Реки - источник жизни, а не электричества
Фото нашей Ангары... Нажми

"Три Ущелья" и СШГЭС: из опыта освоения реки Янцзы

При сравнении двух крупных гидроузлов – Саяно-Шушенской ГЭС в России и ГЭС "Три Ущелья" ("Санься") в Китае – совершенно очевидно громадное различие в обеспечении гарантии гидрологической безопасности самих гидроузлов и их нижних бьефов при освоении крупных рек – Янцзы и Енисея. По сути дела, у нас все происходит, как в Китае, но с точностью до наоборот: и собственная безопасность гидроузлов никогда не обеспечивалась и, тем более, не обеспечивалась безопасность нижних бьефов:

В статье “СШГЭС: в поиске точки невозврата” я отметил один любопытный момент:

"Разумеется, что в принципе возможно создание гидроузлов, начиная не от верховий, но для этого необходимо выполнить предварительные расчеты по всему каскаду, расположенному выше, предусмотрев соответствующий запас порожнего объема водохранилища ниже УМО, повышенный ФПУ, а также повышенный гарантированный расход воды через турбины. Иначе говоря, пойти на заведомое удорожание строящегося объекта с последующим изменением УМО, НПУ и ФПУ после освоения верховий".

Проиллюстрирую свое утверждение на примере из практики освоения реки Янцзы в Китае, прежде всего на примере гидроузла “Три Ущелья” (Санься или Three Gorges).

Каскад ГЭС на реке Янцзы

На карте показан весь каскад гидроузлов, начиная от Hutiaoxia - верхней ступени каскада и заканчивая гидроузлом Three Gorges («Три Ущелья»). Гидроузел Gezhoube (Гэчжоуба) показан ниже на схеме нижней части каскада (верхний гидроузел на этой схеме Wudongde).

Схема нижней части каскада ГЭС на Янцзы

Теперь о мерах, гарантирующих гидрологическую безопасность гидроузла «Три Ущелья» и его нижнего бьефа. Общая площадь водосбора составляет около 1000000 км2, средний ежегодный объем стока — 451 км3.

Разрез по станционной плотине и зданию ГЭС: гребень плотины – 185,0 м, НПУ175,0 м, УМО 155,0 м (не показан), ФПУ примерно 182,5 – 183,0 м.

Разрез по станционной плотине и зданию ГЭС: гребень плотины – 185,0 м, НПУ 175,0 м, УМО 155,0 м (не показан), ФПУ примерно 182,5 – 183,0 м.

1.На разрезе показан уровень 145,0 м предпаводковой (глубокой) сработки водохранилища, а уровень мертвого объема, равный 155,0 м не показан. Предпаводковый объем между уровнями 145,0 м и 155,0 м равен 22.2 км3. Полезный объем водохранилища между УМО 155,0 м и НПУ 175,0 м - 39,0 км3. Форсированный подпорный уровень ФПУ на разрезе показан, но цифры не четкие. По разрезу видно, что он расположен примерно на уровне 182,5 – 183,0 м, то есть резервный объем водохранилища при высоте слоя 7,5 м составляет около 1084 • 0,0075 = 8 км3, где 1084 км2 – площадь зеркала водохранилища, 0,0075 км – высота слоя воды выше НПУ.

Таким образом, суммарный порожний объем водохранилища для трансформации паводков составляет 22,15 + 39,0 + 8,0 = 69,15 км3.

2. Водосброс расположен по центру плотины и рассчитан на пропуск 116 000 м3 воды.

На разрезе показаны колебания уровня воды в нижнем бьефе при разных режимах: 62,0 м, 76,4 м и максимальный – 83,1 м, то есть диапазон колебаний достигает 21,1 м.

3. Гидроузел имеет три отдельных здания ГЭС: левобережное приплотинное здание ГЭС с 14 гидроагрегатами, правобережное приплотинное здание ГЭС с 12 гидроагрегатами и правобережное подземное здание ГЭС с 6 гидроагрегатами.

Вся установленная мощность составляет 32•700 = 22400 МВт и передается в единую энергосистему страны. Расчетный напор составляет 80,6 м, максимальный – 113 м, расход воды через турбину изменяется в широких пределах от 950 м3/с при уровне воды в водохранилище 145,0 м (уровень глубокой сработки) до 600 м3/с при максимальном напоре 113 м (НПУ 175,0 м – УНБ 62,0 м = 113 м), то есть суммарный расход воды через все турбины, работающие одновременно может изменяться от 32•950 = 30400 м3/с до 32•600 = 19200 м3/с.

4. Еще до завершения строительства гидроузла была начата ежегодная переброска воды из водохранилища по тоннелям в засушливые районы страны приблизительно в объеме 23.7 км3, а по завершению строительства тоннелей (их длина 120 км) будет перебрасываться до 70 км3.

Вода из водохранилища Санься сначала потечет по скальному туннелю, пробитому через горный хребет Циньлин, затем самотеком в водохранилище Даньцзянкоу (на реках Даньцзян и Ханьшуй в провинциях Хэнань и Хубэй), далее по скальному же туннелю на север и по притоку в реку Хуанхэ, и, наконец, в Пекин. Общая длина туннелей составит около 120 км.

5. В чрезвычайных ситуациях какую-то часть расхода может взять на себя двухниточный пятиступенчатый судоходный шлюз.

Повышенная гидрологическая безопасность самого гидроузла «Три Ущелья» временно обеспечивается с большим запасом: 69,15 км3 – порожний объем водохранилища, предназначенный для трансформации (снижения) расхода притока воды, 116 000 м3 - пропускная способность водосброса, 30400 м3 – максимальный расход воды через турбины, до 70 км3 – переброска воды из водохранилища в ближайшей перспективе.

Три отдельных здания ГЭС и выдача всей установленной мощности ГЭС в энергосистему в значительной мере повышает гидрологическую безопасность самого гидроузла (подчеркиваю слово самого) в период освоения каскада в верховье реки Янцзы.

Очевидно, что большой запас гидрологической безопасности самого гидроузла “Три ущелья” и, соответственно, повышенные расходы всех видов ресурсов были предусмотрены осознанно, учитывали временную необходимость наличия повышенного запаса гидрологической безопасности самого гидроузла.

Повышенные расходы всех видов ресурсов оправданы по многим причинам, в том числе:

  • - в 2010 году при притоке воды 70 000 м3/с (максимальный приток за 130 лет!) сбрасывалось 40 000 м3/с, то есть значительно (хотя и не до требований нормативных документов) повышена гидрологическая безопасность нижнего бьефа;
  • - после завершения строительства гидроузла “Три ущелья” по расчетам специалистов опасность наводнений в нижележащих равнинах сократилась в 10 раз;
  • - в самом центре страны и энергосистемы был создан источник мобильной резервной мощности, повышающий надежность энергоснабжения страны и снижающий расходы на содержание резервной мощности в энергосистеме;
  • - созданы условия для освоения верховий водным транспортом;
  • - созданы условия для переброски части стока воды в засушливые районы.

Также очевидно, что гидрологическая безопасность нижнего бьефа не обеспечивается при пропуске паводков, вероятность которых реже, чем 1 раз в 100 лет. На разрезе показаны колебания уровня воды в нижнем бьефе гидроузла “Три ущелья” при разных режимах: 62,0 м, 76,4 м и максимальный – 83,1 м, то есть диапазон колебаний достигает 21,1 м и не может обеспечить гидрологическую безопасность нижнего бьефа. Известно, что река Янцзы в нижнем течении гидроузла Гэчжоуба способна справляться с пропуском расхода не выше 70 000 м3.

По многолетним наблюдениям средний годовой расход воды в Сычуаньской котловине достигает 11000 м3, а в устье Янцзы - 33700 м3. Во время паводка 1954 года максимальный расход воды в устье реки достигал почти 93000 м3/с. Такой расход повторяется примерно один раз в 100 лет.

После завершения строительства всех гидроузлов каскада отпадет необходимость в ежегодной глубокой сработке водохранилища, сократится расход воды на выработку электроэнергии, вероятность холостого сброса воды сократится до минимума, гидрологическая безопасность нижнего бьефа будет гарантирована.

К сожалению, Саяно-Шушенский гидроузел не предусматривал никакого запаса гидрологической безопасности. Более того, были допущены грубые нарушения строительных норм и правил при первоначальном расчете и последующих перерасчетах гидрологической безопасности, и эти нарушения многие годы не признаются.

Эта статья написана как продолжение ответа на интервью Б.Н.Юркевича – главного инженера Ленгидропректа. Совершенно очевидно громадное различие в обеспечении гарантии гидрологической безопасности самих гидроузлов и их нижних бьефов при освоении рек Янцзы и Енисея. По сути дела, у нас все происходит с точностью до наоборот: и собственная безопасность гидроузлов никогда не обеспечивалась и, тем более, не обеспечивалась безопасность нижних бьефов.

Борис Юркевич, нисколько не задумываясь, складывает пропускную способность водосбросов и турбин Саяно-Шушенской ГЭС, хотя при используемой ныне схеме регулирования этого делать категорически нельзя, получает не обеспечиваемую на практике громадную величину сбросного расхода воды в нижний бьеф, которая в нынешних условиях действительно нужна, но противопоказана нижнему бьефу. Ведь нельзя забывать о том, что, к примеру, дамба, ограждающая поселок Шушенское, была рассчитана на пропуск только 12000 -12500 м3/с.

Владимир Иннокентьевич Бабкин,
заместитель генерального директора Саяно-Шушенской ГЭС с 1978 по 2001 год,
специально для «Плотина.Нет!»

Новости по теме:

  • СШГЭС: безопасность декларируется, но не гарантируется
  • Эксплуатация СШГЭС в нынешних проектных режимах недопустима
  • Гидрокорпорации Китая всерьез нацелены на сибирские реки
  • «Русал» ведет Китай на сибирские реки
  • Саяно-Шушенская ГЭС после восстановления: и снова на красный?
  • Мнений: 14

    1 Иван { 23.01.2012 в 10:31 }

    Ай-ай, Владимир Иннокентьевич! Неужели вы не в курсе, что выдавать чужие тексты за свои - как минимум, непорядочно?

    Ведь часть его взята вот отсюда - http://rushydro.livejournal.com/233359.html , в чем нетрудно убедиться.

    Не то чтобы я был против тиражирования моих текстов, но как минимум указать, откуда этот текст взят и кто его автор, я полагаю необходимым.

    2 Хакас { 23.01.2012 в 14:50 }

    По вашей ссылке, Иван, справочная информация, могущая содержаться в любой справочной литературе. Автор статьи мог воспользоваться любым справочником не прибегая к вашим публикациям. Даже в научной среде не принято давать ссылки на информацию, которая была много раз опубликована и является общеизвестной в среде специалистов. К тому и у вас также не указаны источники (не про фото речь, а про сведения). Где список использованной литературы? А это, учитывая ваше обвинение Владимира Иннокентьевича в плагиате, крайне непорядочно с вашей стороны (пишу слово “ваше” с маленькой буквы так как знаю, что работаете вы там у Елены коллективом).

    3 Иван { 23.01.2012 в 15:08 }

    Уважаемый, сведения не защищаются авторским правом. А вот конкретные формулировки - еще как. И воровство текста целыми абзацами, мягко говоря, не одобряется.

    “К тому и у вас также не указаны источники (не про фото речь, а про сведения). Где список использованной литературы?”

    Сообщение в блоге - не статья в реферируемом журнале, и Ваше требование указывать для записей в блоге список использованной литературы довольно забавно.

    4 Владимир { 23.01.2012 в 17:02 }

    Иван, а по сути статьи что скажете? Кстати, я Вашей фамилии не знаю, а Иванов в России очень много. Напишите пожалуйста Ваши Ф.И.О. полностью и определите сумму за мое воровство Ваших текстов. Только укажите украденный мною текст конкретно, чтобы я снова его где-нибудь не употребил. Не хочется платить за одно и тоже несколько раз. С уважением, Бабкин

    5 Иван { 23.01.2012 в 17:09 }

    Как я уже отметил, меня вполне устроит указание авторства заимствованных фрагментов текста (можно по нику в блоге, или на пресс-службу РусГидро), а также гиперссылки на источник, откуда он был взят.

    6 Streamflow { 23.01.2012 в 17:39 }

    Владимир Иннокентьевич, думаю что вариант Ивана Сливы следовало бы реализовать.

    7 Андрей { 23.01.2012 в 19:01 }

    Владимир Иннокентьевуич,мы знаем,кто Вы. Пиарбригада русгидры пусть отдыхает,им до Вас,как до Киева раком.

    8 Владимир { 23.01.2012 в 19:02 }

    Сведения мною были заимствовал из разных источников, в том числе: http://blog.rushydro.ru/?p=4490 , http://saiga20k.livejournal.com/48362.html, http://energyfuture.ru/top_ges_sansa , http://sc.uriit.ru/dlrstore/00000c51-1000-4ddd-517d-3600483aebf5/@001459.htm , . http://fshoke.com/2010/08/30/monstr-po-imeni-tri-ushhelya/, http://www.stroyjurnal.ru/?p=796, http://www.bbc.co.uk/russian/international/2010/07/100720_three_gorges_dam.shtml, http://megalife.com.ua/interest/70499-mashiny-monstry-kitajskaya-gyes-tri-ushhelya-samaya-bolshaya-v-mire-gidroyelektrostanciya.html, http://www.stroyjurnal.ru/?p=796 и многих, многих других.
    Уважаемый Александр Анатольевич! Я приношу всем авторам ссылок мои самые глубокие извинения. Если авторы этих источников согласны с моим мнением, то считайте их соавторами и обязательно допечатайте их Ф.И.О., в том числе Ф.И.О. Ивана выше моих Ф.И.О.
    Бабкин, 23.01.2012

    9 Stringer { 23.01.2012 в 19:26 }

    А мне нравится! Пресс-служба Русгидро просит ставить свой копирайт на материал, пропагандирующий китайскую гидроэнергетику. По-моему, это как минимум свежо! Можно еще, кстати, подавать в суд на соцмедиа, копирующих материалы с корпоративных гидросайтов о высоте плотин и прочих важных нпу, умо и тд. Интерес к отрасли сразу повысится, я вас уверяю!

    10 Плотина.Нет! { 23.01.2012 в 20:24 }

    Статья обновлена по скорректированному варианту, представленному Владимиром Иннокентьевичем Бабкиным.
    ——————–
    С уважением,
    Александр Колотов

    11 Виталий { 24.01.2012 в 11:18 }

    Гидрёныши мочат своего ветерана? Хорошие традиции!

    12 Владимир { 24.01.2012 в 14:13 }

    Для меня гораздо важнее обсуждение сути проблем Саяно-Шушенского гидроузла. Предпринимаются неумелые попытки увести от обсуждения конкретных вопросов, высказанных мною и в интервью Б.Н.Юркевича (практически он пытался достойно ответить на мою критику).
    Тут же поручили журналистам покритиковать мои предложения и те выдали:
    “И это предложение теоретически имело бы смысл, если бы в этом была необходимость. Но СШГЭС прекрасно регулирует сток - она сейчас пропускает максимально более 18 000 куб.м/сек, а максимальный расход реки в этом створе за 100 лет составил немногим более 12 000 куб.м/сек. Таким образом, регулировать реку, читай, строить плотины для защиты от паводка – нет необходимости” http://sakuryan.livejournal.com/143610.html
    “Но сегодня станция способна пропустить 13090 м3/с через эксплуатационный водосброс и еще 4000 м3/с воды - через береговой водосброс. Итого - 17 090 м3/с, и это без учета воды, которая проходит через работающие гидроагрегаты. Например, сейчас в работе находится 4 гидроагрегата, в феврале (т.е. до начала половодья) планируется пуск еще одного гидроагрегата. Таким образом, через гидроагрегаты может быть пропущено 1790 м3/с (5х358 м3/с). То есть максимальный суммарный пропуск составит 18880 м3/с” http://www.iapress-line.ru/society/item/6259-shges
    Журналисты обмануты (сознательно или нет - судить не буду) Б.Н.Юркевичем. Им невдомек, что нижние бьефы не рассчитаны на такие расходы. Они, конечно, не могут понять существенную разницу ныне применяемой схемы регулирования и той, какая должна быть по Правилам. Журналисты меня просили (не буду называть их) написать попроще и я сейчас готовлю статейку “Просто о сложном”.
    Меня могу спросить: а где ты был раньше, если знал об ошибках? Об этом я уже писал, но коротко повторю. Еще работая на Красноярской ГЭС, я знал, что Сейбинская и Уюкская гидроэлектростанции на Большом Енисее в Туве проектируются и по плану Минэнерго СССР их строительство должно начаться в 1975 году. Потом начались проблемы с водосбросом, затем с плотиной Саяно-Шушенской ГЭС, появились ограничения в ресурсах и ее ввод в эксплуатацию затянулся до конца 2000 года. Дальше все известно.

    13 Виктор { 04.04.2012 в 01:33 }

    Две основных причины, которые не позволят воплотить в жизнь программу обводнение Севера Китая.
    Первая – нехватка воды. Цитата: «Как сообщило в воскресенье китайское информационное агентство Xinhua, более 2 тыс. озер, которые входят в водную систему реки Хуанхэ на западе Китая (провинция Цинхай), в настоящее время высыхают. Обмеление озер вызывает серьезные затруднения в обеспечение водой жителей Цинхай. По мнению экспертов, данные проблемы связаны с тем, что на протяжении долгого времени водные ресурсы Желтой реки «расточительно» использовались. Также свой вклад в обмеление внесло и глобальное потепление. В области Мадой около половины всех подземных вод и озер уже исчезли, что резко ухудшило плодородность местной почвы». //Reuters. Ещё цитата: «Из Янцзы берут воду: 400 млн. человек, 34% промышленных предприятий и 32 – сельскохозяйственных». По забору воды река перегружена, и из неё больше воды брать НЕЛЬЗЯ ни при каких обстоятельствах. Река может погибнуть точно так, как погибает Хуанхэ. Нельзя вести чистую воду из опреснительных установок – дорого. «Как сообщил начальник канцелярии по опреснению морской воды электростанции Бэйцзян Ли Ху не без досады, что непосредственные затраты на обработку морской воды составляют около четырех юаней за тонну, плюс амортизация оборудования и погашение кредитов и процентов по ним, общая себестоимость одной тонны опресненной морской воды достигает восьми юаней». Плюс её транспортировка на Северные территории, и тонна воды будет стоить порядка 10 юаней. Для того, что бы обводнить один кВ км площади необходимо из расчёта естественного орошения 500 тысяч тонн воды, и стоить это будет 5 миллионов юаней. Нереально.
    Вторая – загрязнение воды. Исходные данные гидроэлектростанции «Три Ущелья». Бетонная плотина имеет высоту 180 м. Площадь водохранилища 1084 км2. Цитата: «Вдоль берегов самой большой в Китае реки Янцзы расположены сотни тысяч химических комбинатов. Ежегодно в реку сбрасывается более 33,9 млрд. тонн отходов, сливаются сточные воды 40 городов, а очистные сооружения имеются лишь в двух из них». Комментарий здесь один – водохранилище будет загрязнено в течение одного, максимум двух лет. Такая вода непригодна для орошения, и её нельзя даже транспортировать – она по пути следования загрязнит почвы и подпочвенные воды. И, наконец, предупреждение аналитика и крупного спонсора Джима Роджерса о серьёзной нехватке воды в Китае. Он отметил, «что если правительство КНР и дальше будет просто наблюдать, а не решать эту проблему, «китайской истории» придёт конец».
    Виктор Родин.

    14 Антон { 29.07.2012 в 16:21 }

    В связи со спам-атакой все комментарии со ссылками автоматически отправляются на модерацию. Разрешенный HTML-код: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <code> <em> <i> <strike> <strong>