«Наука в Сибири» № 5-6 (2141-2142) 13 февраля 1998 г. ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ А.Суходолов, ИЭОПП СО РАН. г. Иркутск. (Продолжение. Начало в "НВС" N 3) Гидростроительство на Ангаре В 30-е гг. идея освоения гидроресурсов небольших рек отошла на второй план. В советской прессе появились статьи под заголовками "Страна АЕ", "Ангарстрой", "Большой Ангарстрой", посвященные освоению гидроэнергетических ресурсов крупных сибирских рек — Ангары и Енисея. В те годы начиналась социалистическая индустриализация, символами которой стали гигантские стройки страны: Днепрогэс, Волховстрой, Магнитка. Одновременно намечались планы развития производительных сил на востоке, в том числе возведение мощных ГЭС, прокладка в тайге невиданных по длине и мощности линий электропередач, строительство крупнейших металлургических заводов. Уже тогда в Восточной Сибири предполагали создать на базе дешевой электроэнергии мировой центр по выплавке алюминия. Под руководством академика И.Г.Александрова, в рамках Ангарского бюро, возобновляются широкомасштабные комплексные исследования природных ресурсов Приангарья, и в частности гидроресурсов Ангары. Вновь организуются гидрологические станции, закрывшиеся после революции. По заданию Госплана СССР Бюро разрабатывает схему комплексного использования Ангары. В этой работе принимают участие известные ученые и практики: эконом-географ профессор Н.Н.Колосовский, инженер-энергетик В.М.Малышев и др. Возможности гидроэнергетического строительства в Приангарье обсуждались на областных партийных конференциях и на заседаниях президиума Госплана СССР. В те годы предлагалось два проекта: "Малый Ангарстрой", предусматривающий создание нескольких гидроэлектростанций между Байкалом и Черемхово, и "Большой Ангарстрой", намечавший в отдаленной перспективе возведение мощных гидроэлектростанций в порожистой части реки, начиная от Братска и до устья Ангары. Идеи всех проектов были обобщены и представлены в докладе на Первой всесоюзной конференции по развитию производительных сил СССР (1932), рассмотревшей возможность строительства на Ангаре нескольких гидроэлектростанций: Байкальской, Бархатовской, Братской, Шаманской, Игреньской и Каменской. Впоследствии детальное изучение района между Иркутском и с. Бархатово заставило отказаться от сооружения Бархатовской ГЭС (202 км от истока). Вместо нее предлагалось строительство двух промежуточных ГЭС, Суховской и Тельминской. К середине 30-х гг. были подготовлены следующие основополагающие документы: - рабочая гипотеза комплексного использования Ангары; - предварительная схема освоения ее верхнего участка до Братска; - схематический проект первоочередной Байкальской (Иркутской) ГЭС; - технико-экономическая схема Братского энергопромышленного комплекса промышленных предприятий — потребителей электроэнергии. Перечисленные документы обосновывали строительство на Ангаре каскада электростанций с использованием на них перепада высот в 333 м (из имеющихся 380 м), а остальные 47 м намечалось оставить для водохранилища Енисейской ГЭС, которую предлагалось разместить ниже устья Ангары. Подпор водохранилища должен был доходить до нижней ступени Ангарского каскада — Богучанской ГЭС. Все эти предложения были рассмотрены и в целом одобрены экспертной комиссией Госплана СССР в 1936 г. Однако работы по реализации этих проектов так и не начались. Они возобновились только после Великой Отечественной войны. И уже в 1947 г. Конференция по развитию производительных сил Иркутской области рекомендовала правительству начать освоение гидроресурсов Ангары, развивая при этом на базе дешевой электроэнергии и местных источников сырья алюминиевую, химическую, горнорудную и другие энергоемкие отрасли. Было признано целесообразным возведение между Иркутском и Байкалом только одной большой ГЭС. Академик А.В.Винер, возражая сторонникам строительства на этом участке двух электростанций, сравнил верхнее течение Ангары с драгоценным алмазом, делить который на части расточительно. Всего на Ангаре предлагалось разместить шесть гидроэлектростанций с общей установленной мощностью до 14 ГВт и среднегодовой выработкой около 70 млрд кВт/ч электроэнергии (таблица). К реализации этих предложений приступили сразу после проведения конференции. Были выполнены дополнительные проектно-изыскательские работы и в 1949 г. подготовлено проектное задание, а еще через два года — технический проект строительства первенца Ангарского каскада — Иркутской ГЭС. Таблица Гидроэнергетические характеристики ГЭС Ангарского каскада, строительство которых предлагалось на конференции 1947г. Гидроэлектро- станция Расстояние от истока, км Напор ГЭС, м Площадь водохранилища, км2 Объем водохранилища, км3 Мощ- ность, МВт Полный Полезный Иркутская 65 31 200 (31500)* 2,5 (23000)* 46* 660 Суховская 108 12 63 0,4 0,06 400 Тельминская 147 12 91 0,4 0,03 400 Братская 697 106 5470 169 48 4500** Усть-Илимская 1008 88 1873 59 3 4320 Богучанская*** 1451 71 2336 58 2 4000 *С учетом площади и запаса воды оз.Байкал. **По первоначальному проекту — 3600 МВт. ***Гидроузел Богучанской ГЭС будет находиться за пределами Иркутской области Иркутская ГЭС Участок Ангары от Байкала до Иркутска привлекал гидростроителей еще в дореволюционный период. Он имел почти идеальную зарегулированность стока, благоприятные горно-геологические условия для строительства гидроузла и создания крупного водохранилища, использующего громадную площадь оз.Байкал. Наличие рядом крупного города с его промышленными предприятиями давало надежных потребителей электроэнергии, позволяло в короткие сроки создать мощную строительную базу для возведения ГЭС. К началу 50-х гг. был подготовлен технический проект на строительство Иркутской ГЭС мощностью 660 МВт (половина мощности всех электростанций плана ГОЭЛРО). Решение о ее сооружении было принято правительством в январе 1950 г., и уже через месяц в створе будущей ГЭС появились первые гидростроители. Возведение ГЭС началось в тяжелых условиях. Не хватало опытных специалистов, рабочих, механизмов, жилья. Не было опыта сооружения гидроузлов и, особенно, гравийно-песчаных плотин на подобных реках, в суровых климатических условиях, при высокой сейсмичности. До этого подобные плотины строились только в Японии, однако ангарских масштабов Япония не знала. Место для гидроузла выбрали в 65 км от оз.Байкал. Гравийно-песчаная плотина и здание гидроэлектростанции совмещенного типа имели общую длину 2,6 км и подняли уровень Ангары перед Иркутском на 28 м. Образовавшееся при этом водохранилище имело площадь 200 кв.км и объем воды 2,5 куб.км. На Иркутском гидроузле не предусмотрели сливную плотину, обязательную для многих ГЭС, поскольку Ангара в своем истоке зарегулирована Байкалом и имеет постоянный расход воды (около 2 тыс. кубометров/с). Для сброса больших объемов воды в здании гидроэлектростанции разместили особые регулируемые отверстия с возможной пропускной способностью 6 тыс. кубометров/с. В зоне затопления Иркутского водохранилища на берегах Ангары оказались 58 населенных пунктов, участок шоссейной дороги Иркутск-Листвянка и железнодорожная линия Иркутск — Михалево — Подорвиха — Байкал. Кроме того, вследствие сооружения плотины Иркутской ГЭС поднялся и уровень Байкала. Вдоль его побережья, в пониженных дельтовых речных участках, в зону затопления попало около 100 тыс. га земли, 127 населенных пунктов, из них 9 городских. Всего в период строительства Иркутской ГЭС было переселено 3,3 тыс. дворов (17 тыс. чел.). На новые места были перенесены промышленные предприятия, а взамен старых поселков возникли новые. Была проложена новая автодорога от Иркутска до пос.Листвянка, а также железная дорога из Иркутска по долине р.Олхи через перевал до Слюдянки. В мае 1951 г. был вынут первый ковш грунта из котлована будущей гидроэлектростанции. Вскоре к берегам Ангары пошел поток машин и механизмов со всей страны: уральские экскаваторы, минские самосвалы, харьковские турбины, новосибирские генераторы. В мае 1952 г. из г.Ангарска, с только что введенной в эксплуатацию ТЭЦ-1, к месту строительства протянули ЛЭП-220 — первую линию высокого напряжения в Восточной Сибири. В июне 1954 г. в фундамент здания ГЭС был уложен первый бетон. Спустя два года Ангару перекрыли. И уже в конце 1957 г. ввели в промышленную эксплуатацию первые энергоагрегаты мощностью 82,5 МВт. В сентябре 1958 г. досрочно пустили последний, восьмой, энергоагрегат. Иркутская ГЭС стала работать на полную проектную мощность с ежегодной выработкой 4,2 млрд кВт/ч электроэнергии. Народное хозяйство Приангарья получило самую дешевую в мире электроэнергию. Давняя мечта сибиряков о покорении могучей Ангары осуществилась. После строительства гидроэлектростанции уровень Байкала повысился почти на 1 м, он превратился в часть водохранилища с общим объемом воды 46,4 куб.км. Основная часть этого объема (99%) приходится на чашу озера. При этом Иркутское водохранилище (как и Братское) стало водохранилищем многолетнего регулирования, что дало возможность регулировать приток около половины стока Ангары в створы Братской и Усть-Илимской гидроэлектростанций. В начале 50-х годов, при проектировании ГЭС, инженеры Гидропроекта предлагали для повышения мощности всех гидроэлектростанций Ангарского каскада направленным взрывом создать проран в истоке Ангары. Дело в том, что объем ее стока и уровень сработки Иркутского водохранилища ограничивались уровнем дна реки в ее истоке. Это ограничение влияло на пропускную способность истока и, следовательно, на расход воды на Иркутской ГЭС, особенно при низких уровнях Байкала. Главный инженер сектора Ангары Московского отделения Гидропроекта Н.А.Григорович предложил создать в истоке реки (у Шаман-камня) проран глубиной 25 м, что позволяло дополнительно направить в Ангару около 120 куб.км/год воды и тем самым увеличить среднегодовую выработку электроэнергии на Иркутской и Братской ГЭС на 32 млрд кВт-ч. Однако эта идея вызвала протесты и осталась нереализованной. Иркутские ученые, писатели и общественные деятели опубликовали в октября 1958 г. открытое письмо-протест в "Литературной газете". Иркутская ГЭС была первой в каскаде запланированных гидроэлектростанций на Ангаре и первой крупной ГЭС в Восточной Сибири. Она стала своеобразной кузницей кадров. Гидростроители и энергетики, прошедшие здесь школу, впоследствии успешно трудились на других гидроэлектростанциях Сибири: Братской, Усть-Илимской, Красноярской, Хантайской, Саяно-Шушенской, Зейской. Братская ГЭС При подготовке проекта строительства второй ангарской ГЭС рассматривались три варианта размещения гидроузла: в Дубынинском, Братском и Падунском сужениях. Размещение плотины в Дубынинском сужении, в 45 км ниже Падунского порога, позволяло создать более крупное водохранилище, но требовало дополнительных подготовительных работ, увеличивало продолжительность строительства. Создание гидроузла на Братских порогах, выше существовавшего тогда железнодорожного моста магистрали Тайшет-Лена, довало возможность сохранить этот мост и часть прибрежного участка железной дороги, но также требовало значительных затрат из-за худших геологических условий створа. Падунское сужение, между мысом Пурсей и скалой Журавлиная грудь, расположенное в 30 км севернее старого Братска, оказалось наиболее подходящим. Сужение представляло собой почти 4-километровый участок реки, сжатый отвесными скалами. Оно было образовано вышедшей на поверхность мощной пластовой интрузией траппов. Здесь по узкому коридору, шириной менее 1 км, пробивался поток воды мощностью в 2,9 тыс. кубометров в сек. В 1949 г. в районе будущей ГЭС появилась экспедиция по изучению места ее створа. Через пять лет начались подготовительные работы, а в 1956 г. Совет Министров СССР утвердил проектное задание на строительство Братской ГЭС мощностью 3600 МВт (впоследствии мощность была доведена до 4500 МВт). Для обеспечения новостройки электроэнергией от Иркутской ГЭС к Братску проложили ЛЭП-220 протяженностью 628 км. К ноябрю 1957 г., раньше, чем предусматривали нормативные сроки, ее поставили под напряжение. В начале 1957 г., со льда, было перекрыто почти две трети правобережного участка реки. Перекрытие зимой позволило снизить себестоимость и на многие месяцы сократить сроки сооружения котлована первой очереди ГЭС. В марте 1959 г. уложили первый бетон в фундамент плотины. В июне 1959 г. началось перекрытие левобережного 110-метрового участка Ангары, и за рекордно короткий срок (19 дней) коллектив Братскгэсстроя направил стремительный поток многоводной Ангары через водосливные проемы бетонной плотины. В июне 1960 г. начали монтаж первого энергоагрегата, который уже к ноябрю 1961 г. был поставлен под промышленную нагрузку. Через пять с небольшим лет водохранилище наполнилось до проектной отметки и мощность ГЭС достигла 4,1 ГВт. При этом на выработку 1 кВт/ч электроэнергии расходовалось около 4 кубометров воды. В 1967 г. государственная комиссия приняла гидроэлектростанцию в эксплуатацию. В результате сооружения плотины вода Ангары поднялась на высоту 130 м и образовалось водохранилище площадью около 5,5 тыс.кв.км и с объемом воды 169,3 куб.км, или 1,85 годового стока Ангары в створе гидроэлектростанции. Подпор водохранилища распространился на 570 км по Ангаре, на 370 км по р.Оке и на 180 км по р.Ии. До создания Братской ГЭС в Сибири эксплуатировалось всего два крупных водохранилища: Иркутское на Ангаре и Новосибирское на Оби. Братское водохранилище стало крупнейшим искусственным водоемом мира. Оно превысило по величине Асуанское водохранилище на р.Нил и в то время было сопоставимо только с водохранилищем Кариба на р.Замбези в Южной Родезии. В зоне затопления рукотворного Братского моря оказалось 130 тыс. га сельскохозяйственных угодий, десятки колхозов, 16 тыс. сельских дворов, участок Ленской железной дороги и железнодорожный мост через р.Ангару. Из зоны водохранилища пришлось переносить 57 промышленных предприятий и 238 населенных пунктов, среди которых Братск, Заярск, Усть-Уда, Тельма, Балаганск, Нукуты, Тангуй и многие другие известные поселки Приангарья. Некоторые работы по перемещению проводились в городах Свирске и Усолье-Сибирском. В зоне затопления оказалось около 40 млн кубометров леса. Для его эффективной вывозки специалисты Гипролестранса предложили оригинальный способ. Часть заготовленной древесины была связана в плоты и оставлена на берегах. Подъем воды в водохранилище заставил всплыть плоты, а буксирные катера доставили их к местам потребления и складирования, в основном на Братский лесопромышленный комплекс. Одновременно с возведением гидроэлектростанции в районе была создана мощная строительная база, проложены сотни километров асфальтированных дорог, построены объекты социальной инфраструктуры и крупные промышленные предприятия, способные потреблять вырабатываемую электроэнергию. Братская ГЭС стала одной из крупнейших в мире. Ее мощность втрое превышает мощность электростанций, создание которых предусматривалось планом ГОЭЛРО. Одна ее турбина в 4 раза мощнее всех турбин Волховской ГЭС. По общей установленной мощности Братская ГЭС уступает только Красноярской и Саяно-Шушенской. Ежегодно на Братской ГЭС вырабатывается около 25 млрд кВт/ч электроэнергии — примерно столько же, сколько давали в свое время Куйбышевская и Сталинградская гидроэлектростанции вместе взятые. Усть-Илимская ГЭС Место для сооружения третьей гидроэлектростанции Ангарского каскада выбрали ниже устья р.Илим, в 250 км от Братска, возле Толстого Мыса. Первый десант к створу будущей ГЭС прибыл в декабре 1962 г. Строительство гидроузла началось в марте 1966 г. В феврале 1967 г. была перекрыта левобережная часть русла Ангары, а в августе 1969 г. — правобережная его часть. При сооружении гидроузла использовалась строительная база Братскгэсстроя. В эксплуатацию ГЭС сдали в 1974 г. По установленной мощности (4,3 ГВт) Усть-Илимская ГЭС сопоставима с Братской ГЭС, но превосходит ее по экономическим показателям. Объем водной массы Усть-Илимского водохранилища — 59 куб.км, площадь водной поверхности — 1,8 тыс. кв.км. Оно простирается в долине Ангары и ее притока — Илима. Протяженность Ангарского плеса — 302 км, Илимского залива — 299 км. Максимальная ширина водохранилища 10-12 км. Суховская и Тельминская ГЭС В середине 50-х годов разрабатывались проекты строительства на Ангаре еще двух гидроэлектростанций, установленной мощностью по 400 МВт каждая. Они должны были разместиться между Иркутской ГЭС и Братским водохранилищем: одна вблизи железнодорожной станции Суховская, другая — возле старинного сибирского села Тельма. Каждая гидроэлектростанция должна была иметь плотину с напором в 12 м. Это создало бы два водохранилища площадью 63 кв.км (Суховское) и 91 кв.км (Тельминское) с объемом воды по 0,4 куб.км, что обеспечило бы среднегодовую выработку электроэнергии до 1,6-1,9 млрд кВт-ч. Однако наличие крупных ангарских ГЭС и избыток электроэнергии в Приангарье сделали строительство данных ГЭС неактуальным, во всяком случае в среднесрочной перспективе. Мамаканская ГЭС В 50-е годы в Ленском золотопромышленном районе, на р.Мамакан (приток Витима), были начаты работы по возведению Мамаканской ГЭС мощностью 102 МВт со среднемноголетней выработкой электроэнергии 0,4 млрд кВт/ч. В январе 1957 г. приступили к строительству основных гидротехнических сооружений. В эксплуатацию ГЭС была введена в 1962 г. Она стала первой мощной гидроэлектростанцией, расположенной в бассейне р.Лены, на вечной мерзлоте. До ее строительства (с дореволюционного периода) здесь действовали только несколько небольших ГЭС, а в 1934 г. была построена Мамаканская тепловая электростанция. Электроэнергия Мамаканской ГЭС необходима для Ленского золотопромышленного и Мамско-Чуйского слюдяного районов. Ввод в действие этой ГЭС способствовал развитию здесь золотодобывающей и слюдяной промышленности, позволил пустить новые высокопроизводительные драги, экскаваторы и гидромониторы. Бодайбинский район получил достаточно устойчивое энергетическое обеспечение. Однако особенностью режима работы гидроэлектростанции является низкая обеспеченность стоком в зимний период. Тем не менее Мамаканская ГЭС играет важную роль в электроснабжении района, остаавясь основным источником электроэнергии даже после присоединения его к единой энергосистеме. Тельмамская ГЭС Эта ГЭС еще только строится. Она будет работать в одном каскаде сс Мамаканской ГЭСС и позволит увеличить суммарную выработку электроэнергии в Мамско-Бодайбинском горнопромышленном районе. Гидроузел сооружается на р.Мамакан, выше действующей Мамаканской ГЭС. Установленная мощность Тельмамской ГЭС — 420 МВт, среднемноголетняя выработка — 1,6 млрд кВт/ч. Работа в одном каскаде этих двух гидроэлектростанций увеличит коэффициент использования энергоресурсов р.Мамакан. (Продолжение следует). На снимке: Строительство плотины Усть-Илимской ГЭС. Лето 1965 г. Фото Э.Брюханенко. стр.