9 октября 1963 года в Италии в водохранилище ГЭС Вайонт сошел огромный оползень, который почти мгновенно вытеснил около 50 миллионов кубометров воды. Над гребнем плотины взметнулся водяной столб высотой до 250 м. Гигантская волна в считаные минуты смыла пять деревень и унесла жизни тысяч людей. По мнению специалистов, к этой страшной трагедии привел неудачный выбор створа станции. О том, как выбирают створы станций, какие факторы при этом учитывают и какие последствия может повлечь неудачный выбор, «Вестник РусГидро» попросил рассказать специалистов ведущих проектных институтов страны – Гидропроекта и Ленгидропроекта.

ОТ СХЕМЫ ДО РЕКИ

Любая ГЭС начинается отнюдь не с выбора перспективного створа, а с государственной оценки необходимости развития гидро­энергетики как комплексного ресурса, – говорит Валентин Новоженин, советник генерального директора «Института Гидропроект» по вопросам технической политики. – Во всех странах мира созданы схемы гидро­энергетического использования водотоков или территории. У нас в стране большинство таких схем было разработано в 60–70-х годах прошлого столетия при непосредственном участии специалистов Гидропроекта и Ленгидропроекта. Они не утратили своей актуальности по сей день. 

Первоначальные прикидки мест будущих створов и различных вариантов разбивки реки на ступени использования начинаются еще на стадии предпроектного изучения. На этом этапе выбор положения створов осуществляется по топографическим картам, на основе изучения особенностей рельефа местности. Проектировщики выявляют места сужения речной долины, где объемы работ по плотине минимальны, либо характерные изгибы водотока, спрямление которых деривацией позволит получить дополнительный напор. Кроме того, рассматриваются различные варианты подпорных отметок гидроузлов для исключения или существенного снижения воздействия предполагаемых объектов на окружающую природную среду.

– Учитывается удаленность предполагае­мого створа от существующих транспортных магистралей, наличие в долине реки и на прилегающих территориях заповедников, заказников, мест проживания коренных жителей, ареалов обитания особо охраняемых представителей флоры и фауны, занесенных в Красную книгу, – рассказывает главный инженер Ленгидропроекта Борис Юркевич. – По совокупности этих и многих других факторов назначаются перспективные створы гидроузлов. Для каждого из них разрабатывают компоновку основных сооружений, определяют основные водно-энергетические показатели, объемы и стоимость работ. С учетом перспективных потребностей энергосистемы на основе технико-экономических расчетов выбирают наиболее предпочтительный вариант схемы использования реки и определяют первоочередной гидро­узел, технико-экономические показатели которого наиболее привлекательны. 

ЖЕСТКИЙ ОТБОР

На последующих стадиях проектирования в полном объеме выполняются инженерные изыскания, требующие большого количества работ – буровых, топографических, гео­физических, сейсмологических, разведочных и многих других. Организуются посты наблюдений за гидрологическим режимом реки. Затем на основе более полного и всестороннего изучения природных условий уточняются местоположение створа гидроузла, конструктивно-компоновочные решения, выбирается тип основных сооружений, оптимизируются подпорная отметка и параметры ГЭС с учетом потребности энерго­системы в электроэнергии и мощности. 

– В зависимости от объема, полноты и достоверности информации о природных условиях района строительства гидроузла возможно изменение створа в пределах от нескольких сотен метров до нескольких кило­метров от первоначально намеченного в «Схеме», – поясняет начальник отдела перспективных проектов Ленгидропроекта Владимир Львовский. – Для принятия окончательного решения всегда рассматриваются различные варианты его расположения. На ранних стадиях проектирования это могут быть десятки створов; по мере приближения к моменту принятия решения остаются лишь два-три, прошедших все стадии отбора.

Так, в проектном задании на строительство Красноярской ГЭС 1956 года были определены Красноярский и Шумихинский створы, находящиеся на расстоянии 16 км друг от друга. В итоге был выбран Шумихинский. Для Бурейской ГЭС на последнем этапе рассматривались два створа – Талаканский и Сухие протоки. Наиболее оптимальным признали Талаканский. А вот Карлов створ природа словно специально создала для того, чтобы вписать в него колоссальную гравитационно-арочную плотину ­Саяно-Шушенской ГЭС.

– Пожалуй, самым спорным в истории отечественного гидростроительства был выбор створа Рыбинской ГЭС, – рассказывает Валентин Новоженин. – Вокруг него кипели нешуточные страсти. При создании этого гидроузла решалась масса стратегических вопросов, в частности, планировалось создать глубоководный транспортный путь не только на Юг – в Каспийское море, но и на Север – в Балтику. Конкурировали Калязинский, Рыбинский, Ярославский створы. Но в итоге выбрали Рыбинский, несмотря на то что создание колоссального рукотворного моря привело к огромным затоплениям территорий и переселению большого количества людей. 

ЦЕНА ОШИБКИ

Каковы же критерии правильности выбора расположения гидроузла?

– Они очень просты, – говорит Валентин Новоженин. – Если сооружение эксплуатируется, то есть соответствует всем критериям безопасности, – выбор удачный. Если выведено из работы или разрушено – значит, была допущена фатальная ошибка, что и демонстрируют примеры ГЭС Вайонт, гидроузлов во Франции и США. При их создании были недооценены инженерно-геологические условия, в итоге расплачиваться пришлось тысячами человеческих жизней. К счастью, в России таких примеров нет. 

• Плотина Мальпассе, Франция. Разрушилась 2 декабря 1959 года. Причина – особенности грунтов основания, не выявленные при изысканиях и не учтенные при проектировании.
• Плотина Сент-Френсис, США. Разрушилась 12 марта 1928 года. Причина – подвижка грунтов в основании плотины в районе древнего разлома, не выявленного при изысканиях.
• Плотина Тэтон, США. Разрушилась 5 июня 1976 года из-за повышенной фильтрации через грунты основания.