Перші великі ГЕС Росії, побудовані в 1920-х - 1930-х, до теперішнього часу відпрацювали 70-80 років. Виникає закономірне питання - а скільки ще років вони можуть безпечно прослужити? Спробуємо розібратися.

Гізельдонской ГЕС в 2014 році виповнилося 80 років.

Для початку подивимося, що говорять документи. А документи (конкретно, СП 58.13330.2012 Гідротехнічні споруди. Основні положення) встановлює поняття розрахункового терміну служби. Для великих гідротехнічних споруд (1 і 2 клас) він становить 100 років. Греблі повинні проектуватися таким чином, щоб протягом цього терміну вони гарантовано перебували в безпечному стані. Чи означає це, що через 100 років гребля звалиться? Зрозуміло, немає, вона може безпечно експлуатуватися і далі, просто не менше ніж за 2 роки до закінчення розрахункового терміну служби споруди власник повинен виконати роботи по всебічному обстеженню її стану. Після обстеження (і проведення, при необхідності, робіт по реконструкції) термін служби продовжується на чергові 100 років. Таким чином, граничний термін служби гідротехнічних споруд не встановлено, вони можуть експлуатуватися безстроково - до тих пір, поки в них існує необхідність.

Рибінська ГЕС в 2016 році відзначить 75-річний ювілей

Документи - документами, а що в реальності? Адже на ГЕС, як і на будь-які споруди, впливають фактори зовнішнього середовища - вода, вітер, коливання температур і т.п. Наскільки серйозно це вплив?
Почнемо з устаткування. Як показує практика, за умови періодичних ремонтів гідроагрегати можуть працювати не менше 50 років, хоча є випадки і більш тривалої їх служби. Так, на Гізельдонской ГЕС гідроагрегати успішно працюють 80 років, на Волховской ГЕС - майже 90 років, на малій ГЕС «Пороги» - понад 100 років. Настільки ж довго може експлуатуватися і гідромеханічне обладнання (затвори гребель). Крім того, заміна обладнання з технічної точки зору не представляє собою будь-якої складності, що і відбувається - так, в рамках програми комплексної модернізації РусГідро планується протягом 10 років замінити всі застаріле обладнання на нове. Наприклад, на тій же Рибінській ГЕС (яка в наступному році відзначить своє 75-річчя), вже замінені три гідроагрегати з шести, по іншим укладено договір на поставку, також повним ходом йде заміна гідромеханічного обладнання.

Тепер перейдемо власне до споруд. При зведенні споруд великих ГЕС використовуються в основному два матеріали. По-перше, це бетон (залізобетон), з якого будують будівлі ГЕС, судноплавні шлюзи, греблі. По-друге, це різні ґрунтові матеріали (пісок, суглинок, камінь), з яких можуть зводиться греблі. Часто ці матеріали поєднуються (наприклад, будівля ГЕС і водоскидних гребля зроблені з бетону, а глухі греблі - з грунту), але є чимало ГЕС, побудованих тільки з використанням бетону (та ж Саяно-Шушенська).

Саяно-Шушенська ГЕС, фото звідси

Що може статися з бетоном? По суті своїй, бетон - це той же камінь, з тією відмінністю, що з часом він лише збільшує міцність. З бетоном, що знаходяться всередині гідротехнічних споруд, нічого статися в загальному випадку не може - температура там змінюється повільно і не дуже значно, фільтрація через бетон по швах і тріщинах мізерно мала. Бетон на поверхні споруд, особливо в так званій зоні змінного рівня (де періодично бетон змочується і висихає) знаходиться в менш сприятливих умовах і дуже повільно, але руйнується. Як правило, глибина цих руйнувань не перевищує 10-20 см за 50-70 і більше років експлуатації, оскільки гідротехнічний бетон відрізняється високою якістю і стійкістю до несприятливих впливів. Безпосередньої загрози гідротехнічних споруд такі пошкодження не несуть і в ході ремонтних робіт легко ліквідуються - пошкоджений і ослаблений бетон видаляється, замість нього наноситься новий. Для робіт в зоні змінного рівня використовуються кесони - свого роду ящики з однієї відкритої стороною, якій вони звернені до місця робіт.

Ґрунтова гребля Колимській ГЕС

Що стосується ґрунтових гребель, то взагалі складно придумати, що може несприятливо вплинути на гору піску або каменю вагою в мільйони тонн. Ремонтні роботи на них обмежуються видаленням деревно-чагарникової рослинності, періодичної очищенням і при необхідності перекладанням дренажних систем, у випадку з греблями з піску - ремонтом бетонних плит, що захищають тіло греблі від розмиву хвилями.

Гребля Proserpina, фото звідси

Отже, з теоретичної точки зору ніяких перешкод для безпечної експлуатації великих ГЕС протягом як мінімум кількох сотень років немає. Але чи підтверджується теорія практикою? Звичайно, ГЕС з терміном експлуатації в кілька сотень років немає зі зрозумілих причин (перша відносно велика ГЕС була побудована трохи більше 100 років тому), але ось греблі як такі почали будувати ще в стародавньому Єгипті. Чи є приклади роботи гребель століттями? Так, такі приклади є. Про древніх греблях ми плануємо розповісти пізніше детальніше, але наведемо лише один із прикладів - знаходяться в Іспанії греблі Proserpina і Cornalvo були побудовані стародавніми римлянами в 1-2 столітті н.е., і знаходяться в експлуатації до цього дня, тобто вже близько 2000 років.

Таким чином, ні нормативного, ні технічного обмеження терміну служби гідроелектростанцій просто не існує, і вони можуть експлуатуватися доти, поки в них буде необхідність. Ніяких технічних складнощів в організації їх роботи протягом сотень і навіть тисяч років немає.

водосховища

Також, багато хто думає, що термін існування водосховищ ГЕС дуже малий і в самому недалекому майбутньому вони замуляться (заростають, Заболотів) і припинять своє існування. Далі йде висновок, що створювати нові водосховища безглуздо, а створення старих було помилкою.

Практика говорить інше!

Волзькі водосховища в результаті замулювання втрачають в середньому 0,04% свого повного обсягу на рік. Тобто за 100 років водосховища втратять всього 4% своєї ємності. А за 1000 років - 40% (насправді менше, внаслідок зменшення надходження наносів через руйнування берегів). При цьому варто врахувати, що значна частина обсягу водосховищ (наприклад, у Рибінського водосховища - 35%, у Саратовського так взагалі 85%) - це так званий «мертвий», відсутня обсяг, який і замулюється в першу чергу.

Висновки прості - термін життя волзьких водосховищ становить свідомо більше 1000 років. Результати теоретичних досліджень підтверджуються і на практиці - самим фактом тривалого існування як природних озер, так і штучних водоймищ.

Греблі - одні з найдавніших інженерних споруд, створених людиною. Найстаріша з відомих гребель, Садд ель Кафаров в Єгипті, була побудована приблизно 3100 р до н.е., тобто близько 5000 років тому. Ця гребля давно виведена з роботи, але її залишки непогано збереглися і були досліджені археологами. Але для нас більш цікаві стародавні греблі, до сих пір знаходяться в експлуатації, адже вони є наочним доказом можливості дуже довгої роботи і сучасних гребель. </ P>

Гребля Cornalvo, що знаходиться в експлуатації близько 1900 років. фото звідси а

Найдавнішою греблею, до сих пір знаходиться в роботі, є Khlongkathun в Таїланді, яка була побудована в 543 р до н.е. Таким чином, вона експлуатується вже понад 2500 років. На жаль, докладної інформації про цей об'єкт знайти не вдалося.

Гребля Proserpina, фото звідси

Ще дві дуже старі греблі, Cornalvo і Proserpina, розташовані в Іспанії. Обидві вони побудовані стародавніми римлянами приблизно в 100 р н.е. з метою накопичення води для зрошення полів. Гребля Cornalvo грунтова з кам'яним облицюванням, являє собою досить солідна споруда висотою 28 м і довжиною 194 м. Гребля Proserpina теж змішаної конструкції, ґрунтова з бетонної підпірною стіною, облицьованої каменем (так-так, стародавні римляни уміли робити бетон, і непоганої якості). Ця гребля нижче (12 м), але довше (428 м). Ці греблі успішно пережили крах Римської імперії, захоплення Іспанії арабами, реконкісту і багато іншого. Зрозуміло, на відміну від сучасних гребель гідроелектростанцій вони не знаходилися під постійним наглядом, і рівень експлуатації був далекий від сучасного - але це не завадило їм виконувати свої функції багато сотень років. Ще одна римська гребля, побудована в 284 році н.е., до сих пір працює в Сирії, в районі м.Хомс. До речі, її довжина становить 2 км.

Інший приклад - гребля Kallanai в Індії, на річці Кавері. Побудована у 2 столітті нашої ери, реконструйована англійцями в 19 столітті, працює і донині. фото звідси

Безліч дуже старих гребель розташоване в Японії. Так, гребель віком понад 300 років там більше 300, з них 8 гребель експлуатуються понад 1000 років. Найстаріші з них - греблі Ichibanike і Sumiyoshiike, побудовані близько 400 р н.е. З повним списком гребель Японії можна ознайомитися ось тут . Варто зауважити, що в Японії з її тайфунами і високою сейсмічною активністю умови для роботи гідротехнічних споруд важко назвати простими.

Підійдемо ближче до наших часів. Арочна гребля Almansa висотою 25 м в Іспанії була зведена в 1384 році, кілька разів реконструювалася. фото звідси

Хтось може сказати, що все це відносно невеликі греблі. Що ж, є приклади експлуатації і більш високих гребель. Знову ж Іспанія, зведена в 1594 році гравітаційна гребля Tibi (Alacanti) має висоту 42 м, свого часу це була найвища гребля в світі. Не дивлячись на похилий більш ніж 400-річний вік - до сих пір в роботі. фото звідси

Як ми можемо переконатися, самою історією надійно продемонстрована здатність гребель (причому, створених за досить примітивними технологіями) надійно працювати протягом декількох сотень і навіть тисяч років, причому при досить низькому рівні експлуатації. Сучасні греблі, зведені з використанням останніх досягнень в області науки і техніки, що експлуатуються з постійним контролем їх стану і при необхідності ремонтуються, можуть прослужити набагато довше.

посилання: http://blog.rushydro.ru/?p=9950

http://saiga20k.livejournal.com/79833.html

http://saiga20k.livejournal.com/79475.html#comments