Паводок на Дальнем Востоке. Промежуточные итоги. Часть 2. Работа Зейской ГЭС

В первой части рассказа о работе ГЭС во время паводка в Амурской области мы коснулись общетеоретических вопросов. Теперь перейдем к конкретике, то бишь к описанию работы водохранилищ, и начнем мы с Зейской ГЭС. Для начала расскажем о том, что происходило перед паводком.

Согласно Правилам использования водных ресурсов (ПИВР), утвержденных Министерством водного хозяйства и мелиорации РСФСР в далеком 1984 году, Зейское водохранилище должно быть сработано к началу мая до отметки не более 310 м. Уровень мертвого объема водохранилища составляет 299 м, но до этой отметки водохранилище срабатывается крайне редко, только после череды маловодных лет, т.е. объем воды между отметками 310 и 299 м — это своего рода неприкосновенный запас. Есть и еще одна причина того, что Зейское водохранилище было сработано именно до отметки 310 м — она заключается в том, что лето 2012 года оказалось выше среднего по водности, и водохранилище наполнилось практически до отметки холостых сбросов — 317,5 м. Работая всю осень и зиму на полную мощность, Зейская ГЭС не без труда сработала водохранилище до необходимой отметки, сработать больше было нельзя физически (напомним, что холостые сбросы ниже отметки 317,5 м запрещены по техническим причинам из-за угрозы разрушения скального основания плотины).

Итак, водохранилище Зейской ГЭС к 27 апреля было сработано до отметки 310 м, т.е. освобождено от избытка воды и подготовлено для приема паводковых вод. Далее началось половодье, которое оказалось довольно мощным и продолжительным, с накладывающимися на него дождями. Приток достигал 4500 м/3, а поскольку через турбины при максимальной загрузке можно было пропустить лишь немногим более 1000 м3/с, уровень водохранилища рос и к 22 июня оно было заполнено до отметки 313,98 м, т.е. лишь на метр ниже нормального подпорного уровня (НПУ).

Продолжим далее. С 22 июня по 3 июля притоки упали, что позволило немного сработать водохранилище — на 17 см. Но уже 4 июля начался паводок, и приток вновь превысил расход через турбины (а открывать водосброс, как мы помним, с низких отметок нельзя). За две недели приток воды, достигавший 4350 м3/с, заполнил водохранилище еще на метр. Но это была лишь первая, довольно слабая волна паводка. С 19 июля паводок начал разворачиваться в полную силу — приток поднялся до 5700 м3/с. В этот же день водохранилище достигло отметки НПУ — 315 м. Началось заполнение противопаводкового объема водохранилища. Сбросы в нижний бьеф составляли около 1000 м3/с, т.е. весь паводковый сток аккумулировался в водохранилище. Естественно, его уровень начал быстро расти.

До 29 июля приток колебался в районе 5-6 тыс. м3/c. Но затем начался резкий рост приточности — 29 июля 9600 м3/c, 30 июля — 11400 м3/c, 31 июля — 11700 м3/c! Наступил пик паводка, который в нижнем бьефе не заметили вообще. Просто потому, что вниз сбрасывались все те же 1100-1200 м3/c. Если бы эта вода, благополучно обезвреженная в водохранилище, пошла бы вниз, уровень Зеи поднялся на 6 метров выше, чем он был в реальности. С соответствующими последствиями.

1 августа была достигнута отметка 317,5 м, с которой холостые сбросы разрешены, и более того – обязательны. ПИВР предписывают при превышении этой отметки увеличивать расход через станцию до 3500 м3/с, что и было сделано после получения соответствующего указания Амурского БВУ. Однако, сбросы оставались намного меньше приточности, что с одной стороны резко снижало масштабы наводнения ниже по течению, а с другой – вызывало интенсивный рост уровня водохранилища. К счастью, приточность потихоньку стала снижаться, почти сравнявшись со сбросами 13 августа. Но далее пришла очередная волна паводка, притоки вновь стали расти.

16 августа уровень водохранилища подошел к отметке 319,3 м. Согласно ПИВР, на ней затворы должны быть открыты полностью, что повлекло бы увеличение сбросов до более чем 7000 м3/с, что сильно усложнило бы ситуацию в нижнем бьефе. Не увеличивать сбросы совсем тоже нельзя — вода могла пойти поверх затворов, сделав ситуацию неуправляемой. В результате правительственной комиссией было принято промежуточное решение — сбросы были увеличены, но только до 4500 м3/с, соответствующее указание было выдано Амурским БВУ и выполнено на станции. Таким образом, Зейская ГЭС перешла в непроектный, не предусмотренный ПИВР режим работы.

17 августа был достигнут пик этой волны паводка — 9000 м3/с, что повлекло за собой увеличение сбросов до 5000 м3/с. Далее приточность стала постепенно снижаться и 19-20 августа сравнялась с расходами. В это же время был достигнут максимальный за всю историю существования Зейской ГЭС уровень водохранилища — 319,53 м. Далее паводок продолжил устойчиво идти на спад, приточность упала ниже расходов и водохранилище начало постепенно срабатываться. По состоянию на 29 августа оно сработалось на полметра.

Снижение приточности вызвало естественное желание снизить и расходы ГЭС, дабы ускорить спад воды ниже по течению. Но тут возникла техническая проблема — конструкция затворов не предусматривает их опускания на отметках выше, чем 317,5 м. По ПИВР, водохранилище должно срабатываться при полностью открытых затворах; попытка их закрытия при таком напоре на них воды может привести к их заклиниванию и выходу из строя. Разумеется, это совершенно недопустимо, ибо означает выход ситуации из-под контроля с непредсказуемыми последствиями. Единственное, что удалось сделать — снизить с 23 августа сбросы на 500 м3/с за счет остановки части турбин, перенеся электрическую нагрузку на Бурейскую ГЭС.

Итак, подведем итоги. С 4 июля (когда начался паводок) по 20 августа (когда притоки сравнялись с расходами) в Зейское водохранилище вошло 22,59 км3 (что близко ко всему среднегодовому стоку Зеи в этом створе, составляющем 24,5 км3). Из них в водохранилище было задержано 14,38 км3 воды (64%), которая в противном случая пошла бы вниз, значительно усилив последствия наводнения. Это и есть вклад Зейской ГЭС в борьбу с паводком.

В конце, пара графиков. На первом из них — график притоков в водохранилище Зейской ГЭС и сбросов вниз. Голубым закрашена та часть притока, которая была аккумулирована в ходе пропуска паводка.

Второй график показывает изменение уровней Зейского водохранилища.


Поделиться



Комментарии (14)

  • Петр написал 30.08.2013 в 06:53 Ответить

    Добрый день.
    Получается, что при таком режиме работы водосброса, принятого в проекте, эффективное регулирование уровня верхнего бьефа, для лет с большой приточностью, — сложная задача.
    Вопрос, а рассматривается ли вариант строительства дополнительного водосброса, к примеру как на Саяно-Шушенской, позволяющего сработать водохранилище до более низких отметок, не повреждая основание плотины?

    • Пресс-служба написал 30.08.2013 в 09:43 Ответить

      Нет, не рассматривается. Гораздо эффективнее облегчить работу Зейского водохранилища за счет строительства регулирующей ГЭС на Гилюе, что требует сопоставимых средств.

  • Lost in Space написал 30.08.2013 в 09:45 Ответить

    Я тут из интереса кое-что посчитал, прошу подтвердить или опровергнуть мои выкладки.
    Итак:
    1) До уровня водохранилища 317.5 м сброс воды идёт только через турбины, что фактически не позволяет маневрировать объёмом сброса.
    2) Безопасный для нижележащих по течению Зеи населённых пунктов объём сброса воды 3500 м^3/с. Он соблюдается всё время, пока уровень воды находится ниже критического уровня = 319.3 м.
    3) Объём водохранилища между уровнями 317.5 и 319.3 м составляет примерно 4.8 км^3 (вычислено линейной аппроксимацией, но думаю ошибка невелика).
    4) Паводок «редкой повторяемости» может продолжительное время подавать в водохранилище 9500 м^3/c и более.
    5) Таким образом, если паводок «редкой повторяемости» приходит в неблагоприятный момент, когда уровень водохранилища уже близок к 317.5 м, водохранилище «покупает» 9 дней (примерно за столько заполняется 4.8 кубокилометра при приходе 9500 и сбросе 3500 м^3/с) спокойной жизни ниже по течению, а потом всё равно затворы надо открывать шире и начинается наводнение.
    6) И нет никакой технической возможности удлинить этот период. Активно сбрасывать воду раньше 317.5 м нельзя даже при наличии неблагоприятного прогноза, а сливать больше 3500 до достижения критического уровня нецелесообразно, потому что кого-нибудь сразу затопит (и возможно совершенно зря, т.к. паводок может вдруг кончиться).

    Всё так, или есть существенные ошибки?

    • Пресс-служба написал 30.08.2013 в 10:30 Ответить

      1. Да.
      2. Да.
      3. Практически в точку — 4,9 км3
      4. Да, но тут нужно конкретизировать понимание паводка редкой повторяемости — это может быть и 1%, и 0,1%, и 0,01%.
      5. Примерно так. Другое дело, что забить водохранилище до 317,5 м тоже не так просто, нужен предварительно довольно сильный паводок.
      6. Да, хотя даже прогнозы по приточности на 2-3 дня очень ненадежны и могут давать ошибку в 2 раза запросто. Поэтому надежно ориентироваться на них нельзя.

      Общая концепция примерно такая. Зейская ГЭС способна полностью защитить нижележащие населенные пункты при паводке до 1% повторяемости (т.е. приходящих раз в 100 лет). При более интенсивных паводках наводнение неизбежно, хотя станция все равно существенно сократит его силу.
      Поводок 2013 года по предварительным расчетам — 0,5%.

    • Псих написал 30.08.2013 в 16:46 Ответить

      Какая еще ГЭС на Гилюе!?
      Вы что с ума сошли!?
      Канкунскую ГЭС уже не надо.Витимскую тоже не надо. А Гилюискую, значит, надо!?
      Так и скажиите, что луше уже не бкдет никогда.

  • Lost in Space написал 01.09.2013 в 09:50 Ответить

    Появились ещё вопросы:
    1) Если к моменту падения уровня до 317.5 метров приток всё ещё будет больше 1000 м^3/c, что будет сделано с затворами? Будут закрыты частично (не все)? До какого уровня фактически срабатывается водохранилище перед полным закрытием затворов?
    2) Где-то прочёл, что холостой водосброс Зейской ГЭС не подлежит эксплуатации в зимний период (и поэтому сейчас важно сработать водохранилище побыстрее), но не нахожу официального подтверждения. Так ли это, и каковы причины если так?
    3) Возможна ли реконструкция водозатворов, чтобы обеспечить большую гибкость регулирования холостого сброса (в частности, частично или полностью перекрывать его при высокой воде без опасности заклинить затворы)?

    • Пресс-служба написал 01.09.2013 в 10:37 Ответить

      1. Да, затворы скорее всего закроют частично вплоть до падения притока ниже турбинного расхода. Работа холостого водосброса на отметках ниже 317,5 м запрещена.
      2. Да, именно так. При отрицательных температурах работа водосброса запрещена по причине риска обледенения конструкций станции.
      3. Да, это возможно. Требуется утяжеление затворов, возможно это и будет сделано по опыту работы в этом году.

  • Per aspera написал 08.09.2013 в 16:18 Ответить

    Третьи холостые за последние 7 лет. Не берусь говорить о статистике приточности но 0,5% указанные выше ни в какие ворота не лезут. В очередной раз чей то просчет по погоде, приточности и в очередной раз чье то безрассудство направленное не на изменение правил эксплуатации а на банальную по моему мнению человеческую жадность в части сохранения воды как манны которая превращается в денежную массу. Неужели уроки 2006,2007 прошли даром. Неужели нельзя было снизить отметку сработки к маю на пару метров и тем самым иметь и идти в любой паводок без опаски, тем более что проект правил на сколько известно разработан.

    • Пресс-служба написал 08.09.2013 в 16:44 Ответить

      «Неужели нельзя было снизить отметку сработки к маю на пару метров»

      Нельзя. 2012 год был многоводным, водохранилище заполнилось до 317,5 м. Всю осень и зиму ГЭС работала на полную мощность, что смогли — то сработали. Холостые сбросы ниже 317,5 м запрещены, зимой — тем более.

  • Lost in Space написал 12.09.2013 в 20:34 Ответить

    При внимательном просмотре раздела «Гидрология» Вашего сайта возникли ещё вопросы. Конкретно, по данным Зейской ГЭС за 1-2 и за 8-9 августа. В этих числах заметно уменьшение объёма холостого сброса, а Вы ранее утверждали, что пока уровень водохранилища выше 317.5 м заслонки водозатворов можно двигать только вверх. За счёт чего же происходило снижение холостого сброса?

    • Пресс-служба написал 13.09.2013 в 05:50 Ответить

      1-2 августа техническая ошибка, перепутаны данные за соседние дни, поправим, спасибо что заметили. 8-9 уточним.

  • Lost in Space написал 15.04.2014 в 12:53 Ответить

    Если посмотреть на второй график внимательно, легко заметить, что сработка водохранилища до уровня предполоводной готовности = 310 метров была выполнена, как любил говорить Карлсон «приблизительно».

    Фактический минимум уровня водохранилища составил около 310.3 м. Это подтверждается также новостью от 29.03.2013: «На сегодняшний день уровень Зейского водохранилища – 311,42 м. На 1 мая 2013 года водохранилище будет сработано до отметки 310,3 м.»

    А ведь эти 30 см означают, что к началу половодья в водохранилище находилось около 0.66 кубических километров «лишней» воды относительно предписанного ПИВР уровня предполоводной готовности, составляющего РОВНО 310.0 м.

    Из-за этого, Зейское водохранилище в ходе паводкового сезона 2013 года удержало на 0.66 куб.км. воды меньше, чем могло бы при полноценной подготовке к половодью. Иначе говоря, Зейская ГЭС могла бы удержать не 64%, а около 67% паводковых вод. За счёт этих 0.66 куб.км. резервного объёма было бы отсрочено открытие холостого сброса. Пусть всего на сутки — сутки уже много решают. И вполне возможно, что в критический момент развития событий удалось бы остановиться на сбросе 4500 куб.м/c, не повышая его до 5000 куб.м/c, как это было сделано фактически.

    Разумеется, возникает вопрос: а реально ли было избавиться от этих лишних 30 см уровня к 1 мая 2013?

    Сегодня уже можно дать на него ответ: ДА, это было реально! Cработка водохранилища зимой 2013/14 проводилась в не менее сложных условиях, чем зимой 2012/13. И уже практически завершена в середине апреля. А это значит, что в подготовке к половодью 2013 года были допущены просчёты, усугубившие последствия стихийного бедствия. На мой взгляд, соответствующие органы (например, СК РФ) должны сделать соответствующие выводы, выявить и наказать виновных.

    • Пресс-служба написал 15.04.2014 в 13:30 Ответить

      Соответствующие органы уже провели все необходимые проверки, нарушений не обнаружено. Режим сработки водохранилища задавался решениями Росводресурсов и Системного оператора и был лимитирован объективными причинами, такими как имевшиеся системные ограничения в энергосистеме. «Недобор» 30 см какого-либо существенного влияния на прохождения паводка не оказал, важно было срезать пик паводка и сместить его по времени, что и было сделано; 4500 или 5000 бы сбрасывалось — это уже значения не имело, поскольку эти сбросы пришлись на спад основной волны паводка и не привели к повышению уровня воды.

      • Lost in Space написал 16.04.2014 в 08:47 Ответить

        Видимо, не там искали нарушения. Даже на мой дилетантский взгляд понятно, что ответственность за незавершённую подготовку к половодью лежит на АБВУ, санкционировавшем отклонение от ПИВР в обстановке, когда для этого не было причин форс-мажорного характера. И на Системном операторе, не обеспечившем приоритетную загрузку ЗГЭС «в объеме производства электрической энергии, который необходимо произвести по технологическим причинам и в целях обеспечения экологической безопасности», как требует ФЗ «Об электроэнергктике».
        И уж в последнюю очередь следует искать вину непосредственно на ЗГЭС. Да и то, обвинить руководство станции получится только если оно не посылало запросов на увеличение выработки. А я думаю, такие запросы были.
        А насчёт того, как повлияли на прохождение паводка лишние 30 см, я уже сказал: это вопрос примерно суток (по моим подсчётам, минимум 18 часов) в моменте открытия холостого сброса. Если бы предполоводная подготовка была проведена в полном объёме, водосброс ЗГЭС открыли бы не первого агуста, а второго. То есть, задача «срезать и сместить» была бы выполнена более эффективно.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Имя*
E-mail*
Сайт
Комментарий

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>