Современные комплексные гидроузлы

В России в 1913 г. действовали 78 гидростанций общей установленной мощностью 8,4 МВт, что составляло менее 1% суммарной мощности всех электростанций страны. В то же время в 10 наиболее развитых странах мира мощность ГЭС достигала 12000 МВт.

Самой крупной ГЭС России, построенной в 1910 г. на р.Мургаб, была Гиндукушская ГЭС мощностью 1,35 МВт. Она использовалась для электроснабжения маслобойного, хлопко-очистительного и мыловаренного императорского имения.

Начало современного развития гидроэнергетического строительства естественно отсчитывать от 20-х годов XX века. К этому времени гидроэнергетика становится существенным фактором экономики многих стран.

В Англии в 1926 году вышло правительственное постановление об электричестве, которое положило начало Национальной сети электроснабжения. Годовое число часов использования ГЭС к этому времени в Англии достигло 1000 часов, а к 1939 году - 2700 часов.

В эти годы одной из передовых стран в области гидроэнергетики становится Советская Россия. Английский историк техники Самюэль Лилли, поясняя, почему технически отсталая Россия достигла успехов в электрификации, писал: «Планирование - ключ к эффективности снабжения электроэнергией. Советский Союз с его плановым хозяйством оказался в особо выгодном положении, хотя ему пришлось начинать с крайне отсталой энергетики. И хотя Советскому Союзу предстояло пройти большой путь, чтобы догнать главные промышленные державы по потреблению электроэнергии на душу населения, тем не менее, достигнутые им в этом отношении успехи, нельзя не признать, поистине, поразительными: начав с 500 млн. кВт-ч в 1920 году, он выработал 4,2 млрд. кВт-ч в 1932 г. и 36.4 млрд. кВт-ч в 1937 году».

В этой фразе сконцентрирована оценка «Государственному плану электрификации России» (ГОЭЛРО), который был принят 22 декабря 1920 г. на Всероссийском съезде Советов. План ГОЭЛРО является образцом решения сложнейших политических, экономических, социальных и технологических проблем. Объединив идеи электрификации с наиболее передовыми направлениями развития промышленности, сельского хозяйства, транспорта, план ГОЭЛРО дал комплексную программу преобразования всей экономики, социально-бытовой сферы и культурной жизни страны.

План ГОЭЛРО исходил из глубочайшего научного анализа состояния и перспектив развития народного хозяйства России, региональных особенностей её энергетического потенциала, необходимости применения для решения конкретных производственных и бытовых задач только наиболее экономически эффективных решений с учётом прогнозных балансов спроса и предложения. В этом смысле он на многие десятилетия опередил появившиеся за рубежом только после II Мировой войны методы программно-целевого планирования и программирования.

Реализация плана ГОЭЛРО базировалась на государственной идеологии хозяйствования того времени, на планово-директивных методах управления и соответствующих рычагах реализации. Нельзя не отдать должное величайшему профессионализму и таланту энергетиков, которые его разрабатывали и реализовали.

В.И.Ленину и Г.М.Кржижановскому удалось привлечь лучшие интеллектуальные силы страны, организовать их работу. Люди, которые разрабатывали и претворяли в жизнь план ГОЭЛРО, были не только опытными политиками, блестящими учёными и инженерами. Они обладали, в современном понимании, менеджерским талантом, управленческим чутьём и сумели в крайне непростых условиях определить стратегию развития экономики, масштабы и методы её осуществления.

Они были великолепной, блестящей командой. Всего около 200 человек. Всех перечислить невозможно. Ведущие и выдающиеся из них - это Глеб Максимилианович Кржижановский, Генрих Осипович Графтио, Карл Адольфович Круг, Иван Гаврилович Александров, Михаил Андреевич Шателен, Григорий Дмитриевич Дубелир, Борис Иванович Угримов, Александр Григорьевич Коган, Евгений Яковлевич Шульгин, Александр Александрович Горев, Михаил Алексеевич Смирнов, Леонид Константинович Рамзин, Роберт Эдуардович Классон.

Эту команду называли мечтателями и фантазёрами. Их дело называли утопией и «электрификцией». Но именно они в итоге оказались правы.

Их главный тезис звучал: «сцепление отдельных электропередач в единую электрическую сеть страны, районных станций - в единый электрический механизм». В полной мере это было воплощено затем в Единой энергетической системе страны.

Последовательная реализация принципов, заложенных в план ГОЭЛРО, привела к своего рода «техническому чуду». Отсталая, тёмная - в прямом смысле слова - страна добилась фантастических успехов. В плане ГОЭЛРО был предусмотрен специальный раздел «В» по развитию гидроэлектроэнергетики «электрификация и водная энергия». Он состоял из двух основополагающих принципов:

«1. В первую очередь обратить внимание на установки исключительно выгодные как по естественным условиям, так и по возможному полному экономическому использованию».

«2. При проектировании сооружений скомбинировать использование гидротехнических сооружений для нескольких целей, чтобы стоимость могла быть разложена на ряд взаимно связанных предприятий (использование водной энергии со шлюзованием реки, орошение и т.п.)».

Эти принципы легли в основу комплексного использования водных ресурсов.

Здесь важно подчеркнуть заботу разработчиков плана об экономической и технической целесообразности при проектировании ГЭС. Особо заметим, что стоимость собственно ГЭС и стоимость других составляющих гидроэнергетического комплекса необходимо строго различать! Это ключ при экономическом сопоставлении вариантов строительства энергетических объектов.

План ГОЭЛРО был выполнен в начале 1931 года. Уже к 1935 году задания плана по всем основным параметрам были превышены более чем атвое и на этой основе, промышленное производство в стране увеличилось в 4 раза, добыча топливных ресурсов - более чем втрое, установленная мощность электростанций - в 6 раз, а производство электроэнергии на них - более чем в 10 раз.

К 1935 году вместо 30 предусмотренных электростанций было сооружено 40, из них 14 - мощностью более 100 МВт. Из общего числа электростанций было построено 10 крупных (для того времени) гидроэлектростанций общей мощностью 1,5 млн. кВт. В их числе Волховская и Бозсуйская ГЭС (1926 г.), Земо-Авчальская ГЭС на р.Куре (1927 г.), Кондопожская ГЭС в Карелии (1928 г.). Наиболее крупными достижениями того времени являются крупнейшая из предусмотренных планом Днепровская - Днепрогэс, проектная мощность 560 тыс. кВт, 1932 г., автор проекта И.Г.Александров, начальник строительства А.В.Винтер, главный инженер Б.Е.Веденеев, а также Нижнесвирская ГЭС, 1933 г., мощность 96 тыс. кВт, автор проекта и начальник строительства Г.О.Графтио, построенная на пластичных глинах, что является крупным инженерным достижением. Кроме ГЭС план ГОЭЛРО предусматривал строительство тепловых электростанций на угле и торфе (Каширская, Шатурская и др.).

Выполнение плана ГОЭЛРО и позволило России выйти в 1935 г. на выработку электроэнергии 26,8 млрд. кВт-ч, установленная мощность электростанций страны составляла 6,9 млн. кВт. План ГОЭЛРО был первой в мире государственной энергетической программой. Передовые страны Запада стали разрабатывать подобные планы лишь после энергетического кризиса 1973 г., который ознаменовал конец эры относительно дешевой энергии.

В тридцатые годы XX века стала складываться отечественная школа гидротехнического строительства и проектирования. Выдающуюся роль в ее становлении сыграли акад. И.Г.Александров (автор проекта Днепрогэс), акад. А.Н. Винтер и Б.Е. Веденеев (начальник и главный инженер строительства Днепрогэс), акад. Г.О. Графтио (главный инженер проекта, начальник и главный инженер строительства Волховской и Нижнесвирской ГЭС). Созданные еще в начале 20-х годов, к 1930-31 гг. окончательно формируются головные научно-исследовательские и проектные институты в области гидротехнического строительства - Гидроэнергопроект, ВНИИГ, ЭНИН. Проектный и научно-исследовательский институт Гидропроект возник позднее - в 1943 г. В I960 г. Гидроэнергопроект был присоединен к Гидропроекту.

Практически все гидроэлектростанции Советского Союза были запроектированы институтами Гидроэнергопроект и Гидропроект. Важная роль в создании Гидроэнергопроекта принадлежит акад. Б.Е.Веденееву. Первым директором и главным инженером института Гидропроект был акад. С.Я. Жук. Головной научно-исследовательский институт в области гидротехнического строительства ВНИИГ вырос из созданного еще в 1921 г. Научно-Мелиорационного института (первый директор акад. Г.К. Ризенкампф, автор проекта орошения Голодной степи). В нем сформировались отечественные научные школы в области гидравлики и теории фильтрации (акад. Н.Н.Павловский), теории сооружений (акад. Б.Г. Галеркин), теории бетона (проф. ГН.Маслов) и др.

Во время второй мировой войны гидроэнергетика Советского Союза сильно пострадала. Были разрушены пять (не считая мелких) ГЭС - Днепровская, Нижне-Свирская, Кегумская, Кондопожская, Баксанская - общей мощностью 780 МВт, на семи ГЭС было демонтировано оборудование общей мощностью 280 МВт. Восстановление было произведено в максимально короткие сроки - за 4-5 лет (1945-49 гг.).

Дальнейшее развитие гидроэнергетического строительства в СССР и России будет рассмотрено ниже. Здесь приведем только данные о динамике роста производства электрической энергии в Советском Союзе и производства электроэнергии в других странах мира в конце 80-х годов.

В различных климатических условиях потребность в энергии различна (в северных странах она больше). Тем не менее, имеются общемировые эмпирические закономерности. Так, в первые 70 лет XX века один процент роста энерговооруженности давал один процент роста ВНП (валового национального продукта). Продолжительность жизни людей находится в прямой зависимости от выработки электрической энергии на душу населения. К началу распада (1986 г.) СССР еще не достиг такой как в Норвегии выработки электроэнергии на душу населения и находился (между Австрией и Бельгией) на 14-ом месте в мире.

Уже отмечалось, что современные крупные гидротехнические сооружения, как правило, являются комплексными и решают несколько задач водного хозяйства. Как правило, ведущую роль в комплексных гидроузлах, возведенных в прошедший период, играло приоритетное использование водной энергии для получения электрической энергии. Это в определенной мере повлияло на природно-климатические условия регионов, в которых они возводились. К середине XX века выявился ряд негативных аспектов возведения крупных гидроузлов. Критика общественности в адрес гидростроителей потребовала более тщательной проработки и изучения экологических последствий гидротехнического строительства.

В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон, "Гидроэлектростанции", Красноярск, 2002г.