Оценка соответствия проекта Богучанской ГЭС требованиям гидрологической безопасности
В связи с повсеместными увеличениями повторяемости экстремальных гидрологических характеристик водных объектов, обусловленными глобальным изменением климата и хозяйственной деятельностью на водосборах, во всем мире пересчитываются условия и параметры безопасного пропуска высоких вод через гидротехнические сооружения (ГТС), разрабатываются мероприятия по адаптации к этим изменениям.
Расчеты максимального стока и его пропуска через ГТС представляет собой в особенности очень важный и ответственный раздел гидрологического обоснования гидроэлектростанций и обеспечения безопасности ее ГТС и населения в нижнем бьефе плотин, на основе которых разрабатываются «Декларация безопасности ГТС», «Правила использования водных ресурсов водохранилища», «Правила технической эксплуатации и благоустройства водохранилища».
Богучанская ГЭС строится по проекту, основные параметры гидроузла которого (пропускная способность ГТС, уровни наполнения и сработки водохранилища) приняты в основном по морально устаревшему проекту 1976 года.
Параметры гидроузла остались прежними, рассчитанными по данным коротких (10-15 лет) гидрометрических рядов наблюдений (до 1975 г.) на притоках водосбора р. Ангары между Усть-Илимской и Богучанской плотинами.
Экспертиза проекта, гидрологического обоснования основных параметров гидроузла на их соответствие современным нормативно-правовым и нормативно-техническим требованиям в нарушении градостроительного законодательства не выполнялась.
Согласно СНиП 33-01-2003 «Гидротехнические сооружения. Основные положения» основные параметры ГТС первого класса ответственности и условий эксплуатации устанавливаются на основе расчетов безопасного пропуска стока половодий и паводков с максимальными расходами воды вероятностью превышения 0,1 % (повторяемостью 1 раз в 1000 лет) для основного случая и 0,01 % (повторяемостью 1 раз в 10000 лет) для поверочного случая.
Наши расчеты максимального стока в створе ГТС по СП 33-101-2003 на основе данных гидрологических наблюдений в створе БоГЭС в период эксплуатации Ангарского каскада ГЭС показали значительно большие величины максимального стока вероятностью превышения 0,1 % и 0,01 %, чем принятые в проекте Богучанской ГЭС.
Результаты расчетов сценариев пропуска половодий расчетных вероятностей превышения через Богучанский гидроузел по СНиП 33-01-2003 по модели критического гидрографа весеннего половодья показали, что принятые в проекте величины суммарной пропускной способности ГТС и емкости ежегодной сработки водохранилища не рассчитаны на пропуск таких величин максимальных расходов и объемов половодий:
– при пропуске половодья с максимальными расходами воды расчетной вероятностью превышения 0,1 % уровень воды в водохранилище превысит уровень форсировки 209.5 м. и достигнет гребня каменно-набросной плотины.
– при пропуске половодий с максимальными расходами воды расчетной вероятности превышения 0,01 % может произойти перелив воды через гребень каменно-набросной плотины с отметкой 212 м, который может привести к катастрофическому разрушению плотины.
Для обеспечения безопасного пропуска половодья через ГТС чрезвычайно важно знать прогноз боковой приточности в водохранилище, который в настоящее время невозможно обеспечить из-за полного отсутствия гидрометеорологических наблюдений на водосборе р. Ангары между Усть-Илимской и Богучанской плотинами и отсутствия учета стока р.Ангары в створе плотины.
Это свидетельствует об отсутствии управления режимами пропусков воды через ГТС Богучанской ГЭС, в том числе в периоды половодий, что чревато созданием чрезвычайных ситуаций.
На Богучанской ГЭС должны быть организованы лицензированные службы по обеспечению гидрологической безопасности ГТС, пропуску высоких половодий с учетом прогноза притока и организации гидрометеорологического мониторинга за запасами воды на водосборе, стока воды через ГТС, ледовой обстановки в нижнем бьефе на основе внедрения новейших наземных и дистанционных технологий.
Кроме того, учитывая опыт аварии Саяно-Шушенской ГЭС, при пропуске высоких половодий и паводков необходимо учитывать риски наступления следующих вероятных событий:
– полной остановки гидроагрегатов (для ремонта или аварийного вывода из строя);
– не открытия хотя бы одного из водопропускных отверстий: (заклинивание затворов, отказ подъемных устройств);
– снижения пропускной способности поверхностных водосбросов из-за их обледенения;
– снижения пропускной способности русла реки в нижнем бьефе из-за сложной ледовой обстановки;
– засорения пропускных отверстий льдом, торфяной крошкой и древесиной;
– сползания оползневого правобережного примыкания плотины с последующим засорением грунтом водосбросов.
А.М. Мартынова, С.Ю. Филиппова, Д.В. Мартынов,
Красноярский научный центр СО РАН, г. Красноярск