Чиркейская ГЭС — самая высокая арочная плотина в России

Чиркейская ГЭС расположена в горном ущелье республики Дагестан. С одной стороны плотины водохранилище площадью более 42 км2, с другой — Сулакский каньон, самый глубокий в Европе. Сулакский каньон на на 63 метра глубже Большого каньона в США, но в районе Чиркейского ущелья глубина всего 200 метров.

Сверху плотина Чиркейской ГЭС выглядит как арка, которая углублена в водохранилище. А сбоку похожа на огромный клин, который втиснут между двух гор — верхняя часть шириной 338 м сужается внизу до 12-15 м. Высота этой плотины 232,5 м, она вторая по высоте в РФ и самая высокая среди российских плотин арочного типа.

Фотографии и текст Славы Степанова

Плотина Чиркейской ГЭС выполнена по арочной технологии — изогнутая стена выдаётся в водохранилище и упирается в крутые склоны ущелья. Всего бывает 4 вида плотин:

Гравитационные. Это массивные конструкции, которые удерживают воду за счет своего веса. Обычно их делают из бетона или камня, а поперечный профиль похож на треугольник — с вертикальной стеной со стороны водохранилища и наклонный со стороны нижнего бьефа. Это самый распространённый вид плотин — такие используют на Красноярской, Братской, Волжской и других ГЭС.

Контрфорсные. Конструкция сделана наклонно и подпирается второй стеной или контрфорсными элементами, которые передают давление на основание плотины. По такому принципу построена Зейская ГЭС.

Арочно-гравитационные. В них давление передается одновременно на стены каньона и основание плотины. Обычно такую конструкцию используют при высоте плотины более 100 м. Примеры — Саяно-Шушенская и Богучанская ГЭС.

Арочные. Изогнуты выпуклой частью в сторону водохранилища, поэтому давление воды перераспределяется с центра на берега.

Склоны Чиркейского ущелья подходили для использования арочной конструкции, поэтому инженеры выбрали именно эту конструкцию.

2. Впервые о появлении ГЭС в ущелье заговорили в 1930 году — тогда здесь провели первые изыскания и проектные разработки. Чтобы проверить несущие свойства породы, прошли шахту на глубину 61 м и пробили штольню длиной 27 м прямо под руслом реки. Оказалось, что у горных пород высокая прочность и водонепроницаемость — то есть плотину строить можно. Но на бортах ущелья была порода с глубокими трещинами, поэтому многие специалисты предлагали искать другое место.

3. В первом проекте предлагали построить арочно-гравитационную плотину. Проект отклонили и идею ГЭС отложили на 15 лет. Новый проект утвердили только в 1967 году — в нём фигурировала именно арочная плотина. Но и этот проект не был окончательным — во время строительства в него несколько раз вносили изменения. Уже после старта работ в ущелье произошёл обвал — и пришлось срочно корректировать конструкцию гидроузла и технологию строительства.

4. Район Чиркейского ущелья считается не слишком стабильным в плане сейсмической устойчивости. По 12-ти бальной шкале MSK-64 эту территорию относят к 9 баллу — с опустошительной силой землетрясений. В классификации это обозначается как «Сильное повреждение и разрушение каменных домов. Старые деревянные дома кривятся». Именно такое землетрясение произошло в 1970 году, когда строительство уже шло полным ходом. Были масштабные оползни, уровень воды поднялся, но перемычка котлована удержала волну, а излишки ушли через строительный тоннель.нения. Уже после старта работ в ущелье произошёл обвал — и пришлось срочно корректировать конструкцию гидроузла и технологию строительства.

5. Ширина дороги на плотине всего 6 метров, а внизу основание расширяется до 30 метров. Конструкция поделена на 18 вертикальных секций, крайние уходят глубоко в скалы ущелья. В правый берег плотина врезается на 10-15 метров, в левый — до 50 метров.

6. Чиркейская ГЭС — самая мощная не только в Дагестане, но и на всём Северном Кавказе. Это верхняя ступень Сулакского каскада ГЭС, в котором работают 7 гидроэлектростанций.

7. Установленная мощность Чиркейской ГЭС 1000 МВт, в год станция вырабатывает в среднем 2430 млн кВт*ч. ГЭС покрывает пиковую часть графика электрической нагрузки Объединённой энергосистемы Юга. Если на местных ТЭЦ выходят из строя блоки — она позволяет быстро заместить недостающую мощность. Кроме того, именно от её работы зависит производительность остальных ГЭС Сулакского каскада.

8. В верхней части плотины установлены водоприёмники, по которым вода поступает на 4 турбинных водовода в низовой части. Водоводы сделаны из железобетона с толщиной стенки 1,5 м, внутри — стальная оболочка. Диаметр каждого водовода 5,5 м, средняя длина — 220 м.

9. Мировое энергетическое сообщество оценило изящную постройку — из-за соотношения высоты и ширины Чиркейскую ГЭС считают самой стройной плотиной в мире.

10. В Чиркейской ГЭС применили несколько уникальных решений. Например, расположили отсасывающие трубы двумя ярусами, агрегаты — двумя рядами, а трансформаторы и распределительные устройства — на перекрытии машинного зала. Это сделали из-за того, что стандартное машинное отделение не получалось разместить в узкой части ущелья. В итоге ширину машинного отделения уменьшили в 2 раза.

11. В России всего три арочных плотины — Чиркейская, Миатлинская и Гунибская. Все они расположены в Дагестане.

12. Плотина состоит из верхней арочной части и клинообразной пробки внизу. Чтобы плотина получилась симметричной, на правом берегу выполнили специальное укрепление — его называют устой. Всего на строительство плотины ушло 1,3 млн м3 бетона.

13.

14. Водоводы занимают 4 секции в центре плотины. Общая ширина этой части — 75 метров.

15. Монументальное панно на Чиркейской ГЭС сделал известный дагестанский художник Зулкарная Рабаданов. У него есть ещё несколько картин, посвящённых Чиркейской ГЭС.

16. Входное отверстие эксплуатационного водосброса, который проходит под наклоном около 160 метров, а затем переходит в слабонаклонённую часть длиной 350 метров и в открытый 221-метровый лоток с трамплином и боковым гасителем. Через этот тоннель вода может проходить со скоростью до 2900 м3/с. Но климат в районе Чиркейской ГЭС засушливый, поэтому воду сбрасывали вхолостую всего три раза за всю историю эксплуатации.

17. Чиркейская ГЭС расположена в очень живописном месте. Станция давно стала одной из туристических локаций Дагестана — здесь останавливаются практически все гости республики. Сейчас туристы могут посмотреть ГЭС не только снаружи — с 2021 года есть экскурсии и внутри станции. Это первый в России туристический маршрут на объект гидроэнергетики.

18. В 2022 году на Чиркейской ГЭС побывала глава Ростуризма Зарина Догузова — и тоже оценила перспективы района для туристов. Сейчас в посёлке Дубки неподалёку от Чиркейской ГЭС планируют создать туристический кластер, построить зону отдыха. Так что побывать на ГЭС будет ещё проще.