Высота плотины саяно шушенской. Саяно-шушенская гэс

Саяно-Шушенская гидроэлектростанция имени П. С. Непорожнего - крупнейшая по установленной мощности электростанция России, шестая - среди ныне действующих гидроэлектростанций в мире. Расположена на реке Енисей, на границе между Красноярским краем и Хакасией, у поселка Черемушки, возле Саяногорска. Является верхней ступенью Енисейского каскада ГЭС. Уникальная арочно-гравитационная плотина станции высотой 245 м - самая высокая плотина России и одна из высочайших плотин мира. Название станции происходит от названий Саянских гор и расположенного неподалеку от станции села Шушенское, которое было широко известно в СССР как место ссылки В. И. Ленина.

Строительство Саяно-Шушенской ГЭС, начатое в 1963 году, было официально завершено только в 2000 году. В ходе строительства и эксплуатации ГЭС имели место проблемы, связанные с разрушением водосбросных сооружений и образованием трещин в плотине, позднее успешно решенные.

17 августа 2009 года на станции произошла крупнейшая в истории отечественной гидроэнергетики авария, ставшая причиной гибели 75 человек. Восстановление Саяно-Шушенской ГЭС должно быть завершено в 2014 году.

Плотина ГЭС образует крупное Саяно-Шушенское водохранилище сезонного регулирования полным объемом 31,34 км³, полезным объемом 15,34 км³, длиной 320 км и площадью 621 км². Проектная отметка нормального подпорного уровня (НПУ) водохранилища - 540,0 м, форсированного подпорного уровня (ФПУ) - 544,5 м. С 1997 года, после завершения ремонтных работ в теле плотины, отметка НПУ была снижена до 539 м, а ФПУ - до 540 м. При создании водохранилища было затоплено 35 600 га (по другим данным - 18 300 га) сельхозугодий и перенесено 2717 строений. Вода водоема отличается высоким качеством, что позволило организовать в нижнем бьефе ГЭС рыбоводные хозяйства, специализирующиеся на выращивании форели. Водохранилище расположено в Тыве, Хакасии и Красноярском крае. Проявлений наведенной сейсмичности в результате создания водохранилища не зафиксировано.

С целью изучения влияния водохранилища на прилегающие экосистемы, охраны популяций соболя и снежного барса, а также в качестве компенсационного мероприятия на прилегающей к водохранилищу территории в 1976 году был создан Саяно-Шушенский биосферный заповедник площадью 3904 км². По мнению директора заповедника А. Рассолова, катастрофических изменений природной среды в результате строительства водохранилища не произошло. Отмечается факт возникновения на участке незамерзающей полыньи в нижнем бьефе и озеровидном участке водохранилища в Туве крупной популяции водоплавающих птиц.

Wiki: ru:Саяно-Шушенская ГЭС en:Sayano-Shushenskaya Dam es:Central hidroeléctrica Sayano-Shúshenskaya

Это описание достопримечательности Саяно-Шушенская ГЭС недалеко от Абакан, Хакасии (Россия). А также фотографии, отзывы и карта окрестностей. Узнайте историю, координаты, где находится и как туда добраться. Ознакомьтесь с другими местами на нашей интерактивной карте, получите более подробную информацию. Познайте мир лучше.

4 ноября 1961 г. первый отряд изыскателей института «Ленгидропроект» прибыл в горняцкий поселок Майна с целью обследования 3 конкурирующих створов для строительства гидроэлектростанции, имеющей в основании проект уникальной арочно-гравитационной плотины. Геодезисты, геологи, гидрологи работали в мороз и непогоду, 12 буровых установок в три смены «прощупывали» со льда дно Енисея. В июле 1962 г. экспертная комиссия выбрала окончательный вариант – Карловский створ. В 20 км ниже по течению было намечено строительство спутника Саяно-Шушенской — контррегулирующей Майнской ГЭС.

Создание плотины такого типа в условиях широкого створа Енисея и сурового климата Сибири не имело аналогов в мире. Арочно-гравитационная плотина Саяно-Шушенской ГЭС , как самое надежное гидротехническое сооружение данного типа…

Источник: Живой журнал/4044415.

13) В поселке энергетиков Черёмушки, расположенном в 2 км от ГЭС можно остановиться в гостинице "Борус". От поселка до ГЭС ходит трамвай.

22) Машинный зал Саяно-Шушенской ГЭС построен на базе пространственной перекрестно-стержневой конструкции, состоящей из унифицированных металлических элементов системы Московского Архитектурного института (МАРХИ). Такая конструкция была впервые применена в практике строительства гидростанций… Перекрытие и стены машзала служат ограждением оборудования и людей от внешней среды и рассчитаны только на снеговую и ветровую нагрузку и на сейсмическое воздействие в 7 баллов. При этом нагрузки, связанные с действием гидравлических процессов при работе водосбросов и агрегатов не учитывались. Благодаря этому упущению из-за повышенной вибрации раз в 3 года и обязательно после каждого холостого водосброса необходимо обследовать тысячи узлов конструкции с измерением зазоров в стыковочных узлах. Также нельзя допускать наличие снежного покрова на кровле толщиной более 20 см. Цены на кровельные работы сейчас высокие.

23) На станции побывало множество специалистов из разных стран мира, которые отмечали особую архитектурную выразительность и изящество машинного зала, которые во многом определяются внешним видом конструкции системы МАРХИ. Это свидетельство того, что архитектурному облику проектная организация уделила такое внимание, что оно увенчалось успехом. Настолько глубоко была проработана архитектурно-художественная часть проекта верхнего строения машзала, настолько недостаточным было внимание технологическому его исполнению.

28) Монтажная площадка с частями демонтированного гидроагрегата: место, где скоро будут проводится электромонтажные работы .

29) Три устройства рядом с траверсой для выемки генератора - это части не собственно генератора, а генераторного выключателя КАГ-15,75.

30) Такой выключатель на станции остался один, остальные заменены на современные и более надёжные ABB-шные HEC8.

31) В настоящее время Саяно-Шушенская ГЭС является самым мощным источником покрытия пиковых перепадов электроэнергии в Единой энергосистеме России и Сибири. Один из основных региональных потребителей электроэнергии - Саяногорский алюминиевый завод, расположенный недалеко отсюда близ города Саяногорска. Центральный пульт управления ГЭС.

Производство электроэнергии путем использования естественных водных ресурсов наиболее эффективный способ. Первые гидроэлектростанции появились в семидесятых годах девятнадцатого века в Германии (Штангасс и Лауфен) и Англии (Грейсайд). Их мощность была невелика, несколько сотен ват. В России пионером среди ГЭС можно считать Березовскую станцию на 200 кВт, возведенную на Алтае. Ее построили в 1892 году. Относительно недорогое строительство подобных станций и их высокая отдача стала причиной быстрого распространения сети ГЭС по всему миру. Сейчас на долю всех гидроэлектростанций приходится примерно пятая часть всей произведенной энергии.

В настоящее время лидером в списке самых крупных подобных гидросооружений является плотина в КНР «Три ущелья». Она построена на одной из крупнейших рек республики Янцзы, берущей свое начало высоко в горах (5 600 м). Ее мощность 22 500 мВт, за год она производит примерно 100 млрд. кВт. ч. Бурное развитие экономики страны поддерживается развитием электростанций, в том числе и ГЭС. В этом направлении Китай шагает впереди планеты всей по производству, количеству и мощности таких сооружений. В первую десятку крупнейших входит, помимо «Трех ущелий», еще три станции из Поднебесной.

Самая крупная в России

В нашей стране самой мощной среди гидроэлектростанций является Саяно-Шушенская ГЭС, построенная на одной из великих рек Сибири Енисее. По данным на начало 2016 года станция занимала девятое место в списке самых мощных ГЭС мира. Ее основные характеристики: 23 500 млн. кВт. ч. – годовая выработка, мощность – 6 400 мВт.

Плотина расположена в удивительно красивых местах, на границе республики Хакасии и Красноярского края, неподалеку от поселка с красивым почти московским названием Черемушки, что под Саяногорском. Свое название она получила в честь гор Саян, расположенных рядом и знаменитого села Шушенское, где жил в свое время ссыльный революционер Ленин. Саяно-Шушенская электростанция стала первой ступенью в уникальном каскаде подобных сооружений на реке Енисее.

История строительства

Она началась в шестидесятых годах прошлого века. Ленинградскому отделению НИИ «Гидропроект» было дано задание, в соответствии с постановлением Правительством, сделать проект и в 1963 году началось строительство. Он был разработан отнюдь не кабинетных условиях. Штаб-квартира отряда ленинградских ученых находилась в поселке Майна. В ноябре 1961 экспедиция при активной поддержке местного населения в тяжелейших зимних условиях проводили исследовательские работы: бурили лед на Енисее, ощупывали буквально каждый метр берегов, изучали возможности постройки плотины в трех створах реки. Суровые морозы, труднодоступный рельеф местности существенно тормозили труд отряда, но исследователи под руководством П. В. Ерашова работали днем и ночью. К лету следующего года был определен оптимальный вариант места– Карловский створ. Также в 20-ти километрах вниз по течению Енисея было решено соорудить контррегулирующую Майнскую ГЭС мощностью 321 тыс. кВт. Ее основное предназначение – нивелировать колебания уровня в Енисее, связанные с работой Саяно-Шушенской электростанцией, чтобы обеспечить стабильным водоснабжением населения, живущего в нижней части русла реки.

Разработчики проекта использовали удачное прохождение Енисея в этих краях. От истока (около 460 км) река спускается по образованному природой коридору сквозь горный массив Западных Саян. В месте постройки ГЭС она протекает по небольшой долине через Карловский створ. Строительству со стороны советского руководства уделялось большое внимание. Было задействовано большое количество организаций. С 1967 года объект стал Всесоюзной комсомольской стройкой, сюда направлялось по путевкам огромное количество молодежи. Основным строителем стал КрасноярскГЭСстрой, который вложил главную лепту в возведение плотины.

Памятные даты

Через семь лет, 11-го октября 1975, Енисей был перекрыт. Была сброшена в реку последняя каменная глыба.

1978 год – пуск спутника Саяно-Шушенской ГЭС – Майнской электростанции.

В 2001 году РАО «ЕЭС России» ходатайствовало о присвоении электростанции имени министра энергетики и электрификации СССР П. С. Непорожнего, человека, который много сделал для создания единой энергетической системы страны. С тех пор Саяно-Шушенская ГЭС носит его имя. Установка временных колес в турбинах и их подключение к работе позволило до запуска первой очереди получить для страны 17 млрд. кВт/ч внеплановой электроэнергии.

Хочется отметить тот факт, что все оборудование для Саяно-Шушенского комплекса произведено на отечественных предприятиях. Уникальными считаются следующие факты: объект возводился в тяжелейших климатических условиях, а ширина Карловского створа была рекордной в деле воздвижения плотин на то время. Официальный срок завершения работ по строительству Саяно-Шушенской ГЭС – 2000 год.

Описание Саяно-Шушенской ГЭС, ее характеристики

Это удивительная по величине и красоте плотина, аналогов которой в мире нет. Впечатляют ее параметры.

class="eliadunit">

Высота плотины арочно-гравитационного типа – 245 м.

Длина по верней части гребня – 1074,4 м.

Ширина в нижней части сооружения – 105,7 м, на гребне – 25 м.

Для повышения надежности конструкции концевые стороны арки врезали в береговые скалы. Слева – на 15 м, справа – 10 м. Врезку произвели и в основание русла на 5 м. Такие меры позволили сэкономить на расходах пятой части используемого бетона.

Количество «рабочих» гидроагрегатов – 10, каждый из которых имеет мощность 640 мВт.

Эксплуатационный водосброс по сбыту избыточных вод (паводок, половодье) состоит из 11-ти каналов. Его проектная пропускная способность – 13 600 м3/сек.

Для поддержания безопасности этой системы был установлен береговой водосброс, который помогал бы в форс-мажорных ситуациях: не нормативные паводки.

Вес рабочего колеса турбины в гидроагрегате – 145 тонн, диаметр – 6,77 м.

Площадь образованного водохранилища – 621 кв. км.

Саяно-Шушенская – высоконапорная гидроэлектростанция приплотинного типа.

Эксплуатация

После запуска в работу ГЭС вырабатывала 2% всей электроэнергии в стране и 15% от всех гидроэлектростанций РФ. К сожалению, не все в работе крупнейшей электростанции было все гладко. 23 мая 1979 года на строящуюся плотину обрушился паводок, величину которого трудно было спрогнозировать. Объем его потока составлял 24 тыс. куб. м. Вода разрушила некоторые конструкции ГЭС, здание, смыла технику.

В девяностых годах обнаружились трещины в теле плотины, особенно серьезными были повреждения первого столба. Они произошли в результате ошибочных расчетов проектировщиков. На их устранении ушло несколько лет. Также во время проверок в 2006-07 годах были обнаружены дефекты водосбросного колодца, износ боновых заграждений. Не совсем прочной была признана конструкция устройств гидроагрегатов с повышенной расположенностью образования трещин.

10-го февраля 2010 года неподалеку (78 км) от станции произошло землетрясения силой 8 баллов. До гидроэлектростанции его волны дошли с меньшей амплитудой – 5 баллов, и ущерба плотине не принесли.

Авария на ГЭС

Самым большим испытанием для Саяно-Шушенской ГЭС стала авария, которая произошла 17 августа 2009 г. Крупнейшая, в истории ГЭС России, авария. Она произошла в утреннее время. Был разрушен и выброшен напором воды второй гидроагрегат станции. Хлынувшая, в образовавшийся проем, водная стихия затопила машинный зал и другие объекты, было повреждено оборудование. Почти полностью разрушены гидроблоки № 2, 7, 9. Во время катастрофы погибло 75 человек персонала ГЭС и технического состава, выполнявшего ремонтные работы. После аварийно-спасательных работ началось восстановление станции. Первым, 19-го декабря 2011 года был запущен гидроагрегат № 1, последним вернулся в строй 12-го ноября 2014 злополучный второй блок.

В настоящее время Ростехнадзор выдал Саяно-Шушенской ГЭС Декларацию о безопасности производства. На станции установлены более надежные гидроагрегаты, сделанные на ОАО «Силовые машины». Их максимальный гарантированный срок эксплуатации – сорок лет.

Саяно-Шушенская ГЭС обеспечивает электроэнергией предприятия территориально-производственного комплекса, в который входят такие крупные организации, как Хакасский и Саянский алюминиевые заводы, угольнодобывающие компании и многие другие.

Станция:
1. Правобережная глухая часть плотины
2. Водосбросная часть
3. Водобойный колодец
4. Станционная плотина
5. Левобережная глухая часть
6. Крепление потенциально неустойчивых береговых массивов
7. Машинный зал
Строящийся береговой водосброс:
8. Безнапорные туннели
9. Сопрягающий участок

Гидростанции до недавних пор были самым безопасным источником электроэнергии, ни одной крупной аварии на ГЭС в мире не случалось. Правда, строительство таких станций почти всегда сопряжено с колоссальными экологическими и социальными издержками, но это все же представлялось меньшим злом, чем загрязнение среды выбросами тепловых станций или взрыв реактора АЭС, который после Чернобыля уже не кажется чем-то невозможным.

У ГЭС есть ряд неоспоримых достоинств: это и возобновляемость источника энергии, и отсутствие всего, что связано с добычей, перевозкой и подготовкой топлива, утилизацией отходов. Кроме того, энергия ГЭС самая дешевая — и тем дешевле, чем крупнее станция. Если стоимость киловаттчаса, вырабатываемого на Верхневолжском каскаде (Рыбинской ГЭС мощностью 110 МВт и Угличской — 40 МВт) принять за 100 единиц, то соответствующая цифра для СШГЭС (6400 МВт) будет всего 21,5, в то время как для крупнейшей тепловой Пермской ГРЭС (2400 МВт) — 149.

Но утром 17 августа 2009 года все иллюзии относительно безопасности гидростанций рассеялись как дым — вылетевший словно пробка из бутылки гидроагрегат весом под две тысячи тонн, полное разрушение машинного зала, десятки погибших. Самое же главное: после такой аварии уже отнюдь не кажется невозможным прорыв плотины, ниже которой по течению Енисея стоят крупные города — Саяногорск, Абакан, почти миллионный Красноярск, секретный «атомный центр» Железногорск (бывший Красноярск-26) со стотысячным населением и действующими атомными реакторами, складами и могильниками радиоактивных материалов...

13 ноября 2009-го в газете «Красноярский рабочий» появилось открытое письмо жителей Хакасии и Красноярского края к президенту и премьер-министру. «Все мы очень обеспокоены состоянием плотины Саяно-Шушенской ГЭС, и не только в связи с аварией 17 августа этого года. Многое из того, что мы знали на уровне слухов, подтверждается выводами авторитетных ученых и специалистов… Обращаясь к вам, уважаемые Дмитрий Анатольевич и Владимир Владимирович, мы просим ради безопасности сотен тысяч человеческих жизней принять решение о полном спуске Саяно-Шушенского водохранилища и закрытии Саяно-Шушенской ГЭС».

Обжегшись на молоке, люди склонны дуть на воду. Но так ли беспочвенны их страхи и что на самом деле происходит с плотиной СШГЭС?

Большой скачок

В прессе сейчас много пишут о слабых места плотины, несовершенстве ее конструкции, ошибках проектировщиков и строителей. Валентин Анатольевич Стафиевский, занимавший с 1983 по 2005 год должность сначала заместителя главного инженера, а затем главного инженера станции, предлагает исходить все же из того, что новое неизбежно сопряжено с риском: «Надо понимать, что ни в мире, ни тем более в нашем государстве не было достаточного опыта проектирования таких плотин». Правда, в случае Саяно-Шушенской риск этот он оценивает как чрезмерный: «...нормы на проектирование такой мощной станции — сразу агрегаты по 640 МВт на таких высоких напорах — сохранились старые, от опыта эксплуатации равнинных станций. Практически был поставлен эксперимент». Такого рода масштабные, связанные со значительным риском эксперименты в СССР были обычной практикой. Воспетая советскими поэтами, композиторами и художниками Братская ГЭС с ее 124-метровой плотиной тоже для своего времени была уникальной. К тому же спешка, вызванная стремлением закончить стройку непременно к 7 ноября 1967 года — 50-летию Октябрьской революции, — сильно сказалась на качестве конструкций. В результате проблемы с плотиной возникают у эксплуатационников по сию пору и постоянно. Уроки Братской ГЭС были учтены при проектировании и строительстве Красноярской ГЭС, плотина которой имеет ту же высоту.

Но, в отличие от Саяно-Шушенской, плотины обеих этих станций были уникальны именно своей высотой, по конструкции же они относились к хорошо уже изученным гравитационным, то есть прямым, тяжелым, опирающимся на дно плотинам, которые ставятся на равнинных реках. Для того чтобы построить аналогичную плотину вдвое большей высоты, как планировалось в случае СШГЭС, пришлось бы уложить колоссальное количество бетона. Поэтому была выбрана более экономичная, не имеющая аналогов в мире конструкция: арочногравитационная. Это позволило уменьшить объем бетонных работ примерно на четверть.

Арочная конструкция имеет то замечательное свойство, что в ней материал работает не на изгиб, как в плоском перекрытии, а на сжатие, которое хрупкие материалы — бетон, камень, кирпич — выдерживают гораздо лучше. Арочная плотина — это, по сути, та же арка, только не вертикальная, а положенная на бок выгнутостью в сторону водохранилища и опирающаяся на высокие скальные берега. Они и воспринимают значительную часть нагрузки. Наиболее напряженные участки — места заделки арки в берег, поэтому плотина СШГЭС слева и справа врезана в скалу на глубину соответственно 15 и 10 метров.

Арочные плотины обычно строят в узком каньоне, здесь же расстояние — километр с лишним, поэтому проектировщики Саяно-Шушенской решили подстраховаться и сделать плотину отчасти гравитационной, то есть заложить такую площадь основания и такой вес, чтобы бетонная стена «держалась» не только за берега, но и за скальное дно, в которое конструкция заглублена на пять метров. Гладко было на бумаге — как пишет в своей книге генеральный директор СШГЭС с 1977 по 2001 год Валентин Брызгалов: «Опыт сооружения за сравнительно короткое время — 10-15 лет — высоких гравитационных плотин (100-125 метров) Братской, Красноярской и Усть-Илимской ГЭС был расценен как полная готовность к возведению принципиально иной конструкции плотины, к тому же вдвое превышающей высоты». Время показало — расценен ошибочно: на СШГЭС уже с пуском первого агрегата все пошло вкривь и вкось.

Авария за аварией

В конце 1978 года на недостроенной плотине, при отсутствии каких-либо средств сброса воды в случае непредвиденных обстоятельств, был в срочном порядке (чтобы успеть к 6 декабря, дню рождения Брежнева) сдан в эксплуатацию первый гидроэнергетический агрегат. Брызгалов, ненавидевший, как всякий настоящий инженер, штурмовщину, по этому поводу пишет: «Предполагалось, что к пуску агрегата в 1978 г. будет уложено в плотину 1592 тыс. куб. м, фактически (уложили. — Прим. ред.) — 1200 тыс. куб. м». В результате к половодью 1979 года (самому большому за все время эксплуатации плотины) станция оказалась не готова. Паводок просто перехлестнул через край плотины, и 23 мая 1979 года первый агрегат и машинный зал были затоплены.

Следующая крупная авария случилась через шесть лет, и связана она с ошибками при проектировании водосбросной системы СШГЭС. Эта система зимой, когда воды мало, не работает — вся вода поступает на турбины через 10 водоводов станционной части плотины. Но в другие сезоны их пропускной способности не хватает, поэтому открывают задвижки 11 колодцев водосбросной части. Через них вода попадает на общий лоток, по форме напоминающий трамплин, и далее в так называемый водобойный колодец, расположенный у основания плотины. Нагрузки колодец, особенно во время паводка, должен выдерживать чудовищные — как если бы в него с 250-метровой высоты каждую секунду падал стандартный панельный дом.

И когда в 1985-м случилось большое половодье, вода разрушила до 80% дна колодца: бетонные плиты двухметровой толщины поток выбрасывал, как пенопластовые кубики, а крепящие их к скальному основанию анкерные болты диаметром 50 миллиметров рвал, как нитки. Такая же авария, но несколько меньшего масштаба повторилась в 1988 году.

Эксплуатационники были вынуждены ограничить пропускную способность водосбросных колодцев. Однако для потока воды есть всего два пути — либо через водосброс, либо через турбины гидроагрегатов. Но функционирование последних в режиме максимального расхода (то есть максимальной вырабатываемой мощности) на практике невозможно — может оказаться, что энергию попросту некуда будет девать.

Так, в первой половине 1990-х годов не хватало пропускной способности тогдашних линий электропередач, и станция в среднем выдавала лишь половину номинальной мощности. Из-за явно недостаточной пропускной способности водосбросов плотины сброс экстремальных (с вероятностью раз в 100 лет) или даже просто неверно предсказанных паводков практически невозможен — плотину захлестнет, как это было в 1979 году. Заметим, что на пропуск всего паводка плотина и не рассчитана. Нормальная ее эксплуатация предусматривает превентивное снижение уровня водохранилища в зимне-весенний период. Но слишком сильно снижать нельзя — летом воды может не хватить, и напор будет ниже оптимального для работы турбин.

Вопрос о строительстве дополнительного берегового водосброса, не предусмотренного проектом, обсуждался давно, но начало работ все время откладывалось. Главным образом, из-за непомерной стоимости объекта — 5,5 миллиарда рублей, что превышает годовую выручку от эксплуатации СШГЭС, составившую в самом урожайном 2006 году 3,9 миллиарда, и равно приблизительно трети стоимости всей станции. Но в 2005 году строительство началось, и первую очередь с пропускной способностью 4000 м3/с планируют завершить к июню 2010 года, то есть к периоду максимального заполнения водохранилища. Учитывая, что сброс воды через водоводы турбин после аварии стал невозможен, это более чем своевременно. Иными словами, проблема сброса к лету 2010 года так или иначе будет решена, а вот состояние самой плотины вызывает большую тревогу.

Отрыв от дна

Еще в 1980-е годы в теле плотины появились глубокие трещины, некоторые от берега до берега, ее основание отошло от дна русла (специалисты это называют «раскрытием стыка плотина — скальное основание»). И, что самое неприятное, обнаружились явные признаки того, что доктор технических наук Владимир Тетельмин называет «сползанием плотины вниз».

Трещины, ответственные за просачивание воды через плотину (это называется фильтрацией), которое достигало в отдельные периоды 500 литров в секунду и приводило к размыванию бетона, возникли не только из-за ошибок проектировщиков, но и вследствие нарушения технологии строительства. Брызгалов отмечает в своей книге, что «бетонирование четвертого (низового) столба было выполнено с опозданием, длительное время напор воспринимался более тонкой, недостроенной по профилю плотиной». К середине 1990-х с трещинами худо-бедно научились справляться с помощью французской фирмы Solétanche Bachy, разработавшей технологию заливки полостей полимерным составом, но сам процесс не прекратился: «В русловых секциях, — пишет Тетельмин — раскрытие заинъектированных трещин увеличивается. Выполненная цементация обжала дефектную зону первого столба, заполнила пустоты и трещины, но не остановила процесс трещинообразования».

Главное же — не получается восстановить прочность сцепления плотины с основанием. Не вдаваясь в подробности, отметим, что плотина в настоящее время «держится» за дно максимум третью своего основания. Фактически она перестала быть арочно-гравитационной и сделалась чисто арочной, то есть «висит», опираясь о берега. При этом плотина качается, то есть при повышении уровня водохранилища наклоняется вниз по течению, а при снижении — отрабатывает назад. Но не до конца, а каждый год, как утверждает Тетельмин, «на 1-2 мм все более сползает в сторону нижнего бьефа». Это смещение, измеренное по гребню плотины, к настоящему времени составило на отдельных участках 100 миллиметров и более. Беда в том, что в разных секциях оно разное, из-за чего в теле плотины, по словам того же Тетельмина, возникли «чудовищные внутренние напряжения».

Беды плотины Саяно-Шушенской ГЭС

Четыре главных порока плотины

Капризы земной коры

Еще одна группа проблем связана с реакцией пород и земной коры в районе станции на давление колоссальных масс воды и бетона. СШГЭС проектировалась с расчетом на 6-7балльные землетрясения. В 1988 году, после Спитака, расчеты сейсмической устойчивости плотины были проведены заново. Они показали, что она не боится и 8-балльного землетрясения. Вероятность такого события оценить трудно. Есть мнение, что давление провоцирует землетрясения, но имеются и данные, что оно как раз способствует снятию напряжений в земной коре и тем самым не позволяет развиться катастрофическому землетрясению. Мелкие же в районе плотины происходят постоянно.

Но Тетельмина куда больше землетрясений волнуют другие процессы, происходящие в земной коре. Она «в районе водохранилища под действием нагрузки медленно погружается в вязкое вещество подстилающей мантии... На периферии этих процессов происходит компенсационное поднятие земной коры. Приблизительные расчеты показывают, что за годы эксплуатации «стрела прогиба» толщи земной коры в районе створа плотины составляет около 30 см». К этому надо прибавить и то, что «массив кристаллических сланцев под воздействием передаваемой от плотины сдвигающей нагрузки почти в 18 млн т испытывает необратимые пластические деформации».

Пороки системы

Сегодня состояние плотины — главная забота и эксплуатационников, и жителей городов ниже по Енисею. Но к случившейся 17 августа аварии оно имеет лишь косвенное отношение. Да, вполне вероятно, что смещение плотины сказалось на уровне вибрации 2-го агрегата, как утверждает Тетельмин. Но и без этого катастрофы вряд ли удалось бы избежать.

17 августа в 00:20 (здесь и далее время местное) на пульте Братской ГЭС случился пожар, который вывел из строя систему связи. В 00:31 диспетчер оперативно-диспетчерского управления (ОДУ) Сибири вместо Братской назначил Саяно-Шушенскую станцию главной в системе регулирования мощности Сибирской энергосистемы и перевел ее на автоматическое управление (хотя Братская ГЭС работала исправно, из-за отсутствия связи оператор этого не знал).

До утра СШГЭС работала, непрерывно меняя мощность за счет преимущественно второго агрегата. Поясним, гидроагрегаты станции могут функционировать в разных режимах, причем стабильными являются только два: I — при малой отдаваемой мощности и III — около номинальной. Промежуточный II режим считается нештатным, поскольку сопряжен с мощными пульсациями струи воды, поступающей на лопатки турбины. Особенно опасно, когда частота этих пульсаций совпадает с частотой биения главного вала агрегата (а такие биения всегда присутствуют из-за люфтов в местах его крепления) и возникает резонанс. Зону II инструкция предписывает «проходить быстро», но о том, как долго агрегат может в ней находиться, не сказано ни слова.

Второй агрегат, на котором и без того отмечалась повышенная вибрация главного вала, ночью 17 августа опасную зону II проходил шесть раз. В результате непосредственно перед аварией амплитуда вибрации в контрольной точке возросла за 13 минут с 0,6 до 0,84 миллиметра при предельно допустимом уровне 0,16 миллиметра (то есть превышение было в пять с лишним раз). И при очередном снижении мощности и вхождении в зону II (в 8:13) от такой вибрации разрушились узлы крепления гидроагрегата — под давлением 212-метрового столба воды эту 1800-тонную махину подбросило более чем на 10 метров.

Конечно, персонал обязан был, зафиксировав столь сильную вибрацию, остановить 2-й агрегат. Однако, возможно, что он просто о ней ничего не знал: система непрерывного виброконтроля, установленная лишь в 2009 году, не была полностью введена в эксплуатацию — показания датчиков лишь сохранялись для истории, как в «черном ящике» самолета. Другой порок системы управления станции — не было предусмотрено автоматическое аварийное закрытие затворов на гребне плотины, через которые вода поступает в турбинные водоводы. Вручную же полностью закрыть затворы удалось лишь к 9:30. То есть почти полтора часа в разрушенный машинный зал продолжала хлестать вода, заливая нижние его этажи, где в момент аварии находилась почти вся утренняя смена станции.

В результате погибли 75 человек, разрушен машинный зал, из 10 агрегатов только два не требуют капремонта или полной замены, масляное пятно растянулось по Енисею на 130 километров, из-за чего, кроме всего прочего, возникли проблемы со снабжением водой многих населенных пунктов. Перечень бед можно продолжать и продолжать. Этой зимой воду из водохранилища впервые приходится спускать через открытый водосброс, а не через ведущие к турбинам закрытые водоводы. В телепрограмме «Вести» показали впечатляющие кадры: ремонтники из последних сил борются со льдом, непрерывно нарастающим на всех поверхностях плотины из-за висящего в воздухе водно-ледяного тумана. «Акт технического расследования» и другие источники позволяют сделать вывод: как плачевное состояние плотины, так и повышенные вибрации 2-го агрегата есть следствие одного и того же порока — штурмовщины, допущенной в ходе проектирования и строительства. «С моей точки зрения, — говорит Стафиевский, — многих проблем можно было бы избежать очень просто: поставить одну турбину. Провести испытания. Выявить все слабые места. А как у нас — сразу десять. Сегодня мы опять на эти грабли наступаем и заключаем договор на все машины (заказанные взамен разрушенных. — Прим. ред.)».

Вина за аварию лежит на всех. И «нижних чинах» — тех, кто устанавливал и запускал недоделанную автоматизированную систему управления, и операторах, в ночь перед аварией нагружавших проблемный агрегат № 2 сверх меры. И среднем звене — руководителях ГЭС, не настоявших на своевременном запуске АСУ и замене устаревшего оборудования. И особенно на «генералах» — начиная с министра энергетики СССР Петра Непорожнего, санкционировавшего штурмовщину при проектировании и строительстве, и заканчивая Анатолием Чубайсом, подписавшим вместе с еще 38 членами комиссии приказ о приеме в эксплуатацию проблемной станции. Заметим, что в числе этих 38 один академик и три члена-корреспондента РАН. На чем основывается вера граждан, направивших письмо в «Красноярский рабочий», в «выводы авторитетных ученых и специалистов», непонятно…

Что делать?

Ясно, что станцию закрывать никто не будет. Как не велики разрушения, в течение полугода можно будет запустить три из десяти гидрогенераторов. К лету, после введения в строй берегового водосброса, снизится нагрузка на плотину. Полное восстановление станции потребует нескольких лет и более 40 миллиардов рублей (которые, по крайней мере частично, компенсирует население, вынужденное платить за электричество по повышенным тарифам), но спуск плотины и демонтаж станции с последующей рекультивацией земель едва ли выльется в меньшие затраты. К тому же образовавшийся дефицит электроэнергии (до аварии СШГЭС обеспечивала более 10% потребности предприятий Сибири) придется покрывать за счет угольных электростанций, а это значит, что ежегодно придется сжигать лишние 6,5 миллиона тонн угля со всеми вытекающими последствиями для экологии. Достаточно сказать, что одной ртути будет поступать в окружающую среду в год около тонны: такое количество способно отравить объем в три Саяно-Шушенских водохранилища.

Но все же эти беды ничто в сравнении с прорывом плотины. И раз станцию закрывать не собираются, нужно как-то по-другому обезопасить граждан. МЧС распространило по социальным учреждениям Хакасии памятку с описанием возможного сценария катастрофы и планом эвакуации населения. (Знаменательно, что в марте 2008 года на Абаканской ТЭЦ были проведены учения, имитирующие ситуацию прорыва плотины Саяно-Шушенской.) В ней сказано, что в случае прорыва высота водяного вала непосредственно у плотины превысит 50 метров. Через 10 минут он достигнет Майнской ГЭС и полностью ее разрушит, а через 20 — Саяногорска, который уйдет под воду. Затопление Абакана начнется через 5-6 часов. Через 17 — уровень Енисея в районе этого города повысится на 30 метров.

Согласно некоторым расчетам, если волна достигнет Красноярского водохранилища, то его уровень поднимется на 10 метров, вода перельется через плотину Красноярской ГЭС и выведет ее из строя. Произойдет также затопление отдельных районов Красноярска и ряда лежащих ниже по течению поселений. Наиболее пессимистичный сценарий — полное разрушение плотины Красноярской ГЭС. Тогда серьезная угроза нависнет даже над «атомным центром» Железногорском, расположенным в 64 километрах от Красноярска.

И все же большинство специалистов сходятся в том, что если за состоянием плотины непрерывно следить, ее можно эксплуатировать еще долго. Но один мониторинг полной гарантии все же дать не может. «Выход-то всегда был: просто понизить уровень водохранилища», — замечает Стафиевский. По этому пути пошли в 1997 году. Тогда было принято решение опустить максимальный рабочий уровень на один метр по сравнению с проектным, в результате чего ожидалось значительное снижение интенсивности необратимых процессов в теле плотины и в окружающих массивах. Но этого не случилось. Теперь Тетельмин предлагает пожертвовать частью мощности ГЭС и уже радикально, на 10 метров понизить максимально допустимый уровень водохранилища. Тогда плотину можно будет безопасно эксплуатировать еще 100 лет. Но все, скорее всего, упрется в обычную человеческую жадность — ведь снижение уровня означает и снижение вырабатываемой мощности, и всегда найдутся специалисты, готовые подписать что угодно ради сиюминутной выгоды, своей или государственной — неважно.

Стафиевский вспоминает, что на одном из совещаний по развитию энергетики Сибири председатель правительства СССР Алексей Косыгин (который делал робкие попытки хоть как-то реформировать советскую экономику) сказал: «Мы должны принимать решения такие, чтобы потомки не плевали на наши могилы». В условиях победившего капитализма эти мысль по-прежнему остается актуальной.

Одной из самых масштабных и мощных гидроэлектростанций в России является Саяно-Шушенская. Местоположение этой станции в Хакасии, недалеко от Саяногорская, вблизи реки Енисей.

Составные части строения Саяно-Шушенской ГЭС

Главным зданием на станции является плотина, из бетона выполненная в форме гравитационной арки, высота ее составляет 245 метров, а длинна 1066 метров. Площадка плотины по ширине достигает целых 110 м, а гребень - менее велик, порядка 25 м.

Данное заграждение, возможно, разбить на одинаковые четверти, где левая сторона берега длиною 246м, а правая часть по берегу - 298м, а водосливная зона 190 метров по длине, а недвижимая часть - 332 метра. Именно здесь к довольно габаритной плотине примыкает непосредственно сооружение ГЭС.

Исходные данные о ГЭС

До аварии, которая случилась в 2009 году, станция продуцировала всего шестую часть от ста процентов электрической мощности энергетики, которая производилась на всей ГЭС Российской Федерации и 2% от общей суммы электрификации вырабатываемой в России.

Саяно-Шушенская гидроэлектростанция дает 6400 МВт своих мощностей. По статистическим данным, по среднему показателю станция за год дает 24,5 млрд кВт/ч. Свою пиковую выработку ГЭС достигла в 2006 году, с учетом увеличения уровня воды в летние месяцы, было произведено 26,8 млрд кВт/ч.

Заграждение гидроэлектростанции самое высокое во всем мире. Надежность станции достигает до 60% под собственным весом и до 40% от использования верхних частей арки, которая способствует передачи загруженности на скалистую поверхность берега. Ведь именно с этой целью во время строительства заграждения, его врезали по левобережной зоне подножия скалы, благодаря этой современной конструкции это позволило на 20% сократить добавления бетона для строительства.

В самом здании станции располагаются десять гидроагрегатов, по мощности 640 МВт для каждого. Плотина на Саяно-Шушенской гидроэлектростанции является неподражаемым сооружением, нечто похожее на территории Российской Федерации встречается на Гергебильской ГЭС, но по своей мощности она уступает потому как, ее местоположение приходится на реку Каракойсу.

На данный момент водопропускная способность платины достигает 13 600 м3/сек.

Саяно-Шушенский комплекс включает в себя еще Майнскую ГЭС, функциональное назначение которой контррегулятор станции и по мощности составляет 321 МВт.

Хронология строительства гидроэлектростанции:

• 1962 год - решение о строительстве
• 1968 год - начало строительных работ
• 1975 год - заграждение русла реки при строительных работах станции
• 1978 - первый запуск водяного сооружения и получения первого в истории тока
• 1979 - 1985 - подключение и запуск без одной десятка гидроцилиндров
• 1988 - завершение самого значимого цикла возведения сооружений станции
• 2005 год - начало воплощения строительных планов для сброса воды вдоль берега, для более прочной и надежной функциональности всей системы.
• 2011 год - начало эксплуатации водосброса

В ходе эксплуатационных операций на шестом году начала второго тысячелетия обнаружились значительные дефекты в функциональности непосредственно машинного комплекса. Примерно через один год на обычном плановом контроле системы выявились абразивное старение боновых ограждений, которым на тот момент уже было 20 лет. Сам механизм гидроагрегатов тоже показали наличие трещин. Особенно это стало заметно на фото, сделанных через некоторое время после случившейся трагедии.

В конце лета 2009 года (17.08) на станции произошла авария.

Причиной аварии на Саяно-Шушенской ГЭС стало несоответствующее качество работы второго гидроагрегата, из-за которой весь машзал оказался затоплен. Вследствие чего седьмой и девятый гидроагрегаты вышли из строя из-за сильных повреждений. После чего их обломки уничтожили гидроагрегаты с третьего по пятый, и все это разрушило машиностроительный зал, из которого управлялась гидроэлектростанция. Вследствие техногенной катастрофы погибло 75 человек.

Главной причиной аварии называют оборудование станции, сама плотина не вызывает сомнений в своей надежности. Оборудование выполнено из качественно материала, но вызывает сомнение его обслуживание после окончания действия гарантии.

При тщательном расследовании аварии на Саянно-Шушенской ГЭС следственный комитет сделал вывод, что авария была вызвана взрывом масляного трансформатора.

Нанесенный ущерб после катастрофы для экологии и экономики невосполнимый.

Ведь учитывая, что на 2001 год себестоимость электроэнергии на Саяно-Шушенской ТЭС достигает 1,63 коп. за кВт/ч. Эта станция позволяла стабилизировать колебания, перебои в количестве произведенного электро питания по всей России.

Главным потребителем электроэнергии с этого предприятия длительный период был алюминиевый завод, его ввели в рабочий режим непосредственно для запитки этой гидроэлектростанции (2006г.).

Экономические убытки после последствий аварии на Саяно-Шушенской ГЭС , больше всех понесла «Рус Гидро». Размер ее убытка достигал полтора миллиона рублей за месяц. «Рус Гидро» потеряла 7% капиталовложений только за час после аварии на станции, а после акции и вовсе перестали продавать. Для восстановления последствий гидроэлектростанции понадобится несколько миллиардов рублей.

Экологические последствия аварии ГЭС:

1. поражение биологических резервов
2. уменьшение рыбоводного качества
3. низкая способность к самоочищению
4. уменьшение эстетического преимущества местности

Существует информация, что после аварии в Енисей попало до 40 тонн трансформаторного масло, которое уничтожило около 400 тон форели.

Реконструкция станции

Начало восстановительных работ после катастрофы пришлось на десятый год второго тысячелетия. Отремонтированы были сооружения, установки с 3 по 6. Под конец года станция доставляла 10 млрд кВт/ч электроэнергии. Затем были подключены еще четыре гидроагрегата, которые в ходе аварии пострадали менее всех.

В 2011 начался второй этап восстановления, вследствие чего водосброс был полностью запущен. За этот год было выработано 18 миллиардов Квт/ч.

А вот уже 2012-ый год ознаменовался запуском седьмого, восьмого и девятого гидроагрегатов, что увеличило мощность станции до 3840 МВт.

За 2013 год работники смогли реализовать запуск дополнительных водяных агрегатов под номерами десять, шесть и пять, которые позволили станции усилить энергию до 4480 МВт. Уже в 2013 году ГЭС выдавала 24 млрд кВт/ч.

Третий этап восстановления пришелся на 2014 год и запустил водяной агрегат номер четыре.

За весь период реконструкции после катастрофы произведено полное переоборудование новой техникой от производителя «Силовые машины». Удалось продлить срок работы машин до сорока лет. На данный момент Саяно-Шушенская ГЭС полностью исправна и работает по полной.