Три ущелья. Величайший гидроэнергетический проект в истории

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.

• Виктор написал 04.04.2012 в 00:24 Ответить

  Две основных причины, которые не позволят воплотить в жизнь программу обводнение Севера Китая.
  Первая – нехватка воды. Цитата: «Как сообщило в воскресенье китайское информационное агентство Xinhua, более 2 тыс. озер, которые входят в водную систему реки Хуанхэ на западе Китая (провинция Цинхай), в настоящее время высыхают. Обмеление озер вызывает серьезные затруднения в обеспечение водой жителей Цинхай. По мнению экспертов, данные проблемы связаны с тем, что на протяжении долгого времени водные ресурсы Желтой реки «расточительно» использовались. Также свой вклад в обмеление внесло и глобальное потепление. В области Мадой около половины всех подземных вод и озер уже исчезли, что резко ухудшило плодородность местной почвы». //Reuters. Ещё цитата: «Из Янцзы берут воду: 400 млн. человек, 34% промышленных предприятий и 32 – сельскохозяйственных». По забору воды река перегружена, и из неё больше воды брать НЕЛЬЗЯ ни при каких обстоятельствах. Река может погибнуть точно так, как погибает Хуанхэ. Нельзя вести чистую воду из опреснительных установок – дорого. «Как сообщил начальник канцелярии по опреснению морской воды электростанции Бэйцзян Ли Ху не без досады, что непосредственные затраты на обработку морской воды составляют около четырех юаней за тонну, плюс амортизация оборудования и погашение кредитов и процентов по ним, общая себестоимость одной тонны опресненной морской воды достигает восьми юаней». Плюс её транспортировка на Северные территории, и тонна воды будет стоить порядка 10 юаней. Для того, что бы обводнить один кВ км площади необходимо из расчёта естественного орошения 500 тысяч тонн воды, и стоить это будет 5 миллионов юаней. Нереально.
  Вторая – загрязнение воды. Исходные данные гидроэлектростанции «Три Ущелья». Бетонная плотина имеет высоту 180 м. Площадь водохранилища 1084 км2. Цитата: «Вдоль берегов самой большой в Китае реки Янцзы расположены сотни тысяч химических комбинатов. Ежегодно в реку сбрасывается более 33,9 млрд. тонн отходов, сливаются сточные воды 40 городов, а очистные сооружения имеются лишь в двух из них». Комментарий здесь один – водохранилище будет загрязнено в течение одного, максимум двух лет. Такая вода непригодна для орошения, и её нельзя даже транспортировать – она по пути следования загрязнит почвы и подпочвенные воды. И, наконец, предупреждение аналитика и крупного спонсора Джима Роджерса о серьёзной нехватке воды в Китае. Он отметил, «что если правительство КНР и дальше будет просто наблюдать, а не решать эту проблему, «китайской истории» придёт конец».
  Виктор Родин.
• Виктор написал 03.05.2012 в 03:54 Ответить

  Идея постройки регулирующих водохранилищ в общем красивая, но неосуществимая. Китай берёт на собственные нужды из Янцзы, ибо из Хуанхэ уже ничего не возьмешь, 600 кубокилометров пресной воды. Что бы компенсировать этот забор, необходимо построить по всей длине Янцзы десять Аральских морей. Заполнить их водой и добавлять из них воду в Янцзы по мере надобности. Пусть две трети потерь восстановят дожди, которых в районе Янцзы всё меньше. И эта задача непосильная, ибо на строительство уйдёт не меньше полсотни лет, а Янцзы высыхает сегодня, сейчас. Цитата, май 2011: «Из-за засухи и обмеления Янцзы, чиновники Китая вынуждены временно закрыть отрезок судоходно пути реки, протяженностью 185 километров. Перед этим, 30 апреля, более 700 судов сели на мель. Предположительно, суда возобновят своё движение не раньше июня. Кроме того, засуха оставила около 400 000 человек в китайской провинции Хубэя без питьевой воды. А уровень воды в Янцзы в этом районе опустился более, чем на 3 метра. Ширина реки, которая обычно составляет около 150 метров, уменьшилась почти в три раза. Сейчас здесь ждут проливных дождей, которые обычно начинаются с конца апреля, но даже они, возможно, не решат проблему засухи». Январь 2012. «Китайские гидрологи зафиксировали самый маленький за полста лет уровень воды на реке Янцзы. В районе провинции Цзянси (Восточный Китай) 25 апреля водомерная линейка открылась на отметке 9,94 м. Таковой уровень реки на 6,38 м ниже прошлогоднего состояния».
  По второму вопросу. Какая разница, за счёт загрязнения привести в негодность часть суши Китая, или омывающее его водное пространство? У Китая остаётся один вариант – производить воду и восстанавливать экологию. Других вариантов нет.
  Разработчик экологических программ, в том числе и по производству дешёвой пресной воды – Виктор Родин.

  • Пресс-служба написал 03.05.2012 в 05:34 Ответить

    Июнь 2011 года:
    «Для ликвидации последствий сильного наводнения в КНР задействованы военные. Из семи провинций эвакуированы более полумиллиона человек.
    Уровень опасности от проливных дождей и наводнений в Китае поднят до максимального.
    По официальным данным, более 105 человек погибли, десятки объявлены пропавшими без вести.
    Проливные дожди после длительной засухи вызвали наводнения и оползни в районе реки Янцзы, где были разрушены две дамбы, еще два города и 12 сел были затоплены. По прогнозам синоптиков, в ближайшие дни ливень не прекратится.
    Ливневым дождям предшествовала худшая за десятилетия засуха, нанесшая серьезный удар сельскому хозяйству Китая.
    Власти назвали наводнение худшим с 1955 года.»
    http://www.bbc.co.uk/russian/international/2011/06/110617_china_flood_evacuation.shtml

    Т.е. то наводнения, то засухи. В такой ситуации строительство регулирующих водохранилищ просто жизненно необходимо, что и происходит.

    Да, кстати. Объем Аральского моря (до его высыхания) составлял более 1000 км3.