Гидротехнические сооружения Нижнесвирской гидроэлектрической силовой установки. Дмитриевский В.И. 1934

Гидротехнические сооружения Нижнесвирской гидроэлектрической силовой установки
Дмитриевский В.И.
Издание Свирьстроя. Ленинград. 1934
150 страниц
Гидротехнические сооружения Нижнесвирской гидроэлектрической силовой установки. Дмитриевский В.И. 1934
Содержание: 

Введение:
1. Роль водного хозяйства в жизни страны
2. Гидроэнергетические ресурсы Союза ССР
3. Краткая историческая справка и будущее гидроэлектростроительства СССР

Глава первая. Схема использования р. Свири

Глава вторая. Гидрологические и гидрометрические условия р. Свири в районе Нижнесвирской гидроэлектрической установки

Глава третья. Геотехнические свойства основания сооружений Нижнесвирской гидроэлектрической установки
1. Гидрогеологические условия р. Свири
2. Физико-механические свойства грунтов установки; данные полевых и лабораторных наблюдений

Глава четвертая. Схема и выбор места расположения Нижнесвирской гидроэлектрической установки. Проект сооружений
1. Гидротехнические сооружения, входящие в состав установки
2. Схема и выбор места установки
3. Основные положения проектирования, как комплекс специальных геологических и гидрогеологических условий района гидроустановки
4. Плотина
а) Выбор типа основания плотины: история вариантов, союзная и иностранная экспертизы
б) Окончательное установление типа основания; подземный контур
в) Расчетная схема учета противодавления воды под плотиной; меры к его уменьшению, дренажная система
г) Расчет устойчивости плотины на сдвиг; принятый коэффициент запаса
д) Конструкция конура
е) Разрезка плотины по её длине сквозными (до основания) швами
ж) Пропускная способность плотины, разбивка отверстий и выбор типа отверстий
5. Здание силовой станции
а) Подводная часть здания станции, понур и упор
б) Сборный каркас здания силовой станции
6. Судоходные устройства: шлюз и подходные каналы
а) Особенности проекта тела шлюза
б) Подходные каналы шлюза
7. Правобережная дамба, диафрагма между зданием силовой станции и шлюзом. Левобережная дамба
а) Правобережная дамба
б) Левобережная дамба
в) Водонепроницаемая диафрагма между зданием силовой станции и шлюзом
г) Укрепление левого берега ниже станции
8. Детали различных уплотнений в массивах плотины, здания силовой станции и судоходного шлюза

Глава пятая. Осуществление сооружений
1. Технические осложнения работ: оползни, монтаж агрегатов в наклонном положении
2. Эксплоатация силовой станции при незаконченной правой части плотины, изменение типа вспомогательных сооружении — перемычки 2-ой очереди
3. Трещины на возведенных сооружениях

Заключение. Необходимость в наблюдениях за работой сооружений при эксплоатации станции. Установленные для этой цели приборы на сооружениях гидроустановки

ИСТОЧНИКИ:

1. Личные заметки автора при проектировании и наблюдении за возведением свирских сооружений
2. Материалы совещаний у Главного инженера Свирского Строительства.
3. Пояснительные записки проекта.
4. Материалы советской экспертизы.
5. Материалы иностранных экспертиз.
6. Материалы лабораторий, выполнявших задания Свирского Строительства.
7. Печатные статьи сотрудников Свирского Строительства: проф. В.М. Тимофеева, проф. В.Н. Вальмана, инж. А.И. Никольского (см. Бюллетень строительства № 1), инж. И.В. Зыкова (Журнал „Гидротехническое строительство“ 1933 г.), проф. Вс. М. Родевича (доклад Центр. Электротехн. Совету) и технический отчет Свирьстроя 1931 года.

„Нет таких крепостей, которых большевики не могли бы взять“!
СТАЛИН

1. Роль водного хозяйства в жизни страны

Водное хозяйство вообще играет серьезную роль в жизни любой страны, а для Советского союза, насчитывающего до 300 000 км протяжения рек большой многоводности и значительного падения, при неисчерпаемых объемах внутренних водоемов (озер, водохранилищ), эта роль должна быть особо выделена.

К воде должны предъявляться и предъявляются требования со стороны всех без исключения отраслей народного хозяйства: энергетики, промышленности, транспорта, сельского хозяйства и т. д., или, вернее сказать, предъявляются совместные требования энергетики, промышленности, транспорта и сельского хозяйства, так как наиболее правильное и рациональное использование водных ресурсов — использование комплексное.

Электрическая энергия, получаемая в результате использования силы водного потока, является наиболее дешевым видом энергии, а сосредоточение в руках единого хозяина — государства и самых запасов гидроэлектрической энергии и пользующихся этой энергией: промышленности, транспорта, сельского хозяйства, — даёт возможность в полной мере решать вопросы комплексно. Энергетическая база в развитии народного хозяйства есть „начало организующее и определяющее“, и ведущая роль электрификации в общем развитии социалистического строительства сохраняет ведущую роль и за гидроэнергетикой в водном хозяйстве.

Чрезвычайные успехи электротехники за последние годы, давшие возможность передавать электроэнергию на большие расстояния, создание кольцевых сетей с большим напряжением тока, концентрированная промышленность [Вспомним слова И. В. Сталина: „Мы — страна самой концентрированной и промышленности. Это значит, что мы можем строить нашу промышленность на основе лучшей техники и обеспечивать благодаря этому невиданную производительность труда, невиданный темп накопления“.] и одновременно развитое плановое хозяйство Союза, каковое может быть правильно организовано только при социалистическом строе, — раскрывают в деле индустриализации страны перед гидроэнергетикой широчайшие горизонты, ибо последняя работает на неиссякаемых водных запасах, заменяющих, а следовательно, и сохраняющих миллионы тонн драгоценного топлива: угля, нефти и т. д.

Проблемы водного транспорта, создание новых и реконструкция существующих водных путей могут быть выполнены главным образом посредством осуществления крупных мероприятий, и в этом случае естественно решение транспортных задач — не обособленное, а, наоборот, в сочетании с энергетикой и другими отраслями народного хозяйства.

Равным образом задачи сельского хозяйства: хлопководство, рисосеяние, разведение новых культур, водоснабжение совхозов и колхозов и т. д., не могут и не должны осуществляться односторонне без связи с вопросами энергетики.

На базе гидроэнергетики создаются крупные комбинаты индустрии, примером чего может служить одна из крупнейших гидроэлектрических установок в мире —  наш „Днепрострой“, являющийся базой строющихся грандиозных промышленных предприятий, машиностроительных, металлургических, химических производств, питаемых энергией Днепровской гидроэлектрической установки.

На далеком Севере, на Кольском полуострове строятся гидростанции на р. Ниве и на р. Туломе — базы культуры и колонизации края, погружаемого больше, чем на полгода, в мрак сплошной ночи.

Таким образом гидротехнические сооружения, возводимые при утилизации водной энергии и составляющие в целом гидроэлектрическую, установку во многих случаях одновременно могут быть использованы:

1) для получения электроэнергии — задачи энергетики и промышленности,
2) для улучшения судоходных условий реки — задачи транспорта,
3) для орошения прилегающих местностей — задачи ирригации, сельского хозяйства,
4) для водоснабжения и т. д.

Действительно, любой достаточно большой водный поток по причине многообразного значения воды в хозяйстве района, по которому проходит этот поток, при устройстве на нем гидроэлектрической станции создаёт возможность к целому ряду новых хозяйственных мероприятий в различных направлениях. Совершенно очевидно, что созданные плотинами гидростанций подпоры и образованные в целях обеспечения нужными расходами воды водохранилища изменяют естественный режим реки, и при правильном проектировании дают более глубокое и полное использование реки, и как водного сообщения, и как источника орошения и водоснабжения, не говоря уже об электрической энергии, получаемой от реки для промышленных предприятий.

Отсюда видно, что комбинирование этих комплексных возможностей даёт в руки социалистического государства могучий рычаг для ускорения индустриализации страны, быстрой колонизации новых районов с использованием нетронутых природных богатств посредством электрифицированной техники. Если же принять во внимание еще и то, что запасы водных сил в нашем Союзе составляют, примерно, 10% от всего мирового запаса, то ещё более станет ясна могучая роль гидроэнергетики для нашей страны.

2. Гидроэнергетические ресурсы Союза ССР

Работа по приведению в известность водных запасов Союза, так называемое составление водного кадастра СССР, ещё не закончена, и поэтому пока точных цифр о наших водных богатствах привести нельзя.

Общий запас наших гидроресурсов может быть охарактеризован цифрой порядка 200 млн. киловатт. Географическое распределение мощности учтенных до сего времени рек Союза представляется так:

Первый — азиатский — район с запасами мощностью до 170 млн. квт, т. е. 85% общей потенциальной мощности рек Союза.

Эта территория (заключающая среднеазиатские республики, Западно- и Восточносибирский края, Казахстан, Якутию и Дальневосточный край) представляет собой массив, исключительный не только по своей гидравлической мощности, но исключительный и по содержанию других природных богатств — рудных, лесных, топливных, сельскохозяйственных. Этот массив — экономико-географический комплекс мирового значения и ценности.

Второй район — европейский — с мощностью в 30 млн. квт, т. е. до 15% общей мощности, делится на две части: южную, состоящую из Северокавказского края, Закавказской Федерации и Дагестана — при 8%-ной мощности всех рек Союза, и северную часть — с отдельными вкраплениями по республикам Европейской части Союза; при этом на Ленинградскую область и Карелию приходится—1,3%, Урал— 1,1%. Северный край—1% всей мощности.

Из цифры общей мощности в 200 млн. квт для эффективной мощности можно принять одну треть всех гидроэнергетических ресурсов Союза — 65 млн. квт.

Если сравнить это количество с эффективными запасами других стран мира, то нужно признать, что нашему Союзу здесь принадлежит бесспорно первое место, что и видно из следующих данных по эффективной мощности для иностранных государств *.

Наименование государств Эффективные водные запасы в млн. квт. % использования
1 СССР 65,0 1,0 **
2 САСШ 48,0 23,0
3 Канада 20,3 28,0
4 Норвегия 9,0 14,0
5 Франция 8,1 16,0
6 Швеция 7,1 13,9
7 Италия 6,3 17,0
8 Япония 6,2 64,0
9 Германия 4,4 25,0
10 Испания 4,4 21,0
11 Швейцария 3,0 36,0
12 Великобритания 0,6 33,3

* Данные взяты из журнала „Electrotechnische Zeitschrift“ № 50, 1930 г. и из опубликованных материалов Госплана СССР.

** Этот процент к концу второго пятилетия в связи с наметенными новыми гидростанциям возрастёт ориентировочно до 10%.

3. Краткая историческая справка и будущее гидроэлектростроительства СССР.

В старой дореволюционной России лишь отдельные виды водного хозяйства имели некоторую и, нужно сказать, совершенно недостаточную заботу со стороны соответствующих ведомств: таковы — водно-земельные мелиорации б. Министерства земледелия, водные пути б. Министерства путей сообщения, порты б. Министерства торговли. 

Что касается утилизации водной энергии, то она не имела вообще никакого ведомственного пристанища. Несмотря на наличие мощных водных ресурсов, в дореволюционной России было не более десятка гидростанций самой незначительной мощности.

Очень показательно, например, то обстоятельство, что даже топливные затруднения, испытываемые тогда старым Петербургом с его промышленностью (петербургская промышленность работала на привозном английском угле и бакинской нефти), не могли принудить начать использование энергии р. Волхова, не говоря уже об осуществлении еще более мощных, вполне разрешающих топливный кризис, гидроэлектрических станций на р. Свири.

Правда, в 1917 г. б. Министерством путей сообщения был составлен план строительства новых водных путей и использования водной энергии на ближайшие 7 лет, но этот план ни в какой мере не может быть сравним с планами нашего Союза. В старой России центр тяжести водного хозяйства лежал в выполнении исключительно транспортных задач, да и то в самое последнее время; ранее транспортные вопросы разрешались главным образом постройкой дорогих железных дорог. Пропускная способность и стоимость перевозки по этим дорогам безусловно находилась в таком же несоответствии с размерами государства, как находилась бы кровеносная система кролика в могучем теле слона. К этому, вполне очевидному выводу, дореволюционная Россия пришла слишком поздно — и за разрешение задачи взялась слишком односторонне.

Просматривая программу 1917 г., мы встречаем и шлюзование р. Волхова, и р. Свири, и р. Днепра с указанием на возможность использования водной энергии, но в масштабах очень небольших, не затрагивающих многих сторон народного хозяйства, т. е. совсем не так, как это осуществлено и осуществляется Советским Союзом.

Лишь твердая, не знающая никаких преград воля пролетариата могла, поставив вопросы совершенно по-новому, приступить и осуществить великие работы по поднятию производительных сил Союза и развитию мощного социалистического государства. По инициативе В. И. Ленина в 1920 г. была организована под председательством академика Г. М. Кржижановского Государственная Комиссия по электрификации России (ГОЭЛРО), которая разработала план переустройства всего народного хозяйства нашего Союза на новой энергетической базе — на базе электрификации промышленности, транспорта и сельского хозяйства.

Этот план был утвержден X Всероссийским Съездом Советов в конце 1921 г. В докладе Г. М. Кржижановского XV съезду ВКП(б) в декабре 1927 года мы читаем:

„в результате IX партийного съезда в 1920 г. была составлена программа — генеральный план всего нашего народного хозяйства, широко известный под именем плана электрификации, плана ГОЭЛРО.

Эту программу очень ценил Владимир Ильич. Он считал ее началом второй программы партии. По плану ГОЭЛРО намечалось строительство 30 районных станций; предполагалось, что на это мы в десятилетний или пятнадцатилетний срок должны будем затратить около 1,2 миллиарда рублей. Мы гордимся тем, что твердо и неуклонно выполняем ленинский план электрификации. С 1921 г. еще в период величайшего развала, в период, когда каждая копейка была дорога, мы всеми силами поддерживали наше строительство. Теперь мы имеем возможность заявить твёрдо и определённо, что мы не только его выполним, но выполним с превышением. К декабрю 1931 г. общая мощность районных станций со станциями-комбинатами будет 2 миллиона 141 тысяча квт“.

Это было сказано в конце 1927 г., теперь же мы имеем свыше пяти миллионов киловатт против 600 тыс. квт на конец 1928 г. — начала первой пятилетки.

На долю гидроэнергетики в настоящее время приходится общая мощность гидроэлектростанций в 1 млн. квт, что, конечно, ещё очень и очень невелико по сравнению с эффективными запасами Союза и той острой нуждой в дешёвой электроэнергии, которую испытывает наше хозяйство.

Задачи второй пятилетки — максимально удовлетворить потребности нашего строительства в дешевой электрической энергии, увеличить размеры гидроэлектростроительства при возможно большем сокращении сроков возведения гидроэлектростанций — фабрик дешевой электроэнергии. Электричество совершает революцию в области работ с машинами, „электричество вооружает силовую часть машины и действует, как регулирующий и решающий механизм“ (слова Г. М. Кржижановского).

Во втором пятилетии СССР должна превратится в технико-экономически независимую страну и самое передовое в техническом отношении государство в Европе.

В старое время в России общая мощность гидроустановок определялась в несколько тысяч киловатт. В течение 1917—1919 г.г. никаких строительных работ в области гидроэнергетики не велось — все было брошено на защиту Революции, и лишь с 1920 г., когда гражданская война, правда, окончательно не прекращаясь, несколько ослабела, мы приступили к исполнению великих замыслов. С 1920 г. по 1930 г. общая мощность гидростанций возросла до 100 тыс. квт, с 1930 г. по 1932 г. до 800 тыс. квт, и, наконец, в 1933 году — свыше 1 млн. квт. Одновременно в связи с энергетикой были разрешены и другие задачи народного хозяйства: промышленности, транспорта и сельского хозяйства.

В число работ плана первого пятилетия входила постройка нижней гидростанции на р. Свири, предрешенная постановлением СТО от 27 мая 1927 года. Сооружение этой станции полностью отвечало основным принципам планового хозяйства, обеспечивая не только нормальный рост потребления дешёвой электроэнергии Ленинградским районом на ближайшие годы, но обеспечивая и коренную реконструкцию энергетического баланса ленинградского электрического хозяйства, так как при работе Нижнесвирской гидростанции полной мощностью почти вся потребная г. Ленинграду электроэнергия будет вырабатываться на местном топливе (торфе) и на гидроэлектрических установках (р. Волхов и р. Свирь).

Наконец, значение свирских гидростанций не ограничивается только сказанным: органически связанное с постройкой гидростанций шлюзование р. Свири коренным образом улучшает условия судоходства на этом чрезвычайно важном участке Волго-Балтийской и Беломорско-Балтийской водных магистралей и тем самым открывает широчайшие горизонты для дальнейшей эволюции судоходства на этих путях.

Вступившая 19 декабря 1933 года в эксплоатацию Нижнесвирская гидроэлектрическая установка представляет собой узел гидротехнических сооружений, осуществленных впервые в мире на таких слабых по своей несущей способности грунтах, как свирские и для такого напора, как напор Нижнесвирской установки.

Проектирование и осуществление сооружений этой гидроустановки не является эпизодом, а представляет целую главу в истории гидротехники.

Неимоверные трудности в создании и осуществлении надежных сооружений этой гидростанции заставили работать и в то же время учиться инженеров Союза и создали для нашего Союза целую школу инженеров, умеющих проектировать и инженеров, техников и квалифицированных рабочих, умеющих строить гидротехнические сооружения в условиях, напоминающих или аналогичных свирским.

О том, как создавалась Нижнесвирская гидроустановка, как по мере выяснения данных менялась инженерная мысль, как развивалась инициатива инженеров — гидротехников, ибо, что ни шаг, то требовалось творчество, а не применение обычных в технике способов, о том, как построены гидротехнические сооружения гидроустановки и как следовало бы для некоторых деталей, уже осуществленных, дать другое более оправдываемое решение, и будет итти речь в данной книге.

Эта работа затрагивает лишь основные моменты возведения гидротехнических сооружений гидроустановки и часто в самом общем виде в предположении выпуска в недалеком будущем отдельных статей по специальным вопросам проектирования и постройки этой гидростанции.

поддержать Totalarch

Добавить комментарий

CAPTCHA
Подтвердите, что вы не спамер