Экономика: Какая катастрофа грозит крупнейшей в России дамбе
Горьковская плотина (Нижегородская ГЭС) может быть разрушена из-за того, что на ней не были построены обеспечивающие ее устойчивость сооружения. Так считает глава Института водных проблем РАН Виктор Данилов-Данильян. С чем связаны столь алармистские заявления и каково состояние комплекса плотин, обеспечивающих сегодня функционирование Волги? Разрушение Горьковской плотины, о чем предупреждает уважаемый ученый, стало бы поистине катастрофическим сценарием и для Нижнего Новгорода, и для всего бассейна Волги. Ученый предупредил, что авария может произойти, если в эксплуатацию не введут Нижегородский низконапорный узел и не достроят Чебоксарский гидроузел. Но есть ли действительно такая опасность? Для ответа на этот вопрос попробуем понять, что представляет собой плотина.
Горьковская плотина, которая создает водохранилище Нижегородской ГЭС, является самой длинной в России – общая длина плотин гидроузла достигает 18,6 км. А вот высотой они отнюдь не блещут – указанная ГЭС является низконапорной, перепад ее высот составляет всего 18 м. Впрочем, ничего другого под Нижним Новгородом построить и не получалось – Волга возле него течет по равнинной местности.
Само Горьковское водохранилище получилось достаточно компактным – его площадь составляет только 1590 км². Для сравнения, Цимлянское водохранилище на нижнем Дону занимает 2700 км², а крупнейшее в европейской части России Рыбинское водохранилище имеет площадь 4580 км². Однако на Волге Горьковское водохранилище является одним из наиболее крупных, за что получило обиходное название «Горьковское море».
Урез воды Горьковского моря расположен на отметке 84 м над уровнем моря, его наибольшая глубина составляет 22 м, а вот средняя – всего лишь 3,65 м. Отсюда проистекает и большой «мертвый объем» Горьковского водохранилища – при падении его уровня до отметки 81 м над уровнем моря турбины Нижегородской ГЭС останавливаются от нехватки воды. Поэтому из полного объема водохранилища 8,8 км³ сама ГЭС может использовать лишь полезный объем 2,8 км³, а остальная вода в водохранилище обеспечивает уже другие цели – например, глубоководный судоходный ход по Волге.
Эта задача, кстати, была одной из основных при создании каскада ГЭС на Волге. Кроме выработки электроэнергии плотины гидроэлектростанций фактически превратили полноводную, но и капризную Волгу в цепочку искусственных озер, в которых уровень воды уже управляется человеком, в своих хозяйственных нуждах. Именно к этим хозяйственным нуждам мы чуть позже и вернемся, а пока еще несколько слов о самой плотине.
Горьковская плотина строилась не без приключений. В 1949 году, когда началось сооружение котлована зданий ГЭС и водосливной плотины, строители столкнулись с непредвиденной проблемой. Как оказалось, свойства грунтов на месте строительства отличались от проектных, в которых было указано, что в основании будущей дамбы залегают плотные аллювиальные (намытые самой рекой) пески и хорошо принимающие нагрузку глины и мергели. В реальности же в котловане был обнаружен мощный слой песков-плывунов, фильтрация воды через которые вызывала быстрое затопление строительной площадки. Решением проблемы стала впервые примененная в практике гидротехнического строительства льдогрунтовая завеса. С помощью системы специальных скважин, в которые подавался охлажденный до отрицательных температур солевой раствор, плывун был заморожен и фильтрация воды через него прекращена. Впоследствии опасные участки отгородили бетонными стенами, устранив опасную фильтрацию.
#{related}Однако в целом геологические изыскания были проведены на высоком уровне – большая часть сооружений Горьковской дамбы (а это без малого 23 665 тыс. м³ земляных насыпей) покоится на прочном грунтовом основании. Для Горьковской дамбы трудно себе представить катастрофическое разрушение плотины по сценарию катастрофического коллапса дамб Баньцяо и Шимантань в Китае в 1950 году, когда причиной катастрофы стали проливные дожди. Климат европейской части России гораздо более стабилен, разрушительных паводков или тропических ливней на Волге не отмечалось.
Трудно себе представить и разрушение Горьковской дамбы по сценарию оползня в водохранилище, что, например, произошло с итальянской плотиной Вайонт в 1963 году – никакой оползень не может значительно поднять уровень Горьковского моря и создать в нем рукотворное цунами.
Ну и, наконец, практически невозможным представляется разрушение Горьковской дамбы по сценарию гибели американской плотины Сент-Френсис, которую погубило в 1928 году сильное землетрясение. Просто потому, что Нижегородская область не находится в сейсмически опасной зоне.
Так зачем же говорят о постройке Нижегородского низконапорного узла ниже по течению Волги или же о достройке Чебоксарского гидроузла? Как видится – отнюдь не из-за проблем с Горьковской дамбой, а совсем по иным причинам.
Бурлаков на Волге нет
Напомним, еще около века назад никакого глубоководного судоходного пути по Волге не было и в помине. Большая часть речных перевозок осуществлялась маломерными и мелкосидящими судами, которые могли даже передвигаться вверх по течению с помощью «бурлачьей силы». Иначе говоря, один–два десятка людей могли бороться с течением реки и волочь небольшое судно вверх по руслу.
В советское же время на Волге был создан (и в первую очередь именно за счет постройки водохранилищ) глубоководный речной ход, по которому обеспечивались глубины в 3,5–4 м и смогли ходить суда с грузоподъемностью в 3–5 тыс. тонн. Понятное дело, такие махины уже бурлаками не потаскаешь...
Однако значительной проблемой, которая была заложена в момент строительства Горьковского (Нижегородского) гидроузла, стало то, что его нижний бьеф так и не был «подперт» водохранилищем ГЭС, расположенной ниже по течению. В едином каскаде водохранилищ ниже Нижнего Новгорода возник неприятный разрыв – на участке от Городца до Нижнего Новгорода Волга сохранила естественное течение. С одной стороны, это живописные берега и ненарушенная природа, но с другой – сложный судовой ход, естественные русловые процессы и недостаточные глубины. И если в самом русле Волги задачу углубления судового хода еще можно было решить, то низкий уровень воды на порогах шлюзов нижнего бьефа Нижегородской ГЭС и ее подводящего канала стал практически неустранимой проблемой.
Нельзя сказать, что в СССР эту задачу не понимали. Проектом каскада гидроузлов на Волге предусматривалось сооружение Чебоксарского водохранилища, подпор которого должен был распространяться в аккурат до нижнего бьефа Горьковской ГЭС. Однако постройка Чебоксарской ГЭС пришлась уже на 1980-е. В то время в Советском Союзе уже вовсю шла «борьба за экологию», и крупные ГЭС стали одной из мишеней общественного недовольства. В итоге Чебоксарское водохранилище до настоящего времени не заполнено до проектной отметки. При этом за счет естественного процесса русловой эволюции дна Волги на участке естественного течения еще дополнительно «просело» на глубину около метра, а это, по компенсационной динамике, тут же вызвало дополнительно снижение глубины на порогах шлюзов. Волга ниже Нижегородской ГЭС резко обмелела.
В настоящее время установленная для единой глубоководной системы глубина 4 м на порогах шлюзов Нижегородской ГЭС уже не выдерживается – и для пропуска речных судов гидроэлектростанция в момент их прохода вынужденно сбрасывает дополнительную воду.
За счет повышенных сбросов с Нижегородской ГЭС удается поддерживать компромиссную глубину в 3,5 м лишь в течение двух–трех часов в сутки, когда шлюзы лихорадочно работают на пропуск судов в обе стороны. Однако это неудобное решение – оно приводит к недогрузу речных судов и их простою в очередях на шлюзование, а ГЭС попусту тратит воду Горьковского моря.
На сегодняшний день предложено сразу три варианта решения этой неприятной проблемы. Запланированный подъем уровня Чебоксарского водохранилища до проектной отметки, строительство дополнительного низконапорного Нижегородского гидроузла или же, наконец, модернизация шлюзов: либо путем постройки в нижнем бьефе водостеснительных сооружений – полузапруд, либо же за счет строительства третьей нитки «глубоководных» шлюзов, которые будут иметь свой подводной канал, уже учитывающий прошедшие и, частично, будущие русловые процессы.
Интересно, что в 2017 году был заключен государственный контракт на разработку проектной документации на строительство Нижегородского низконапорного гидроузла, а в июне 2018 года Главгосэкспертиза России уже выдала положительное заключение на основную часть проекта. Поэтому как минимум один из вариантов решения судоходной проблемы уже получил первые признаки государственной поддержки.
Если решение о постройке низконапорного гидроузла ниже Горьковской дамбы будет принято, то он будет обеспечивать сезонное регулирование уровня нижнего бьефа Нижегородской ГЭС, который будет зафиксирован на стабильной отметке в 68,0 м над уровнем моря. При этом нижнее водохранилище будет сезонным – его ежегодное наполнение будет осуществляться на спаде весеннего половодья, а сработка в электроэнергию – после закрытия навигации.
Так зачем пугать людей разрушением Горьковской дамбы? Наверное, лучше просто объяснить, почему ее выгодно подпереть снизу водохранилищем, которое представляет собой разумный компромисс между экологией и экономикой.
Теги: судоходство , ГЭС , реки