Петрушин М.В.

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Россия

ВОДОПРОПУСКНОЕ СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОБВОДНЕНИЯ РЕКИ АХТУБА В ЛЕВОБЕРЕЖНОМ ПРИМЫКАНИЕ ПЛОТИНЫ ВОЛЖСКОЙ ГЭС.

 

При формировании русла р. Волга в результате сочетания топографических, геологических и гидрологических условий сложилась ситуация, когда в нижнем течении р. Волга произошло разделение русла на два водотока: основное русло  и р. Ахтуба. Оба водотока имеют многочисленные притоки и формируют сложную русловую систему - так называемую Волго-Ахтубинскую пойму (рис 1.)

Рисунок 1. Волго-Ахтубинская пойма

Геометрия участка разветвления русла была изменена при строительстве Волжской ГЭС: участок русла р. Ахтуба в месте ответвления был перекрыт левобережной плотиной Волжской ГЭС, а для подачи воды в р. Ахтуба в нижнем бьефе Волжской ГЭС был устроен Волго-Ахтубинский канал. При этом большую часть времени из-за снижения отметок дна в НБ Волжской ГЭС в р. Ахтуба поступает недостаточное количество воды в сравнении с ситуацией до её строительства [1, 3]. На (рис. 2) представлен генеральный план сооружения.

Рисунок 2. Генеральный план сооружения

1-Левобережная плотина Волжской ГЭС; 2-подводящий канал; 3-оголовок водопропускного сооружения; 4-промежуточный отводящий канал; 5-быстроток; 6-отводящий канал; 7-русло р. Ахтуба; 8-железная дорога; 9-автомобильная дорога.

 

Ситуация нормализуется путем так называемых «обводнительных попусков», когда за счет сброса значительных расходов воды через ГЭС, в основном русле р. Волга происходит местное повышение уровня, создается дополнительный гидравлический уклон в Волго-Ахтубинском канале и расходы в р. Ахтуба возрастают. Однако при этом расходы ГЭС частично сбрасываются через водосливные отверстия, что приводит к энергетическим потерям.

Что бы избежать этих потерь и нормализовать ситуацию, сложившуюся в Волго-Ахтубинской пойме, требуется разработать водопропускное сооружение, расположенное в примыкании левобережной плотины Волжской ГЭС к коренному берегу, которое должно обеспечивать подачу воды, расходом 200 м3/с в период с мая по октябрь, из Волгоградского водохранилища в русло р. Ахтуба, независимо от сбросов воды в нижний бьеф Волжской ГЭС.

Для выполнения этой задачи было разработано два варианта оголовка водопропускного сооружения, которые призваны обеспечить регулируемую подачу воды, путем маневрирования затворами и так же решает проблему пересечения водопропускного сооружения автодорогой и железной дорогой, которые обеспечивают сообщение между городами Волжский и Волгоград. Первый вариант оголовка водопропускного сооружения представляет собой водослив с широким порогом с установленными на нем затворами, для обеспечения регулирования сбрасываемого расхода, при изменениях уровня воды в верхнем бьефе Волжской ГЭС. Второй вариант водопропускного сооружения представляет собой водослив, выполненный в виде бетонных водопропускных труб большого сечения, на котором так же устанавливаются затворы, для регулирования расхода сбрасываемого в р. Ахтуба. По обоим вариантам произведен гидравлический расчет, определяющий основные геометрические параметры водосливов. Так же по обоим вариантам произведен расчет, определяющий степень открытия затворов при различных уровнях в верхнем бьефе Волжской ГЭС. На основание сравнения технико-экономических показателей двух вариантов оголовка водопропускного сооружения выбран вариант, выполненный в виде водослива с широким порогом. По выбранному варианту дополнительно проведены расчеты статической устойчивости и фильтрационный расчет по трем различным схемам подземного контура [2].

Для сопряжения верхнего бьефа Волжской ГЭС с р. Ахтубой разработано водоотводящее устройство, которое, состоит из промежуточного отводящего канала и сопрягающего устройства, выполненного в виде быстротока. В проекте рассматривалось два варианта быстротока с различными уклонами. 0,087 и 0,15. Для обоих вариантов выполнен гидравлический расчет, определяющий их основные параметры. Оба варианта быстротока снабжены дополнительной шероховатостью, в виде поперечных треугольных ребер и гасителем энергии, представленным водобойной стенкой. По результатам технико-экономического сравнения вариантов выбран вариант быстротока с уклоном 0,087.

Таблица 1.

Основные технико-экономические показатели проекта

Показатель

Значение показателя

Общий объем бетонных работ, 1000м3

18,492

Общий объем земляных работ, 1000м3

1007,59

Продолжительность строительства, дней

207

Стоимость строительства, тыс. руб.

344423,8

На (рис. 3) показаны основные сооружения водопроводящего устройства.

 

Рисунок 3. Основные сооружения водопроводящего устройства.

 а – разрез по оголовку водопропускного сооружения, б – план быстротока

При своей сравнительно небольшой стоимости экономический эффект данного сооружения неоценимо велик, поскольку решает множество задач, таких как:

1.   Обеспечение достаточного количества воды в реке Ахтуба и Волго-Ахтубинской пойме для выращивания сельско-хозяйственных культур и для потребления воды местными жителями.

2.   Остановка деградации и восстановление уникальных природных комплексов Волго-Ахтубинской поймы.

3.   Увеличение выработки Волжской ГЭС за счет отсутствия необходимости обводнительных попусков.

4.   Быстрое увеличение численности частиковых рыб за счет интенсивного воспроизводства и обеспечения нормального существования их во время зимовки.

5.   Восстановление кормовой базы в виде рыбного стада, зоопланктона и зообентоса поймы в определенной мере скажется положительно на состоянии осетровых, белорыбицы, сельдях и др. видах проходных рыб.

6.   Уменьшение площади заболоченной местности, а в следствие создание более благоприятных условий для рекреации населения.

Литература:

1.       Волжская гидроэлектростанция XXII съезда КПСС : альбом черт. Т.1 : Основные сооружения / М-во энергетики и электрофикации СССР, Всесоюз. проект.-изыскат. и н.-и. ин.-т «Гидропроект» им. С.Я.Жука. – М.; Госэнергоиздат, 1962 – 62 с. : ил. – 0-00.

2.       Гидротехнические сооружения /Г. В. Железняков, Ю. Ф. Ибад-заде, П. Л. Иванов и др.; Под общ. ред. В. П. Недриги. – М.: Стройиздат, 1983. – 543 с., ил. – (Справочник проектировщика).

3.       Технический отчёт о проектировании и строительстве Волжской ГЭС имени В. И. Ленина, 1950 – 1958 гг. В 2 т. Т. 1. Описание сооружений гидроузла / ред. Н. А. Малышев, Г. Л. Саруханов. – М.-Л. : Гос. энерг. изд-во, 1963. – 512 с. : ил.