Гидроэлектростанция «Три ущелья» («Санься») на реке Янцзы в Китае занимает в гидроэнергетике особое место. Очень уж много в ней «самого-самого» – самая мощная и дорогая электростанция в мире, самое большое количество переселяемого населения, самые жаркие дебаты вокруг ее строительства. Об этом уникальном инженерном сооружении, ставшем символом современного Китая, мы сегодня и расскажем.
Фото отсюда
Река Янцзы является крупнейшей водной артерией Китая и одной из мощнейших рек мира. Значительная часть течения реки проходит по горным районам, а учитывая тот факт, что исток реки находится в Тибете на высоте 5600 м, огромный гидроэнергетический потенциал реки очевиден. Одним из наиболее привлекательных для освоения участков реки является район «Трех ущелий», где река прорывается через горы Ушань и выходит на равнину. Сочетание узкой долины, больших падений и значительных расходов реки создало условия для строительства огромной гидроэлектростанции.
Идею строительства в этом месте крупной ГЭС выдвинул еще в 1919 году первый президент Китая Сунь Ят Сен. В 1932 году предварительными проработками проекта занялось правительство Чан Кайши, затем началась японо-китайская война и проектом заинтересовались японские инженеры. После того, как японцев выгнали, в створе работали американцы, после чего дело застопорилось в связи с гражданской войной. После победы коммунистов, Мао Цзедун также поддержал проект, особенно после разрушительного наводнения 1954 года, унесшего жизни более чем 30 тысяч человек. На помощь китайцам пришли советские инженеры, проводившие изыскания в створе и составившие схему использования реки.
Однако, далее в Китае началась известная «культурная революция», и руководству страны стало не до ГЭС. Кроме того, испортились отношения с СССР, а со странами Запада у председателя Мао они всегда были плохими; собственными же силами построить столь масштабный объект китайцы тогда не могли. Было решено начать освоение Янцзы с проекта поменьше, а именно с ГЭС Гэчжоуба – гидроэлектростанции руслового типа мощностью 3,15 ГВт ниже по течению, которая сейчас выполняет роль контррегулятора для «Трех ущелий». Ее строительство, начатое в 1970 году, к 1988 году было завершено, и встал вопрос о том, что строить дальше.
К этому моменту Китай уже мог позволить себе самые масштабные проекты, но решиться на строительство самой большой и дорогой электростанции в мире было не так просто. Рассматривались разные варианты, в частности создания вместо одной грандиозной плотины трех поменьше, но необходимость создания емкого водохранилища, способного защитить нижележащие земли от наводнений, стала серьезным аргументом для строительство одной большой плотины. Решение о строительстве было принято высшим органом управления страной – Всекитайским собранием народных представителей в 1992 году, из 2633 делегатов поддержали проект 1767 человек.
Строительство ГЭС началось 14 декабря 1994 года. Река была перекрыта в 1997 году, в 2003 году пущен первый гидроагрегат, в 2006 году завершено строительство плотины. Что же получилось в итоге?
При всей своей грандиозности, в конструктивном плане ГЭС «Три ущелья» довольно проста. Это типичная гравитационная бетонная плотина с поверхностным водосбросом, очень похожую конструкцию имеет например Красноярская ГЭС. Высота плотины – 185 м, длина – 2,3 км, в плотину и здание ГЭС уложено 27,2 миллиона кубометров бетона. Водосброс расположен по центру плотины и рассчитан на пропуск 116 000 м3/с воды (только вдумайтесь – в секунду более чем со стометровой высоты обрушивается более чем 100 тысяч тонн воды!).
Для столь масштабного сооружения, одним зданием ГЭС обойтись не удалось, и их у «Трех Ущелий» целых три – левобережное (14 гидроагрегатов), правобережное (12 гидроагрегатов) и подземное (6 гидроагрегатов). Итого, на станции 32(!) гидроагрегата мощностью по 700 МВт, не считая двух «небольших» (по 50 МВт) гидроагрегатов собственных нужд. Таким образом, общая мощность станции после завершения строительства составит 22,5 ГВт, а среднегодовая выработка – около 100 млрд.кВт.ч. На данный же момент (ноябрь 2011) еще не закончены работы по монтажу и наладке трех гидроагрегатов в подземном здании ГЭС, соответственно мощность станции составляет 20,4 ГВт. Для сравнения, находящаяся на втором месте бразильская ГЭС Итайпу имеет мощность 14 ГВт.
Электроэнергия с ГЭС выдается по сети ЛЭП напряжением 500 кВ, как переменного, так и постоянного тока. ГЭС должна играть роль центра создаваемой единой энергосистемы Китая. Когда строительство станции только начиналось, то планировалось, что «Три ущелья» будут обеспечивать 10% потребности Китая в электроэнергии; однако, энергопотребление росло такими темпами, что сейчас эта цифра сократилась до 2%.
Особое значение при строительстве ГЭС уделено обеспечению судоходства. Речной транспорт на Янцзы развит очень хорошо (река-то не замерзает) и имеет большое значение. Обычно, на таких напорах пропуск судов осуществляется через судоподъемники (например, такой установлен на Красноярской ГЭС с высотой плотины 121 м). Судоподъемник на «Трех ущельях» тоже есть (точнее, строится), но он предназначен для пропуска в основном пассажирских судов весом до 3000 т. Грузовые же суда пропускаются через уникальные двухниточные пятиступенчатые шлюзы, рассчитанные на суда водоизмещение до 10 000 т. Водохранилище ГЭС кардинально улучшило условия для судоходства, грузопоток вырос в 5–6 раз.
Плотина станции создала крупное водохранилище общей емкостью 39 км3, из которых полезная емкость составляет 22 км3. Такая емкость позволяет эффективно использовать водохранилище ГЭС для защиты от наводнений; согласно расчетам, вероятность сильных наводнений после ввода плотины снижена с 10% до 1% в год. В 2010 году, плотина прошла испытание сильнейшим наводнением – при притоке в 70 000 м3/с (максимальный за 130 лет!) вниз сбрасывалось почти вдвое меньше – 40 000 м3/с, остальное аккумулировалось в водохранилище, уровень которого вырос за сутки на 3 м. Это позволило спасти множество жизней и предотвратить многомиллиардный ущерб.
В засушливые периоды года аккумулированная в водохранилище вода срабатывается, что позволяет использовать ее для орошения.
Однако, за большое и емкое водохранилище пришлось заплатить (в прямом и переносном смысле) большую цену. На новые места жительства пришлось переселить 1,24 миллиона(!) человек, в том числе население двух довольно крупных городов. В зоне затопления оказалось 1300 археологических объектов (впрочем, они были детально исследованы и частично вынесены на незатопляемые отметки). На подготовку зоны затопления ушло около половины общих затрат проекта, оцениваемых в 22,5 млрд.$. Впрочем, только за счет выработки электроэнергии эти колоссальные затраты окупятся за 10 лет после окончания строительства.
«Три ущелья» – самая большая, но отнюдь не последняя ГЭС на Янцзы. Выше по течению строится целый каскад из весьма солидных станций, который после завершения станет крупнейшим по мощности в мире. Но это уже тема для отдельного разговора.