Přehrady používáme k znemožnění nebo zastavení toku vody v řece. Ačkoli se tato inženýrská stavba běžně spojuje s výrobou vodní energie, používáme je také k řadě různých účelů. Když se řeka přehradí, vytvoří se za ní umělé jezero, které lze využít pro pitnou vodu, rekreační účely a zavlažování.
První přehrady, které lidé vytvořili, byly považovány za gravitační. Byly vyrobeny ze zdiva nebo betonu, které díky své hmotnosti odolávaly zatížení vodou. Předpokládá se, že první z nich postavili staří Egypťané a jmenovala se Sadd el-Kafara. Tento název v arabštině znamená v překladu „přehrada pohanů“. Archeologové se domnívají, že stavba byla 37 metrů vysoká a v hřebeni téměř 350 metrů široká. Na stavbu bylo použito více než 100 000 tun kamene a štěrku, ale stavba po několika letech ztroskotala kvůli přetékání.
Při pohledu na bezprostřední a dlouhodobé dopady této technologie stojí za to se seznámit s několika výhodami a nevýhodami přehrad.
Seznam výhod přehrad
1. Přehrady nám poskytují zdroj čisté energie.
Hydroelektřina je zodpovědná za 19 % světových dodávek energie a ročně nabízí více než 3000 terawattů. Z přehrad můžeme vyrábět energii díky kinetické energii pohybu vody, která způsobuje otáčení turbín. To nám umožňuje vyrábět elektřinu, která je čistá a obnovitelná. Jakmile se přehrada zcela postaví, přestaneme být závislí na fosilních palivech, která jsou zodpovědná za energii, kterou potřebujeme k udržení moderního životního stylu.
Spojené státy jsou dnes jedním z největších producentů vodní elektřiny na světě, a to i po redukci provozních zařízení. Američané pomocí tohoto zdroje vyrábějí přes 103 000 megawattů obnovitelné elektřiny, přičemž více energie tímto způsobem v současnosti vytváří pouze Kanada.
2. Přehrady nám pomáhají udržet zásoby vody.
Pokud využijeme možnosti přehradit řeku, pak se voda shromáždí a vytvoří za stavbou nádrž. Tento výsledek umožňuje populačním centrům v dané oblasti shromažďovat čerstvou vodu v období vydatných srážek, aby ji mohly využít v období sucha nebo sucha. Tento inženýrský zázrak využíváme také k regulaci povodňových vod nebo k zásobování okolních oblastí pevným množstvím tekutiny pro zemědělské zavlažování.
To znamená, že přehrada může celému regionu poskytnout nárazník proti extrémním povětrnostním jevům nebo nepravidelným srážkám.
3. Tato technologie nám poskytuje kritické možnosti rekreace.
Přehrady nám mohou poskytnout širokou škálu ekonomických, environmentálních a sociálních výhod. Četné přehrady po celých Spojených státech nabízejí možnosti kempování, plavby na lodích a vodního lyžování. Poskytují regionům, které by obecně neměly přístup k vodě, místo pro spuštění lodí, které podporuje komerční rybářské aktivity. Tyto destinace mohou být ideálním místem pro piknik, pěší turistiku a trávení času s rodinou.
4. Dobře postavená přehrada poskytuje několik výhod při ochraně před povodněmi.
Přehrady pomáhají předcházet ztrátám na majetku a zároveň snižují riziko ohrožení lidských životů v důsledku každoročních povodní. Tyto stavby mohou zadržet povodňovou vodu v nádrži za přehradou, což nám umožní její kontrolované vypouštění nebo uskladnění pro budoucí použití. Nadměrné srážky můžeme odvádět směrem k obcím pro čerstvou pitnou vodu, vytvářet další možnosti zavlažování a uspokojovat různé potřeby související s energetikou.
Řeka Nil je v historii známá svým nepředvídatelným ročním průtokem. S postupujícími klimatickými změnami se budou v Tichém oceánu i nadále zvyšovat vzorce El Nino a La Nina. To znamená, že budeme mít více cyklů nadměrných srážek a sucha, a přehrady nám mohou pomoci tento problém regulovat.
5. Přehrady nám umožňují zavlažovat obdělávanou půdu, na kterou se nemusí dostat dostatek vláhy.
Přibližně 10 % obdělávané půdy ve Spojených státech se v současné době zavlažuje pomocí vody, která je uložena v nádržích za přehradou. Desítky tisíc pracovních míst jsou přímo spojeny s rostlinnou výrobou a dalšími zemědělskými činnostmi, ke kterým dochází díky tomuto přínosu. Naše distribuční sítě potravin zůstávají díky této výhodě aktivní a konzistentní a umožňuje nám to udělat s naším pěstitelským úsilím více, než kdybychom se spoléhali pouze na sezónní srážky.
6. Přehrada může zajistit stabilní systém plavby.
Přehrady na řekách můžeme využít k zajištění stabilního systému vnitrozemské vodní dopravy. Splavné vodní cesty ve Spojených státech, jako jsou ty na řece Mississippi, mohou být pro některé lodě náročné na používání kvůli měnící se hladině vody. Instalací systému zdymadel s touto technologií vytvoříme bezpečné místo pro přepravu zboží a řadu dalších výhod.
V některých situacích mohou přehrady dokonce zajistit zvýšenou ochranu životního prostředí. Tato technologie má schopnost zajistit zadržení nebezpečných materiálů nebo snížit vliv sedimentace na zranitelných řekách.
7. Přehrady mohou sloužit jako zdroj pitné vody.
Protože voda uložená za přehradou v nádrži je sladká, můžeme ji využít jako zdroj pitné vody pro okolní obce a města. Není neobvyklé, že obce ve Spojených státech získávají veškeré zásoby z blízkých potoků nebo řek. Můžeme používat velké kanály, potrubí a další způsoby dopravy, abychom zajistili, že každá domácnost bude mít přístup k bezpečné a čisté pitné vodě.
Seznam nevýhod přehrad
1. Přehrady mohou vysídlit značný počet lidí.
Odhaduje se, že v posledních dvou stoletích bylo kvůli přehradám, které vznikají za každou stavbou, vysídleno 500 milionů lidí. Protože okolní suché oblasti jsou zaplaveny, nemáme již možnost využívat půdu, která byla dříve přístupná k různým účelům. To znamená, že místní zemědělská činnost prochází procesem narušení, i když případný nárůst dostupné vody podporuje větší zavlažování.
2. Nádrže za přehradou mohou vést k vyšším emisím skleníkových plynů.
Když vegetaci pohltí voda, pak rostliny nakonec odumřou. Když k tomuto výsledku dojde, odumřelý organický materiál uvolňuje metan, který se nakonec dostane do atmosféry. Zvýšení produkce skleníkových plynů je významné, protože metan má až dvacetkrát větší odrazovou schopnost než oxid uhličitý.
K úbytku lesů může přispět i používání přehrady v určitých oblastech. Když přijdeme o značný počet stromů najednou, pak dochází k odpovídajícímu příjmu oxidu uhličitého, protože každý den probíhá méně procesů fotosyntézy.
3. Tato technologie narušuje místní ekosystémy.
Přehrady vytvářejí za stavbou problém se zaplavením jako způsob vytvoření nádrže. Nejenže to narušuje lidské aktivity, ale také ničí existující stanoviště volně žijících živočichů. Tento problém může narušit celé ekosystémy, což může mít nepříznivý vliv na celý regionální biom. Mořský život, který je závislý na nerušeném toku řeky, například migrující ryby, může být rozhodnutím o přehrazení vody negativně ovlivněn.
4. Některé říční sedimenty jsou prospěšné.
Přehrady mohou mít zásadní vliv na celkový vodní ekosystém regionu. Přeměna na horním toku vytváří nedostatek usazenin, které se přesouvají po vodním toku a podporují celý vodní biotop. Může také způsobit změny teploty, chemického složení a stability břehů. Mnoho nádrží také hostí invazní druhy, jako jsou řasy nebo plži, které podkopávají přirozená společenstva rostlin a živočichů, kteří na řece žili předtím.
Koryta řek, která jsou po proudu od přehrady, mohou během prvního desetiletí provozu erodovat o několik metrů. Poté se tyto škody mohou rozšířit na stovky kilometrů po proudu.
5. Přehrady vytvářejí riziko povodní, pokud dojde k jejich selhání.
Přehrady nám sice poskytují určitou formu protipovodňové ochrany, ale selhání této stavby může mít ničivé následky pro obce níže po proudu. Přehrada Vajont ztroskotala v roce 1963, pouhé 4 roky po dokončení její výstavby nedaleko italských Benátek. Sesuv půdy během počátečního napouštění vyvolal v nádrži vlnu tsunami, která způsobila více než 50 000 000 metrů krychlových povodňové vody, jež zasáhla okolní města a vesnice. Podle některých zpráv byla vlna vysoká přes 820 metrů.
Téměř 2 000 lidí při této katastrofě zahynulo, a to jen proto, že se přehrada nacházela v geologicky nestabilní oblasti. Když se v roce 1975 v Číně zřítila přehrada přehrady Banqiao, způsobila podle odhadů 171 000 úmrtí.
6. Přehrady mohou mít nepříznivý vliv na hladinu podzemní vody.
Když dochází k prohlubování říčních koryt, pak tento problém vytváří nižší hladinu podzemní vody podél řeky. To znamená, že pro kořeny rostlin je obtížnější dosáhnout toho, co je nutné pro přežití. Majitelé domů v okolí musí také kopat hlubší studny, aby mohli čerpat vodu pro své domácnosti. Tento problém může dokonce změnit obsah minerálů a solí, které se v tekutině nacházejí, a způsobit poškození půdních struktur podél cesty.
7. Výstavba přehrady je nákladnou investicí.
Velká přehrada je definována jako stavba, která je vyšší než 15 metrů. Tato definice znamená, že na světě existuje více než 57 000 staveb. Velké přehrady jsou vyšší než 150 metrů a je jich více než 300. Nejvíce jich má Čína, kde je v provozu více než 23 000 zařízení. Spojené státy jsou sice na druhém místě, ale s 9 200 přehradami jsou daleko za ní. Náklady na výstavbu velké přehrady dnes mohou přesáhnout 20 miliard dolarů a její výstavba může trvat 7 až 10 let. To jsou prostředky, které by mnohé obce mohly využít lépe.
8. Přehrady mohou blokovat postup vody do různých států, provincií a zemí.
Pokud se přehrada postaví na hranici nebo v blízkosti hranice mezi dvěma státy, provinciemi nebo zeměmi, pak může také blokovat postup vody v jedné z těchto oblastí. To znamená, že zásobování ze stejné řeky v sousední zemi již není pod jejich přímou kontrolou. Tato nevýhoda může mít za následek vážné problémy mezi sousedy a vytvářet neustálý zdroj konfliktů, které někdy mohou vést až k válce.
9. Může způsobit, že voda bude příliš mělká pro plavbu.
Přehrady se snaží zabránit dopadům na životní prostředí tím, že vypouštějí vodu po proudu a vytvářejí kanály pro mořský život, které umožňují pohyb proti proudu. Ačkoli je tento přístup nedokonalý, aktualizace tohoto inženýrského postupu přinesla určité výhody. Co se tímto procesem neřeší, je hloubka vody, která může být k dispozici po proudu. Řeka Colorado je vynikajícím příkladem tohoto problému, protože vodní cesta se většinu let nedostane ke svému ústí kvůli veškeré přehradní činnosti, ke které dochází.
Pokud je voda v řece příliš mělká, není možné ji využít pro dopravní přínosy. Tento problém také mění profil osídlení, takže pochody a mokřady již nedostávají z řeky zdravou podporu, kterou potřebují.
10. Problém je v tom, že řeka se stává zdrojem vody. Nádrže mohou být náročné na údržbu.
Když je pro obec významným problémem sucho, pak může být nádrž, která je za přehradou, životně důležitým zdrojem. Udržování této nové vodní nádrže s sebou přináší řadu vlastních problémů, protože v době sucha může docházet k odpařování, což může mít za následek nárůst environmentálních problémů. S touto nevýhodou také dochází k výraznému hromadění organických látek v sedimentech, což má za následek vznik potenciálně karcinogenních trihalomethanů, když se voda chloruje pro pitné účely.
Závěr
Řeka Klamath funguje pod vlivem čtyř přehrad již téměř 60 let. Tyto stavby vyrábějí v průměru 82 megawattů energie ročně. Tato energie je sice obnovitelná, ale není bez následků pro životní prostředí. Tyto stavby vzaly dynamický ekosystém a nahradily ho ubohým podvodníkem sebe sama. Dokonce i majitel přehrad se rozhodl, že náklady na údržbu struktur se mu již nevyplatí, a tak se bourají.
Přehrada Reventazon v Kostarice vypráví zcela jiný příběh. Inženýři za posledních 6 let postupně zahnali řeku do kouta tak, aby zařízení mohlo ročně vyrábět 305 megawattů elektřiny. Tento projekt je největší svého druhu ve Střední Americe a téměř zaručuje, že elektrická síť země bude téměř ze 100 % využívat obnovitelné zdroje energie.
Při zkoumání výhod a nevýhod přehrad je třeba mít na paměti, že oba pohledy si oprávněně činí nárok na to, co je nejlepší pro životní prostředí. Tyto stavby se sice ve Spojených státech bourají, ale ve zbytku světa se staví. To znamená, že tato technologie bude pro některé populace minulostí, ale pro jiné bude i budoucností.