Саяно-Шушенская ГЭС и плотина Гувера
Оригинал взят у saiga20kв Саяно-Шушенская ГЭС и плотина Гувера
Саяно-Шушенскую ГЭС некоторые «специалисты» очень любят сравнивать с плотиной Гувера в США. Обе они арочно-гравитационные, высота близкая, что вроде-бы дает возможность провести некие аналогии. Кроме того, плотина Гувера - одна из самых известных ГЭС в мире, о существовании других арочно-гравитационных плотин вроде китайской Longyangxia на Хуанхэ «специалисты» обычно просто не знают. Попробуем разобраться, чем вызваны отличия этих двух ГЭС.
Саяно-Шушенская ГЭС с работающим водосбросом.
Как правило, «специалисты» обращают внимание на два основных отличия этих станций: параметры плотины и устройство водосбросных сооружений. При этом продвигается идея, что конструктивные решения плотины Гувера более «правильные», а отечественные проектировщики якобы не захотели использовать американский опыт.
Плотина Гувера.
Начнем с конструкции плотины. Плотина Гувера действительно «толще», чем плотина Саяно-Шушенской ГЭС. Почему именно так?
Арочно-гравитационные плотины являются разновидностью арочных плотин, отличаясь от них тем, что часть нагрузки переносится не на борта ущелья, а на основание, за счет большего, чем у классической арочной плотины, веса. Арочно-гравитационные плотины строят довольно редко и в особых ситуациях - чаще всего, связанных с недостаточной прочностью бортов ущелья (например, именно по этой причине была перепроектирована из арочной в арочно-гравитационную плотина Гергебильской ГЭС в Дагестане). В случае Саяно-Шушенской ГЭС свою роль сыграла большая ширина ущелья (хотя сейчас запросто строят арочные плотины и с существенно большим, чем на СШГЭС, отношением длины плотины к ее высоте).
Схема плотины Гувера. Фото отсюда
А почему арочно-гравитационная конструкция была выбрана для дамбы Гувера? Это обычная перестраховка - ведь плотина Гувера на момент своего проектирования была безусловным прорывом, никто и никогда в мире не строил столь высоких плотин. Учитывая это, а также уровень развития расчетных методик, американцы решили попросту подстраховаться. По современным представлениям, эту плотину можно было бы построить гораздо экономичнее, и те же американцы в 1960-х годах построили на том же Колорадо ГЭС Глен-Каньон почти той же высоты и в более широком створе, но при этом - арочную по конструкции и с шириной плотины по основанию более чем вдвое меньше, чем у дамбы Гувера. В тех же 1960-х годах проектировалась Саяно-Шушенская ГЭС, и используемые в гидротехнике расчетные методики за 30 с лишним лет существенно продвинулись вперед, что позволило обоснованно уменьшить толщину плотины и сделать ее более экономически эффективной.
ГЭС Глен-Каньон. Фото отсюда
Теперь о водосбросных сооружениях. Не смотря на близкие максимальные расходы (11000 м3/с у плотины Гувера и 13000 м3/с у Саяно-Шушенской ГЭС) они решены принципиально по-разному: тоннельные водосбросы в одном случае и эксплуатационный водосброс в теле плотины в другом. Причины таких различий очень просты.
Дамба Гувера расположена в довольно узком ущелье, сложенном скальными породами. Разместить водосброс прямо на плотине было проблематично - сразу за ней по обеим берегам реки расположены здания ГЭС. Водосбросные тоннели, расположенные по обеим берегам реки, и включаемые в работу одновременно (что позволяет струям воды частично гасить друг друга) в этой ситуации является оптимальным решением.
Работа водосбросов плотины Гувера. Фото отсюда
При проектировании Саяно-Шушенской ГЭС рассматривалось несколько вариантов водосбросных сооружений, в том числе и схема с тоннелями, хорошо знакомая советским гидротехникам (в частности, водосбросные тоннели использованы в проектах Чиркейской, Нурекской и ряде других станций). Тут надо отметить, что Саяно-Шушенская ГЭС расположена в широком каньоне, и подъездные дороги, а также поселок гидроэнергетиков расположены по левому берегу у русла реки (в случае плотине Гувера и дороги, и поселок размещены на плоскогорье). Кроме того, с левого берега в долине небольшой речки Карловой расположено распределительного устройства станции. Соответственно, водосброс можно было поместить только на правый берегу, и взаимного гашения энергии потоков не получалось. При размещении же водосбросов на правом берегу мощные потоки воды, ударяющиеся о противоположный берег, создавали бы серьезную угрозу размыва берега вместе с дорогами. К тому же, на правом берегу в перспективе было запланировано размещение судоподъемника, а туннельные водосбросы ему помешали бы. Ширина створа позволяла разместить водосброс в теле плотины, что и было сделано.
Вид с гребня плотины Саяно-Шушенской ГЭС в нижний бьеф.
Что касается надежности водосбросных сооружений, то в обеих случаях она оказалось близкой. На Саяно-Шушенской ГЭС дважды наблюдались разрушения в водобойном колодце, после чего он был капитально усилен и больше проблем с ним не было. Водосбросы плотины Гувера за всю ее почти 80-летнюю историю включались только два раза, в 1941 году для испытаний и в 1983 году для пропуска экстремального паводка, и оба раза в водосбросных тоннелях наблюдались сильные кавитационные разрушения, в результате чего водосбросные устройства пришлось серьезно усиливать и модернизировать.
Подведем итоги. Конструктивные особенности что плотины Гувера, что Саяно-Шушенской ГЭС вызваны конкретными условиями строительства каждой из станций и уровнем развития гидротехнической науки на момент их проектирования. Говорить о том, что одна «правильнее» другой, бессмысленно - нельзя сравнивать несравнимое.
Саяно-Шушенскую ГЭС некоторые «специалисты» очень любят сравнивать с плотиной Гувера в США. Обе они арочно-гравитационные, высота близкая, что вроде-бы дает возможность провести некие аналогии. Кроме того, плотина Гувера - одна из самых известных ГЭС в мире, о существовании других арочно-гравитационных плотин вроде китайской Longyangxia на Хуанхэ «специалисты» обычно просто не знают. Попробуем разобраться, чем вызваны отличия этих двух ГЭС.
Саяно-Шушенская ГЭС с работающим водосбросом.
Как правило, «специалисты» обращают внимание на два основных отличия этих станций: параметры плотины и устройство водосбросных сооружений. При этом продвигается идея, что конструктивные решения плотины Гувера более «правильные», а отечественные проектировщики якобы не захотели использовать американский опыт.
Плотина Гувера.
Начнем с конструкции плотины. Плотина Гувера действительно «толще», чем плотина Саяно-Шушенской ГЭС. Почему именно так?
Арочно-гравитационные плотины являются разновидностью арочных плотин, отличаясь от них тем, что часть нагрузки переносится не на борта ущелья, а на основание, за счет большего, чем у классической арочной плотины, веса. Арочно-гравитационные плотины строят довольно редко и в особых ситуациях - чаще всего, связанных с недостаточной прочностью бортов ущелья (например, именно по этой причине была перепроектирована из арочной в арочно-гравитационную плотина Гергебильской ГЭС в Дагестане). В случае Саяно-Шушенской ГЭС свою роль сыграла большая ширина ущелья (хотя сейчас запросто строят арочные плотины и с существенно большим, чем на СШГЭС, отношением длины плотины к ее высоте).
Схема плотины Гувера. Фото отсюда
А почему арочно-гравитационная конструкция была выбрана для дамбы Гувера? Это обычная перестраховка - ведь плотина Гувера на момент своего проектирования была безусловным прорывом, никто и никогда в мире не строил столь высоких плотин. Учитывая это, а также уровень развития расчетных методик, американцы решили попросту подстраховаться. По современным представлениям, эту плотину можно было бы построить гораздо экономичнее, и те же американцы в 1960-х годах построили на том же Колорадо ГЭС Глен-Каньон почти той же высоты и в более широком створе, но при этом - арочную по конструкции и с шириной плотины по основанию более чем вдвое меньше, чем у дамбы Гувера. В тех же 1960-х годах проектировалась Саяно-Шушенская ГЭС, и используемые в гидротехнике расчетные методики за 30 с лишним лет существенно продвинулись вперед, что позволило обоснованно уменьшить толщину плотины и сделать ее более экономически эффективной.
ГЭС Глен-Каньон. Фото отсюда
Теперь о водосбросных сооружениях. Не смотря на близкие максимальные расходы (11000 м3/с у плотины Гувера и 13000 м3/с у Саяно-Шушенской ГЭС) они решены принципиально по-разному: тоннельные водосбросы в одном случае и эксплуатационный водосброс в теле плотины в другом. Причины таких различий очень просты.
Дамба Гувера расположена в довольно узком ущелье, сложенном скальными породами. Разместить водосброс прямо на плотине было проблематично - сразу за ней по обеим берегам реки расположены здания ГЭС. Водосбросные тоннели, расположенные по обеим берегам реки, и включаемые в работу одновременно (что позволяет струям воды частично гасить друг друга) в этой ситуации является оптимальным решением.
Работа водосбросов плотины Гувера. Фото отсюда
При проектировании Саяно-Шушенской ГЭС рассматривалось несколько вариантов водосбросных сооружений, в том числе и схема с тоннелями, хорошо знакомая советским гидротехникам (в частности, водосбросные тоннели использованы в проектах Чиркейской, Нурекской и ряде других станций). Тут надо отметить, что Саяно-Шушенская ГЭС расположена в широком каньоне, и подъездные дороги, а также поселок гидроэнергетиков расположены по левому берегу у русла реки (в случае плотине Гувера и дороги, и поселок размещены на плоскогорье). Кроме того, с левого берега в долине небольшой речки Карловой расположено распределительного устройства станции. Соответственно, водосброс можно было поместить только на правый берегу, и взаимного гашения энергии потоков не получалось. При размещении же водосбросов на правом берегу мощные потоки воды, ударяющиеся о противоположный берег, создавали бы серьезную угрозу размыва берега вместе с дорогами. К тому же, на правом берегу в перспективе было запланировано размещение судоподъемника, а туннельные водосбросы ему помешали бы. Ширина створа позволяла разместить водосброс в теле плотины, что и было сделано.
Вид с гребня плотины Саяно-Шушенской ГЭС в нижний бьеф.
Что касается надежности водосбросных сооружений, то в обеих случаях она оказалось близкой. На Саяно-Шушенской ГЭС дважды наблюдались разрушения в водобойном колодце, после чего он был капитально усилен и больше проблем с ним не было. Водосбросы плотины Гувера за всю ее почти 80-летнюю историю включались только два раза, в 1941 году для испытаний и в 1983 году для пропуска экстремального паводка, и оба раза в водосбросных тоннелях наблюдались сильные кавитационные разрушения, в результате чего водосбросные устройства пришлось серьезно усиливать и модернизировать.
Подведем итоги. Конструктивные особенности что плотины Гувера, что Саяно-Шушенской ГЭС вызваны конкретными условиями строительства каждой из станций и уровнем развития гидротехнической науки на момент их проектирования. Говорить о том, что одна «правильнее» другой, бессмысленно - нельзя сравнивать несравнимое.