Информационный партнер Комитета
по экологии и охране окружающей
среды Ассоциации менеджеров
24 Октября 2017

Ликбез №2: Близкие, но разные

«Кислород.ЛАЙФ» продолжает рубрику «Ликбез», в которой мы будем разъяснять сложные понятия и развенчивать расхожие мифы. В очередной публикации разбираем, чем отличается дамба от плотины - путаница в этих понятиях сильно раздражает гидроэнергетиков.

Поделиться в социальных сетях

В конце зимы 2017 года многие СМИ, как иностранные, так и российские, много времени уделяли ситуации в американском Оровилле (штат Калифорния). При описании аварийной ситуации на самой высокой плотине в США (ее высота – 235 метров) журналисты пользовались словами «плотина» и «дамба» как синонимами. Причем в погоне за сенсацией несколько раз сообщали, что дамба наконец-то рухнула и расположенные ниже по течению населенные пункты смыло.

Действительно, и дамба, и плотина относятся к одному семейству гидротехнических сооружений. Но эти «близкие родственники» серьезно отличаются друг от друга. Дамба предназначена для временного удержания воды; разделения акватории на части, отличающиеся по своим функциям; защиты части акватории от волн; защиты какой-либо территории от затопления; направления потока в нужное русло и других целей. Далеко не все дамбы могут и должны выдерживать постоянный напор воды в одном направлении – например, если их задача делить акваторию на части или удержать воду в период половодья для дальнейшего использования в течение года. Дамбы могут воспринимать напор лишь время от времени – быть, к примеру, оградой во время прилива или ветрового нагона. Самое интересное – противопаводковые дамбы могут располагаться вдоль потока для защиты низменных мест или объектов инфраструктуры. Очень часто по гребням дамб проходят дороги.

В сечении дамбы чаще всего имеют форму трапеции, а построить их можно практически из чего угодно – от камня до специальных пластиковых рукавов, заполненных той же водой. Широта предназначения дамб и относительная дешевизна их строительства привели к тому, что в советские годы в нашей стране были построены, вероятно, десятки тысяч дамб для решения самых различных задач – от создания пруда для купания до прокладки дороги в болотистой местности. С началом нового экономического периода многие эти сооружение остались без собственников и сейчас, простояв несколько десятилетий без присмотра, представляют опасность – где-то они рушатся, где-то их размывает. Самая крупная авария на российских дамбах – это два прорыва (в 1993 и 1994 годах) на дамбе Киселевского гидроузла, построенного на реке Каква близ города Серов в Свердловской области. Эта дамба создавала временное водохранилище, питающее город и заводы в течение зимы, поскольку река перемерзает. И даже при сравнительно небольшом напоре и временном режиме работы со своей задачей она не справилась. Ремонт, финансирование которого взял на себя местный металлургический завод, продолжался до 2004 года.

В отличие от дамбы, плотина всегда расположена поперек русла реки. И она всегда создает подпор воды. Два основных типа плотин – водоподъемные и водохранилищные. Первые, как можно понять из названия, предназначаются в основном для помощи судоходству, то есть они помогают увеличить глубину фарватера и позволять проводить суда без риска посадить их на мель. Вторые интересны и коммунальному хозяйству, и сельскому, и особенно энергетикам: именно водохранилище позволяет гидроэлектростанциям работать равномерно в течение года, расходуя воду даже в период снижения приточности.

Для строительства плотин используют самые разные материалы – грунт, бетон и железобетон, дерево, сталь и различные комбинации материалов. Любопытно, что самая высокая грунтовая плотина (Нурекская в Таджикистане на реке Вахш) долгое время была выше самой высокой бетонной (Гранд Диксенс в Швейцарии на реке Рона) – 300 и 285 метров соответственно. Потом в спор вмешались китайские строители. И сейчас самой высокой бетонной плотиной считается ГЭС Цзиньпин-1 на реке Ялунцзян, построенная в 2005-2014 годах.

Самая высокая плотина в России – Саяно-Шушенская на реке Енисей, высотой 242 метра; вторая после нее – плотина Чиркейской ГЭС на реке Сулак (232,5 метра). В практике советского и российского гидростроительства не было ни одного случая прорыва плотины – за исключением подрыва плотины ДнепроГЭС при отступлении советских войск в 1941 году.

Возвращаясь к ситуации в Оровилле, стоит сказать, что разрушалась не плотина – из-за сильных дождей приток в водохранилище составил 164% от нормы, а когда начался активный сброс воды – началось разрушение желоба основного водосброса. Несмотря на многочисленные неприятные последствия, включая временную остановку встроенной в плотину Оровилл гидроаккумулирующей электростанции имени Эдварда Хайата, два водосброса – основной и аварийный – справились со своей задачей: уровень воды в водохранилище удалось удержать на допустимом уровне, а затем перейти к ремонту желоба водосброса.

Паникеры были в очередной раз разочарованы – апокалипсический сценарий не сбылся. И, стоит подчеркнуть, в случае с бетонными плотинами вообще вряд ли сбудется: опыт аварий изучается, плотины снабжают предохранителями-водосбросами. Кроме того, и это, пожалуй, самое важно: все плотины строятся не единым блоком, а отдельными вертикальными секциями и горизонтальными блоками. Между секциями существуют зазоры, через которые вода, пусть и в небольших количествах, но просачивается непрерывно – и этот процесс фильтрации, и само состояние плотин контролируют постоянно как при помощи высверливания проб-кернов из тела плотины, так и при помощи многочисленных датчиков. Упустить начало процесса размывания или разрушения одной из секций при такой системе контроля, согласитесь, практически невозможно.

В практике советского и российского гидростроительства не было ни одного случая прорыва плотины – за исключением подрыва плотины ДнепроГЭС при отступлении советских войск в 1941 году