КОНТРОЛЬНА РОБОТА

З ЕКОЛОГІЇ

ПЛАН

Геотермальна енергія.

Простір, популяція.

Список використаної літератури

1. Геотермальна енергія

Геотермальна енергія – це тепло Землі, яке переважно утворюється
внаслідок розпаду радіоактивних речовин у земній корі та мантії.
Температура земної кори углиб підвищується на 2,5-3 °С через кожні 100 м
( так званий геотермальний градієнт).Так, на глибині 20 км вона складає
близько 500 °С, на глибині 50 км — порядку 700…800 °С. У певних
місцях, особливо по краях тектонічних плит материків, а також у так
званих “гарячих точках”, температурний градієнт вище майже в 10 разів, і
тоді на глибині 500-1000 метрів температура порід сягає 3000С. Однак і
там де температура земних порід не така висока, геотермальних
енергоресурсів цілком достатньо.

Енергетичні ресурси (джерела енергії) – це матеріальні об’єкти, в яких
зосереджена енергія, придатна для практичного використання людиною. Як
згадувалося раніше, енергоресурси поділяють на первинні та вторинні.
Первинні енергоресурси — це природні ресурси, які не переробляли і не
перетворювали: сира нафта, природний газ, вугілля, горючі сланці, вода
річок і морей, гейзери, вітер тощо.

У свою чергу, первинні ресурси (або види енергії) поділяють
на поновлювані і непоновлювані. Непоновлювані джерела енергії – це
природньо утворені й накопичені в надрах планети запаси речовин, здатних
за певних умов звільняти енергію, що міститься в них. Такими є викопне
органічне паливо (вугілля, нафта, природний газ, торф, горючі сланці),
ядерне паливо. Поновлювані джерела енергії – ті, відновлення яких
постійно здійснюється в природі (сонячне випромінення, біомаса, вітер,
вода річок та океанів, гейзери тощо), і які існують на основі постійних
чи періодично виникаючих в природі потоків енергії, наприклад: сонячне
випромінювання (біомаса, енергія сонця, вітру, хвиль); гравітаційна
взаємодія Сонця, Місяця і Землі (наслідком якої є, наприклад, морські
припливи та відпливи); теплова енергія ядра Землі, а також хімічних
реакцій і радіоактивного розпаду в її надрах (геотермальна енергія
джерел гарячої води — гейзерів). Крім природних джерел поновлюваних
енергоресурсів, сьогодні дедалі більшого значення набувають
антропогенні, до яких належать теплові, органічні та інші відходи
діяльності людства.

Різні види енергетичних ресурсів мають різну якість, для палива її
характеризує теплотворна спроможність, тобто скільки енергії (тепла)
може виділити це джерело.

Для зручності розрахунків та порівняння різних видів
енергоресурсів у країнах СНД, з Україною включно, умовним паливом
вважається паливо, при згорянні

1 кг якого виділяється 29,3х106 дж, чи 7000 ккал, енергії У деяких
розвинутих країнах еквівалентом є паливо, при згорянні якого виділяєтся
41,9х106 дж, що становить 10000 ккал і відповідає нафтовому показнику
енергоємності (нафтовий еквівалент, який скорочено наводиться — о.е ).
З урахуванням цього можна записати: 1 тонна о.е. = (10000/7000 ) тонни
у.п. = 1,43 тонни у.п.

Усю природну теплоту, яка міститься в земній корі, можна розглядати як
геотермальні ресурси двох видів:

пара, вода, газ

розігріті гірські породи

Гідротермальні джерела енергії поділяються на термальні води,
пароводяні суміші і природну пару.

Для отримання теплоти, акумульованої в надрах землі, її спочатку
треба підняти на поверхню. Для цього бурять свердловини і, якщо вода
досить гаряча, вона піднімається на поверхню природним чином, за нижчої
температури може знадобитися насос. Геотермальні води – екологічно чисте
джерело енергії, що постійно відновлюється. Воно суттєво відрізняється
від інших альтернативних джерел енергії тим, що його можна
використовувати незалежно від кліматичних умов і пори року.

Виходячи з наявних оцінок запасів геотермальної енергії, пріоритетними
районами в Україні є Керченський півострів, Закарпаття, Прикарпаття
(Львівська обл.), Донецька, Запорізька, Луганська, Полтавська,
Харківська, Херсонська, Чернігівська та інші області.

В Україні визначено шість пріоритетних напрямків розвитку геотермальної
енергетики:

створення геотермальних станцій для теплопостачання міст, населених
пунктів і промислових об’єктів;

створення геотермальних електростанцій;

створення систем теплопостачання з підземними акумуляторами теплоти;

створення сушильних установок;

створення холодильних установок;

створення схем геотермального теплопостачання теплиць.

Є два види геотермальних станцій: перші для генерування струму
використовують пару, другі — перегріті геотермальні води. У перших суха
пара зі свердловини надходить у турбіну або генератор для вироблення
електроенергії.. На станціях іншого типу використовуються геотермальні
води температурою понад 190оС. Вода природним чином підіймається вгору
свердловиною, подається в сепаратор, де внаслідок зменшення тиску
частина її кипить і перетворюється на пару. Пара спрямовується в
генератор або турбіну і виробляє електрику. Це найбільш поширений тип
геотермальної електростанції.

Значні масштаби розвитку геотермальної енергетики в майбутньому
можливі лише в разі одержання теплової енергії безпосередньо з гірських
порід. У цьому випадку в місцях, де знайдено сухі гарячі скельні породи,
бурять паралельні свердловини між якими утворюють систему тріщин. Тобто
фактично формується штучний геотермальний резервуар, в який подається
холодна вода з наступним отриманням пари або пароводяної суміші.

Середня температуру Землі на глибині 3-5 м впродовж року становить
10-13°С і вище. Цим можна скористатися для опалення й охолодження
будинків, виробничих приміщень, тваринницьких ферм за допомогою
теплообмінників і теплонасосних установок, що дає змогу заощаджувати до
50-70% теплоти, яка використовується для створення оптимального
температурного режиму в приміщеннях. Для цього в землі за певною схемою
прокладають канали для руху повітря або заривають труби, у які
подається вода (чи інший теплоносій). Незалежно від того, що циркулює в
такій системі, за рахунок теплообміну з землею такий тепловий насос може
поглинати тепло землі й передавати його в будинок у холодну пору року
або переміщувати тепло з будинку в землю в спекотну пору.

В деяких випадках використання теплової геотермальної помпи дозволяє
економити до 2/3 енергії, що використовується для опалення.

Україна має значні ресурси геотермальної енергії, загальний потенціал
яких в програмі державної підтримки розвитку нетрадиційних та
відновлюваних джерел енергії та малої гідро- та теплоенергетики
оцінюється величиною 438109 кВт.год за рік, що еквівалентно запасам
палива в обсягом 50 106 т у.п.

Геотермальні ресурси України — це передусім термальні води і тепло
нагрітих сухих гірських порід. Крім цього, до перспективних для
використання в промислових масштабах можна віднести ресурси нагрітих
підземних вод, які виводяться з нафтою та газом діючими свердловинами
нафто-газових родовищ.

Досить перспективним напрямком енергозберігаючої технологічної політики,
що дозволяє забезпечити значну економію традиційного палива, е
використання геотермальної енергії для опалення, водопостачання І
кондиціювання повітря в житлових та громадських будівлях і спорудах в
містах І сільській місцевості, а також технологічне використання
глибинного тепла Землі є різних галузях промисловості і сільського
господарства.

Одним Із перспективних напрямів розвитку геотермальної енергетики ?
створення комбінованих енерготехнологічних вузлів для отримання
електроенергії, теплоти та цінних компонентів, що містяться в
геотермальних теплоносіях.

Геотермальні установки потребують зовсім невеликих ділянок землі,
набагато менших, ніж необхідні під енергетичні установки інших типів.

Вони можуть розміщуватися практично на будь-яких землях, включаючи
сільськогосподарські угіддя. Якби можна було використовувати усього лише
1 % геотермальної енергії Земної кори (глибина 10 км), ми б мали у
своєму розпорядженні кількість енергії, що у 500 разів перевищує всі
світові запаси нафти і газу. У 2001 р. потужність електростанцій, що
використовують геотермальні ресурси, в усім світі становила близько 8500
МВт. Очікується, що до 2005 р. цей показник перевищить 11000 МВт.

2. Простір і популяція

Термін популяція як екологічне поняття став широко відомим лише в
повоєнний період. Цей повсюдно вживаний термін має, на що звертає увагу
польський еколог П.Троян, формальний, конкретний і теоретичний характер.

Формальна дефініція переступає межі екології. Для демографів популяцією
є «певна чисельність мешканців якогось краю», для біолога — «заселення
території якимось видом», або ж «організми, які спільно заселяють
конкретний простір», або ж «група особин, об’єднана певними
часово-просторовими межами». Для статистика — це кожна «група особин,
яка є об’єктом вимірів».

Кожна популяція займає окреслену територію суші або акваторії, розміри
якої залежать від багатьох чинників: наявності умов існування виду,
кількості особин у популяції, маси особин тощо.

У рослинних угрупованнях просторова структура популяцій виявляється
через характерне розміщення особин даного виду;, вони можуть виступати
поодинці, парами, групами або ж скупченнями, їх розміщення залежить від
біологічних особливостей виду, стадії розвитку популяції, умов
місцезростання. Відносно ж тварин, то тут важливим фактором є пора року
(лялечка зимує в лісовій підстилці, гусениця живе в кроні дерева).

В багатьох випадках трапляється скупчення особин одного виду у біогрупи,
або парцели. В грабово-буковому лісі таку горизонтальну структуру
творять береза, граб, липа, жостір, а з трав’яних рослин — яглиця,
печіночниця, копитень, плющ, осока волосиста. Таке скупчення особин дає
їм можливість витримати дію несприятливих умов середовища, а також
міжвидову конкуренцію.

Вертикальна структура популяції характерна для багатовікового
насадження. Типовим прикладом є букові праліси, де верхній ярус займають
200-250-літні буки, а нижні — особини різного віку аж до самосіву. У
лісових фітоценозах популяції дерев-едифікаторів розташовані у першому
ярусі, дерев-субедифікаторів — у другому, а асектаторів — у третьому чи
четвертому. Чагарники і трав’яні рослини утворюють нижні яруси. Кожний з
цих ярусів представлешій певними популяціями тварин.

Кожна популяція займає простір, який забезпечує засобами існування лише
певну кількість особи. При цьому повнота використання наявних ресурсів
залежить як від загальної чисельності популяції, так і від просторового
розміщення особин.

За Швердтфегером (1968), розподіл особин у популяції може бути таким: 1)
випадковим (трапляється дуже рідко при однорідному середовищі, коли
організми не намагаються об’єднатись у групи); 2) рівномірним, (досить
поширений, особливо в умовах сильної конкуренції або антагонізму, які
сприяють рівномірному розмноженню в просторі); 3) нерівномірним
(груповим), коли організми намагаються створити групи (пари у тварин,
клони у рослин), розміщення яких може бути близьким до випадкового У
більшості популяцій у різний час відзначається скупчення або агрегування
особин (принцип Оллі), які виникають:

1) внаслідок місцевих особливостей умов середовища;

2) під впливом добових і сезонних змін погоди;

3) у зв’язку з процесом розмноження;

4) внаслідок соціального тяжіння (вищі тварини).

Таким чином, ступінь агрегації залежить від характеру умов існування
(однорідні або неоднорідні), від погодних та інших фізичних факторів,
характеру розмноження виду і його «толерантності».

Агрегація може посилювати конкуренцію між особинами за поживні речовини,
корм чи життєвий простір, але цей несприятливий наслідок агрегацій є
позитивним, оскільки допомагає виживанню групи в цілому (очеретові
агрегації на оліготрофному озері Пісочне, що на Поліссі;

споришеві чи подорожникові дуже стійкі до витоптування агрегації в
урбанізованих ландшафтах).

Ступінь агрегації (як і щільності), при якій спостерігається оптимальний
ріст і виживання популяцій, коливається залежно від виду й умов, а тому,
як стверджує Оллі, — «недонаселеність» (або відсутність агрегації), як і
перенаселеність, можуть виявитися лімітуючими факторами.

Позитивні впливи агрегованого існування можна проілюструвати на прикладі
рою бджіл, який у процесі руху піднімає температуру повітря у вулику. Не
є винятком і людська популяція, яка в об’єднанні має більше шансів для
виживання, ніж розділена. Однак це можливо лише до певного ступеня
щільності (наприклад, перенаселені міста шкодять особині і популяції в
цілому).

У природі чимало випадків явищ протилежних агрегації, які називають
ізоляцією. Як правило, пише Ю.Одум (1986), ізоляція виникає як наслідок:

1) конкуренції між особинами за корм при його нестачі; 2) прямого
антагонізму. Все це приводить до випадкового чи рівномірного розселення
особин, оскільки близькі сусіди знищуються або витісняються. Активність
особин, пар або сімейних груп у хребетних і вищих безхребетних звичайно
обмежена певною зоною, яку називають індивідуальною, або сімейною
ділянкою. Якщо ця ділянка активно захищається, то її називають
територією.

Найкраще територіальність виражена у хребетних і деяких членистоногих,
що мають складну репродуктивну поведінку, яка проявляється, зокрема, в
будівництві гнізд, відкладанні яєць, турботі про потомство і його
захист.

Ю.Одум включає в поняття територіальності будь-який активний метод, під
впливом якого відбувається роз’єднання в просторі особин або груп особин
(тварин, рослин і мікроорганізмів). У вищих тварин ізоляція є
результатом механізму поведінки, який керується нервовою системою. У
нижчих рослин і тварин вона має хімічну природу (алелопатія). Таким
чином, ізоляція зменшує конкуренцію, сприяє збереженню енергії в
критичні періоди, запобігає перенаселенню і виснаженню запасів їжі у
тварин, а також речовин, води і світла у рослин. Територіальність сприяє
регулягі,ії чисельності популяцій на рівні, який є нижчим, ніж рівень
насичення.

Розвиваючись в просторі і часі, популяції використовують гетерогенне
(неоднорідне) за своєю природою середовище кожна по-своєму, виходячи із
власних біологічних потреб, сформованих у процесі еволюції. Тому
розміщення особин популяції в середовищі рідко буває рівномірним.
Переважають скупчення особин, тобто таке заселення території, коли у
певних її частинах щільність є значно вищою від середнього показника. В
такий спосіб популяція вирішує свої стратегічні (можливе розширення
території за рахунок надлишку особин і їх еміграції) та тактичні
(забезпечення перемоги в конкурентній боротьбі з особинами інших
популяцій) завдання.

Розрізняють декілька типів розміщення популяцій: поодиноке, стадом,
зграєю, колонією, купою, лінією. Прикладом поодинокого розміщення є
баобаб, особина якого займає значну територію, формуючи власне
середовище. У зграї збираються олені, косулі, тури. Колоніями живуть
комахи і миші, купами — терміти. Журавлі і лебеді шикуються в ключі.

Вертикальну структуру популяцій можна проілюструвати на прикладі
розміщення трьох видів дятлів, які «обслуговують» три яруси соснового
лісу — верхній, середній і нижній. Домашні миші в дерев’яному будинку
поділяються на дві окремі популяції: одна живе на горищі, інша — в
підвалі, не спілкуючись між собою.

Кожна популяція займає простір, який забезпечує засобами існування лише
певну кількість особи. При цьому повнота використання наявних ресурсів
залежить як від загальної чисельності популяції, так і від просторового
розміщення особин.

Отже, кожна популяція займає окреслену територію суші або акваторії,
розміри якої залежать від багатьох чинників: наявності умов існування
виду, кількості особин у популяції, маси особин тощо.

У рослинних угрупованнях просторова структура популяцій виявляється
через характерне розміщення особин даного виду;, вони можуть виступати
поодинці, парами, групами або ж скупченнями, їх розміщення залежить від
біологічних особливостей виду, стадії розвитку популяції, умов
місцезростання. Відносно ж тварин, то тут важливим фактором є пора року
(лялечка зимує в лісовій підстилці, гусениця живе в кроні дерева).

В багатьох випадках трапляється скупчення особин одного виду у біогрупи,
або парцели. В грабово-буковому лісі таку горизонтальну структуру
творять береза, граб, липа, жостір, а з трав’яних рослин — яглиця,
печіночниця, копитень, плющ, осока волосиста. Таке скупчення особин дає
їм можливість витримати дію несприятливих умов середовища, а також
міжвидову конкуренцію.

Розрізняють декілька типів розміщення популяцій: поодиноке, стадом,
зграєю, колонією, купою, лінією. Прикладом поодинокого розміщення є
баобаб, особина якого займає значну територію, формуючи власне
середовище.

Використана література

Білявський Г.О. Фурдуй Р.С. Основи екологічних знань: Підручник. – К.:
Либідь, 1997.

Джигирей В.С. Екологія та охорона навколишнього природнього середовища.
– К.: 2000.

Енергетичні ресурси України / За ред. Руденка В.П. – К., 2004.

Корсак К.В. Плахотник О.В. Основи екології. К.: МАУП, 2000.

Проблеми електроенергетики в Україні. – К., 2001.

PAGE

PAGE 2

Похожие записи