Органы Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды изучают химический состав поверхностных вод и его изменения под влиянием хозяйственной деятельности человека, а также на основе обобщения полученных материалов составляют обзоры состояния загрязнения водных источников. Для проведения этих наблюдений служба располагает стационарными постами, которые размещены в водных бассейнах страны с учетом распределения сбросов промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных стоков и плотности населения. Периодически проводятся экспедиционные обследования различных районов и отдельных водных объектов, имеющих наиболее важное значение для народного хозяйства.

Санитарно-эпидемиологическая служба Министерства здравоохранения СССР отвечают за аспект охраны водоемов, затрагивающий интересы здравоохранения и санитарные условия жизни населения. Санитарное состояние водоемов, имеющих рыбохозяйственное значение, и выполнение мероприятий по их охране контролируют органы рыбоохраны Министерства рыбного хозяйства. Контроль за использованием и охраной, а также изучение состояния подземных вод проводит Министерство геологии СССР.

Объектами санитарных наблюдений, осуществляемых органами санитарно-эпидемиологической службы, являются водоемы, которые используются для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых нужд населения. При этом комплекс аналитических показателей определяется действующим ГОСТом «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Правила выбора и оценка качества», «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». В соответствии с указанными документами при изучении санитарного состояния водоемов в анализ включаются показатели, характеризующие внешний вид водоема, органолептические свойства воды, санитарный режим водоема, содержание вредных специфических веществ в водоеме, микробное загрязнение воды. Материалы о качестве воды водоемов увязываются с данными об их гидрологическом режиме, что позволяет оценить полученные результаты санитарно-лабораторных исследований и использовать их при прогнозировании качества воды водоемов.

В последнее время ведутся большие работы в области автоматизации средств контроля качества воды и совершенствования способов его регулирования. Контроль, осуществляемый с помощью автоматических приборов, способствует более быстрому принятию решений и проведению мероприятий по устранению неблагоприятных воздействий на источники водоснабжения населения. Автоматизация контроля качества воды проводится по двум следующим направлениям: прямое измерение величин концентрации загрязнений с помощью определенных датчиков (в виде электрического сигнала) и автоматизация уже известных процессов анализа воды.

В нашей стране созданы и успешно действуют многочисленные приборы автоматизированного контроля качества воды для стационарных и передвижных лабораторий, а также для работы в полевых условиях. Переносные приборы предназначены в основном для получения экспресс-информации о состоянии отдельных участков водоема, в полевых условиях, с борта лодки, берега и береговых сооружений. Полученные данные позволяют быстро принять нужные решения по устранению неблагоприятных воздействий на контролируемый водоем.

Приборы автоматического контроля качества воды широко применяются в автоматизированных системах управления водоохранных комплексов (АСУ ВК), разработанных за последние годы в нашей стране и за рубежом.

В зарубежных странах автоматические станции именуются мониторами. В состав мониторов входит аппаратура для автоматического отбора проб воды (насосная система), для измерения тех или иных показателей (блок датчиков), для обработки получаемой информации (преобразовательная часть системы для передачи информации). Такие системы станций действуют на некоторых водоемах США, Англии, ФРГ, Японии, Польши, Венгрии, ГДР, Чехословакии и других стран.

В СССР создана автоматизированная система управления водоохранным комплексом АСУ ВК на участке р. Северский Донец (от г. Славянска до пос. Светличного). Отличительной особенностью этой системы по сравнению с имеющимися за рубежом является введение в нее звеньев контроля параметров стока и устройств регулирования качества речной воды. Цель работы системы – обеспечение соблюдения санитарных норм на качество воды в створах крупных водопользователей. Система включает: 8 станций контроля речной воды (КР), 6 станций контроля сточных вод (КС), 5 местных диспетчерских пунктов (МДП) и центральный диспетчерский пункт (ЦДП). Предусматривается регулирование расходов сточных вод из 3 накопителей и режима эксплуатации водохранилища.

Станции контроля речной воды предназначены для автоматического отбора проб, их хранения в течение суток и текущего измерения показателей качества воды. Поскольку система, кроме целей управления, служит и для автоматизации сбора и обработки информации по данным, контролируемым в настоящее время, состав измеряемых показателей широк. Каждые 30 мин. автоматически предполагается определять уровень и температуру воды, ее электропроводность, pH, еН, мутность, O ₂, содержание меди, железа, аммиака, фенола и фосфатов. Будут измеряться лабораторными методами и вводиться в систему с пультов ручного ввода информации данные о сухом остатке, БПК ₅, хлоридах, фосфоре, сульфатах, нитритах, нитратах, бактериологических показателях, ароматических амино– и нитросоединениях, никеле, запахе и цветности. КР оборудованы устройствами для автоматической передачи данных на ЦДП с помощью систем телемеханики.

На всех станциях предусмотрена установка автоматических пробоотборников для непрерывного отбора проб контролируемой воды, хранения их в течение некоторого времени (до 24 час.) и последующего слива. Это дает возможность в любое время иметь набор проб за прошедшие сутки, что необходимо для периодической проверки работы станции, при аварийных ситуациях и т. п. КС оборудованы средствами телемеханики для передачи информации, приема команд с диспетчерских пунктов.

Местные диспетчерские пункты осуществляют сбор информации со связанных с ним КС и ретрансляцию этой информации на центральный диспетчерский пункт (ЦДП).

От ЦДП на МДП по телетайпу передаются сведения о состоянии речной воды на ближайших КР и команды регулирования режима опорожнения накопителей. МДП отвечают за состояние очистных сооружений и сброс сточных вод. Они располагаются на территории промышленных предприятий и обслуживаются их персоналом.

Центральный диспетчерский пункт собирает информацию путем опроса КР, КС и МДП. Кроме того, он может получать ее также от лаборатории Госводинспекции, Государственного комитета по гидрометеорологии и контролю природной среды и санитарно-эпидемиологических станций. Вся информация (после проверки ее достоверности) обрабатывается с целью оценки качества воды водного объекта и уточнения моделей. Полученные данные используются для прогнозирования и принятия решений об изменении регулирующих воздействий. ЦДП обеспечивает выполнение общей задачи функционирования системы и управления работой всех звеньев системы.

Таким образом, в нашей стране и за рубежом достаточно широко осуществляется разработка автоматических приборов контроля качества воды. Их применение позволяет быстро получать большое количество информации о качественном состоянии поверхностных и сточных вод. Наибольшее значение приобретает использование автоматических приборов в автоматизированных системах управления качеством водоемов.

Мировой океан и жизнь на Земле

Теперь мы уже знаем, как выглядит наша Земля из космоса, – это необыкновенно красивая голубая планета. Своей впечатляющей окраской она обязана Мировому океану, который покрывает 71 % ее поверхности. Мировой океан – могущественный фактор жизни на Земле. Он очищает воздух, освежает его влажными ветрами. Здесь когда-то родилась жизнь, а теперь он снабжает нас ценнейшими продуктами.

Без океанов и жизнь на суше была бы совершенно иной. Морские растения, в частности фитопланктон, высвобождающие путем фотосинтеза кислород, играют важную роль для очищения воздуха на нашей планете. Способность воды накапливать тепло в значительной степени влияет на погоду и климат Земли. В морской пищевой цепи происходит своеобразный кругооборот земной флоры и фауны: растительный планктон, как первичный продукт морской жизни, поедается «вегетарианцами» океана – зоопланктоном и моллюсками, которые, в свою очередь, идут в пищу мелким плотоядным, например хамсе или камбале, а те становятся добычей более крупных морских хищников. Остатки растительной или животной пищи путем минерализации снова в виде органического вещества возвращаются в цепь, благодаря действию бактеропланктона.

Море создает множество факторов, благоприятно действующих на организм. Большое значение имеет морской воздух, который имеет равномерную температуру, содержит большое количество кислорода, обогащен такими важными для организма минеральными солями, как кальций, натрий, йод, хлор и др. Благодаря такому составу морской воздух вызывает улучшение деятельности сердечно-сосудистой, нервной систем и дыхания организма.

Морская вода содержит соли натрия, магния, железа, йода, хлора, брома и др., в том числе и поваренную соль.

Мировой океан – главная база рыболовства. Морские просторы используются для перевозки больших грузов и пассажиров. С морского дна уже добываются разнообразные полезные ископаемые (железо, марганец, золото, алмазы, титан, хром и др.), осуществляется около 20 % (в мировом масштабе) добычи нефти и газа – для многих стран Западной Европы морские месторождения являются основными источниками нефти.

Широкий размах хозяйственного использования морей человеком сопровождается их загрязнением. Моря и океаны до недавнего времени (20–30 лет назад) воспринимались как неограниченные просторы, в которые можно выпускать сколько угодно отходов и отбросов. Считалось, что в морской воде сбросы подвергаются биологическому распаду и превращениям. За этот короткий период в Мировой океан успели внести значительные количества радиоактивных отходов и другие загрязнения.

Известно, что все сбросы в реки, озера и другие водные объекты, находящиеся на территории крупных промышленных центров и сельскохозяйственных районов, в конечном итоге достигают моря. С водами рек в моря и океаны попадает 320 млн. т железа, 6,5 млн. т фосфора, 2,3 млн. т свинца, 1,6 млн. т марганца, а также большое количество жиров, поверхностно-активных веществ, кислот, ядохимикатов, радиоактивных соединений, от 3 до 10 млн. т нефти и других веществ. По расчетам известного океанолога-геохимика Б. А. Скопинцева, реки приносят в моря и океаны около 700 млн. т органических веществ в год. В моря смываются больше всего те загрязнения, которые обладают свойством длительно сохранять свое токсическое действие.

Значительные загрязнения в моря вносят различные разработки полезных ископаемых (нефти и других), а также морской транспорт.

Ресурсы Мирового океана

Ученые и экономисты едины во мнении, что Мировой океан таит в себе в огромных количествах продукты питания, сырье и энергию. Из 160 тыс. видов растений и животных, обитающих в Мировом океане, мы используем только 1,5 тыс. И хотя за последние 30 лет мировой вылов морепродуктов перевалил за 70 млн. т, ученые полагают, что можно без ощутимых потерь для океанского «населения» вылавливать еще дополнительно около 30 млн. т. Впрочем, уже сейчас возникают опасения о допустимости ловли некоторых ценных видов рыб и китов. Происходит это, в частности, потому, что в ряде капиталистических государств рыбная ловля велась без учета научных рекомендаций. Кроме того, издавна рыбу ловят всего лишь на 25 % акватории Мирового океана, расположенных преимущественно в прибрежной зоне. Подсчитано, что на шельфе с глубин до 200 м вылавливается 90 % всего мирового улова морепродуктов. Около 75 % океанской поверхности вообще не охвачено рыболовством.

Советские ученые, исследуя различные районы Мирового океана, установили перспективность лова и на больших глубинах. В частности, такие глубоководные рыбы, как макрурус, сабля-рыба, хек, путассу, и ряд других уже стали объектами промышленного лова советских рыбаков. Отметим, наконец, такой факт: во время одной экспедиции на «Витязе» была поймана рыба с глубины 7,5 тыс. м.

Весьма перспективной выглядит также идея активного воздействия на океанскую фауну, в частности искусственное разведение рыб, переселение их из одних водоемов в другие, увеличение кормовой базы и т. д. Определенных успехов в этом отношении добились советские ученые (разведение кефали, червя нереис и моллюска синдесмия – на Каспии, акклиматизация камчатского краба – в Баренцевом море и т. д.).

Добычу можно увеличить, например, за счет регулируемого разведения рыбы и моллюсков в огороженных морских акваториях или подводных клетках. Подобное рыбоводное фермерство является «многообещающей альтернативой морскому рыболовству». Во всяком случае, уже сейчас в мире подобным способом получают 6 млн. т рыбы, раков и моллюсков. Японцы, например, ежегодно производят таким образом около 80 тыс. т лосося, омаров и скумбрии. По оценкам Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), это количество можно увеличить до 30 млн. т.

Мировой океан, занимая 70 % поверхности планеты, дает человечеству всего лишь 1,5 % пищевых ресурсов. Одна из причин: в море человек пока но стал рачительным хозяином. Он шел там по более простому пути охотника, хотя на суше давно уже перешел к земледелию и скотоводству – высокоразвитое сельское хозяйство дает ему более 98 % всей потребляемой пищевой продукции. Морское «сельское хозяйство» до сих пор но получило широкого распространения. Правда, во второй половине XX в. в ряде стран, имеющих прямой выход к морю, марикультурой занялись основательно. Там она сейчас быстро развивается.

Число «освоенных» морских организмов уже превысило две сотни видов. Среди них такие характерные для морей нашей страны рыбы, как лососи (их разводят в морских садках), палтус, угорь, кефаль, терпуг. Перспективны и моллюски, мясо которых пользуется большим спросом: оно высокопитательно, обладает и лечебными свойствами. Разработана технология выращивания гребешка, устриц, мидий, креветок, омаров, начаты работы по культивированию «морского женьшеня» – трепанга. Наряду с животными на подводных плантациях выращивают ламинарию – «морскую капусту», а также водоросли-агароносы, из которых извлекают ценное технологическое сырье – агар-агар.

Перспективный район для марикультуры – прибрежные воды советского Дальнего Востока. По подсчетам специалистов Тихоокеанского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (ТИНРО), в заливах Японского моря можно, например, получать с 1 га до 100 т ламинарии и 40–50 т устриц. Но марикультура на Дальнем Востоке делает лишь первые шаги. В Приморье выращивают в опытно-промышленных масштабах моллюсков, в промышленных – морскую капусту.

В заливе Посьета действует морская экспериментальная база Дальтехрыбпрома. Это единственное в СССР предприятие, где в естественных условиях выращивают гребешок и гигантскую устрицу. В 1977 г. здесь собрали хороший урожай. Несколько лет успешно действуют три водорослевых фермы – в бухтах Валентин, Каменка и Анна.

Урожайность ламинарии достигает 50–60 т с 1 га прибрежной акватории, общая площадь которой составляет 30 га.

С каждым годом на Земле возрастает потребление воды. По оценкам специалистов, в 2000 г. ее потребуется в 8 раз больше, чем сейчас. Но, поскольку запасы пресной воды в мире ограничены, она может быть получена только из морей.

Мировой океан – неисчерпаемый водный резервуар. Однако 3,5 % соли, содержащейся в морской воде, мешают ее использованию в сельском хозяйстве, в промышленности и для питья без предварительного опреснения. До 1960 г. строились лишь небольшие опреснительные установки мощностью максимум в 3 тыс. м ³/сут пресной воды. Однако с тех пор размеры и число ежегодно строящихся опреснительных установок заметно выросли. Только в 1975 г. введены в строй 26 установок, производящих в среднем по 9,304 тыс. м ³/сут воды. В 1977 г. одна такая установка вырабатывала уже 14 тыс. м ³/сут воды.

В настоящее время наблюдается тенденция к дальнейшему росту мощностей и количества морских опреснительных установок. Этому во многом способствовало то обстоятельство, что в засушливых районах Земли и в пустынях имеются большие месторождения нефти и газа. Чтобы добывать их нужны люди, а людям нужна вода. В местах добычи этого сырья возникли новые поселения, быстро увеличивалось население. Например, если в 1968 г. Абу-Даби, столица одноименного нефтяного эмирата в Персидском заливе, насчитывала 22 тыс. жителей, то в 1975 г. их число увеличилось до 130 тыс., а к 1985 г., согласно заключению некоторых специалистов, достигнет 430 тыс. человек. Обретенное богатство породило в таких странах желание обеспечить свое будущее путем создания собственной промышленности. Для этого, однако, понадобилось много пресной воды.

Практически неограниченное количество пресной воды, полученной из морской, можно дать сельскому хозяйству. Однако масштабы использования морской воды для сельского хозяйства зависят от цены пресной: чем дешевле процесс опреснения, тем больше воды для орошения. К сожалению, производство 1 тыс. л воды на современных опреснительных установках обходится приблизительно в 5 раз дороже, чем на станциях водоснабжения.

Морская вода – это нечто вроде жидкой руды. В ней содержатся элементы почти всей таблицы Менделеева.

Ученые подсчитали, что в морской воде растворено 6,5 млрд. т натрия, 80 млрд. т никеля, 800 млн. т молибдена, около 10 млрд. т золота – примерно по 3 т на каждого жителя Земли.

Если распределить по всей суше соль, имеющуюся в морской воде, то получится слой толщиной 153 м. Больше того, в 1 км ³воды содержится 700 тыс. т калийной соли, идущей на удобрения и для отбеливания тканей, причем добывать ее в море гораздо эффективнее, чем на суше. Море богато и сульфатом натрия – ценнейшим сырьем для стекольной, целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности. Особенно много его в водах знаменитого залива Кара-Богаз-Гол. В воде Мирового океана хранится 90 млрд. т йода; брома – в восемь раз больше, чем в равном объеме земной коры. Все мировое производство брама основано на океанских промыслах.

Морское происхождение имеет пятая часть производства тяжелой воды. В морях и океанах имеется до 200 млн. т лития – этого источника энергии XXI в., а 1 т морской воды содержит 3,3 мг урана.

В Японии, как известно, нет природного урана и его приходится импортировать из-за границы. Это обстоятельство серьезно тормозит интенсивно развивающуюся в стране атомную энергетику. Однако эта проблема, кажется, находит решение. К 1985 г. в Японии намечено завершить строительство экспериментальной опытной установки по извлечению урана из морской воды. Технология, разработанная на основе опыта эксплуатации этой установки, найдет применение на трех заводах общей производительностью 3 тыс. т урана в год. Такого количества урана достаточно для снабжения топливом 12 атомных электростанций мощностью по 1 тыс. МВт каждая.

Истощение запасов полезных ископаемых на суше заставляет многие страны проявлять все больший интерес к поиску и добыче различных минералов со дна моря. Немногим более ста лет началась история подводных полиметаллических руд. 7 марта 1873 г. трал английского фрегата «Челленджер», совершившего трехлетнее кругосветное плавание с целью исследования глубоководных впадин, поднял с глубины 4 тыс. м нечто вроде черноватой гальки. Химики быстро установили, что эти любопытные образования состоят почти исключительно из окиси марганца и представляют собой «марганцевые конкреции». В наш век интерес к этим конкрециям значительно возрос – ведь, кроме марганца, концентрация которого наиболее высока (в среднем около 25 %), они содержат большое число других металлов, в том числе медь, никель, кобальт, молибден. Конкреции обычно залегают в осадочных отложениях, так называемом радиоляриевом иле (радиолярии – планктонные животные организмы), на глубине свыше 4 тыс. м.

По данным американских исследователей, только в одном Тихом океане хранится 1500 млрд. т руды в форме конкреций. Если использовать всего лишь 1 % этой руды, то человечество будет обеспечено марганцем на 285 лет, никелем – на 230, медью – на 17, кобальтом – на 1200 лет. Правда, в последнее время появились менее оптимистические цифры – от 1 до 3 млрд. т руды для всего Мирового океана (никеля от 15 до 50, меди – от 12 до 36, кобальта – от 2,5 до 7,5 млн. т).

По установленным в настоящее время критериям, месторождение считается рентабельным, если общее содержание меди и никеля в руде составляет примерно 2,5 %. Другое необходимое условие – плотность конкреций на дне. Она должна быть от 4 до 10 кг/м ²для месторождений площадью порядка 30 тыс. км ², что обеспечит добычу 3 млн. т руды в год. Этим требованиям пока отвечает лишь одна зона, расположенная в северной части Тихого океана между 5° и 20° с. ш. и 110° и 160° з. д. Именно в этой зоне, которая занимает 6 млн. км ²(в 10 раз больше территории Франции), ведется основная исследовательская работа. Однако до сих пор никто не смог доказать, что предполагаемая промышленная добыча, которая по-прежнему упирается в технические трудности, экономически рентабельна.

В настоящее время рассматриваются два пути разработки подводных месторождений: механический и гидравлический. Механическая фильера представляет собой систему ковшей, перемещающихся вдоль троса, соединенного с двумя судами. Сторонники этого проекта утверждают: чем проще система, тем меньше у нее шансов выйти из строя. Гидравлическая фильера – это или система откачки (морская вода – конкреции), или система с эрлифтом (морская вода – конкреции – воздух). Главной проблемой этой гигантской отсасывающей трубы длиной в 5 тыс. м остается установка головки землесоса, которая должна собрать как можно больше руды достаточно быстрыми темпами в среде, имеющей консистенцию меда и обладающей неровным рельефом. Переработка, которая заключается в разделении различных руд, содержащихся в конкрециях, не ставит никаких специфических проблем. Она осуществляется так же, как и переработка любой «классической» руды.

Причины увлечения многих стран конкрециями различны. Например, для США они представляют огромный интерес, поскольку им приходится импортировать 85 % марганца и почти полностью кобальт и никель. Есть и другие страны, также зависящие от ввоза этих металлов. Так, Япония импортирует 95 % меди, кобальта и марганца и около 75 % никеля.

В конце 1978 г. группе американских, японских, канадских и западногерманских исследователей удалось добиться успеха. С глубины 5000 м в Тихом океане к юго-востоку от Гавайских островов подводный земснаряд исследовательского судна «Седко-445» впервые извлек на поверхность большое количество так называемых марганцевых конкреций. Внешне они напоминали крупные клубни картофеля и содержали никель, кобальт, титан, медь, а также марганец.

По оценочным данным, запасы нефти на морском дне, как разведанные, так и предполагаемые, составляют 90 млрд. т, т. е. в 30 раз превышают объем ежегодной мировой добычи. В конце 70-х годов в прибрежных шельфах действовали около 400 разведочных буровых платформ, из них 60 – в Северном море; свыше 3 тыс. установок на платформах уже добывали нефть с морского дна.

Значение Мирового океана в жизни человечества стремительно возрастает. В нем таятся колоссальные запасы энергии. Люди научились утилизировать лишь ничтожную ее долю, но есть надежда, что в будущем океан может сделаться одним из основных поставщиков энергии.

Идея использовать энергию приливов и отливов не нова. Но путь от замысла к его воплощению в строительстве приливных электрических станций – ПЭС – оказывается тернистым.

На первый взгляд, что может быть проще! Отгородил залив от моря в узком месте плотиной, поставил турбины – и черпай энергию. Во время прилива вода, вливаясь в залив, заставит крутиться лопасти гидротурбины. То же самое произойдет и во время отлива, когда вода будет стремиться уйти обратно в море. Однако, когда в 1967 г. во Франции была сооружена приливная электростанция (ПЕС) «Ране», то оказалось, что ее строительство обошлось в три раза дороже обычной речной ГЭС.

В Советском Союзе ПЭС в основном смонтировали на заводе в Мурманске и затем уже отбуксировали к месту расположения – в губу Кислая. Там готовый блок посадили на заранее приготовленную «постель», загрузив песчаным балластом. Так, в 1968 г. появилась первая отечественная ПЭС – Кислогубская.

Этот вариант стал основой нынешних проектов ПЭС, например в Лумбовском заливе, у побережья Кольского п-ва на границе Баренцева и Белого морей. Приливы в этом месте достигают 7-метровой высоты. Здесь предполагается построить две дамбы общей длиной 2,8–5 км и в одной из них расположить 8 отверстий для пропуска воды, в другой – 6 наплавных четырехагрегатных блоков, аналогичных Кислогубской ПЭС. 24 капсульных агрегата общей мощностью 0,3 млн. кВт позволят выработать за год около 600 млн. кВт*ч электроэнергии.

В 30 с лишним раз большую мощность – 10 млн. кВт – разовьет будущая Мезенская ПЭС. Плотина длиной 86 км отсечет восточную часть акватории залива в створе мысов Михайловский и Абрамовский. На 17-километровом трапециевидном «выступе» встанут 100 наплавных блоков с 400 агрегатами.

Большие возможности для строительства ПЭС открываются на побережье Охотского моря, где наблюдаются 14-метровые приливы. Так, в Пенжинской губе предполагается построить ПЭС мощностью в 100 млн. кВт. (Для сравнения укажем, что мощность крупнейшей в мире Саяно-Шушенской ГЭС – 6,4 млн. кВт.) Море в заливе редко бывает спокойным. Ураганный ветер гонит на берег волны высотой 5–7 м. Ветер не утихает и зимой, когда столбик термометра нередко опускается к отметке минус 50°. Более 200 дней в году море покрыто ледяными полями толщиной до 2 м. Какую же прочность должна иметь станция, чтобы противостоять натиску воды и льдов! Поэтому здание ПЭС предполагается сделать с наклонным перекрытием, через гребень которого могут свободно переползать льды. В техническом отношении создание Пенжинской ПЭС вполне осуществимо.

В последнее время появился новый тип волновой гидростанции, названной изобретателями «Ракушкой». Ее необходимо строить на морской отмели, с резким перепадом глубин от 100 до 20 м. Лучше всего для этого подходит подводная сопка. На ее вершине, и следует монтировать «Ракушку» – полую бетонную полусферу диаметром. 80 м. От макушки полусферы вниз идет вал гидротурбины, вращающий генератор. Работа такого энергоблока основана на возрастании волны, приближающейся к отмели. Вода, достигнув отверстия в «Ракушке», падает вниз. По расчетам, за 1 с на лопасти турбины будут обрушиваться 80 м ³морской воды. Этого вполне достаточно для работы мощного (1,5 МВт) генератора.

Изобретатели считают, что подобные волновые ГЭС выгодно располагать полукругом. Тогда станции будут не только вырабатывать энергию, но и выполнять роль волнолома, т. е. защищать берега от разрыва. Внутри такой бухты корабли могут пережидать непогоду. Оснастив щели в нижней части «Ракушки» фильтрами, можно добиться дополнительно очищения морской воды от нефти. Наиболее подходящим местом для сооружения подобной электростанции считаются прибрежные воды Гавайских о-вов.