Каскад мощных гидроузлов создается и на самом крупном притоке Волги — Каме (см. рис. 32) Намечено построить четыре ГЭС суммарной мощностью около 3 млн. кВт и годовой выработкой более 8 млрд. кВтч электроэнергии В результате сооружения гидроузлов энергетические ресурсы Камы будут освоены на 90% Кроме того, Кама на всем протяжении сможет пропускать большие волжские суда.
В 1956 г была введена в эксплуатацию на полную мощность (504 тыс. кВт) первая крупная уральская ГЭС — Пермская (см. рис. 59), близ впадения в Каму р Чусовой Здесь сток Камы составляет 52 кл<3 в год и наибольший расход воды в половодье — 26 тыс. ч3/сек.
Геологические условия в районе гидроузла характеризуются мощным слоем аллювиальных песчано-гравелистых и суглинистых отложений ниже которых залегают коренные породы в верхних слоях 8—10 метровая песчано-глинистая толща ванн а ниже — известняк, содержащие увеличивающиеся с глубиной количества отложений гипса и ангидридов Строительство гидроузла напором 21 м в таких сложных геологических условиях потребовало проведения больших научно-исследовательских работ и разработки новых конструкций сооружений.
На Пермском гидроузле здания гидроэлектростанции в обычном смысле нет Водосливная плотина и здание ГЭС представляют одно сооружение (которое названо «водосливной ГЭС»), служащее одновременно для пропуска паводковых вод (в количестве 22 тыс. м3/сек, при удельном расходе на рисберме — 55 №/сек), а также для размещения в теле водосливной секции гидроагрегатов (см. рис. 59) Такое совмещение позволило почти в два раза сократить объем бетонных работ по сравнению с обычной конструкцией гидроузла.
Для того чтобы не прорезать ванны при постройке и сохранить их в качестве прикрытия над гипсоносной толщей, были уменьшены размеры гидроагрегатов и диаметр рабочего колеса турбины принят равным 5 м Всего в здании ГЭС, имеющем длину 400 м, установлены 24 гидротурбины поворотно-лопастного типа, общей мощностью 504 тыс. кВт, в том числе один опытный агрегат на горизонтальной оси В целях организации движения подземных вод осуществлены специальная система дренажа и понур с потерной вдоль верхового зуба понура, т.е. впереди здания ГЭС.
К железобетонной плотине, в тело которой встроена ГЭС, слева примыкает русловая земляная намывная плотина, объемом 11,5 млн. м3, которая прорезается шлюзом, а за ним располагается земляная пойменная плотина Общая длина плотин Пермского гидроузла около 2,5 км, высота от основания 38,5 ч.
Объем водохранилища «Камское море» 10,7 млрд. л?, площадь зеркала — 1700 км2
Пермская ГЭС имеет особое значение для энергетики Урала Опа предназначена не только для покрытия пиковой части графика нагрузок, но и для экономии топлива только за один 1956 г работы ГЭС на полную мощность Пермская ГЭС сэкономила народному хозяйству 1,5 млн. т угля.
До пуска Пермской ГЭС электроснабжение Урала базировалось на тепловых электростанциях Использование природных ресурсов Урала было ограничено из-за недостатка электроэнергии Включение в Уральскую энергосистему мощной Пермской ГЭС обеспечило в основных областях Урала — Пермской, Свердловской и Челябинской — дальнейший рост промышленности, особенно развитие электроемких производств.
Выработка Пермской ГЭС составляет 1,75 млрд. кВтч в год После переброски в Каму стока северных рек выработка Пермской ГЭС увеличится до 3 млрд. кВтч в год.
Особенностью Пермского гидроузла является конструкция судоходного шлюза, впервые примененная в нашей стране Шлюз вступившим в эксплуатацию в 1954 г, многокамерный, двухниточный, что позволяет одновременно шлюзовать несколько речных составов и плотов в оба направления В каждой его питье шесть камер с общим напором до 21 м Стенки шлюзовых камер выполнены из стального шпунта, лицевая грань которого выровнена покрытием из армированного бетона Общая длина шлюза вместе с подходными каналами составляет 2,5 км Буксировка плотов и судов через шлюз осуществляется береговыми электровозами, перемещающимися по железнодорожным путям нормальной колеи.
В результате создания Камского водохранилища длиной более 250 км условия судоходства и лесосплава в верховьях Камы и ее притоков резко улучшились Расширяется и вновь создается сообщение по рекам Чусовой, Силве и др Открыт доступ к удаленным от железных дорог районам Благодаря Камскому гидроузлу создан у Перми второй железнодорожный переход через Каму.
В конце 1960 г дала промышленный ток другая мощная ГЭС — Воткинская (1 млн. кВт), третья ступень Камского каскада На 5,5 км протянулся напорный фронт сооружении Водохранилище на 370 км разлилось вверх по Каме и вплотную подошло к Пермском ГЭС Падение в судоходном шлюзе составляет 24 м.
Часть электроэнергии передается по линии Воткинская ГЭС — Свердловск напряжением 500 кВ Большое количество энергии получат промышленность Удмуртской АССР, нефтепромыслы Башкирии, электрифицированные участки железных дорог Кроме того, предусмотрено сооружение двух линий напряжением 220 кВ до г Ижевска В перспективе Воткинская ГЭС станет связующим звеном между Центральной и Уральской энергосистемами, образующими Единую энергетическую систему Европейской части СССР.
Для завершения строительства Камского каскада намечается в дальнейшем построить на Каме ниже Воткинской ГЭС четвертую ступень — Нижне-Камскую ГЭС и в верховьях Камы Верхне-Камскую ГЭС — самую верхнюю ступень.
Нижне-Камская ГЭС будет самой крупной на Каме (1,1 млн. кВт) Она отдаст свою энергию в Уральское энергообъединение, что поможет улучшить режим работы тепловых станций.
При подъеме на 15 м уровня Камы образуется огромное Нижне-Камское водохранилище, которое позволит зарегулировать сток Камы и обеспечит большую отдачу Нижне Камской ГЭС, вместе с тем возникнет возможность увеличить выработку Волжской, Саратовской и Волгоградской ГЭС на 700 млн. кВтч/год.
Что касается Верхне-Камской ГЭС, то ее створ в настоящее время уточняется в связи с разработкой проблемы переброски части стока северных рек (Печоры и Вычезды) в Каму и Волгу.
Рис 34 Схема водохранилищ и сооружений для переброски стока Печоры и Вычегды в Волгу через Каму.
* *
В настоящее время далеко не полностью используется установленная мощность гидроэлектростанций Волжского каскада, так как только во время паводка работают все гидроагрегаты Так, на Волжской ГЭС им Ленина и Волгоградской ГЭС в осенне-зимний период, когда сброс составляет примерно лишь 4 тыс. м3/сек, могут работать только 8—12 агрегатов из имеющихся 20—21 Отыскать пути, которые позволят полностью использовать установленную мощность ГЭС, — значит на много поднять выработку электроэнергии, не увеличивая при этом ни на один киловатт мощность станции Выход может быть найден в обеспечении стока рек Печоры и Вычегды в Каму и Волгу Идея эта не новая и разрабатывается уже несколько десятилетий 1
Намечается создание объединенного Камско-Вычегодско Печорского водохранилища путем строительства гидроузлов у Солекамска в верховьях Камы, на р Вычегде у села Усть Кулома и на р Печоре у села Усть Воя (рис 34). Указанные водохранилища предполагается соединить открытыми каналами через водоразделы, по которым сток из верховьев Печоры и Вычегды в объеме около 40 км3 в год поступит в Каму и Волгу Такая переброска увеличит выработку энергии на волжских и камских ГЭС примерно на 11 млрд. кВтч в год, т.е. на столько, сколько сейчас вырабатывает Волжская гидроэлектростанция имени Ленина или ГЭС имени XXII съезда КПСС Следует подчеркнуть, что такая огромная прибавка мощностей получилась бы не в паводковый период, когда энергии и так достаточно, а за пределами паводков, в периоды, когда народное хозяйство испытывает нужду в электроэнергии.
Большая часть энергии может быть получена на уже установленном на гидроэлектростанциях оборудовании Потребуется дополнительное оборудование лишь для гидроэлектростанции, сооружаемой при новом Верхне-Камском гидроузле.
Полный объем объединенного водохранилища составит 236 км3 полезный объем — 56 км3, площадь зеркала — свыше 15,5 тыс. км2 Водохранилище будет осуществлять многолетнее регулирование стока, и сбросы воды в Печору и Вычегду производиться не будут.
При строительстве комплекса Камско-Вычегодско-Печорскпх сооружений, включая Верхне-Камский гидроузел, потребуется выполнить около 700 илн лг5 земляных и 2 млн. м3 бетонных работ Печорское, Вычегодское и Верхне-Камское водохранилища создадут новые глубоководные пути в лесных районах, где в настоящее время разработка леса затрудняется из-за отсутствия дорог.
Переброска вод северных рек важна также для решения задачи стабилизации, а может быть и повышения уровня Каспийского моря От колебаний уровня сильно страдает народное хозяйство и в первую очередь нефтяная промышленность, морской транспорт и рыбное хозяйство Отметим, что уровень Каспийского моря по сравнению с началом 30-х годов нашего века снизился почти на 2,5 м.
В результате грандиозных работ по использованию Волги и Камы, уже проведенных и намечаемых на ближайшее время, Волга с ее основными притоками, в бассейне которой проживает около 50% населения СССР, станет самой могучей рекой в мире.
Огромный Волжский каскад гидроэлектростанций будет ежегодно вырабатывать почти столько электроэнергии сколько вырабатывалось всеми гидроэлектростанциями СССР в 1960 г (таб. 23) .
Таблица 23
Основные показатели по Волжско-Камскому каскаду ГЭС (данные института «Гидропроект» имени С Я Жук)
Водохранилище имеет постоянную отметку и турбины ГЭС работают на стоке зарегулированном вышележащим водохранилищем.
Реки и бассейны, примыкающие к Волге, будут реконструированы Волга соединится с реками Москвой и Невой, Доном и Уралом в единую систему.
Но величине бассейна Волга перейдет с 15-го места, какое она занимает среди рек земного шара, на первое, так как все се соединения с другими реками составят общую площадь бассейна свыше 9 млн. км2, т.е. на 25% больше, чем самый крупный в мире бассейн реки Амазонки.
1 «Волжский и Камский каскады гидроэлектростанций», под ред Г А Руссо М — Л, 1960, стр 104
