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:
- Обеспечение достаточного количества воды в реке Ахтуба и Волго-Ахтубинской пойме для выращивания сельско-хозяйственных культур и для потребления воды местными жителями.
- Остановка деградации и восстановление уникальных природных комплексов Волго-Ахтубинской поймы.
- Увеличение выработки Волжской ГЭС за счет отсутствия необходимости обводнительных попусков.
- Быстрое увеличение численности частиковых рыб за счет интенсивного воспроизводства и обеспечения нормального существования их во время зимовки.
- 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.
- Уменьшение площади заболоченной местности, а в следствие создание более благоприятных условий для рекреации населения.
Список литературы:
- 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.
- 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).
- 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.[schema type=»book» name=»ВОДОПРОПУСКНОЕ СООРУЖЕНИЕ В ЛЕВОБЕРЕЖНОМ ПРИМЫКАНИЕ ЗЕМЛЯНОЙ ПЛОТИНЫ ВОЛЖСКОЙ ГЭС ДЛЯ ОБВОДНЕНИЯ РЕКИ АХТУБА ИЗ ВОЛГОГРАДСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА» author=»Петрушин Михаил Владимирович» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-06-17″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.12.2014_12(09)» ebook=»yes» ]