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第11章 自然资源与自然灾害(3)

3.广东抽水蓄能水电厂。位于从化市吕田镇小杉,装机容量240万千瓦,8台30万千瓦机组。

风能。

在自然界中,风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。风能是太阳能的一种转换形式,地球所接收到的太阳辐射能约有2%可以转化为风能。

人类利用风能的历史可以追溯到公元前,中国、埃及和荷兰是世界上最早普遍利用风能的国家。很早以前,人们就已发明利用风力转动风车的装置,曾在一段时间内极为普及。19世纪末,人们开始研究风能发电。1891年,丹麦建造了世界上第一座试验性的风能发电站。20世纪初,荷兰、法国等国纷纷开展了对风能发电的研究。

20世纪70年代以来,能源供应开始紧张,加之石油、煤炭对环境的污染日益严重,很多国家都开始重视对风能发电的研究。此后,风能作为一种重要的新能源,开始在各个国家和地区逐渐兴起。

风能的利用途径主要有以风能作动力和风力发电两种形式。以风能作动力,就是利用风直接带动各种机械装置运作,如带动水泵提水等,此外还有一些风力资源丰富的国家利用风力发动机铡草、磨面和加工饲料等;风力发电的原理比较简单,就是利用风轮带动发电机发电,如今,利用风力发电已成为风能利用的主要形式,其发展速度也是最快的。

我国地域辽阔,蕴藏着非常丰富的风能资源。对风能的利用对我国沿海岛屿、交通不便的边远山区、地广人稀的草原牧场以及远离电网的农村来说具有十分重要的意义,是一种解决生产和生活能源的可靠途径。

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风能发电。

把风的动能转变成机械动能,再把机械能转化为电力动能,就是风力发电。

在20世纪初,人们就开始了利用风能发电的尝试。20世纪30年代,丹麦、瑞典、苏联和美国应用航空工业的旋翼技术,成功地研制了一些小型风力发电装置。这种风力发电装置成本低,发电量低,广泛应用在多风的海岛和偏僻的乡村,这算是世界上首批建立的风能发电站。

美国是风能发电技术比较先进的国家。1978年1月,美国在新墨西哥州的克莱顿镇建成了200千瓦风力发电机,其叶片直径为38米,发电量足够60户居民用电。1979年上半年,美国在北卡罗来纳州的蓝岭山,又建成了一座世界上最大的发电用的风车。

地热能。

地热能,顾名思义,就是来自地球内部的热能,产生于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。据科学家估计,地球内部的热能总能量为煤炭总热量的1.7亿倍。地热能作为一种新能源,干净、无污染、成本低,现在已广泛被人们利用。

很早以前,人类就懂得利用地热能了,例如人们会利用地热温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等,但真正认识地热资源并进行较大规模地开发和利用则始于20世纪中叶。

地热能最主要的用途就是发电。所谓地热发电,就是利用地下喷出的高温、高压蒸气和热力驱动汽轮机进行发电,其原理与火力发电大致相同。意大利是世界上第一个利用地热发电的国家。由于地热发电不消耗燃料,因而不需要庞大的燃料运输、存储设备,设备系统远比火力发电简单;地热发电排出的热水只是降低一些温度,仍然可以用于取暖、洗浴、医疗、化工等;地热电站不会排出污染环境的烟气和灰土,这些都是地热发电的突出优点。

除了发电,人们还可以利用地热资源取暖、洗浴和灌溉。冰岛是利用地热取暖的典型国家。冰岛地热资源十分丰富,有40%的居民利用地热取暖,首都雷克雅未克早在20世纪40年代就实现了地热利用的“天然暖气化”。有的地热中含有放射性物质和微量元素,具有很好的医疗效果。我国也有丰富的地热资源,已发现的地热点有2500多处,其中西藏的羊八井地热电站是我国最大的地热发电站。

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放射性物质。

放射性物质是指那些能自然地向外辐射能量、发出射线的物质,一般都是原子质量很高的金属,如钚、铀等。放射性物质放出的射线有三种,它们分别是α射线、β射线和γ射线。

接受放射性物质照射过多,会对人体造成危害,且这种危害随着照射剂量的增加而升级。照射650rad(辐射计量单位)会直接导致人的死亡,而在照射400rad的情况下,发生死亡的概率为5%。

原子能。

2011年3月11日,日本当地时间14时46分,日本东北部海域发生里氏9.0级地震并引发海啸,地震造成日本福岛第一核电站1—4号机组发生核泄漏事故。核泄漏事故引起了日本和全世界的恐慌,也引起了人们对核能即原子能的思考。

原子能又称核能,是原子核发生变化时释放的能量。在发现原子能以前,人类只知道世界上有机械能,如汽车运动的动能;有化学能,如燃烧酒精转变为二氧化碳和水放出热能;有电能,在电流通过电炉丝以后,会发出热和光等。而实际上,使用原子能发电会更加节约资源。原子能发电,就是利用铀、钚、钍等核燃料在核反应堆中进行核裂变所释放出的热能,将水加热成高温高压蒸气以驱动汽轮发电机组发电的一种发电方式。

世界上一切物质都是由原子构成的,原子是一个很小的单位。50万个原子排列起来也仅相当于一根头发的直径。一座100万千瓦的火电厂,每年要烧掉约330万吨煤,要用许多列火车来运输,而同样容量的核电站一年却只需要30吨燃料。因此长期下来,虽然核电站的投资高于燃煤电厂,但是由于核燃料成本显著低于燃煤成本,核电站的总发电成本也就低于燃煤电厂。总的来说,原子能是一种经济、干净的能源。

使用原子能发电能减少污染并大大改善环境质量,保护人类赖以生存的生态环境。

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我国的三大核电站。

目前我国最著名的三所核电站是浙江的秦山核电站、广东大亚湾核电站以及江苏田湾核电站,它们为我国电力发展作出了很大的贡献。

1.秦山核电站

秦山核电站位于浙江嘉兴杭州湾畔,一期工程是中国第一座依靠自己的力量设计、建造和运营管理的30万千瓦压水堆核电站。二期工程是我国自主设计、建造、管理、运营的首座2×60万千瓦商用压水堆核电站,于1996年6月2日开工,经过近6年的建设,第一台机组于2002年4月15日投入商业运行,比计划提前47天。三期工程采用加拿大成熟的坎杜六型重水堆核电技术,建造两台70万千瓦级核电机组。于2003年7月24日投入商业运行。

2.大亚湾核电站

位于广东深圳的大亚湾核电站于1987年8月7日工程正式开工,1994年2月1日和5月6日两台单机容量为984兆瓦电力压水堆反应堆机组先后投入商业营运。

3.田湾核电站

田湾核电站位于江苏省连云港市连云区田湾,厂区按4台百万千瓦级核电机组规划,并留有再建2—4台的余地。一期建设2台单机容量106万千瓦的俄罗斯AES-91型压水堆核电机组,设计寿命40年,年平均负荷因子不低于80%,年发电量为140亿千瓦时。工程于1999年10月20日正式开工,单台机组的建设工期为62个月,分别于2004年和2005年建成。

火山。

大自然赐予了人类壮美的河山、瑰丽的美景以及丰富的资源,同时也带给了人类一些潜在的巨大灾难,火山就是其中之一。

火山虽然名为“火山”,但其实是没有火的。在地球内部有许多高温高压的岩浆在一刻不停地运动着。正常情况下,这些高压岩浆被地壳紧紧包围着,不会冲出地壳给人类带来灾害。可是一旦地壳在运动中出现裂隙或地壳中的某一部分变得比较脆弱,以致承受不住岩浆的压力时,这些岩浆就会喷出地面,形成火山喷发。岩浆的温度很高,常在1000度以上。如果在夜间喷发,其所发出的光能够映红整片天空。

按活动情况,火山可分为活火山、休眠火山和死火山,其中活火山指现在尚在活动或周期性发生喷发活动的火山;死火山指史前发生过喷发,但有史以来一直未活动过的火山;休眠火山指有史以来曾经发生过,但长期处于相对静止状态的火山。不过,这绝不是说休眠火山和死火山永远不会爆发,休眠火山可以复苏,死火山也可以复活。

火山对人类的危害是很大的。炽热的岩浆会吞噬地面上的一切,并引发一系列的灾害,如泥石流、洪水等。火山爆发时所喷出的大量火山灰和火山气体还会对气候造成极大的影响,如果火山喷发特别强烈,还可能将整座城市埋藏。

不过,火山喷发也能带给人类一些益处。火山活动搅动了地下炽热的岩浆,使其冲出地面形成火山岩。这些火山岩浆里有着各种矿液,经过一系列复杂的物理化学作用后,可以凝结成多种金属矿产和非金属矿产。火山喷发时喷出的火山灰是天然的优质肥料,落过火山灰的地方,土地会变得十分肥沃。

火山风光也是一种旅游资源。日本的富士山、夏威夷岛的火山群、我国的五大连池都是以火山景观闻名于世的。

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五大连池。

五大连池是火山喷发出来的熔岩流阻塞河道后形成的火山堰塞湖,位于我国黑龙江省的中北部,地处小兴安岭山地向松嫩平原的转换地带,2011年被评为国家AAAAA级景区。

当地拥有世界上保存最完整、分布最集中、品类最齐全、状貌最典型的新老期火山地质地貌。14座拔地而起的火山锥,山川辉映,景色优美;石龙、石海、熔岩瀑布、熔岩暗道、熔岩钟乳、熔岩旋涡、象鼻熔岩、翻花熔岩、喷气锥碟、火山砾和火山弹等微地貌景观,千姿百态,被科学家称为“天然火山博物馆”和“打开的火山教科书”。

地震。

1976年7月28日,河北省唐山市发生了里氏7.8级地震,整个唐山市被摧毁,周围京、津等城市也受到重创。

2008年5月12日,四川省汶川县发生里氏8.0级地震,全国多地有震感,震中附近的多个城镇顷刻间毁于一旦。

2011年3月11日,日本宫城县以东的太平洋海域发生里氏9.0级地震,离震中较近的宫城县、仙台市遭到重创,由地震引发的东太平洋海啸波及太平洋沿岸的大部分地区,日本的多个核电站被毁,造成了极为严重的核泄漏事故。

地震会无情地摧毁人类辛苦建立起来的美好家园,吞噬人类的生命,是极其恐怖的一种自然灾害。那么,为什么会发生地震呢?

地壳的内部一直在不停地活动和变化着,其产生的内力一旦使地壳岩层变形、断裂、错动,就会发生地震。地震是地球上经常发生的一种自然灾害,大地震的破坏程度是原子弹的数倍。而因地震带来的二次灾害如海啸、泥石流等,也给人类造成了无法估量的危害。

在地震发生时,最典型的现象是地面的连续振动。1960年智利大地震时,最大的晃动持续了3分钟。地震造成的破坏首先是破坏房屋和建筑物,如在1976年河北唐山地震中,70%—80%的建筑物倒塌,人员伤亡惨重。其次,地震对自然界景观也有很大影响,最主要的是导致地面出现断层和地震裂缝。此外,地震常常造成严重的人员伤亡,引起火灾、水灾、有毒气体泄漏、细菌及放射性物质扩散等次生灾害。

地震有活跃期和平静期交替出现的周期性现象,具有一定的时空分布规律。而地震的分布呈一定的带状,称地震带。大陆的地震主要集中在环太平洋地震带和地中海—喜马拉雅地震带两大地震带上。

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地震前的征兆。

地震来临前的征兆种类有数百种,现象有上千种,比较容易被我们观察到的有以下这些:

1.地下水异常,如井水或泉水发浑、冒泡、翻花、升温、变色、变味、突升、突降、泉源突然枯竭或涌出等。

2.动物异常,如牛惊慌不安、猪不进圈、狗狂吠不休、猫叼着猫崽搬家上树、老鼠白天成群出洞、鱼跳出水面等。

3.气象异常,如异常闷热,久旱不雨或阴雨绵绵,黄雾四散,日光晦暗,怪风狂起,六月冰雹(飞雪)等。

4.地声异常,指地震前来自地下的声音,其声或如炮响雷鸣,或如重车行驶、大风鼓荡等。

泥石流。

2010年8月7日22时左右,甘肃省甘南藏族自治州舟曲县发生持续强降雨,引发泥石流灾害,这突如其来的灾难给当地人民造成了巨大的损失。

泥石流是一种突然爆发的、破坏性极大的特殊洪流。这种洪流中含有大量的泥沙和石块,且速度迅猛,短时间内就能产生极强的破坏力。它可以把良田变为荒漠,把果园变为泥塘,还会冲毁路基、桥梁,堵塞河道,掩埋房屋,甚至毁灭村庄、城市,给人类的生命财产带来极大的损害。

泥石流一般发生在山区,这是因为它的发生必须同时具备三个条件,即有陡峭便于集水集物的适当地形、上游堆积有丰富的松散物质基础和短时间内的大量水源。山区的固体堆积物较多,一旦遇到强降雨,瞬间集聚的水体就会浸透山坡中的固体堆积物,使其充满水分并在重力的作用下发生向下的倾泻运动,进而形成泥石流。除了自然因素,一些人为因素也会造成泥石流的发生,如乱砍滥伐、破坏山坡植被、不合理的开矿等。

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