В.И. Бабкин: Фактически применяемая схема регулирования для Саяно-Шушенского, Красноярского и Зейского гидроузлов

Отличительной особенностью проектирования Саяно-Шушенского водохранилища являлось использование полезного и дополнительного (резервного) объема для трансформации половодья и дождевого паводка. Более того, для полной трансформации расчетного половодья потребовались преждевременные холостые сбросы воды. Согласно теории резервные объемы водохранилищ  предусматриваются только для трансформации ливневых паводков, время наступления и величина которых не могут быть заранее определены, и такие паводки могут появиться неоднократно на протяжении года.

В настоящее время схема регулирования для Саяно-Шушенского гидроузла соответствует инструкции по эксплуатации водосброса с глубинным водозабором № 1047-10-119 т, 1989 г., п.п. 3.1.3; 3.2.6, которую уточняет расчет № 1047-1-126 т, 2003 г. “Уточнение пропускной способности водосбросных сооружений с учетом дополнительного водосброса” в части понижения начала холостых сбросов воды с уровня водохранилища 520 м, вместо уровня 523 м, то есть с учетом снижения НПУ и ФПУ в 1996 году.

Суть этой схемы регулирования заключалась в заблаговременном (преждевременном) начале холостых сбросов воды, если 15 июня будет достигнут указанный уровень водохранилища, и скорость наполнения будет превышать 2 м в сутки. Другим ориентиром служила величина расхода притока воды у Кызыла после слияния Большого Енисея и Малого Енисея. При этом сознательно задерживается заполнение водохранилища до нормального подпорного уровня (НПУ). Условием надежной и безопасной эксплуатации гидротехнических сооружений в настоящее время считается наполнение водохранилища до НПУ 539 м. В августе допускается подъем уровня до 538 м, а к середине сентября до НПУ 539 м. Продолжительность работы на уровне 539 м не должна превышать 3-4 недель. При заполнении полезного объема водохранилища до уровня 520 м скорость наполнения не ограничивается, до уровня 530 м не должна превышать 1,5 м в сутки, далее до уровня 539 м не должна быть выше 0,7 м в сутки. Наполнение водохранилища выше уровня 540 м с 1996 года считается недопустимым (ранее проектом разрешалось заполнение до уровня 544,5 м).

При отсутствии надежного регулятора притока воды в водохранилище преждевременное начало холостых сбросов воды стало единственно возможным способом регулирования скорости наполнения водохранилища для создания благоприятных условий напряженно-деформированного состояния (НДС) плотины. А истинная причина такого регулирования заключена в неверном проектировании водохранилища, объем  которого меньше, чем это требуется для полной трансформации (снижения) максимального расхода притока воды до допустимого по условиям нижнего бьефа сбросного расхода.

Такая схема регулирования спасает, пока обеспеченность расхода притока воды не превышает средних значений (вероятность событий 1 раз за 100-150 лет) в половодье, но не спасает в случаях притока воды меньшей вероятности и, тем более не спасет при катастрофическом притоке воды в половодье и трудно прогнозируемый дождевой паводок при заполненном водохранилище. В этой обстановке требовалось прежде строить водохранилище-регулятор в Туве, чтобы обеспечить переход на схему регулирования стока воды согласно СНиП. Одновременно нужно было строить дополнительный береговой водосброс тоннельного типа с поверхностным водозабором с целью снятия части нагрузки с водобойного колодца действующего водосброса.

 Регулировать скорость наполнения водохранилища при нынешней схеме регулирования дополнительный водосброс полноценно не сможет, так как его пороги на входе воды в тоннели расположены высоко на уровне 524м.  Вся нагрузка опять ложится на действующий водосброс, пропускная способность которого ограничивается водобойным колодцем, признанным недостаточно надежным при пропуске расходов воды выше 5000 м3/с (по последним гарантиям проектировщиков не выше 7500 м3/с).

 Но и эта не самая главная опасность, не самая основная беда. Благодаря трансформации (снижения) расхода притока воды в половодье, который по расчетам почти в два раза превышает максимальный расход притока воды в дождевой паводок, решалась вторая очень сложная задача пропуска расчетного дождевого паводка.

При заблаговременном (преждевременном) начале холостых сбросов воды задача пропуска неожиданного дождевого паводка становится неразрешимой.

При такой схеме регулирования вероятности расхода притока воды и начала холостых сбросов воды перемножаются, определить начало холостых сбросов воды по скорости заполнения объема водохранилища водой невозможно, поскольку гидрограф неизвестен, то есть итог оказывается непредсказуемым.

Такая схема регулирования привела к необходимости выполнения холостых сбросов воды даже при обеспеченности расхода притока воды 5% (вероятность события 1 раз в 20 лет). Сначала сознательно задерживается заполнение полезного объема водохранилища, а после его заполнения вынуждены транзитом сбрасывать весь сток воды, какой бы он не был величины, без всякой гарантии безопасности.

Хуже того, за счет преждевременного начала холостых сбросов воды были пересчитаны (снижены) НПУ, ФПУ и расчетный сбросной расход воды в нижний бьеф. Физически дополнительный (резервный) объем водохранилища между НПУ и ФПУ остался, но заполнять его запрещено по состоянию плотины. Если первоначальные расчеты безопасности верны (пока в этом никто не сомневается), то рано или поздно вода придет к плотине, перегрузит ее и нижний бьеф. Теперь быстро исправить положение возможно только путем строительства водохранилищ- регуляторов в верховье в Туве.

О чрезвычайном положении Саяно-Шушенского гидроузла можно судить по итогам пропуска половодья и дождевого паводка в 2006 году. При обеспеченности притока воды 54% в мае (вероятность события 1 раз за 1,85 лет), 8% в июне (1 раз за 12,5 лет), около 1% в июле (1 раз за 100 лет) холостые сбросы воды достигли 15 км3. По расчету при отсутствии дефицита емкости водохранилища холостые сбросы воды должны быть нулевыми, а сбросной расход воды в нижний бьеф был бы равен расходу воды через турбины ГЭС. В действительности вынуждены были практически транзитом пропускать весь приток воды в нижний бьеф: расход притока достигал 7900 м3/с, а сбросной расход – 7700. м3/с.

Красноярский гидроузел имеет объем водохранилища, превышающий объем холостых сбросов воды при обеспеченности расхода притока воды 0,01% + Δ. По этой причине полезный объем водохранилища в маловодный год не заполняется, если перед началом половодья полностью опоражнивается до уровня мертвого объема (УМО). Приоритет обязаны отдавать обеспечению безопасности и ежегодно независимо от прогноза притока воды перед началом половодья опоражнивать водохранилище до УМО. При заниженном прогнозе притока воды часть полезного объема водохранилища остается заполненной и это является причиной завышенного сбросного расхода воды в нижний бьеф и увеличенного объема холостого сброса воды.

Красноярский гидроузел также использует схему регулирования с заблаговременным (преждевременным) началом холостых сбросов воды. Положение быстро можно исправить также путем строительства водохранилищ на реках Абакан и Туба. Водохранилище для Саяно-Шушенской ГЭС должно заполняться в первую очередь, а для Красноярской ГЭС – в последнюю очередь. Только при этом условии можно будет повысить уровень мертвого объема водохранилища (УМО).

В 2007 году специалисты Зейской ГЭС поле получения прогноза притока воды в водохранилище выработали предложение: после схода ледового покрова на водохранилище ориентировочно в первой декаде июня открыть затворы водосливной части плотины и установить суммарный расход воды через гидроузел в среднем 1300 м3/с, то есть в диапазоне 1000-1800 м3/с. Тогда к концу июля уровень воды в водохранилище должен достичь 313,7 м при НПУ 315 м. Далее режим работы водохранилища планировали осуществлять в соответствии с диспетчерским графиком, при необходимости используя затворы водосливной части плотины. Предполагалось, что в нижнем бьефе будет поддерживаться оптимальный судоходный уровень. Прогноз притока воды оказался заниженным, а сбросной расход воды в нижний бьеф и объем холостых сбросов воды — завышенными. При такой схеме регулирования иначе и не должно быть.

Еще записи на эту же тему:

Метки:


Страницы: 1 2

2 коммент. к “В.И. Бабкин: Фактически применяемая схема регулирования для Саяно-Шушенского, Красноярского и Зейского гидроузлов”

  • Pashenko -ecolog | 1 Февраль, 2010, 2:16

    разрешите утащить часть данных трудов Бабкина сюды…
    http://clubs.ya.ru/4611686018427421160/#y5__id76

  • admin | 1 Февраль, 2010, 2:58

    да все можно, только ссылку ставьте

Оставить комментарий (Зарегистрируйтесь и пишите коментарии без CAPTCHи !)

 
© 2008-2017 EnergyFuture.RU Профессионально об энергетике. All rights reserved. Перепечатка материалов разрешается при условии установки активной гиперссылки на EnergyFuture.RU.