зачем нужно водохранилище для гэс
Гидроэлектростанция (ГЭС)
Гидроэлектростанция (ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока.
На высоконапорных ГЭС применяются ковшовые и радиально-осевые турбины с металлическими спиральными камерами.
На средненапорных ГЭС применяются поворотнолопастные и радиально-осевые турбины.
На низконапорных ГЭС применяются поворотнолопастные турбины в железобетонных камерах.
ГЭС делятся в зависимости от принципа использования природных ресурсов:
На русловых ГЭС напор воды создается посредством установки плотины, полностью перегораживающей реку, или поднимающей уровень воды в ней на необходимую отметку.
Такие гидроэлектростанции на горных реках, в местах, где русло реки более узкое, сжатое.
Вода подается непосредственно к турбинам ГЭС.
На приплотинных ГЭС напор воды также создается при полном перегораживании плотины, здание ГЭС располагается за плотиной, в нижней её части.
Вода, имеющая большее давление, нежели на русловых ГЭС, подводится к турбинам через специальные напорные тоннели.
На деривационных ГЭС необходимая концентрация воды посредством деривации.
Вода подводится непосредственно к зданию ГЭС.
На гидроаккумулирующих ГЭС (обозначаемых ГАЭС) вырабатываемая электроэнергия аккумулируется и используется в моменты пиковых нагрузок.
В течение времени не пиковой нагрузки агрегаты ГАЭС работают как насосы от внешних источников энергии, когда её стоимость не высока (например, ночью), и закачивают воду в специально оборудованные верхние бассейны.
В моменты пиковых нагрузок вода из них поступает в напорный трубопровод и приводит в действие турбины.
Для производства электрической энергии используются возобновляемые природные ресурсы, поэтому конечная стоимость получаемой электроэнергии ниже, чем при использовании других видов электростанций, и нет вредных выбросов в атмосферу.
Однако построить ГЭС можно только там, где можно создать большой напор воды.
Создаваемые при этом водохранилища обычно заливают большую территорию земли, иногда это приводит к нарушению экологического равновесия.
Что такое водохранилища и зачем их строят?
Водные богатства, которыми столь обильна наша страна, распределены по её территории не слишком равномерно.
В некоторых местностях наблюдается избыток водных ресурсов, в других же, наоборот, ощущается постоянный недостаток пресной воды. Но особенно чувствительными для хозяйственной деятельности являются сезонные колебания уровня рек. Чтобы снизить их влияние и сделать речной сток более равномерным, в предыдущем столетии была создана обширная сеть водохранилищ – искусственных водоёмов различной вместимости.
Что такое водохранилище?
Как понятно из названия, водохранилище – это искусственное сооружение, специально предназначенное для хранения воды. По своему размеру оно вполне сравнимо с крупным или средним озером: подавляющее большинство водохранилищ вмещают более миллиона кубометров воды, а крупнейшие из них имеют объём, превышающий 500 миллионов кубометров.
Они создаются, как правило, в речных долинах путём перегораживания русла реки плотиной. Существуют, кроме того, водохранилища озёрного типа, когда избыток воды сбрасывается в озеро, а затем по мере необходимости поступает оттуда в речную систему или систему каналов.
Вода, находящаяся в водохранилище, не пребывает в полной неподвижности, как в озере, и сохраняет поступательное движение речного течения, однако оно существенно замедлено по сравнению с рекой. Кроме того, для водоёмов этого типа характерными являются:
– значительные сезонные колебания уровня воды, который повышается весной и осенью, постепенно снижаясь в течение зимнего и летнего сезонов;
– более холодная вода, чем в озёрах, из-за непрекращающегося течения;
– замерзание мелких водохранилищ раньше, а крупных – позже рек, причём таяние льда наблюдается позже, чем у рек, и в тех, и в других случаях;
– содержание в воде большего количества растворённых минеральных веществ, чем в речной.
Помимо чаши, в состав любого водохранилища обязательно входит дамба (плотина), которая устанавливается поперёк течения реки, а также станция очистки воды. Глубина дна возле дамбы, как правило, намного больше, чем возле противоположного дамбе берега.
Для чего нужны водохранилища?
В настоящее время водохранилища существуют во многих странах мира и на всех континентах, кроме Австралии.
Необходимость в них вызвана сезонными колебаниями уровня речной воды. В нашей стране во время весеннего половодья по руслам рек протекает, в зависимости от региона, до 70% общегодового стока речных вод.
В зимнюю и летнюю межень, напротив, ощущается резкий недостаток воды в реке, причём именно тогда, когда она необходима. Строительство водохранилищ позволило решить эту проблему: избыточная вода аккумулируется в водохранилище, а затем постепенно сбрасывается в реку, чем поддерживается её более-менее постоянный уровень.
Наличие водохранилищ оказывает позитивное влияние на хозяйственную деятельность человека. С их помощью:
– снижается риск наводнений, затопления жилых домов, сельхозугодий, промышленных предприятий и т.д.;
– улучшаются условия для плавания речного транспорта, появляется возможность эксплуатации крупных глубоководных судов, более рентабельных, чем мелкие;
– создаются каскады гидроэлектростанций для выработки дешёвой электроэнергии без загрязнения среды;
– создаются рыбоводческие хозяйства для разведения ценных пород речной рыбы;
– увеличивается пространство рекреационных зон.
В то же время существуют и негативные стороны создания водохранилищ, которые выражаются в нарушении сложившихся экосистем, затоплении большого количества пахотных земель, иногда даже с населёнными пунктами, из-за чего приходится переселять людей, в заболачивании территорий, расположенных выше плотины по течению реки и т.д.
Водохранилища: история и современность
Необходимость в строительстве водохранилищ человечество испытывало с тех пор, как вокруг оседлых поселений хлебопашцев начали складываться первые государства. Небольшие водохранилища существовали ещё в Древнем Египте: в них земледельцы запасали воду во время разлива Нила, а затем понемногу расходовали для орошения земель. Водохранилища существовали в древних Китае и Индии, а затем в средневековой Европе. Но лишь с приходом века пара и электричества энергию течения рек стали использовать в промышленном производстве.
Наибольшее число водохранилищ, существующих в настоящее время, были построены в 50-60-е годы ХХ века. Их сооружение продолжалось и позже, но уже не так активно. Сегодня во всём мире существует около 30 000 водохранилищ, общий объём воды в которых достигает 6 000 кубических километров.
В хозяйственной деятельности используется порядка 3500 кубических километров воды – количество, примерно равное десятой доле суммарного годового стока всех рек мира. При этом затоплению подверглись территории общей площадью до 350 000 квадратных километров.
Почему ГЭС не уничтожат человечество
«Сноб» совместно с компанией En+ продолжает публикацию серии статей об энергетике будущего. В этом выпуске Иван Слива бросает вызов тем, кто считает, что гидроэнергетика уходит в прошлое
Поделиться:
Аудиоверсия материала:
Фото: Олег Королев
В третьем тысячелетии человечество наконец начало понимать: никто не гарантирует ему, что с планетой все будет хорошо. Будущее зависит от человеческих решений и действий. Осознав это, люди попытались закрепить свое новое мироощущение в нормативных актах: было принято Парижское соглашение по климату, а в национальном законодательстве многих стран появились нормы, призванные регулировать вредное воздействие человека на природу.
Естественная реакция на новую реальность — развитие безуглеродной энергетики, то есть электростанций, которые не используют органическое топливо и не выбрасывают парниковые газы. Старейшая отрасль такой энергетики, изначально, еще с XIX столетия конкурировавшая с ТЭС, — это гидроэнергетика. Но странным образом именно на гидроэнергетике нередко сфокусирована критика экологических организаций, призывающих отказать им в статусе «истинного возобновляемого источника энергии». А этот вопрос имеет самое практическое значение — от признания и квалификации гидроэлектростанций как ВИЭ напрямую зависит распространение на них предусмотренных международными соглашениями и национальными законами мер поддержки. А значит, и перспективы гидроэнергетической отрасли.
Водный ресурс: факты
По степени технологической зрелости гидроэнергетику невозможно сравнивать с другими ВИЭ. Главное отличие в том, что мощность, генерируемая на ГЭС, уже сейчас удовлетворяет значительную долю энергетических потребностей человечества.
Вот несколько фактов, свидетельствующих о том, насколько гидроэнергетика вошла в нашу жизнь:
Гидроэнергетика — зрелая отрасль, давно миновавшая фазу экспериментов и инноваций. Именно это, парадоксальным образом, побуждает экспертов-экологов относиться к ней с большим подозрением. Возможно, если солнечная энергетика достигнет тех самых 17% мировой энерговыработки, которыми могут похвалиться ГЭС, к ней тоже появится множество претензий: не влияют ли солнечные батареи на баланс местных экосистем? Безопасна ли утилизация отработанных фотоэлементов? Но пока солнечная энергетика проживает свое счастливое детство, и к ней никто не придирается. А вот гидроэнергетика — взрослая, и она должна сама за себя отвечать. Насколько обоснованы предъявляемые к ней претензии?
Итак, губят ли ГЭС природу?
Фото: Олег Королев
Аргумент 1. Водохранилища вызывают перестройку экосистем
Это так, но всегда ли эти изменения можно оценивать как негативные?
Создание водохранилища в немалой степени дублирует естественный процесс образования озер. Хороший пример — образование Сарезского озера в Таджикистане, которое возникло в 1911 году в результате перекрытия крупным оползнем русла реки Бартанг. Наполнение этого природного водохранилища глубиной более 500 м заняло 15 лет. Для сравнения: высота самой большой плотины, созданной человеком, составляет 305 м. Очевидно, что какие бы последствия для природы ни влекло строительство водохранилищ, в них нет ничего, с чем природа не умеет справляться.
При строительстве ГЭС наземная экосистема заменяется на экосистему водохранилища, которая очень похожа на экосистему природных озер, с поправкой на молодость водохранилища. Замена одной природной экосистемы на другую — это видоизменение, а не разрушение (как происходит, например, при разработке угольного карьера). Нередко создание нового водоема объективно обогащает ландшафт, повышает биоразнообразие территории в целом.
Проблемы могут возникнуть, если водохранилище затрагивает территорию обитания редких видов — в этих случаях принимаются меры по устранению негативного воздействия. Это может быть как отказ от проекта в целом, так и пересмотр его параметров. Еще один метод — переселение редких видов на новое место. В России он отработан на примере Нижне-Бурейской ГЭС.
Аргумент 2. Плотина преграждает путь проходным рыбам
Классический пример — осетровые и лососевые рыбы, которые идут на нерест из морей в реки. Это серьезная проблема, но пути ее решения за многие годы хорошо отработаны. Начнем с того, что проходные рыбы есть далеко не во всех реках — например, во впадающие в Северный Ледовитый океан сибирские реки ни лососи, ни осетры нереститься не идут. А это крупнейшие речные бассейны России — Обь, Енисей, Лена, где сосредоточена большая часть неиспользованного гидроэнергетического потенциала. В ряде случаев вопрос решается строительством рыбоходов, либо искусственным разведением рыб.
Часто гидроэлектростанции обвиняют в исчезновении осетровых на Волге. При этом почему-то забывают, что после строительства Волжской ГЭС в течение 30 лет уловы не падали, а росли. Причина этого парадоксального на первый взгляд факта проста: одновременно с ГЭС были построены и эффективно работали рыбзаводы, выпускавшие мальков осетровых миллионами. Обвал уловов с конца 1980-х годов (который, кстати, произошел не только на Волге, но и на Урале, где никакие ГЭС нересту не мешают) произошел по причине кратного усиления браконьерского вылова, прогрессирующего загрязнения промышленными стоками и подрыва кормовой базы осетровых организмами-вселенцами (биологическое загрязнение).
Водные экосистемы, как и наземные, при возникновении водохранилища перестраиваются — виды рыб, типичные для рек, постепенно сменяются видами, предпочитающими озера. В целом же рыбы становится больше — просто потому, что площадь водохранилища намного больше площади русла реки, а соответственно, значительно больше и кормовая база рыб.
Фото: Олег Королев
Аргумент 3. Водохранилище выделяет парниковые газы
К счастью, он опровергнут. Действительно, существенная часть органики, попадающей в водохранилище со стоком впадающих в него рек либо образующаяся в самом водохранилище в результате развития растений и водорослей, разлагается с образованием углекислого газа. Но эта органика разложилась бы и без всякого водохранилища, будь то на суше, в реке или в море, куда река впадает. У углерода, изъятого из атмосферы в результате фотосинтеза, могут быть всего две судьбы. Если биомасса разлагается в присутствии кислорода, углерод так или иначе вернется в атмосферу в виде СО2. Если же биомассу удается захоронить так, чтобы кислород до нее не добрался, углерод навсегда изымается из оборота, рано или поздно превращаясь в торф, уголь или неорганический карбонат. И именно донные отложения водохранилищ — один из возможных способов изъять из обращения побольше углерода.
По балансу углерода водохранилище является его чистым потребителем. Правда, в начальный период после затопления значительная часть затопленной органики активно разлагается, но уже через несколько лет водохранилище начинает вносить свой вклад в борьбу с глобальным потеплением. Вспомним о том, что именно увеличение поверхности океанов — важнейший элемент отрицательной обратной связи, сдерживающей потепление в результате парникового эффекта. В этом смысле любое водохранилище работает как маленький океан.
Аргумент 4. Крупные гидросистемы меняют климат
В конце ХХ века именно волжскую гидросистему часто обвиняли в том, что климат Московской области и Среднерусской возвышенности, обычно умеренно-континентальный, начал приобретать черты умеренно-морского. Впрочем, вскоре эти подозрения были развеяны: наблюдаемые изменения климата оказались частью циклического процесса, происходившего задолго до постройки ГЭС на Волге. В настоящее время нет никаких подтверждений того, что влияние водохранилища распространяется дальше, чем на несколько километров. Эффект связан с тем, что водохранилище благодаря высокой теплоемкости воды является своеобразным аккумулятором тепла. В результате зимы становятся чуть теплее, лето чуть холоднее, в Ульяновске помидоры перестают вызревать в открытом грунте, но никакого глобального воздействия на погоду не отмечено.
Аргумент 5. Водохранилища провоцируют землетрясения
Как бы безумно это ни звучало, но такой эффект действительно наблюдается. Как правило, речь идет о незначительных толчках, фиксируемых лишь приборами. В России не произошло ни одного серьезного землетрясения, связанного с заполнением водохранилищ.
Аргумент 6. Водохранилища разрушают традиционный уклад
Часто вспоминают о том, что при строительстве крупных водохранилищ на Волге и других реках были переселены десятки тысяч человек. При этом забывается тот факт, что создание этих гидроэлектростанций было обусловлено объективными социально-экономическими условиями того времени и являлось на тот момент оптимальным вариантом. Строительство новых гидроэлектростанций в настоящее время планируется главным образом в малообжитых, а то и вовсе безлюдных территориях Восточной Сибири и Дальнего Востока.
Всего несколько крупных гидроэлектростанций способны в кратчайшие сроки кардинально изменить жизнь миллионов людей, обеспечив доступ к дешевой электроэнергии и чистой питьевой воде. Крупная гидроэнергетика становится драйвером развития промышленности и буквально выталкивает отсталые страны и регионы в индустриальную эпоху. Так, Асуанская ГЭС сильно изменила к лучшему жизнь Египта, ГЭС Гури — Венесуэлы, а прямо сейчас строительство мощных ГЭС меняет облик одной из самых бедных стран мира — Эфиопии. Именно строительство крупных ГЭС в свое время преобразило Восточную Сибирь, превратив Иркутскую область и Красноярский край в передовые промышленные регионы.
Социально-экономические преимущества гидроэнергетики особенно ярко проявляются в развивающихся странах. При значительных первоначальных вложениях гидроэлектростанция быстро окупается благодаря очень низкой себестоимости электроэнергии. Помимо выработки электроэнергии, водохранилища ГЭС обеспечивают водоснабжение, орошение засушливых земель, работу крупнотоннажного водного транспорта, защиту от наводнений.
Фото: Олег Королев
Вердикт
Продолжать споры можно бесконечно, но, чтобы начать действовать, необходимо зафиксировать какой-то консенсус. После тщательного изучения вопроса мировые финансовые институты, в частности, Всемирный банк, признали гидроэнергетику возобновляемым источником энергии и выразили ей свою поддержку.
Показателен пример экспертизы этой организацией проекта крупной Рогунской ГЭС в Таджикистане, с потенциально самой высокой плотиной в мире. Против ее возведения активно выступал соседний Узбекистан, приводя множество аргументов, в том числе и экологического плана. После нескольких лет изучения вопроса Всемирный банк признал Рогунскую ГЭС эффективным и безопасным проектом, и осенью 2016 года на ее строительстве президент Таджикистана лично, управляя бульдозером, перекрыл реку Вахш.
Признание гидроэнергетики одним из (и важнейшим) ВИЭ открывает возможность для принятия мер в ее поддержку. Отчасти они реализованы уже сейчас: так, в России малые (мощностью до 25 МВт) гидроэлектростанции наряду с солнечной и ветровой энергетикой участвуют в конкурсном отборе проектов ВИЭ. Этот созданный государством механизм гарантирует окупаемость проектов электростанций на основе ВИЭ путем установления повышенной платы за предоставляемую ими электрическую мощность.
Мы живем в эпоху настоящего ренессанса гидроэнергетики — достаточно сказать, что из десяти крупнейших ГЭС мира половина заработала в последние 10–15 лет.
Альтернатива?
Является ли альтернативная возобновляемая энергетика (то есть в первую очередь солнечная и ветровая) конкурентом гидроэнергетике?
Солнечные и ветровые электростанции, при всех их преимуществах, имеют и существенный недостаток: их выработка нерегулируема, она зависит от изменяющихся погодных условий, таких как сила ветра и наличие облачности. В то же время энергосистема живет по своим законам. Утром энергопотребление больше, чем ночью, в рабочие дни — больше, чем в выходные. Возникает необходимость в источнике энергии, который мог бы балансировать спрос и предложение, быстро изменять мощность в соответствии с колебаниями как выработки, так и потребления. Именно гидроэлектростанции подходят для этого лучше всего — их мощность можно изменить меньше чем за минуту, что является уникальным преимуществом.
Благодаря своим техническим особенностям гидроэнергетика отлично сочетается с солнечной и ветровой энергетикой. Так, активное развитие ветроэнергетики в Дании (где она уже обеспечивает около половины энергопотребления) было бы затруднительно без гидроэлектростанций соседней Норвегии, с которой Дания соединена системой линий электропередачи. Это хорошо понимают и в Китае, который признан мировым лидером альтернативной возобновляемой энергетики. Вводя рекордные объемы мощностей на солнечных и ветровых электростанциях, китайцы не забывают подкреплять их столь же рекордными масштабами строительства ГЭС.
Этот путь открыт и для России. При всей своей зависимости от экспорта углеводородов страна обладает крупнейшим (вторым в мире) неиспользованным гидроэнергетическим потенциалом. Это не менее сильный козырь в мировой энергетической конкуренции, чем запасы ископаемого топлива. А по мере осознания стоящих перед человечеством экологических проблем он имеет все шансы стать главным. Дополнительные бонусы — освоение территорий Восточной Сибири и Дальнего Востока, где сосредоточены основные гидроресурсы, и получение ощутимых преимуществ в мировой экономике за счет низкой (и никак не зависящей от рыночной конъюнктуры) стоимости вырабатываемой ГЭС электроэнергии. Важно лишь понять, что никакого особого, отдельного будущего у страны нет. Или — будущее, общее со всем человечеством, основанное на возобновляемых источниках энергии и контроле за антропогенным воздействием на природу. Или уж тогда никакого.
Как устроена плотина и как она возводится
Одной из самых важных составляющих любой промышленной экономики являются электростанции, с помощью таких станций экономика обеспечивается электроэнергией. Во многих странах большое распространение получили гидроэлектростанции, или ГЭС, это те страны, которые имеют большой водный ресурс, в частности — реки. Обычно такие станции называются плотинами, состоят из специальных бетонированных дамб и целого комплекса сооружений, в которых размещается оборудование, с помощью которого «извлекается» электроэнергия из водяного потока, проходящего через дамбы. Следует хотя бы в общих чертах рассмотреть работу таких ГЭС и понять, по каким принципам они строятся.
Как работают плотины
Итак, плотины, или, что точнее, гидроэлектростанции — это гидротехнические сооружения, с помощью которых вырабатывается электрическая энергия в больших количествах. При этом используется энергия масс падающей воды, предварительно накопленной в сопутствующих плотинам водохранилищах. Преобразователем энергии кинетической в механическую является турбина, от которой физические усилия передаются на электрический генератор, который уже, в свою очередь, преобразует эту энергию в электричество.
Однако классификация ГЭС весьма обширна. Существуют не только гигантские станции, каждая из которых способна обеспечить электроэнергией миллионы людей и даже целые промышленные районы. Достаточно широко распространены совсем небольшие плотины, так называемые «микро-гидроэлектростанции», которые используются в основном для питания электроэнергией каких-нибудь небольших предприятий, или же всего нескольких жилых домов.
С точки зрения гражданского строительства, типичная плотина представляет собой стену, выполненную из твердого материала, перегораживающую реку так, чтобы блокировать ее поток и накопить массу воды. Основной целью большинства плотин является создание постоянного резервуара воды для последующего ее использования. Плотина должна быть водонепроницаемой, чтобы вода не вытекала через плотину без всякой пользы, нарушая гидрологический режим расположенной ниже по течению части реки и не являлась причиной затопления территорий. Поэтому существенной частью плотины является специальная «непроницаемая мембрана», то есть водонепроницаемая часть плотины, которая предотвращает утечку воды.
Однако плотина должна быть не только водонепроницаемой, но и устойчивой. Естественный земляной вал или каменный утес, с опорой на которые запруда построена (так называемые учредительство запруды) должны также быть водонепроницаемыми. Также должна хорошо держать массы запруженной воды и долина реки выше по течению, в которой резервуар хранения формируется. Если эти природные зоны не являются водонепроницаемыми, то вода может вытекать из резервуара, даже если сама плотина водонепроницаема. Утечка воды может происходить через естественные полости земли (пещеры, разломы скал), поэтому перед устройством плотины вся местность хорошо исследуется с применением самых современных средств геологической диагностики.
Устойчивость самой плотины достигается с помощью максимального упрочнения ее стен. Плотина должна противостоять не только давлению воды, собранной в озере выше по течению, но и собственному весу, особенно если, по крайней мере, часть стены плотины насыщена водой. Чем выше плотина, тем больше глубина водохранилища за плотиной, и тем больше давление воды на подводную часть стены дамбы. Также плотина должна противостоять другим силам, которым она может время от времени подвергаться, например, тряске от землетрясений. Угроза, которую землетрясения представляют для плотин, широко варьируется в зависимости от региона мира, в котором находится плотина. Поэтому при проектировании любых плотин в обязательном порядке к изысканиям подключаются и опытные специалисты-сейсмологи.
Для того чтобы вода из водохранилища не перетекала через верхний край дамбы в случае ее переизбытка, плотина должна иметь некоторый путь для выпуска «лишней» воды в контролируемом количестве по мере необходимости. В зависимости от назначения плотины вода может быть выпущена в трубопровод для снабжения города водой, или на ГЭС для получения электроэнергии, или просто производится выпуск излишка воды в русло реки без всякого использования, только лишь с целью снижения избыточного давления.
Если во время весеннего наводнения река, на которой построена плотина, переполнится, в водохранилище будет поступать очень большой объем паводковой воды. Обычно это намного больше воды, чем можно выпустить через клапан выхода. Поэтому плотина должна иметь некоторые средства, с помощью которых эти большие объемы паводковой воды могут течь вокруг плотины, не нанося ущерба самой плотине; а также территориям, расположенным ниже по течению. Для этого используется специальный водосброс, который в большинстве случаев представляет собой открытый прорезной канал, достаточно большой, чтобы направлять паводковые воды вокруг плотины. Если плотина построена из бетона, водосброс может быть частью самой стены плотины. Однако если плотина земляная, или ее тело состоит из каменной засыпки (грунт и разрушенная порода), водосброс должен быть отдельным сооружением. Дело в том, что паводковые воды не могут течь поверх насыпной плотины, не разрушая ее, так как неконтролируемый водный поток имеет очень большую мощность, а земля или каменная засыпка не могут ей противостоять в должной мере.
Строительство плотины
Для того чтобы построить плотину, инженеры должны сперва осушить часть реки, на которой они хотят разместить дамбу. Обычно это достигается путем отвода реки через тоннель, то есть нужно изменить русло реки, чтобы построить в намеченном месте прочное основание дамбы. Тоннель строится через одну сторону реки вокруг планируемой строительной площадки. Сначала бурится ряд отверстий в скале, взрывчатые вещества помещаются в буровые скважины, разрушенная порода удаляется. Эта процедура повторяется столько раз, сколько необходимо для завершения постройки тоннеля. Готовые водоотводные туннели часто облицовываются бетоном. Если же река равнинная, то просто роется обводной канал, который впоследствии легко перекрыть.
Обычно работы по отводу реки начинаются летом, когда уровень воды в ней самый низкий. Землеройное оборудование используется для того, чтобы построить малую запруду (коффердам) перед площадкой основной конструкции. Это действует как барьер для реки и заставляет ее течь в проделанный туннель. Другой коффердам строится ниже по течению от основной конструкции, он необходим для того, чтобы предотвратить обратный поток воды в район строительства. Вся вода, которая все же просачивается через коффердамы, активно откачивается специальными водяными насосами.
Водоотводные туннели не всегда необходимы при строительстве бетонных плотин. Иногда река просто направляется через большую трубу и плотину, построенную вокруг нее.
Методы строительства, используемые при строительстве плотины, зависят от типа строящейся плотины. Первый этап строительства включает удаление всех оставшихся после отвода реки скальных образований. Скалы взрываются, их остатки в виде щебня впоследствии можно использовать для строительных работ.
Строительство водохранилища – это один из самых ответственных этапов строительства всей ГЭС. Дно этой гигантской запруды должно быть хорошо проверено на наличие природных трещин, через которые могла бы уходить вода. Если трещины имеются, они расширяются бурением и в них под высоким давлением закачивается специальный водостойкий цементный раствор. В ряде случаев, особенно если плотина строится на равнинной реке, дно хорошо бетонируется, причем перед армированием основного массива покрытия производится подбетонка природной поверхности. Чтобы вода не просачивалась в породу по краям плотины, необходимо устраивать специальные бетонные плинтуса.
При строительстве плотины также возводятся и сопутствующие сооружения, главным из которых является здание самой электростанции, где размещаются генераторы. Сами турбины находятся в теле плотины. После полного завершения всего строительства водозаборный тоннель закрывается, и озеро начинает заполняться водой. Закрытие водоотводного туннеля осуществляется в два этапа. Во время низкой подачи большой многоразовый стальной строб опускается через вход. Обходной тоннель после этого преграждается бетонной пробкой. В некоторых дамбах водоотводные выходы устроены по типу штепсельных вилок, чтобы в случае экстренной ситуации воду можно было быстро выпустить.
Видео как работает плотина
Заключение
Любая плотина, даже небольшая, требует не только выполнения очень большого объема земляных и взрывных работ, но и привлечения самых высококвалифицированных специалистов. Также необходима специальная техника в большом количестве, но самое главное – требуются проверенные временем технологии сооружения таких станций, которые имеются только в экономически развитых странах.