Энергетическая преграда

Гидроэнергетика играет важнейшую роль в экономике любой страны, где возможно строительство крупных электростанций такого рода. Возведение громадных плотин на великих (и не очень) реках — занятие ресурсоемкое как в плане строительных материалов, так и в плане денег. Чтобы перегородить водный поток, особенно в горной местности, приходится прикладывать массу усилий, тратить миллиарды долларов, но наградой становится дешевая энергия, для получения которой не требуется сжигать ископаемое топливо, на восполнение запасов которого уйдут миллионы лет. В свою очередь, получение доступа к обильному источнику электричества дает мощнейший стимул к промышленному развитию всего прилегающего экономического района, что опять же влечет за собой повышение уровня жизни его населения.

Вместе с тем, как и у любой отрасли, у гидроэнергетики есть свои недостатки.

При возведении ГЭС требуется создание водохранилища, обеспечивающего нужный напор воды для турбин станции. Иногда это приводит к затоплению большого количества сельскохозяйственных угодий и изменению жизненного уклада у десятков, а порой сотен тысяч и миллионов людей. В горной местности, где сельское хозяйство носит ограниченный характер, эта проблема актуальна в меньшей степени, но и там строительство дамб становится преградой для возможного судоходства.

Лифты для кораблей

Если на относительно плоской местности корабли чаще всего преодолевают массивное препятствие в виде ГЭС с помощью шлюза (или их системы), то в условиях резко пересеченного рельефа данный вариант реализовать становится невозможно. Однако инженерная мысль и здесь нашла выход в виде т. н. судоподъемников — специального механического комплекса, который, по сути, играет роль лифта, поднимающего и опускающего корабли. Они же используются при создании водных судоходных систем, например когда связи между водными путями (каналами или реками) мешает существенный перепад высоты между ними.

Разнообразие судоподъемников велико, ведь универсального их типа, подходящего для всех случаев жизни, не существует.

Судовые лифты бывают наклонные (которые, в свою очередь, делятся на продольные и поперечные) и вертикальные. Есть даже совершенно уникальный вращающийся лифт, пока существующий в Шотландии в единственном экземпляре (Фолкеркское колесо). Но в любом своем виде это достаточно редкий тип инженерно-технических объектов, неизменно вызывающий интерес у широкой публики и сам по себе становящийся достопримечательностью.

На Черной реке

Китайская провинция Гуйчжоу на юго-западе страны — очень своеобразный регион. Это горная, достаточно изолированная и при этом очень этнически разнообразная область, промышленное развитие которой в сравнении с остальной КНР пока только начинается. Именно через нее почти на всем своем протяжении протекает река У, или Уцзян (в переводе «Черная река»), крупнейший южный приток великой Янцзы. Гидроэнергетический потенциал У был настолько велик, что в начале XXI века на ней было построено сразу восемь ГЭС разной мощности.

Крупнейшей из них стала «Гупитань».

Сооружение станции мощностью 3000 МВт началось в 2003 году, и всего за восемь лет в условиях сложнейшего рельефа в эксплуатацию на благо народного хозяйства страны были сданы все пять ее генераторов. Закончив работу с основным объектом, строители, впрочем, площадку ГЭС не покинули. Им предстояло решить уже совершенно иную инженерную задачу — обеспечить пропуск кораблей через станцию и тем самым вновь вернуть судоходство на реку У.

Изощренная схема

Авторы объекта из Института проектирования «Река Янцзы» столкнулись сразу с несколькими проблемами, в совокупности делавшими предстоящий судоподъемник уникальным в своем роде. Первой из них был крайне неудобный рельеф каньона, где река У к тому же делает вираж. Прежде судовые лифты такого масштаба в условиях узкого горного каньона не сооружались. Во-вторых, высота плотины составляет 232,5 метра, она — одна из высочайших в мире, а значит, кораблям необходимо преодолевать очень резкий перепад высот. В-третьих, необходимо было учесть и столь же резкий перепад уровня воды как в верхнем, так и в нижнем бьефах. Весной из-за талых вод уровень водохранилища и реки повышается, а к концу лета водохранилище и река мелеют.

Итогом раздумий инженеров стал невиданный прежде комплекс, состоящий сразу из нескольких уникальных элементов.

Для того чтобы корабль (максимальным водоизмещением в 500 тонн) мог подняться из реки У в водохранилище станции, он использует сначала первый вертикальный судовой лифт (с высотой подъема 72 метра), затем идет по бетонному акведуку ко второму судоподъемнику (с высотой подъема 127 метров), потом движется по второму акведуку, преодолевает скалу, на которую опирается плотина, по первому в Китае корабельному тоннелю и, наконец, с помощью третьего вертикального лифта (с высотой подъема 47 метров) опускается в водохранилище. Использование сразу трех судоподъемников, а также расширения на акведуках позволило существенно увеличить пропускную способность системы и избежать образования пробок из судов.

Десять лет стройки

В общей сложности реализация столь непростой схемы обошлась почти в $780 миллионов. При этом строился навигационный комплекс из-за непростых условий даже дольше, чем сама ГЭС. С учетом предварительных работ, начавшихся сразу после сдачи в эксплуатацию последнего гидроагрегата, все заняло ровно десять лет — летом 2021 года судоподъемник пропустил свои первые суда и с тех пор благополучно работает.

В итоге во многих аспектах пропускная система на станции «Гупитань» побила рекорды или вовсе стала первой.

Например, рекордной является высота второго судоподъемника (127 метров). С общей высотой подъема (199 метров) та же история. Про первый судовой лифт в каньоне и первый в стране тоннель для кораблей уже говорилось. Главным же достижением, впрочем, стали не эти пусть и впечатляющие, но узкоспециализированные успехи, а то, что очередной китайский суперпроект позволил обеспечить лучшее включение изолированной провинции в жизнь страны. Теперь грузы из нее, прежде всего фосфатные удобрения и лес, могут беспрепятственно и самым коротким путем добираться до портов в нижнем течении Янцзы, что тем самым присоединило Гуйчжоу к т. н. Экономическому поясу Янцзы, одному из главных индустриальных центров Китая.

---

Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!

Есть о чем рассказать? Пишите в наш телеграм-бот. Это анонимно и быстро

Перепечатка текста и фотографий Onlíner без разрешения редакции запрещена. ng@onliner.by