zapora trzech przełomów

Technologia

20.09.2023 16:48

Zapora Trzech Przełomów, czyli rozmach po chińsku

Inżynieria Nauka
8
0
0
8
0

Zapora Trzech Przełomów to największa pojedyncza inwestycja budowlana na całym globie. Jest tak ogromna, że wywarła wpływ nie tylko na życie Chińczyków, ale również… kulę ziemską! Oto wszystko, co musisz o niej wiedzieć.

Miliony przesiedleń, miliardowe koszty, ilość stali, jaka wystarczałaby do budowy 63 wież Eiffla, liczne rekordy świata. To zaledwie wierzchołek góry lodowej, gdy opisujemy Zaporę Trzech Przełomów. Ta ogromna konstrukcja wpłynęła nie tylko na państwo chińskie, ale również na całą naszą planetę. Z tego artykułu dowiesz się więcej na temat tej monumentalnej konstrukcji.

Zapora Trzech Przełomów – podstawowe informacje o konstrukcji

Zapora Trzech Przełomów jest największą zaporą wodną na świecie. Znajduje się na rzece Jangcy w centralnej prowincji Chin, pomiędzy trzema wąwozami: Qutang, Wuxia i Xiling. Została zaprojektowana w 1919 roku przez prezydenta Chin Sun Yat-Sen. Ciągle wracano do pomysłu na realizację projektu, ostatecznie dopiero w 1992 roku Zgromadzenie Przedstawicieli Ludowych zatwierdziło tę inwestycję.

Cały kompleks składa się z trzech części: zapory, śluzy wodnej oraz pochylni. Przy tym w jego skład wchodzi 386 metalowych bram różnego rodzaju, 139 podnośników i 26 śluz, z których największa ma 37 metrów wysokości. Dwie śluzy zostały przystosowane do transportu statków w przeciwnym kierunku. Pochylnie wykorzystywane są jako winda dla mniejszych statków.

zapora trzech przełomów
Chińska zapora podczas zrzutu wody

Zapora wodna składa się z 34 zestawów turbin, każda o mocy 700 MW (oprócz dwóch mniejszych 50 MW) i o wadze 400 ton. Całkowita moc wynosi 22500 MW, co daje średnią roczną produkcję energii w wysokości 84,7 TWh. Kanał wejściowy składa się z 5 etapów o łącznej długości 6442 metrów, a główna część ma 1607 metrów. Maksymalna wysokość to 181 metrów.

Zapora Trzech Przełomów jest zdecydowanie największym projektem hydroelektrowni na świecie. Powstały w jej ramach zbiornik wody ma 630 km długości i 175 metrów głębokości, a jego powierzchnia to 1084 km kwadratowych. Tama Trzech Przełomów (choć określenie „tama” jest w tym przypadku błędne) miała zapobiec powodziom, które nawiedzały Chiny coraz częściej.

Historia budowy Zapory Trzech Przełomów

Koncepcja budowy ogromnej zapory wodnej pojawiła się jeszcze w początkach XX wieku. Odpowiada za nią chiński mąż stanu, który był również pierwszym prezydentem tego kraju. Mowa tu o Sun Jat-senie, który w jednej ze swoich prac na temat szans na dynamiki rozwoju państwa, mówił o konieczności wzniesienia takiej konstrukcji. Stwierdził on w niej, że zapora zdolna do generowania 30 milionów koni mechanicznych (22 GW) może zostać zbudowana w dolnym biegu Trzech Przełomów Jangcy. Pierwsze prace zostały poczynione pod rządami Czang Kaj-szeka w 1932 roku, ale szybko zostały wstrzymane.

Pierwsza połowa XX wieku była niezwykle burzliwa w historii Chin. Wojna chińsko-japońska (1937-1945) oraz wojna domowa z lat 1927-1949 skutecznie paraliżowały prace budowalne przy zaporze. Pęd całemu przedsięwzięciu został nadany dopiero w 1953 roku za sprawą Mao Zedonga. Szczegółowe planowanie miejsca budowy rozpoczęto w 1955 roku, rok po ogromnych powodziach na rzece Jangcy, które zdewastowały prowincję Hubei. Rząd przedstawiał narrację, że konstrukcja pozwoli kontrolować ryzyko powodziowe, wzmocnić handel wewnętrzny i zapewnić niezbędną energię, której bardzo brakowało w centralnych Chinach.

Sun Jat-sen
Sun Jat-sen był chińskim mężęm stanu, który jako pierwszy przedstawił plany budowy zapory na rzece Jangcy. Chiny zrealizowały to przedsięwzięcie dopiero ponad 90 lat po jego śmierci

Pomysł wzniesienia zapory spotkał się z ogromną falą krytyki. Przeciwnicy tego przedsięwzięcia głośno manifestowali ryzyko zapadnięcia się konstrukcji oraz konieczność relokacji 1,3 miliona ludzi – a według wybranych źródłem liczba ta urastała nawet do 2 milionów. Budowa wymusiłaby również zniszczenie ponad 1300 miast, miasteczek i wsi w zasięgu strefy zalewowej, zniszczenie malowniczej scenerii i wielu rzadkich miejsc, cennych z punktu widzenia archeologii. Wznoszono również argument skażenia ogromnego zbiornika ściekami oraz wpływu na stabilność tektoniczną – w tym drugim przypadku, jak się okazało: całkiem słusznie.

Paradoksalnie, głosy sceptyków budowy Zapory Trzech Przełomów skutecznie zahamowały postęp prac. Warto jednak odnotować, że rząd chiński mógł zacząć zwyczajnie wahać się w realizacji budowy monumentalnej konstrukcji. Miało to związek z licznymi sugestiami lokalnych i zagranicznych inżynierów oraz hydrologów. Sugerowali oni, że wzniesienie mniejszych, ale licznych zapór wodnych byłoby lepszym wyjściem. Zminimalizowałoby to koszty i byłoby mniej problematyczne w utrzymaniu. Zapory miałyby znajdować się w dopływach rzeki Jangcy i łącznie generować tyle samo prądu co pojedyncza ogromna zapora.

Sprawdź też: Cuda inżynierii – Zapora Hoovera. Najważniejsze informacje o konstrukcji

Wydawać by się mogło, że takie podejście pozwoliłoby osiągnąć wszystkie cele bez podejmowania nadmiernego ryzyka. Brak jednak było jasnej deklaracji ze strony chińskiego rządu – co doprowadziło do swoistego zawieszenia przedsięwzięcia. Budowa ogromnej tamy została wstrzymana na niemal 40 lat. Sytuacja uległa zmianie pod koniec XX wieku, ponad 70 lat po zrodzeniu się całego pomysłu w umyśle Sun Jat-sena.

W 1992 roku, premier ChRL Li Peng zaczął silnie forsować ideę wskrzeszenia projektu. Nie bez skutku pozostaje tu jego wykształcenie – z racji tytułu inżynierskiego widział on w zaporze wielką szansę dla całego kraju. Co więcej, zdawał sobie sprawę, że wzniesienie zapory jest jak najbardziej możliwe. Swój entuzjazm przedstawił członkom Ogólnochińskiego Zgromadzenia Przedstawicieli Ludowych, którym starał się zaszczepić pomysł powrotu do budowy zapory. Choć w głosowaniu ogólnym udało się przepchnąć stosowne rozporządzenie, nie brakowało głosów przeciwników budowli.

zapora trzech przełomów w budowie
Budowa najwiekszej zapory wodnej świata podczas trzeciej fazy

Prawie jedna trzecia członków zgromadzenia zagłosowała przeciwko lub wstrzymała się od głosu. Był to wyraźny znak sporej niechęci, co poskutkowało niezwykle niskim współczynnikiem zatwierdzenia (zaledwie około 67,5%). Głosy oburzenia wykroczyły poza mury parlamentarne. Objawiło się to między innymi brakiem obecności prezydenta Jianga Zemina na inauguracji budowy zapory w 1994 roku. Bank Światowy również odmówił Chinom stosownego wsparcia, sugerując, że budowa zapory wiąże się ze zbyt dużym ryzykiem.

To jednak nie powstrzymało zapału chińskiego – prace przy zaporze ruszyły pełną parą 14 grudnia 1994 roku. Początkowo przygotowano całą infrastrukturę – pobudowano sieć dróg oraz poprowadzono sieć elektryczną. W 1997 roku zablokowano rzekę oraz dokonano jej przekierowania. W 2003 rozpoczęto drugą fazę budowy, polegającą na napełnieniu zbiornika. Jej końcem było podłączenie pierwszych generatorów zapory do krajowej sieci. Betonowa ściana zapory została ukończona w 2006 roku, natomiast pozostałe generatory (26 sztuk) zaczęły pracę w 2012 roku. Pozostałe prace zostały ukończone w 2015 a sama zapora stała się w pełni funkcjonalna w 2016.

Sprawdź też: Jak działa turbina wiatrowa? Na jakiej zasadzie wytwarza prąd?

Ile kosztowała Tama Trzech Przełomów?

Największa pojedyncza inwestycja budowlana w dziejach świata poraża nie tylko rozmiarami, ale również pochłoniętym budżetem. Początkowo chiński rząd przewidywał, że konstrukcja będzie wymagać inwestycji 180 miliardów yuanów. W przeliczeniu na dolary byłoby to około 22,5 miliarda. Te rachunki okazały się jednak błędne, a sam główny inwestor w postaci rządu musiał sięgnąć głębiej do kieszeni.

Z końcem 2008 roku, pomimo faktu, że zapora funkcjonowała, do końca prac było jeszcze daleko. Jednak już w tym czasie inwestycja pochłonęła około 150 miliardów yuanów, czyli około 83% przewidywanego budżetu. Co ciekawe, więcej pieniędzy wydanych zostało na relokacje ludzi z terenów zalewowych niż na samą budowę. Ile jednak łącznie pochłonęła cała inwestycja?

zapora trzech przełomów - zdjęcie satelitarne
Zdjęcie satelitarne Zapory Trzech Przełomów z 2016 roku

Kwota z zakładanych 180 miliardów urosła do 254,2 miliardów yuanów, co wynosi około 37,23 miliardów dolarów. Co jednak ciekawe, według wybranych źródeł cała inwestycja już dawno się chińskiemu rządowi zwróciła – rzekomo miało to nastąpić w latach 2014-2015.

Rozmiary, ilość surowca, jaką pochłonęła budowa i inne dane o chińskiej zaporze

Budowla imponuje rozmiarem, znacznie wyprzedzając zaporę Itaipu na granicy Brazylii i Paragwaju, będącą największą zaporą przed wzniesieniem Zapory Trzech Przełomów. Wysokość zapory wynosi 181 metrów, jej szerokość to prawie 2,5 kilometra. U podstawy ma grubość 115 metrów, natomiast korona zapory (sekcja znajdująca się nad wodą) ma 40 metrów grubości. Ponadto w jej ramach powstał zbiornik wodny o powierzchni 1084 kilometrów kwadratowych. Jego długość maksymalna to aż 600 km. Pojemność całkowita zbiornika wynosi prawie 40 kilometrów sześciennych.

W celu przygotowania konstrukcji i terenu pod nią koniecznością było wydobycie 102,6 miliona metrów sześciennych ziemi i kamieni. Kluczowym surowcem podczas budowy był sam beton – do zalania powierzchni niezbędne było 27,94 milionów metrów sześciennych betonu (dla porównania, 330 tysiące metrów sześciennych betonu pochłonęła budowa Burj Khalifa, najwyższego budynku świata). Stal była również niezwykle istotnym elementem spajającym całą konstrukcję. Zapora Trzech Przełomów pochłonęła 463 tysiące ton stali.

-75%
Kody rabatowe Morele Najlepsze promocje w jednym miejscu

Energia, jaką produkuje Tama Trzech Przełomów

W Trzech Przełomach działają 34 generatory, z czego 32 o mocy 700 MW oraz 2 o mocy 50 MW. Roczna produkcja energii elektrycznej w zaporze wynosi 101,6 TWh (choć ustanowiony rekord wynosi odrobinę więcej). Łączna moc wszystkich generatorów to 22,500 MW. W związku z tym roczna produkcja energii wynosi tyle samo, ile przez ten czas zapewniłoby 20 zapór Hoovera w USA.

Jak bardzo największa hydroelektrownia świata prześciga pod tym względem tą, która dzierżyła palmę pierwszeństwa przed nią? Przypominamy, że była nią zapora Itaipu, wspólne przedsięwzięcie dwóch krajów: Brazylii i Paragwaju. Zapora ta posiada 20 generatorów o mocy 700 MW każdy, co przekłada się na 14000 MW. Nie przeszkodziło to jej jednak w ustanowieniu rekordu rocznej produkcji energii na poziomie 101,6 TWh w 2016 roku.

Zapora Trzech Przełomów pokonała hydroelektrownię z Południowej Ameryki dopiero w 2020 roku, gdy udało się wygenerować 111,8 TWh. Miało to jednak związek z silnymi opadami monsunowymi, które były obecne podczas tego roku. Należy więc pamiętać, że wydajność hydroelektrowni jest ściśle powiązana z pogodą i ilością opadów.

turbina Francisa
Jedna z turbin Francisa tuż przed zamontowaniem

Wpływ tamy na kulę ziemską

Zapora Trzech Przełomów to konstrukcja tak ogromna, że jej wymiary mają wpływ nie tylko na Chiny, ale również na całą planetę. I nie ma w tym stwierdzeniu przesady – wszelkie obliczenia dokonane przez naukowców są wystarczającym dowodem na to, że chińska zapora wpłynęła dosłownie na nas wszystkich.

Przede wszystkim obawy budziło skupienie ogromnych ilości wody w jednym miejscu – poza rzecz jasna dużymi zbiornikami wodnymi, jak morza i oceany. Choć woda sama w sobie może wydawać się nader lekka, to należy pamiętać, że rezerwuar Trzech Przełomów jest w stanie pomieścić 40 miliardów metrów sześciennych wody. Tak ogromna ilość nagromadzonej w jednym miejscu wody, według naukowców NASA, doprowadziła do wydłużenia dnia ziemskiego o około 0,06 mikrosekundy. Przyczyniło się też do zmian kształtu kuli ziemskiej – zaokrąglając ją bardziej w środku i spłaszczając na biegunach.

Sprawdź też: Czym jest Shinkansen? Wszystko o super pociągu

To jednak nie wszystkie konsekwencje, jakie niesie za sobą ten behemot. Badania opublikowane w 2022 roku sugerują, że zmiany poziomu wody w rezerwuarze niosą za sobą szersze skutki. Chodzi mianowicie o zmiany pola grawitacyjnego. Te, choć mogą się wydawać marginalne, są na tyle duże, że oddziałują na sejsmikę lokalnych płyt tektonicznych. Choć ogranicza się to tylko do zachodniego Syczuanu, wpływa to na zwiększenie aktywności sejsmicznej, skutkując zwiększoną ilością trzęsień ziemi.

Ponadto doszło do przesunięcia osi planety o 2 cm. Niektórzy naukowcy wskazują również, że parowanie wody nad prowincją Hubei spowodowało powstawanie chmur blokujących promieniowanie słoneczne, a tym samym w okolicy średnia temperatura zmniejszyła się o ok. 0,67 stopni Celsjusza.

Korzyści z budowy Tamy Trzech Przełomów

Według założeń, oprócz tego, że hydroelektrownia miała produkować energię elektryczną, miała również ograniczyć zużycie węgla, a gazy cieplarniane miały zmniejszyć się o ok. 100 mln ton.

Oficjalne dane techniczne wskazywały również, że inwestycja ma poprawić jakość środowiska w dolnym brzegu rzeki, spowodować wzrost zarybienia i ograniczyć ryzyko powstawania powodzi. Ponadto planowano, że system śluz pozwoli na żeglugę po Jangcy, co zwiększy po niej transport do 100 mln ton rocznie.

Itaipu
Zapora wodna Itaipu do momentu wybudowania Zapory Trzech Przełomów była największą tego rodzaju konstrukcją na świecie. Struktura znajduje się w Ameryce Południowej i jest wspólnym przedsięwzięciem dwóch krajów: Paragwaju i Brazylii

Zapora pomogła przede wszystkim chińskiej gospodarce. Jej budowa wpłynęła na poprawę warunków żeglugowych na Jangcy. Ilość transportu morskiego zwiększyła się dziesięciokrotnie, a koszty frachtu spadły o 25%.

Krytyka budowy Zapory Trzech Przełomów

Przeciwnicy całego przedsięwzięcia mówią głośno o licznych problemach, jakie wywołało wzniesienie zapory. Przede wszystkim dotknęło to niemal dwóch milionów ludzi, którzy zmuszeni zostali do porzucenia swoich domów. Operacja relokacji stała się trudniejszym przedsięwzięciem niż samo wzniesienie budowli. Chiński rząd przed 18 lat zmagał się z tym problemem, a cała operacja pochłonęła 40% całego budżetu.

Po opuszczeniu terenów przez ludzi rozpoczęła się procedura zalewania terenów pod wypełnienie rezerwuaru. Doprowadziło to między innymi do zniszczenia 13 dużych miast, 140 mniejszych oraz ponad 1300 wsi. Oprócz tego zniszczono 1600 fabryk, 700 szkół, a także ponad 1200 stanowisk archeologicznych. W tym ostatnim przypadku badacze mówią wprost o świadomym zatopieniu ponad ośmiu tysięcy lat chińskiej historii. Co więcej, około 30 stanowisk datowanych było na wiek między 30 a 50 tysięcy lat.

Krytycy zapory wskazują również na nierozwiązany problem powodziowy. Choć zapora miała go ostatecznie wyeliminować, padają twarde liczby sugerujące, że nie będzie to możliwe. Dowodem jest wielka powódź na rzece Jangcy z 1954 roku. Według danych samą rzeką w jej górnym biegu spłynęło 300 miliardów metrów sześciennych wody. To jednak nie wszystko – niemal 360 miliardów spłynęło do rzeki z okolicznych dopływów. Rezerwuar jako zbiornik retencyjny może pomieścić „tylko” 22 miliardy galonów wody – co udowadnia, że nie przeciwdziała on powodziom.

zapora trzech przełomów
Według doniesień chińskich władz, zapora na rzece Jangcy zredukowała jej przepływ aż do 37% | Źródło: news.cgtn.com

Badacze alarmują także o negatywnym impakcie na lokalną pogodę. Ogromna ilość wody nagromadzona w jednym miejscu ma wpływać na intensywność opadów podczas pory monsunowej. Co więcej, jej ciężar ma niebagatelny wpływ na lokalną tektonikę. Badania wykonane w czerwcu 2011 wskazują, że od momentu napełnienia rezerwuaru, odnotowano przeszło 30 znaczących zmian w strukturze płyt, które skutkują wstrząsami.

Dowodem na wpływ ciężaru wody są wydarzenia z 2008 roku. Według niektórych naukowców, trzęsienie, jakie miało wtedy miejsce zostało spowodowane przez zbiornik zapory Zipingpu. Zbiornik ten jest oddalony zaledwie o 5 kilometrów od epicentrum wydarzenia. Chińscy badacze twierdzą, że było to największe trzęsienie ziemi w Syczuanie od tysięcy lat, sugerując, że waga nagromadzonej wody była głównym winowajcą. Szacuje się, że woda w zbiorniku miała wtedy masę 315 milionów ton.

Sprawdź też: Najważniejsze wynalazki, które zmieniły świat. Przełomowe dokonania wynalazców

Poza tymi czynnikami przeciwnicy inwestycji wskazują na problemy ekologiczne, nadmierną erozję (co prowadzi do licznych osunięć ziemi), wyginięcie wielu gatunków zwierząt i roślin, nadmierną ingerencję człowieka w krajobraz, zanieczyszczenia oraz czynnik, który może inicjować susze (jak susza z dolnego biegu Jangcy z 2011 roku). Warto również odnotować, że budowla miała istotny wpływ na produkcję żywności w Chinach. Około 40% krajowej uprawy ziarna i 70% ryżu została dotknięta przez projekt, co przyczyniło się do problemów z żywnością w całych Chinach.

Monumentalna Zapora Trzech Przełomów to prawdziwy popis ludzkiej inżynierii. Konstrukcja ta poraża swoim ogromem, ale niesie za sobą szereg negatywnych czynników. Teraz wiesz już o niej wszystkie najważniejsze fakty. A czy wiesz, jaka jest największa hydroelektrownia w Polsce?

8
0

Podziel się:

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *