Уявімо собі на хвилину, що в результаті землетрусу, теракту або інших причин зруйнується Іркутська ГЕС. Що буде, якщо «прорве» знамениту греблю. Які будуть наслідки такої трагедії? Давайте спробуємо відтворити таку ситуацію, спираючись на елементарні цифри. Але спочатку дізнаємося, що таке взагалі - гребля.
Гребля - це: гідродинамічні небезпечний об'єкт (МГО) - споруда або природне утворення, що створює різницю рівнів води до і після нього. До них відносять гідротехнічні споруди напірного типу і природні греблі. Особливістю таких споруд є утворення хвилі прориву при руйнуванні. Верхній б'єф - верхній рівень води і займане ним простір. Нижній б'єф - нижній рівень води. Гідротехнічні споруди напірного типу (ГЕС) - це греблі. створюють підйом і, отже, напір води, який потім використовується для обертання будь-яких механізмів: турбін, лопатей млинів і т.д. Вельми небезпечно руйнування гребель. У таких випадках вода з великої висоти і з величезною швидкістю рухається в нижній б'єф, заливаючи все на своєму шляху. У таких випадках діють два фактори: хвиля прориву і зона затоплення, кожен з яких має свою характеристику і для людей становить небезпеку.
Прорив гидродинамически небезпечних об'єктів
Прорив може статися через впливів сил природи (землетрусу, урагану, обвалу, зсуву), конструктивних дефектів, порушення правил експлуатації, впливу паводків, руйнування підстави, недостатності водоскидів, а у воєнний час - в результаті впливу засобів ураження. При прориві в греблі або іншому спорудженні утворюється проран, від розмірів якого залежать обсяг, швидкість падіння води і параметри хвилі прориву - основного вражаючого фактора цього виду аварій. Хвиля прориву утворюється при одночасному накладення двох процесів: падіння води з водосховища в нижній б'єф, що породжує хвилю, і різкого збільшення обсягу води в місці падіння, що викликає підйом і перетікання в низинні місця. Дія хвилі прориву на об'єкти подібно ударної хвилі повітряного ядерного вибуху, але відрізняється від нього в першу чергу тим, що головним впливає тілом (фактором) тут є вода. Прорив гребель призводить до затоплення місцевості і всього того, що на ній знаходиться. Тому будувати будь-які житлові або виробничі будівлі в цій зоні заборонено. Однак місцева влада нехтують цією вимогою, свідомо наражаючи на небезпеку людей. Хвиля прориву в своєму русі вздовж русла річки безперервно змінює висоту, швидкість руху, ширину і інші параметри. Тому вона має зони підйому і зони спаду. Передня частина рухається маси води називається фронтом хвилі прориву. Вона може бути дуже крутий (поблизу прорана) і відносно похилою - на значній відстані від нього.
Слідом за фронтом хвилі прориву висота води починає інтенсивно збільшуватися, досягаючи через деякий проміжок часу максимуму, що перевищує висоту берегів річки, в результаті чого і починається затоплення. Після припинення підйому рівнів по всій ширині потоку настає більш-менш тривалий період руху, близький до сталого. Він буде тим довший, чим більший об'єм водосховища - поки звідти вся вода витече. Останньою фазою утворення зони затоплення є спад рівнів. Після проходження хвилі прориву залишається перезволожений заплава і сильно деформований русло річки. Руйнівна дія хвилі прориву полягає головним чином в русі великих мас води з високою швидкістю і таранного дії всього того, що переміщається разом з водою (камені, дошки, колоди, різні конструкції). Висота і швидкість хвилі прориву залежать від гідрологічних і топографічних умов річки. Наприклад, для рівнинних районів швидкість хвилі прориву коливається від 5 до 50 км / год, а для гірських і передгірних місць має величину порядку 100 км / ч. Лісисті ділянки уповільнюють швидкість і зменшують висоту хвилі.
У вчених свої прогнози
- Довгий час нашим моніторингом пручалися наші енергетики. Але все-таки їх вдалося в кінцевому підсумку переконати в тому, що спостереження за греблею в плані сейсміки треба вести. Зараз там встановлено сейсмостанції, яких чотири, уздовж всієї греблі. Робилося спочатку чотири поздовжніх профілю - по верхньому б'єфу, потім по середній частині б'єфу - рівня греблі. потім планувалися датчики і по самому нижнього б'єфу - підошві греблі ...
Тут до нашої бесіди з професором Леві приєднується Євген Черних, старший науковий співробітник лабораторії загальної та інженерної сейсмології, який присвятив вивченню греблі ГЕС роки:
- Нам би хотілося знати, як гребля поведе себе при 5 або 10 балах землетрусу, і які можуть бути наслідки, якщо що-небудь там в ній порушиться? - цікавлюся ненав'язливо.
Наприклад, якщо на середньому Байкалі, в районі Ольхона, відбудеться тряска в 8 балів, то тут будуть такі ось прискорення. Швидкість води, зміщення пластів і прискорення - ось з якими параметрами ми працюємо. Для експлуатаційників важливий такий параметр як прискорення. Тому ми прагнемо набрати статистики зрушень і зробити відповідний прогноз. Основна зворотний частота гідроагрегатів Іркутської ГЕС 1,39 Герц. Ці низькочастотні вібрації реєструються по всій території Іркутська і вносять свій відтінок на всю повсякденне життя.
Коротка пам'ятка терористам
- Наскільки знаємо, проектувально гребля була побудована навіть під пряме попадання бомби ...
- У 1960-і роки, коли ми готувалися до атомної війни, дійсно будувалися моделі потужності. Враховувалося її раптове і різке руйнування і те, яка хвиля цунамі впаде на місто Іркутськ, - знову вступає в розмову Кирило Леві. - А оскільки 30 метрів висоти для каскаду вод велика, то нижня частина міста просто тут же зникає з лиця землі. Але такого миттєвого раптового руйнування зараз передбачити просто неможливо. Ну, промиє десь греблю. але ж не відразу ж її розірве. Річка її буде промивати потихеньку, текти собі бурхливим потоком. Вода до того ж фільтрується в своїх бічних частинах - по насипної частини. Змінюються якось і умови водообміну. Та й самі-то енергетики за нею стежать. Так, вони свердлять свердловини, особливо взимку, прямо в тіло греблі - червоні стовпчики вздовж дороги. Вони контролюють її стан.
Аукаться буде за тисячу км
- Для того щоб її підірвати або просто істотну дірку виконати - потрібен цілий вантажівка вибухівки. Взагалі, гребля розділена на чотири секції. Правобережна частина, лівобережна ... земляна гребель. І найважливіша - руслових частина, що складається з заливних бетонних блоків, - доповнює шефа Євген Черних.
- Взагалі, там, де ми живемо, лежить товста - від 200 км - земна плита, а по ту, бурятську сторону, земля має товщину лише в 150 км. Під самим Байкалом - лише 60 км прямо до рівня пластичної мантії, - знову вступає в розмову Кирило Леві. - Тому той, східний берег тікає, відтягали ... а цей більш-менш стабільно стоїть. А рветься щось всередині Байкалу якраз!
Інша справа, що по Ангарі якраз йде і перетинає частина Байкалу Ангарський самий розлом. Він являє собою інтерес особливий, тому що він виявляється волноводом для хвиль при землетрусах поблизу цього розлому. Тому що іноді невелику тряску відчувають аж в Черемхово і навіть в Нижнеудинске. Тому що уздовж нього хвиля біжить. Для ГЕС ж теж небезпечно. Коли ж у нас стали свердлити свердловини під Новий Ангарський міст, то виявили там велику кількість тріщин в корінних породах, зсувів в земній рихлятіне, тоді почали турбуватися за загальний рівень грунту по всій акваторії річки. Але в самій-то греблі все стабільно. Геологічне середовище адже змінюється дуже повільно. Це кілька наших життів треба, щоб помітити те, що там сталося. Майбутнє наше залежить від того, як грамотно спроектовано спорудження будь-ГЕС. Якщо ви подивіться уважно на Братську ГЕС і на відпрацювання цієї ГЕС з 72 припливних вод, отож, з тих самих пір вона пережила кілька підйомів рівнів води і різких же спусків рівнів води. Це 11-річний сонячний цикл, на який ще накладаються і щорічні піврічні техногенні цикли перепадів вод, гребля і сам водозбірник вписався там в природну ритміку. Ось якщо ж він не впишеться, то він буде раптово стертий.
Бруд страшніше земної тряски
І найголовніша біда такої греблі. як наша, в тому, що, коли їх експлуатують, дуже активно розвиваються екзогенні процеси на берегах. І самі водойми починають замулюватися і не приймати той обсяг води, на який вони були розраховані. Чому європейські гідроспоруди регулярно чистять свої водозбірники? Навіщо плавучі машини вигрібають весь бруд звідти? Інакше потужність ГЕС падає, вона просто стає нерентабельною. У нас поки такого немає, хоча треба сказати, що на Іркутськом водосховище берегова зона вже дуже сильно перероблена. Зсуви на берегах дуже багато застійної бруду зносять в річку Ангару. І це факт.
До сих пір не враховується те, скільки шкоди завдає ту чи іншу гідротехнічна споруда. Екзогенна геологія тут починає гуляти, як хоче. Знищуються орні землі, що і сталося тут, особливо в Братському районі. Поголів'я рибного спільноти зменшується. Погіршуються умови їх життя тут - і вони не можуть метати ікру тут. Втрати дуже високі.
Енергетик проти монополій
Віктор Митрофанович Боровський довгі роки керував Іркутськенерго і не з чуток знає про проблеми запуску нових турбін, розморожування міста і подорожчання електроенергії в наш час.
- Нам треба будувати і нові холодні водозабори для ТЕЦ. А за новими законами, воду з Ангари вже не візьмеш. Зараз ми її беремо для пиття - але це неправильно: воду треба шукати під землею. Це дуже болюча тема. І коли мене запросили в Громадську палату міста Іркутська, я вивчив схему теплопостачання у зв'язку з розвитком міста. Подивився Генплан і побачив, що відбувається закриття електрокотелень. Через два-три роки вони повинні бути закриті всі. Тому вже в цю зиму Ново-Іркутська ТЕЦ працює без резерву. А якщо аварія? Що тоді?
Адже якщо станеться великий прорив, на його ліквідацію потрібні добу при мінус 20 градусах і нижче. Ми змушені будемо у половини міста злити воду з батарей, щоб вони не лопнули. Але бувають аварії, які вимагають двох і більше доби для ліквідації наслідків. Саме електрокотельні давали за радянських часів можливість не заморозити місто зовсім. Закриваючи їх, ми своїми руками створюємо аварійну ситуацію. Іркутськенерго задумало вирішити питання електропостачання закриттям електрокотелень. Зайві потужності ГЕС пішли на п'яту чергу Шелехівського алюмінієвого заводу. Іркутськ виявився в дефіциті електрики. Для мене, як для вчорашнього енергетика і глави Іркутськенерго, ця ситуація дуже дивна. Природно, я б запропонував ввести пару турбін. Повинні бути додаткові енергетичні потужності ГЕС. Але акціонери вкладати в це гроші не стали, вирішивши це за рахунок безпеки.
Михайло л Юровський