Вершиной отечественного гидростроения стала Саяно-Шушенская ГЭС, одна из крупнейших плотин своего времени.

Саяно-Шушенская ГЭС

Мысль о строительстве ГЭС в Саянском каньоне посещала многих ученых и инженеров. Вадим Михайлович Малышев в 30-х годах писал: «Размещение бьефов по р. Енисею, по идее его сплошного шлюзования предвидит двух и более высоких плотин в пределах Саян, выше д. Означенное, затем нескольких низконапорных плотин на участке от выхода Енисея из гор до Минусинска …»

Для исследований реки 4 ноября 1961 г отряд изыскателей института «Ленгидропроект» прибыл в поселок Майна. В июне 1962 года министр энергетики СССР Петр Степанович Непорожний возглавил комиссию по выбору створа. На пароходе они осмотрели возможные места строительства и выбрали Карлов створ. В июле 1962 года началось строительство ГЭС.

Прорабатывались разные варианты: каменно-набросная плотина, гравитационная, гравитационная с полостью и арочно-гравитационная плотина. В целях экономии средств и бетона остановились на арочно-гравитационной плотине. Проект бы на грани возможностей проектировщиков и строителей и это обернулось проблемами в дальнейшей эксплуатации.

Важным вопросом стало проектирование водосброса. В таких объемах и с такой высоты воду на плотинах еще не сбрасывали.

Другой вариант предусматривал два трамплинных водосброса над зданием ГЭС. К каждому из 12 агрегатов вели сдвоенные водоводы, как на Красноярской ГЭС.

Но от такого вида водосброса отказались. Падающая с высоты более 200 метров вода в яме гашения могла опасно размывать дно реки вблизи плотины. 

В рабочем проекте увеличили мощность агрегатов и уменьшили их количество до 10. На освободившемся месте запланировали водосброс с водобойным колодцем. Дальнейшие события показали, что решение с водосбросом было слишком оптимистичным.

С 1962 по 1967 год велись подготовительные работы. Прокладывалась ЛЭП от Абакана. Строились автомобильная и железная дорога к створу ГЭС. При строительстве дорог была разрушен водовод Уйской оросительной системы. 

Строительство плотины осуществлял Красноряскгэсстрой. Красноярская ГЭС была завершена и все организации переезжали в Саяны. По традиции строительства наших гидроэлектростанций на новую ГЭС отправлялся уже слаженный коллектив монтажников и плотников-бетонщиков. 

В 1975 году состоялось перекрытие Енисея. К тому времени ГЭС стала называться Саяно-Шушенской, в честь села Шушенское, где отбывал ссылку Владимир Ильич Ленин.

Следует отметить, что строительство ГЭС отставало от графика. После строительства Красноярской ГЭС планировалось начать строить Средне-Енисейскую ГЭС рядом с Лесосибирском. ГЭС была проще по конструкции и выгодней в строительстве. Эти колебания в планах развития энергетики Енисея сдвинули график работ.

Стремясь наверстать упущенное время и получить награды за пуск первого агрегата ко дню энергетика (17 декабря) и дню рождения Леонида Ильича Брежнева (19 декабря), строители пошли на риск. Основные работы по бетонированию были развернуты на левобережной части плотины, над машинным залом. Началось наполнение водохранилища при недостроенном водосбросе.

Здесь надо отметить, что сибирские ГЭС начинают выработку электроэнергии задолго до окончания строительства. Подачу воды к агрегатам организую по временной схеме, при низком уровне воды в водохранилище. В дальнейшем поднимают уровень водоводов до проектного. Временные отверстия водоводов заделывают. Разница между пусковым и проектным уровнем была настолько велика, что для СШГЭС были разработаны специальные низконапорные колеса гидроагрегатов.

В 1979 году плотина выглядела так.

Первый агрегат был запущен 18 декабря 1978 года. Но рискующие не всегда пьют шампанское. В 1979 году пришел большой паводок. Наверстать укладку бетона в водопропускную часть плотины не удалось. Вода пошла через гребень плотины и залила машинный зал. Пущенный гидроагрегат пришлось остановить. 

Но это были еще не все последствия пуска первого агрегата. По мнению Валентина Ивановича Брызгалова ускоренное строительство стало одной из причин появления трещин в плотине. Это была не единственная причина. Проектирование таких сложных сооружений не простая задача. Сказалось и несовершенство расчетных моделей нагрузок на плотину и ее основание.

В 1993 году было подписано соглашение с французской фирмой “Солетанш”. В пробуренные скважины закачивали раствор «Родур» для подавления фильтрации воды через бетон. В 1996-1997 году трещины в плотине были заделаны.

Еще одним сюрпризом стала работа водосброса. При пропуске паводка 1985 года был разбит водобойный колодец. На пике паводка через него проходило 4400 м3/с.

Ремонт и укрепление колодца не помогли, в паводок 1988 года его разбило снова.

Долгое время уровень воды в водохранилище был ниже проектного уровня, чтобы оно могло принять возможный большой паводок. Пропуск большого количества воды через водосброс рассматривался как аварийный.

После крупной аварии 2009 года был построен береговой водосброс, обеспечивающий сейчас штатный пропуск паводка. На его месте когда-то планировалось построить судоподъемник, но этим планам не суждено было сбыться.

Со строительством берегового водосброса появилась возможность поднять уровень водохранилища до проектных отметок. 

В 1985 году был запущен 10-й гидроагрегат. Строительство станции перешло в финальную стадию.

Эта ГЭС стала вершиной советской гидроэнергетики и ее лебединой песней. Она была она была создана на грани возможностей того времени.

Прием станции в промышленную эксплуатацию затянулся. После устранения всех замечаний она была сдана Государственной комиссии в 2000 году. 

После аварии 2009 года был проведен восстановительный ремонт с заменой рабочих колес гидроагрегатов.

Для регулирования стока Енисея была построена контррегулирующая Маинская ГЭС.

Контррегулирующая ГЭС строится для уменьшения колебаний уровня реки при работе основной ГЭС. По новым правилам все ГЭС, имеющие мощность свыше 1 ООО МВт должны иметь котррегулятор.

Майнская ГЭС

Майнский створ был одним вероятных мест строительства Саяно-Шушенской ГЭС. По проекту планировалось построить каменно-набросную плотину и пробить туннели для водоводов. 

Строительство начато в 1978 году. В 1984 году состоялось перекрытие Енисея. Первый гидроагрегат Майнской ГЭС был пущен в 1984 году, а последний в 1985.

В 1987 году строительство Майнской ГЭС было в целом завершено. Официально строительство завершено в 2000 году вместе с Саяно-Шушенской ГЭС. 

К моменту перекрытия Енисея все крупногабаритные детали гидроагрегатов СШГЭС уже были доставлены из Ленинграда Северным морским путем. Через Красноярскую ГЭС баржи подняли судоподъемником. Шлюзов на Маинской ГЭС проектом не предусматривалось. О необходимости доставки дополнительных крупногабаритных грузов для СШГЭС не подумали.

Потребность перевалки грузов через плотину Майнской ГЭС возникла после аварии 2009 года на Саяно-Шушенской ГЭС. По проекту восстановления и модернизации станции планировалось заменить рабочие колеса всех гидроагрегатов.

Новые рабочие колеса доставили Северным морским путем до Красноярской ГЭС. Баржи прошли судоподъемник.

Для дальнейшей доставки рабочих колес на пирсе у Майнской ГЭС был установлен шевр.

Шевр – грузоподъемный механизм с наклонной рамой нижний конец которой закрепляется шарнирно, а верхний удерживается канатом или полиспастом. Шевры оснащают двумя полиспастами: одним грузовым для подъема груза, который подвешивается к оголовку шевра, и другим для изменения наклона шевра.

Колеса выгрузили шевром с баржи и погрузили на специальный транспортер

За несколько часов транспортер доставил колесо до Саяно-Шушенской ГЭС.

Это была последняя ГЭС, построенная при СССР. Заложенные в середине 70-х Курейская и Богучанская ГЭС в полной мере испытали на себе кризис конца 80-х годов. 

Курейская ГЭС

Курейская ГЭС строилась для обеспечения энергией Норильского промышленного района. Не входит в единую энергосистему.

Строительство было начато в 1975 году. В 1985 состоялось перекрытие реки Курейки. В 1987 году был пущен первый гидроагрегат. Строительство ГЭС вел коллектив, построивший Усть-Хантайскую ГЭС и знакомый с работой в условиях крайнего Севера. 

Работа ГЭС была необходима комбинату «Норильский никель». На аукционе ГЭС была продана комбинату и достроена. В 1994 году был пущен пятый агрегат. Принята в эксплуатацию в 2002 году.

Богучанской ГЭС повезло меньше, долгое время ее достройка стояла под вопросом.

Богучанская ГЭС

Богучанская ГЭС предусматривалась в каскаде с самых первых разработок планов строительства Ангарского каскада. Подготовительные работы начались в Кодинском створе в 1974 году. Запуск первого гидроагрегата планировался в 1988 году.

В 1987 году состоялось перекрытие Ангары, но затем резко упало финансирование стройки. С распадом СССР строительство плотины оказалось замороженным. Но поддержание плотины в безопасном состоянии требовало постоянного финансирования. Это напоминало другой долгострой – Красноярский метрополитен. С распадом СССР он до сих пор не достроен и требует постоянных работ по содержанию туннелей.

Существовали проекты достройки ГЭС с меньшей высотой плотины, но их признали нецелесообразными.

В 2005 году РАО «ЕЭС России» и компания «Русал» договорились о совместной достройке ГЭС и возведении алюминиевого завода. Строительство было возобновлено. К этому времени ужесточились требования к водосбросам. По нормативам ГЭС должна иметь не менее двух водосбросов для гарантированного пропуска паводка. НА ГЭС уменьшили количество агрегатов с 12 до 9. На их месте был построен второй водосброс. Мощность станции упала с 4000 МВт до 3000 МВт.

В 2012 году было пущены два первых гидроагрегата, а в 2014 последние гидроагрегаты. В 2017 году станция была принята в эксплуатацию.

Планируется строительство Нижне-Богучанской контррегулирующей ГЭС мощностью 660 МВт. Планируется установить 22 капсульных горизонтальных гидроагрегата.

Заключение

Сравнительная высота высоконапорных и средненапорных плотин.

Схема расположения ГЭС Ангаро-Енисейского каскада

Эпилог

С распадом СССР было отменено строительство Средне-Енисейской ГЭС, заложенной в 1978 году.

Остаются проектами и другие сибирские электростанции:

Осиновская ГЭС на реке Енисей (6 000 МВт)

Игарская ГЭС на реке Енисей (6 600 МВт)

Эвенкийская (Туруханская) ГЭС на реке Нижняя Тунгуска (12 000 МВт)

Подкаменно-Тунгусская ГЭС на реке Подкаменная Тунгуска (3 000 МВт)

Гидроэнергетика вместе со всей страной пережила непростые годы. За постсоветское время были достроены три мощных гидростанции —  Загорская ГАЭС, Бурейская и Богучанская ГЭС. Гидроэлектростанций мощностью свыше 1 000 МВт не было заложено ни одной. 

Лидерство в гидроэнергетике мы потеряли. Саяно-Шушенская ГЭС находится на 11 месте в мире по мощности. В первой десятке находится 6 китайских ГЭС. Фактически нужно восстанавливать научную школу и промышленный потенциал, если возникнет необходимость строительства больших ГЭС.

Список литературы

1. «Гидроэлектростанции России» типография АО «Гидропроект», М., 1998
2. Малышев В.М. «Проблема Ангары. Гипотеза решения Ангарской проблемы», Восточносибирское краевое издательство 1935 год.
3. В.И. Ленин ПСС т. 40 Издательство политической литературы, М. 1974
4. Брызгалов В.И. «Из опыта создания и освоения Красноярской и Саяно-Шушенской гидроэлектростанции», производственное издание
5. Слива И.В. «История гидроэнергетики России»— Тверь :Тверская Типография, 2014.
6. Декларация (проект) Нижнебогучанской ГЭС (СибВАМИ) 2020