Гидросооружения 2/2009

Подождите немного. Документ загружается.

ВСТУПИТЕЛЬНАЯ СТАТЬЯГидросооружения 2/2009

Германия имеет большой опыт в

строительстве приплотинных водо-

хранилищ в Европе. Промышленное

развитие и концентрация населения

в городских агломерациях привели

к тому, что в начале прошлого столе-

тия начался настоящий строитель-

ный бум по возведению приплотин-

ных водохранилищ и водохранилищ

для питьевой воды. Особо следует

отметить Рурскую область с населе-

нием 5,2 млн человек. Единственным

источником водоснабжения насе-

ления области является небольшая

река Рур, пропускающая в засуш-

ливый период всего 4–5 м

/с. Д л я

работы водопроводных станций,

расположенных на реке Рур, требу-

ется от 15 до 20 м

/с, поэтому при-

плотинные водохранилища, напри-

мер, Мёне (1913), Хенне (1917), Cорпе

(1935) и с 1956 г. Бигге накапливают

зимние осадки и обслуживают, та-

ким образом, водопроводные стан-

ции на Руре. В Тюрингии, Саксонии

и в Гарце забор природной воды на

очистку для местных водопроводов

осуществляется непосредственно

из приплотинных водохранилищ.

Самое высокое водохранилище в

Германии, построенное в 1959 г., –

это водохранилище питьевой воды

Раппбоде высотой 106 м. Следующее

Приплотинные водохранилища в Германии

няющимся общим условиям соглас-

но стандартам и нормам использо-

вания в течение последующих лет.

Самый важный критерий при этом

– перепроверка оценки угрозы па-

водка и регулирование количества

и качества воды с использованием

экологических норм, согласно ДИН

19 700, а также европейской рамоч-

ной Директивой по водным ресур-

сам, которая с 2004 г. является ос-

новой в вопросах регулирования

работы гидротехнических сооруже-

ний в Германии.

Немецкий Комитет по припло-

тинным водохранилищам в ка-

честве признанного, политически

независимого и некоммерческого

объединения активно курирует этот

процесс. Основной аспект его де-

ятельности обмен опытом на нацио-

нальном и международном уровнях,

что стало возможным благодаря

членству в Международной Комис-

сии по большим плотинам (ICOLD).

Платформой для этого служат прово-

димые каждые три года в Германии

симпозиумы по вопросам припло-

тинных водохранилищ, в которых

принимают участие и зарубежные

специалисты. В данном втором вы-

пуске русской версии журнала

«WasserWirtschaft» представлена

вторая часть специализированных

статей последнего симпозиума. Я

очень рад, что наши русские коллеги

также получили доступ к информа-

ции, содержащейся в этих статьях,

и надеюсь на дальнейшее развитие

долголетнего сотрудничества меж-

ду Россией и Германией в области

гидросооружений.

Приглашаем принять участие

в нашем XV симпозиуме по вопро-

сам приплотинных водохранилищ,

который будет проходить в городе

Аахен с 14 по 16 апреля 2010 г. под

девизом «Приплотинные водохра-

нилища в процессе изменений».

Статьи на английском и немец-

ком языках принимаются на сайте

www.conventus.de/dtk2010.

Éåíñ Ïåòåðñ

Дипл.-инж., президент

Немецкого Комитета по

приплотинным водохрани-

лищам, Эрфурт

по высоте и самое новое приплотин-

ное водохранилище служит преиму-

щественно для снабжения питьевой

водой. Это водохранилище высотой

102,5 м в Ляйбис/Лихте, которое с

2005 г. находится на пробном завод-

нении. С него уже производится за-

бор воды.

В приплотинных водохранили-

щах питьевой воды запланированы

и имеются, как правило, дополни-

тельные объемы, необходимые для

защиты земель от воздействия па-

водка. Из накапливаемых энерго-

потенциалов с помощью гидроси-

ловых установок вырабатывается

электроэнергия. В Германии около

30% водоснабжения обеспечивает-

ся за счет приплотинных водохра-

нилищ. Следует особо подчеркнуть

роль каскада реки Заале для выра-

ботки электроэнергии. К каскаду

относится самое крупное в Герма-

нии приплотинное водохранилище

объемом 215 млн м

. Шесть при-

плотинных водохранилищ каска-

да Заале, построенных в период с

1926 по 1956 гг., представляют собой

систему гидроэлектростанций на

незарегулированном стоке и гидро-

аккумулирующих электростанций.

Строительство последних в Герма-

нии продолжают. Подтверждением

тому может служить сданная в экс-

плуатацию в 2004 г. электростанция

Голдисталь в Тюрингии – самая

современная гидроаккумулирую-

щая электростанция Европы общей

мощностью 1060 мгВт.

В последние годы все чаще об-

суждаются проблемы изменения

климата и события, связанные с

чрезвычайными наводнениями. На

этом фоне приплотинные водохра-

нилища в Германии воспринима-

ются положительнее. В настоящее

время в стадии строительства или

проектирования находится большое

число водохранилищ для аккуму-

лирования паводка. Уже имеющи-

еся приплотинные водохранилища

должны быть приспособлены к ме-

Гидросооружения 2/2009

ООО «Европейский Технический Институт»

129343, г. Москва,

ул. Амундсена, д. 5, корп. 2

+7-495-660-18-53

www.eti-online.org

Редакционный директор М. Е. Шматов

в России и СНГ m.Shmatov@eti-online.org

Перевод Александр Платонов

Нина Ярушина

Верстка и дизайн Елена Харченко,

Елена Шибкова

Литературный редактор Светлана Кравцова

Научно-технический редактор Руслан Шакиров

Подписка Евгения Егорова

info@hydro-info.info

Реклама и маркетинг Марина Инджикян

press@eti-online.org

Подписной индекс в каталоге «ПРЕССА РОССИИ» 18926

Свидетельство о регистрации средства массовой

информации в Федеральной службе по надзору в сфере

массовых коммуникаций, связи и охраны культурного

наследия ПИ № ФС77-25963 от 01.11.2006

Адрес редакции:

129343, г. Москва, ул. Амундсена, д. 5, корп. 2.

Отпечатано в типографии «Вива – Экспресс»

г. Москва, ул. Электрозаводская, д. 20, корп. 3.

Тираж: 2000 экз. Цена: 900 руб.

ISSN 2070-3716

Маркетинговая поддержка проекта:

«Ивент Маркетинг»

1@event-marketing.ru

125057, г. Москва, ул. Новопесчаная, д. 3 корп. 1.

(495) 913-21-50

Редакция не несет ответственности за информацию,

содержащуюся в рекламных объявлениях.

Перепечатка материалов возможна только

с письменного разрешения редакции.

Vieweg+Teubner Verlag | GWV Fachverlage GmbH

Postfach 1546 | 65173 Wiesbaden

Abraham-Lincoln-Strasse 46 | 65189 Wiesbaden

Geschaeftsfuehrung:

Dr. Ralf Birkelbach, Thomas Werner, Albrecht F. Schirmacher

Gesamtleitung Anzeigen: Thomas Werner

Anzeigen GWV Media

Petra Neumann Anzeigenverkaufsleitung

Tel.: +49 (0) 611.7878-250 | Fax: +49 (0) 611.7878-405

E-mail: petra.neumann@gwv-media.de

Peter Schmidtmann Anzeigenverkauf

Tel.: +49 (0)611.7878-196 | Fax: +49 (0)611.7878-405

E-mail: peter.schmidtmann@gwv-media.de

www.gwv-fachverlage.de | www.gwv-fachverlage.de

www.hydro-info.ru

Eine Lizenzausgabe der deutschen WasserWirtschaft

Русская версия немецкого лицензированного журнала WasserWirtschaft

2008

2/2009

Гидросооружения 2/2009

СОДЕРЖАНИЕ

Вcтупительная статья........................................1

Гидротехника

Роберт Боес, Бернхард Хофер

и Себастиан Перцльмайер

Проектирование 120-метровой

каменно-набросной плотины

как основа для развития

гидроэнергетики в Тироле................................4

Патрик Шефер, Эдвин Айрос

и Фархад Норзай

Анализ технической осуществимости

проекта «Ирригационный и

энергетический гидроузел

Нижняя Кокча» в Афганистане........................8

Себастьян Перцльмайер

и Маркус Ауфлегер

Измерение скорости распределенного

фильтрационного потока

в грунтовых плотинах.......................................12

Кристиан Кубенс, Эрнст Фрейбург

и Йохен Штарк

Инновационное решение проблемы

выщелачивания бетона

гидротехнических сооружений......................16

Кирилл Гвидо, Ив Анри Форе,

Оливер Артерье, Жан-Мари

Эно, Жан-Жак Фрай, Сильвиан Блайрон,

Ян Ван Роосбрек и Поль Ройе

Результаты полномасштабных

полевых испытаний с

использованием оптоволоконных

методов обнаружения.....................................20

Вольфганг Г. Бруннер, Артур Би,

Вильям Чанг и Дунфенг Цонг

Строительство первой

противофильтрационной завесы

методом «стена в грунте»

c помощью низкогабаритной

траншейной фрезы

в туннеле плотины в Китае.............................24

Михаель Хумбш, Роланд Меннель

и Уве Мюллер

Реконструкция плотины Клингенберг –

реализация проекта в фазе 1.........................28

Теодор Штробль, Роланд Хоепффнер

и Тобиас Хафнер

Плотины в карстовых горах Иордании........32

Райнхард Шмид и Райнхард Фронауер

Асфальтобетонное крепление

откосов водохранилища под Бенгази..........36

Гундо Клебзаттель, Клаудиа Буркхардт,

Корнелиус Торкуль, Андре Фер

Ремонтные работы по восстановлению

асфальтобетонного покрытия

Эггбергского водохранилища в 2005 г.........40

Нгуен Куйет Тханг, Дао Тхе Ханг,

Ю Вин Кьяу, Марко Конрад,

Карл М. Штайгер, Малколм Р. Х. Данстан

Преимущества плотин из укатанного

бетона –два примера

из Юго-Восточной Азии..................................44

Сэм Йоханссон и Понтус Съедаль

Измерение фильтрации

и оценка внутренней суффозии

на основе пассивного метода

измерения температур.....................................48

Карстен Кёнке и Франк Рёслер

Оценка конструкционной

безопасности четырех

алжирских плотин..............................................52

Мартин Виланд, Мартин Эммер

и Рональд Руосс

249-метровая арочная плотина

Деринер в Турции...............................................55

Архибальд Рихтер и Генрих Арнольд

Применение инъекционных методов

при герметизации и устройстве

гидроизоляции на ГЭС и плотинах

в России и государствах СНГ............................58

Гидроэнергия

Карл-Хайнц Штрассер

Новые проекты электроэнергетической

компании E.ON Wasserkraft:

изменившиеся условия

и их последствия..................................................61

Календарь событий..................................3 обл.

ГИДРОТЕХНИКА Гидросооружения 2/2009

Роберт Боес, Бернхард Хофер и Себастиан Перцльмайер

Проектирование 120-метровой

каменно-набросной плотины как основа

для развития гидроэнергетики в Тироле

Тирольское АО TIWAG (Tiroler Wasserkraft AG) планирует расширить одну из крупнейших гидро-

аккумулирующих схем каскада Зелльрейн-Зильц, построив еще одно водохранилище годового

регулирования и новый подземный водовод. В качестве плотины нового водохранилища предус-

мотрена каменно-набросная плотина с ядром из скелетно-глинистых материалов. По предвари-

тельным исследованиям, устройство подобного ядра вероятно. Материал для упорных призм и

фильтров переходных зон будет добываться из местных карьеров и каменных осыпей.

1 Введение

TIWAG планирует «встретить во

всеоружии» постоянно растущий в

Тироле объем потребления элект-

Рис. 1: Ситуационный план

ГАЭС Кютай

роэнергии, расширив собственные

произвоственные мощности. С 1970 г.

по настоящий момент потребление

электроэнергии возросло с 2000 ГВт

ч/год более чем в три раза. Необхо-

димо рассчитывать на следующее

развитие динамики потребления:

120 ГВт ч/год в начале, далее неболь-

шое снижение до 100 ГВт ч/год в

2030 г. [1]. Развитие производствен-

ных мощностей должно происхо-

дить благодаря реконструкции уже

имеющихся гидроаккумулирующих

электростанций или, соответствен-

но, строительству новых сооруже-

ний такого типа.

В настоящее время идет деталь-

ная разработка рассматриваемого

в качестве приоритетного проекта

расширения уже имеющейся гид-

роаккумулирующей схемы кас-

када Зелльрейн-Зильц. Планиру-

ется построить дополнительные

гидросооружения, а именно: во-

дохранилище годового регулиро-

вания и гидроаккумулирующую

электростанцию (НС-ГЭС). Проект

готовится для ведомственно-адми-

нистративного утверждения в рам-

ках контроля за экологическими

последствиями хозяйственной де-

ятельности предприятий (UVP).

Обзор проекта строительства

гидроаккумулирующей

электростанции Кютай

Выработка электроэнергии систе-

мой Зелльрейн-Зильц, осуществля-

емая в настоящее время из естес-

твенного притока, вскоре увели-

чится благодаря реализации

проекта «Гидроаккумулирующая

электростанция Кютай». Проект

включает строительство новой

25-километровой системы подачи

воды из регионов долин Штубай-

таль и Эцталь с водосборной пло-

щади в 61 км

, а также строительс-

тво новой гидроаккумулирующей

электростанции мощностью около

140 мегаватт, работающей в режиме

НС – ГЭС. Таким образом, общая

выработка электроэнергии систе-

мой Зелльрейн-Зильц увеличится

примерно на 265 ГВт/ч (ðèñ. 1). Это

соответствует примерно 50% при-

роста, правда, без учета работы

насосной станции.

Для дополнительно подводимых

объемов воды (почти 75 млн м

/год)

необходимо соорудить еще одно

водохранилище – водохранилище

Кютай. Подходящее место находит-

ся в долине Ленгенталь на высоте

2025 м над уровнем моря. При высо-

Водохранилище

Ленгенталь

(имеющееся)

Водохранилище Финс-

терталь (имеющееся)

Водохрани-

лище Кютай

Трубопровод об-

водной системы

Водозаборное

сооружение

Водозаборные

сооружения

Водозаборные

сооружения

ГИДРОТЕХНИКАГидросооружения 2/2009

те подпора 120 м есть возможность

построить водохранилище годового

регулирования емкостью примерно

в 33 млн м

2 Гидрология и водное

хозяйство

Водохранилище Кютай имеет в мес-

те возведения плотины большой,

почти без ледников, естественный

водосборный бассейн площадью

7,6 км

в регионе северо-западных

Штубайских Альп, питающий не-

большую реку Ленгентальбах (ðèñ.

1 è 2). Средняя высота водосбора со-

ставляет около 2270 м над уровнем

моря, самая высокая точка лежит на

высоте 3016 м над уровнем моря.

Согласно австрийским нормати-

вам [2], для доказательства гидро-

логической безопасности припло-

тинного водохранилища следует

рассматривать, в основе своей, два

различных критерия безопаснос-

ти, а именно: значение расчетного

паводка (BHQ, Design Flood – DF)

и контрольный поверочный расход

паводка (SHQ, Safety Check Flood -

SCF. В качестве расчетного паводка

(BHQ) обозначается тот расход па-

водковых вод, на который рассчи-

тан паводкового водосброс. С точ-

ки зрения гидрологии, расчетный

паводок (BHQ) рассматривается

как паводковое событие с периодом

повторения раз в 5000 лет (HQ5000),

т. е. 0,02% обеспеченности. Конт-

рольный поверочный расход павод-

ка (SHQ) служит основой для кон-

троля безопасности сооружения

при перегрузке, т. е. при превыше-

нии расчетного паводка (BHQ), что

соответствует международному

стандарту Probable Maximum Flood

(PMF – максимальный вероятный

паводок), рассматриваемый как

чрезвычайный случай. По так на-

зываемому сокращенному методу

[2] получены следующие значе-

ния расчетного расхода (BHQ) =

33 м

/с и контрольного поверочного

расхода (SHQ) = 43 м

/с д л я ство-

ра. Полученная в результате опыта

эксплуатации имеющегося водо-

хранилища Ленгенталь оценка про-

хождения твердых наносов в реке

Лангентальбах и в системе подачи

воды, а также ожидаемая тенден-

ция заиления дают необходимый

«мертвый» объем водохранили-

ща, равный примерно 0,8 млн м

при сроке заиливаемости в 100 лет.

Поэтому на данной стадии разра-

ботки проекта можно предполо-

жить потенциально самую глубо-

кую сработку водохранилища (ZT)

до уровня в 2040 м над уровнем моря

(отметка порога водосброса). Экс-

плуатационный уровень сработки

(ZA) достигает отметки 2048 м над

уровнем моря, проектный напор

(ZV ) ограничен уровнем НПУ =

2140 м над уровнем моря (рис. 3). От-

метка гребня плотины – 2145,0 м,

следовательно, запас над НПУ ра-

вен 5 м. Уровень эффективной сра-

ботки водохранилища и переработ-

ки берегов составляет примерно

2110 м над уровнем моря, полезный

объем водохранилища – 31,1 млн м

(при ZA), при НПУ площадь подтоп-

ления – 59,8 га. Сегмент полезного

объема на уровне до 4 м ниже НПУ

летом, в период высокой воды, не-

достаточно рентабелен с точки зре-

ния получения энергии в связи с не-

обходимостью резервирования до

2 млн м

под паводок.

Рис. 2: Схема расположения плотины и водохранилища Кютай

Многофункцио-

нальный туннель

Сооружение для гаше-

ния энергии потока

Плотина

Напорный водовод

Водохранилище

Трубопровод

системы

водоподачи

ГИДРОТЕХНИКА Гидросооружения 2/2009

3 Производственные

сооружения

На левом берегу будет сооружен

своего рода многофункциональный

туннель (ðèñ. 2), который во время

строительства и эксплуатации пла-

нируется использовать для разных

целей. Одна из них – обеспечение

подъезда к основному месту строи-

тельства будущего водохранилища.

Здесь будут выполняться работы по

возведению насыпи плотины, поэ-

тому необходимо «расстыковать»

и тем самым предотвратить частое

движение автотранспорта через

плотину. Кроме того, туннель пос-

лужит объездной дорогой вокруг

строительной площадки в районе

Ленгентальбаха. В период эксплу-

атации туннель будет использован

под донный водовыпуск и паводко-

вый водосброс, а также станет смот-

ровой галереей для обеспечения

доступа к оборудованию и для конт-

роля состояния сооружения. Бетон-

ная «пробка» закроет туннель у про-

тивофильтрационной завесы, а со

стороны нижнего бьефа, за «проб-

кой», будут расположены камеры

затворов донного водовыпуска. Со

стороны нижнего бьефа туннель

будет использоваться комбиниро-

ванно – как отводящий туннель

донного водовыпуска и паводкового

безнапорного водосброса. Водопри-

емник паводкового водосброса рас-

положат на участке выступа скалы

перед плотиной с левого борта. Па-

водковый водосброс спроектирован

как автоматический. Водоприемник

сопрягается с туннелем через верти-

кальную шахту.

Отвод воды из туннеля для конт-

роля за состоянием сооружения бу-

дет происходить через дренажный

туннель, который также соединен с

многофункциональным туннелем.

Гашение энергии потока донного

водовыпуска и паводкового водо-

сброса планируется осуществлять

с помощью «носка-трамплина» на

небольшом участке ущелья за тун-

нелем. Водовыпуск системы подачи

воды в водохранилище и водоприем-

ник напорного водовода расположе-

ны на правом берегу между камено-

ломней и дамбой (рис. 2).

4 Проект плотины

С самого начала для водохранилищ-

ной плотины Кютай предполагалось

использовать скелетно-глинистый

материал для ядра плотины, подго-

товленный на месте. Такое решение

значительно сокращало пути вывоза

грунта с места возведения плотины

и сокращало расходы на строитель-

ство. Другой целью была защита

инфраструктуры расположенного

поблизости туристического цент-

ра Кютай от массовых перевозок. В

конце 2006 г. провели первые раз-

ведочные изыскания, показавшие

наличие материала для ядра плоти-

ны – моренных суглинков – в зоне

будущего водохранилища. Также

были обнаружены мощные залежи

пластов галечника, максимально

30 м, в области верховой упорной

призмы. Таким образом, стало воз-

можным применение моренных

суглинков для возведение плотины

с ядром из скелетно-глинистого ма-

териала, подготовленного и при не-

обходимости частично улучшенного

на месте. После рассмотрения объ-

емов обломочных пород и вариантов

размещения плотины в различных

местах с учетом топографической

Рис. 3: Поперечный разрез плотины Кютай: 1) ядро, 2a) b) c) переходные

зоны, 3) упорные призмы, 4) крепление откосов, 5) аллювиальные пласты,

6) укрепительная цементация, 7) смотровые галлереи, 8) противофильтраци-

онная цементационная завеса, 9) перехватывающий дренаж

Planung eines 120 m hohen Stein schuettdammes im Zuge

des Wasserkraftausbaus in Tirol

Die TIWAG – Tiroler Wasserkraft AG plant eine Erweiterung ihrer groessten Kraftwerksgruppe

Sellrain-Silz durch Zubau eines weite ren Jahresspeichers und Beileitung von Wasser ueber ein

neues Bei leitungssystem. Als Absperrbauwerk der neuen Talsperre ist ein Stein schuettdamm

mit mineralischer Kerndichtung vorgesehen. Vorerkundungen lassen die Gruendung des

Kerns auf gesundem Fels machbar erscheinen. Material fuer die Stuetzkoerper, Uebergangs-

und Filterzonen soll vor Ort aus Hangschutt und Steinbruch gewonnen werden.

Design of a 120 m high Rockfill Dam in the Frame

of Hydropower Development in the Tyrol

TIWAG – Tiroler Wasserkraft AG, the tyrolean Hydropower Utility is planning to extend its

Sellrain-Silz pumped storage scheme by adding another annual reservoir and a new under-

ground aqueduct to collect water from a catchment area of about 60 km

. The new reservoir

will be impounded by a rockfill dam with till core. First field investigations proof the feasi-

bility of founding the core on sound rock. Fill material for the supporting shell, as well as

the transition and drainage zones will be excavated locally from slope detritus and from an

orthogneiss quarry in the future reservoir.

ГИДРОТЕХНИКАГидросооружения 2/2009

и геологической ситуаций была за-

фиксирована оптимальная ось ство-

ра плотины, непосредственно перед

участком расширения долины Лен-

генталь (рис. 2). Для наилучшей под-

гонки к местности ось плотины была

проведена с легким округлением.

Основание плотины геологически

лежит в контактной зоне между па-

рагнейсом и ортогнейсом. Скальный

грунт, где до сих пор проводилось бу-

рение, а также опыт работы в горах

при строительстве плотины в Финс-

терталь, включая обводную систему

и водоводы (рис. 1), говорят о том, что

каких-либо проблем при возведении

плотины или укреплении грунтов

цементацией не ожидается.

Общий объем насыпных мате-

риалов плотины составляет около

6,5 млн м

, при этом на долю ядра

плотины приходится 0,7 млн м

Необходимая выемка составляет

около 0,7 млн м

. Исходя из экологи-

ческих соображений, следовало бы

добывать насыпные материалы как

можно дальше от места возведения

будущего водохранилища, ниже

проектного уровня воды. Открытие

экономичного каменного карьера,

таким образом, возможно только

на правой стороне, где скальные

породы обнаруживаются вплоть до

места ниже проектного уровня. По

геотехническим и экономическим

причинам должно быть исполь-

зовано большое количество обло-

мочного материала для возведения

упорных призм, поэтому их выемка

будет ориентирована на глубокое

извлечение. Задача добычи мате-

риала в области строительства пло-

тины, несмотря на большой объем

насыпного материала, является осу-

ществимой, но достаточно сложной,

так как в данном случае к насыпно-

му материалу для такой высокой

плотины предъявляются и высокие

требования. Дальнейшая детализа-

ция информации о возможных мес-

тах добычи насыпных материалов

ожидается летом 2007 г. в ходе объ-

емной программы по проведению

геологоразведочных работ.

По причине ожидаемых значи-

тельных колебаний уровня воды в

водохранилище ядро должно быть

возведено симметричным (ðèñ. 3).

Легкое выполаживание ядра в сто-

рону верхнего бьефа дает средний

гидравлический градиент, равный

в стыке с основанием максимум 3,3.

Проницаемость фильтров переход-

ных зон как со стороны нижнего, так

и со стороны верхнего бьефов долж-

на быть увеличена в направлении

от ядра в сторону упорных призм,

кроме того, должны быть компен-

сированы различия в жесткости

между ядром и упорными приз-

мами. Упорная призма должна, как

и в плотине Финстерталь, большей

частью состоять из фракционного

камня, что позволит выдержать за-

ложение откосов от 1:1,4 до 1:1,5. Для

осуществления наблюдений и конт-

роля, а также дренажа и цементации

под основанием ядра будет построе-

на достаточно большая контроль-

но-смотровая галерея, которая, в

сравнении с вариантом контроль-

ного прохода, имеет экономические

и строительно-эксплуатационные

преимущества.

5 Перспективы

Техническая разработка проекта

гидроаккумулирующей электро-

станции Кютай с целью расшире-

ния каскада Зелльрейн-Зильц будет

разрабатываться до конца 2008 г.

фирмой TIWAG. Для оценки воздейс-

твия на окружающую среду исполь-

зуется форма заявления об экологи-

ческом соответствии и в случае не-

обходимости предпринимается под-

ключение соответствующих участ-

ников проекта (землевладельцев, об-

щин, представительств и т. д.).

В последующие два года должна

быть проведена административная

проверка согласно существующе-

му в Австрии «Закону о проверке

на экологическое соответствие

(UVP)». По этому закону, в ходе

весьма сжатого процесса учитыва-

ются все применяемые природо-

охранные положения (например,

водное законодательство, защита

окружающей среды, лесное право

и т. д.). Чтобы осуществить техни-

ческий контроль над технологией

строительства самого значимого

сооружения – каменно-набросной

плотины Кютай, власти подключат

группу экспертов из Федерального

министерства водного хозяйства, а

именно Австрийскую комиссию по

водохранилищам, которая в обяза-

тельном порядке занимается под-

порными гидротехническими со-

оружениями высотой больше 15 м

или, соответственно, с емкостью

водохранилища более 500 000 м

После получения санкции на

строительство проект возведения

электростанции должен быть реа-

лизован в течение четырех лет. Та-

ким образом, можно рассчитывать

на ввод электростанции в эксплуа-

тацию в 2015 г. Времени, отведен-

ного на строительство, не так уж

много. Одно лишь строительство

25-километровой системы подачи

воды и 120-метровой каменно-на-

бросной плотины с объемом на-

сыпного грунта около 6,5 млн м

предъявит к строительным фир-

мам в процессе работы в горных

условиях (на высоте свыше 2000 м

над уровнем моря) с соответствен-

но экстремальными погодными ус-

ловиями и условиями окружающей

среды, высокие требования.

[1] TIWAG – Tiroler Wasserkraft AG: Optio-

nenbericht ueber moegliche Standorte

kuenftiger Wasserkraftnutzung in Tirol.

Innsbruck, 2004.

[2] Oesterreichische Staubeckenkommis-

sion (Hrsg.): Leitfaden, Bemessung

von Hochwas serentlastungsanlagen

oesterreichi scher Tal sperren (Teil A und

B – Hydrologischer Teil, Teil C – was-

serbautechnischer Teil, Teil D – Hinter-

grundinformation). Wien, 2007.

Литература

Авторы

Prof. Dr. sc. techn. Robert Boes

ETH Zuerich

Versuchsanstalt fuer Wasserbau,

Hydrologie und Glaziologie (VAW)

Gloriastrasse 37/39

CH-8092 Zuerich

boes@vaw.baug.ethz.ch

Dr. tech. Bernhard Hofer

Dr.-Ing. Sebastian Perzlmaier

TIWAG – Tiroler Wasserkraft AG

Bereich Engineering Services

Eduard-Wallnoefer-Platz 2

A-6020 Innsbruck

bernhard.hofer@tiwag.at

sebastian.perzlmaier@tiwag.at

ГИДРОТЕХНИКА Гидросооружения 2/2009

Патрик Шефер, Эдвин Айрос и Фархад Норзай

Анализ технической осуществимости проекта

«Ирригационный и энергетический гидроузел

Нижняя Кокча» в Афганистане

На севере Афганистана, на реке Кокча предполагается реализовать проект ирригационно-

энергетического гидроузла «Нижняя Кокча». Проект, в первую очередь, включает возможность

орошения 150 000 гектаров обрабатываемой земли. Вторым пунктом проекта является возмож-

ность использования гидроэнергетических ресурсов реки и орошение дополнительных площа-

дей. Первоначально проект был разработан в 70-х годах советскими инженерами. Подготовка

строительной площадки находилась на стадии завершения, однако работы прервали военные

действия в начале 80-х годов, и до сих пор они не возобновлены. Целью сегодняшнего проекта

Всемирного банка является ревизия и корректировка старого проекта, возможно, даже «пере-

проектирование» с учетом современных требований технических стандартов, защиты окружаю-

щей среды, социальных и экономических аспектов.

1 Введение

Реализация проекта «Нижняя Кок-

ча» предполагается на севере Аф-

ганистана в федеральных провин-

циях Кундуз и Такар. Недалеко от

устья реки Кокча, на границе с Тад-

жикистаном на Амударье должна

быть сооружена система орошения

сельскохозяйственных площадей

общей площадью более 150 000

гектаров (ðèñ. 1). Данный проект

был разработан для Афганистана

Среднеазиатским Государствен-

ным проектно-изыскательским и

научно-исследовательским инсти-

тутом по ирригационному и мели-

оративному строительству «Сре-

дазгипроводхлопок» г. Ташкента

еще в период оказания Советским

Союзом помощи развивающимся

странам и доведен до фазы начала

реализации строительных работ. В

начале 80-х годов, когда подготовка

строительной площадки находи-

лась уже на развернутой стадии,

работы были прерваны из-за воен-

Рис. 1: План расположения створов плотины и площадей орошения

ных действий в Афганистане. С тех

пор в стране не было возможности

возобновить их.

В настоящее время проект, фи-

нансируемый Всемирным банком,

получил «второе дыхание» и нахо-

дится на этапе проведения изыс-

каний. Предполагалось использо-

вать разработки, имеющиеся на

данный момент, с учетом современ-

Авганистан

Амударья

Течение

Зона I

Зона II

Зона V

Зона IV

Зона III

Зона VI

Кокча

5 км

место 1

место 2

ГИДРОТЕХНИКАГидросооружения 2/2009

Рис. 2: Место возможного створа плотины: створ №1 (вверху), около 10 км

вниз по течению от створа №2, вид со стороны НБ; створ №2 (внизу), вид со

стороны ВБ

ных требований, актуализировать

технические решения и рентабель-

ность, приняв во внимание реалии

сегодняшнего дня. Однако, оказа-

лось, что требуется модификация

обоснования проекта. Кроме того,

Афганистан относится к наименее

электрифицированным странам

мира, в связи с чем имеется боль-

шой интерес к интеграции в новый

проект возможности использования

гидроэнергетических ресурсов.

Сложным аспектом при обработ-

ке представленного здесь проекта

– наряду с требованиями безопас-

ности – являются также обработ-

ка данных и информационная си-

туация. Материалы предыдущего

проекта, на которых должны были

основываться проводимые исследо-

вания, были большей частью утеря-

ны, если они вообще существовали,

и восстановление данных связано с

большими расходами. Кроме того,

отсутствовали данные гидрологи-

ческих наблюдений за последние 25

лет или сведения о составе населе-

ния и использовании земель.

2 Гидрология

Вблизи мест проектного местополо-

жения гидроузла находится водо-

мерный пост Kхоягар реки Кокча,

который представляет собой важ-

нейший источник информации для

определения величин параметров

паводка, среднегодовых расходов,

да и, вообще, для определения вод-

ных ресурсов. Водомерный пост

находился в эксплуатации с 1964 по

1978 гг.; затем в связи с политичес-

кой нестабильностью на протяже-

нии 25 лет измерения в стране не

проводились. Точно также в 1978 г.

прекратила свою работу клима-

тологическая станция Файзабад,

расположенная в районе бассейна

Кокчи.

Задачей гидрологов являлось

продление месячных стоков водо-

мерного поста Кхоягар с учетом

климатологических измерений за 25

лет, начиная с 1978 г. Далее на основе

короткого ряда паводковых стоков

на посту были произведены замеры

для проектирования гидросоору-

жений с помощью регионализации

экстремальных паводков.

2.1 Модель «Осадки-сток»

Среднегодовой ход стока, осадков

и температуры показывают, что

сток реки Кокча формируется су-

щественным образом благодаря та-

янию снегов. Экстремальные осад-

ки выпадают в мае и апреле, однако

в эти месяцы почти не бывает экс-

тремальных паводков. Половодье

случается в июне или июле, хотя в

эти месяцы почти не наблюдаются

осадки, влияние муссона отсутс-

твует.

В сотрудничестве с кафедрой

гидрологии и геогидрологии Инс-

титута гидростроительства Штут-

гартского университета была раз-

работана модель «Осадки-сток» [1].

В модели используются суммарные

наблюдения Центра климатических

изысканий университета Делавар

(США). Основой служат глобаль-

ные климатологические данные

Центра климатических исследова-

ний университета Делавар (США)

с 1950 по 1999 гг. Эти суммарные

данные месячных осадков и темпе-

ратурных измерений сравнивались

с имеющимися в наличии данными

за период от 1964 до 1978 гг. на кли-

матологической станции в районе

реки Кокча. Удалось установить, что

месячное соотношение температур-

ных показателей и осадков в бассей-

не реки в последние годы оставалось

практически без изменения.

В разработанной модели «Осад-

ки-сток» в качестве входящих дан-

ных используются данные глобаль-

ных температур и осадков, а также

учитываются такие факторы как

талая вода, испарительная транспи-

рация и базисная река. С помощью

метода оптимизации модель была

откалибрована [1]. Исторически

средняя величина годового стока

на гидрологическом посту Кхоягар

составляет 198,79 м

/с, а расчетный

расход при использовании модели

«Осадки-сток» равен 195,96 м

/с.

Относительная погрешность между

наблюдаемым и расчетным расхо-

дами менее 1%. С помощью модели

был расширен диапазон наблюде-

ний за средними месячными расхо-

дами в период с 1979 по 1999 гг.

2.2 Регионализация

экстремальных стоков

Ряд паводковых пиков на посту

Кхоягар наблюдается свыше 15 лет.

Данный период, однако, слишком

краткосрочен для получения дан-

ных о вероятности возникновения

наводнений. Подходящим является

ГИДРОТЕХНИКА Гидросооружения 2/2009

Die Machbarkeitsstudie des Bewaesserungs- und

Wasserkraftprojekts „Lower Kokcha“ in Afghanistan

Das Bewaesserungs- und Wasserkraftprojekt Lower Kokcha befindet sich in Nord-Afghani-

stan am Fluss Kokcha. Im Rahmen des Vorhabens soll primaer die Bewaesserung von ueber

150 000 ha Land sichergestellt werden. Ein zweiter Schwerpunkt des Projekts liegt in der

Wasserkraftnutzung. Das Projekt ist in den 1970er Jahren entwickelt worden. Die Baustel-

leneinrichtung war fast abgeschlossen, als die Arbeiten Anfang der 1980er Jahre durch den

Krieg bis heute unterbrochen wurden. Ziel des heutigen Weltbankprojekts ist es, das alte

Projekt zu pruefen und zu aktualisieren, um den heutigen Anforder ungen an technische

Standards, Umwelt- und Sozialvertraeglichkeit gerecht zu werden.

The „Lower Kokcha Irrigation & Hydropower Project”

Feasibility Study, Afghanistan

The Lower Kokcha Irrigation and Hydropower Project is located in Northern Afghanistan

along the Kokcha River. It comprises more than 150 000 ha of land in which existing ir-

rigation facilities shall be enhanced, and new land brought under irrigation. Hydropower

production shall be included in this multipurpose project. This project has been planned

by the „Central Asian State Designing Prospecting and Research Institute for Irrigation

and Melioration Construction“ in Tashkent in the 1970s. Prepara tion of the civil works had

already begun when, in the early 1980s, war caused a halt of the work, which has not

been resumed to date. The aim of this World Bank funded project is to review, update and

to re-design the project consistent with today‘s standards concerning technical, social,

environmental and economical aspects.

отрезок наблюдения продолжител ь-

ностью от 30 лет или более [5]. Ис-

ходя из этого, работы проводились

с регионализацией экстремальных

стоков на соседних водомерных

постах. Так, в районе бассейна во-

досбора, рядом с водомерным пос-

том Кхоягар, находятся еще четыре

дополнительных поста. Кроме того,

недалеко от наблюдаемой террито-

рии водосбора расположен бассейн

реки Кундуз, который также имеет

много гидрологических постов.

Разработанные в институте гид-

росооружений Штутгартского уни-

верситета региональные модели

для определения параметров стока

были применены в районе бассей-

на верхнего течения реки Некар

[2]. Эти модели были успешно ис-

пользованы как в Андах, в Южной

Америке [4], так и для бассейнов

рек Кокча и Кундуз. Для проведе-

ния сравнительного анализа, кро-

ме традиционных методов, исполь-

зующих показатель индекса, была

применена также методика с при-

менением L-момента.

Вероятностный анализ павод-

ков заданных измерений стока вы-

явил возрастающую ненадежность

при большем возврате временных

повторений, так как речь идет о вре-

менном промежутке длительнос-

тью в 50 лет в экстраполированной

зоне. Для оценки характеристик мо-

делей был использован статистичес-

кий параметр определенности «B».

Лучшие результаты продемонс-

трировала модель OBA, которая

была рекомендована далее к приме-

нению.

3 Обоснование проекта

Наряду с гидрологическими дан-

ными для разработки техническо-

го проекта была использована ин-

формация, полученная благодаря

исследованиям, проведенным на

месте инженером по ирригации, а

также данные геологической кар-

тографии. В связи с определенными

трудностями не были получены де-

тализированные топографические

карты, поэтому актуальные проек-

ты следовало позднее привести в

соответствие с детальной топогра-

фической информацией.

3.1 Ирригационная система

Из-за продолжающейся не одно де-

сятилетие гражданской войны в

Афганистане, а также находящегося

еще на стадии становления афган-

ского руководства сбор докумен-

тации по ташкентскому варианту

проекта был закончен лишь спустя

месяцы с момента начала проекта.

После его проверки выяснилось,

что советский проект предусмат-

ривал орошение 17 671 гектаров зе-

мель с использованием насосной

станции для подачи воды в систему

орошения, но без интегрированного

производства электроэнергии. Се-

годняшний заказ предусматривает

обеспечение водой около 150 000

гектаров. Эти площади должны оро-

шаться в безнапорном режиме, т. е.

Рис. 3: Расчетный гидрограф реки Кокча и схема использования стока реки

Необходимо для орошения

Избыточный

сток

Выработка электроэнергии, (включая санитарные попуски)

Январь Февраль Март Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь ДекабрьАпрель