СШГЭС и землетрясения

Жители Хакасии, похоже, смирились с тем, что живут в сейсмоопасной зоне. Во всяком случае, после очередных подземных толчков уже никто не паникует. Однако в редакцию постоянно поступают вопросы, которые можно объединить темой: «СШГЭС и землетрясения». Эти вопросы касаются не только сейсмоустойчивости сооружений Саяно-Шушенской ГЭС, но и влияния водохранилища на сейсмоактивность, и геологических процессов в месте ее расположения… Ответить на них могут только специалисты. Но и их видение ситуации очень разное. Приведем некоторые мнения, на основе которых вы можете сделать собственные выводы.

Особое внимание хочется обратить на выдержки из производственного издания — монографии Валентина БРЫЗГАЛОВА «Из опыта создания и освоения Красноярской и Саяно-Шушенской гидроэлектростанций», изданной в 1999 году. Напомню, что автор — выпускник гидроэнергетического факультета Московского энергетического института, первый генеральный директор Саяно-Шушенского Гидроэнергокомплекса, доктор технических наук.

Разные мнения о геологических процессах

В своей монографии В. Брызгалов на основе серьезных данных размышляет о сейсмоактивности зоны расположения станции и о том, какие именно данные учитывались при ее строительстве:

— Основные сооружения гидроузла Саяно-Шушенской ГЭС расположены в пределах джойско-кибикского структурно-тектонического блока. Физико-механические свойства орто-, парасланцев и даек изверженных пород на участке основных сооружений практически не различаются, поэтому несмотря на выявленные тектонические нарушения скального массива, на котором расположены ГТС, он рассматривался проектной организацией как квазиоднородный блок, сложенный высокопрочными породами.

Однако существует иная точка зрения, заключающаяся в том, что основание плотины не является единым блоком, имеется активное разрывное нарушение под плотиной, ориентированное по руслу р. Енисей. Проектной организацией предполагалось, что тектонические нарушения существенным образом повлиять на работу плотины не могут, поэтому альтернативных исследований геологического строения основания не проводилось…

Более того, еще в период проектирования плотины по материалам Алтае-Саянской опытно-методической сейсмологической партии Сибирского отделения АН СССР (А-СОМСП) в 1973-1975 гг. были опубликованы предположения о наличии мощного и достаточно «молодого» Джойского тектонического участка, находящегося в пределах сейсмоопасной зоны ЭС, с остаточными деформациями земной поверхности, формирование которых может быть связано с землетрясениями, значительно превосходящими по силе 7 баллов. При учете подобного предположения следовало бы произвести проверку плотины на дополнительное воздействие от сейсма, и в этой связи, возможно, и откорректировать ее конструкцию, но ни того, ни другого сделано не было. Несмотря на более чем тридцатилетний период с начала целевого изучения территории для строительства Саяно-Шушенской ГЭС, не были детально исследованы и некоторые геологические структуры (разломы) и процессы (движения земной коры), которые являются основными факторами и определяют долговременную стабильность территории…

В проекте не были предусмотрены ни технические средства, ни сами наблюдения за геодинамическими процессами, а предполагалась лишь установка аппаратуры в теле плотины. Увязка геопроцессов и сейсмособытий с региональной сейсмичностью не считалась необходимой…

В целом все исследования на первом этапе освоения сооружений свидетельствовали, что нельзя исключать вероятность максимальных землетрясений интенсивностью до 9 баллов в районе расположения Саяно-Шушенской ГЭС. Они подтверждают достаточно высокую тектоническую активность горной части Западного Саяна на участке, примыкающем к району расположения ГЭС, и крайне низкий уровень его современной сейсмичности…

Расчеты и реальность

Автор этой статьи почерпнул для себя в упомянутом издании В. БРЫЗГАЛОВА любопытную информацию, которой и хочется начать эту часть статьи:

«Следует отметить, что расчеты сейсмостойкости плотин зачастую дают значительно отличающиеся результаты (на 300-400% и более) для различных методов».

В своей книге «Опасное соседство на Верхнем Енисее» заслуженный геолог РФ А. КРИВОШЕЕВ высказывает личное мнение и различные опасения по поводу сейсмоустойчивости станции:

«Расчет устойчивости плотины СШГЭС, сделанный первоначально на семь баллов, а позже увеличенный до восьми баллов, очевидно, нужно считать величиной достаточно условной. Дело в том, что в расчетные формулы, очевидно, входит много разных параметров, которые на самом деле точно определить сложно. Перерасчет устойчивости плотины можно повторить, но от этого ее безопасность, естественно, не увеличится…

Сильные сейсмические удары, которые испытывает плотина СШГЭС — не единственная опасность для этого сооружения. Вероятно, не меньшую, если не большую угрозу ее сохранности представляют и менее сильные, но более частые землетрясения и многочисленные небольшие подвижки, сотрясения земной коры под основанием плотины».

В. БРЫЗГАЛОВ объясняет в монографии, на основе чего СШГЭС рассчитывалась на определенные «сейсмобаллы»:

«На основании сейсмологических и сейсмогеологических исследований 1963-65 гг. Объединенный Институт физики Земли АН СССР определи расчетную сейсмичность для основных гидротехнических сооружений Саяно-Шушенской ГЭС 7 баллов, а для вспомогательных и гражданских сооружений 6 баллов, т. е., следуя действовавшим в то время СНиП, сейсмичность района расположения ГЭС должна была соответствовать 6 баллам. Проектная организация безоговорочно приняла заданные расчетные значения сейсмовозведения, несмотря на то, что по некоторым данным того же времени сейсмичность района ОИФЗом оценивалась в 7 баллов…»

Также он рассказал о том, что испытания плотины на сейсмоустойчивость проводились и после ее строительства. Например,

«для проверки достоверности расчетных частот и форм собственных колебаний плотины были проведены натурные динамические ее испытания (динамическое тестирование) с помощью вибромашины… С учетом всего этого расчеты показали, что сейсмостойкость плотины Саяно-Шушенской ГЭС при воздействии максимального расчетного землетрясения 8 баллов обеспечивается в соответствии с современными нормами, применяемыми к строительству гидротехнических сооружений в сейсмических районах. Вместе с тем, накапливаемый материал исследований геодинамических процессов в районе расположения ГЭС, а также появление критериев новых СНиП, по-видимому, приведут к необходимости проведения дополнительных расчетных исследований сейсмостойкости арочно-гравитационной Саяно-Шушенской плотины…»

А если «тряхнет» сильнее?

Один из самых частых вопросов жителей: пусть вероятность землетрясений выше «расчетных» мала, но вдруг СШГЭС «тряхнет» сильнее? Устоит ли она?

Вот как официально прокомментировал такую возможность после аварии на Саяно-Шушенской ГЭС начальник службы мониторинга ГТС СШГЭС Н. СТЕФАНЕНКО:

«Плотина рассчитана на землетрясение в 8 баллов и при таком землетрясении она не разрушится и будет нести нагрузку. Приведу пример: в США, в Калифорнии, в 1971 году арочная плотина высотой 113 метров «Пакойма» пережила землетрясение в 9 баллов. Плотина, конечно, получила повреждения, но продолжала работать и ее постепенно отремонтировали. В 1994 году было второе землетрясение такой же силы, которое не разрушило плотину, ее вновь отремонтировали и она до сих пор служит.

Арочная плотина по своим качествам менее надежна, она воспринимает нагрузку только по распорам берегов. Арочно-гравитационная конструкция СШГЭС по своим качествам превосходит арочную, так как воспринимает нагрузку по распорам берегов и собственным весом».

Что делается сейчас?

По официальным данным пресс-службы СШГЭС:

«Для ведения непрерывных наблюдений за сейсмической обстановкой в районе гидроузла в 1990 году введена в работу сейсмологическая станция п. «Черемушки», где по договору с СШГЭС Геофизическая служба Сибирского отделения  Российской академии наук ведет непрерывный мониторинг сейсмической обстановки в районе гидроузла. На плотине с начала ее эксплуатации установлены автоматизированные системы сейсмометрического контроля, контролирующие состояние сооружения в целом и отдельных его элементов.

Полученная информация о сейсмических событиях обрабатывается. Результаты анализируются, составляются отчеты, на основе которых разрабатываются рекомендации. Это дает возможность не только констатировать, но и оперативно корректировать гидростатическую нагрузку на сооружение, а значит, предотвращать негативные явления в системе «плотина-основание» СШГЭС».

Решать, каким источникам верить и насколько – решайте для себя сами. Тем более, что при желании вы можете углубить свои познания, отыскав в библиотеках и Интернете издания, частично приведенные в статье.

Татьяна ЗЫКОВА