Статьи

Номер: № 3 (2018)

Багаевский гидроузел: итоги первого этапа

Этапы проектирования и состав сооружений

Основным назначением объекта является обеспечение требуемых габаритов пути (глубины 4,0 м, ширины 80 м, радиуса закругления 500 м) на проблемном участке р. Дон и порогах камер шлюза Кочетовского гидроузла (глубины 4,0 м). Вместе с тем не менее важно отметить, что реализация проекта строительства Багаевского гидроузла обеспечит возможность установления гарантированной глубины 4,0 м на всем протяжении Волго-Донского водного пути.

Предельная стоимость строительства Багаевского гидроузла, включая обустройство водохранилища, составляет 22 млрд руб. в ценах соответствующих лет. Планируемые сроки строительства 2018–2020 гг.

Выполнение работ было предусмотрено в 2 этапа. К объектам 1-го этапа относится: устройство судоходной прорези в левом рукаве, используемой как для судоходства в период строительства основных сооружений, так и для пропуска расходов воды; образование из вынимаемого при устройстве прорезей грунта двух площадок — площадки стройбазы на правом берегу и площадки под комплекс объектов служебно-технического, вспомогательного назначения и под поселок строителей на левом берегу; устройство причала стройбазы для доставки всех основных стройматериалов и оборудования; устройство временной линии электроснабжения от подстанции БГ-2. Также в состав проектной документации 1-го этапа был включен комплекс землеустроительных работ и затрат по изъятию земельных участков, необходимых для реализации проекта в целом.

В ноябре 2017 г. было получено положительное заключение от ФАУ «Главгосэкспертиза России» на проектную документацию и результаты инженерных изысканий по объектам 1-го этапа (подготовительного периода). По результатам проектирования и прохождения государственной экспертизы сметная стоимость строительства 1-го этапа составила 1,407 млрд руб., включая затраты на компенсационные мероприятия за изъятие необходимых земельных участков. В настоящее время определен генеральный подрядчик, и начаты строительно-монтажные работы по объектам 1-го этапа.

К объектам 2-го этапа относятся: судоходный шлюз (двухниточный, однокамерный); водосбросная плотина; рыбопропускной шлюз; земляная плотина с водоспуском в теле; рыбоходно-нерестовый канал; объекты производственного, служебно-технического и вспомогательного назначения; объекты социально-бытового и жилого назначения, поселок эксплуатационников; подъездная дорога; сети инженерно-технического обеспечения; водозабор; берегоукрепления; здание ЦПУ; насосная станция, а также дамбы в зоне водохранилища и участки берегоукреплений и спрямления русла, водосброс-регулятор на р. Аксай и дноуглубление на участке нижнего бьефа от створа гидроузла до г. Аксая (3121 км с. х.).

В ходе проектирования получены вся необходимая исходно-разрешительная документация и согласования с компетентными органами. В том числе по одному из болезненных экологических вопросов из «прошлого» проекта получено согласование строительства объекта и величины ущерба водным биоресурсам от Азово-Черноморского территориального управления Федерального агентства по рыболовству. Следует также отметить, что рассмотрение проектной документации проходило всесторонне и комплексно, по сути являясь также очередной экспертизой проекта в рамках рабочей группы, сформированной на площадке ФГБУ «ЦУРЭН», с привлечением ведущих специалистов из основных подведомственных Росрыболовству организаций.

Наряду с прохождением государственной экспертизы проектная документация по объекту прошла две независимые общественные экологические экспертизы, выполненные в установленном действующим законодательством порядке. По результатам этих экспертиз также сделаны однозначные выводы о соответствии проектных решений экологическим требованиям, установленным законодательством РФ, и допустимости оказываемого на окружающую среду от строительства Багаевского гидроузла воздействия.

В мае 2018 г. было получено положительное заключение от ФАУ «Главгосэкспертиза России» на проектную документацию и результаты инженерных изысканий по объектам 2-го этапа (основного периода). По результатам проектирования и прохождения государственной экспертизы сметная стоимость строительства 2-го этапа составила 18,889 млрд руб.

 Основные параметры и режим эксплуатации

В настоящее время при нормальном навигационном попуске воды в 410 м3/с с Цимлянского водохранилища и дноуглубительными работами поддерживается гарантированная глубина 3,40 м — без учета сгонно-нагонных явлений Азовского моря, что значительно меньше, установленной глубины в 4,0 метра для ЕГС. Увеличение навигационных расходов с Цимлянского водохранилища для обеспечения гарантированной глубины судового хода 4.0 м на данном лимитирующем участке не представляется возможным в связи с ограниченностью водных ресурсов Цимлянского водохранилища и установленным фактом уменьшения водности р. Дон (объема годового стока) за весь многолетний период наблюдений.

В маловодные годы вводятся дополнительные ограничения по осадке судов, а в катастрофически маловодные годы, подобно 1972 г., навигация прекращалась. Также, помимо недостаточной глубины судового хода, на данном участке в силу извилистости русла р. Дон имеются перекаты, где не обеспечивается и необходимый радиус судового хода в 500 м, что вводит дополнительные ограничения на движения судов и негативным образом влияет на безопасность судоходства.

В результате строительства Багаевского гидроузла образуется водохранилище руслового типа, без выхода воды на пойму, земельные участки отводятся в минимально необходимом объеме для строительства.

На начальном этапе проектирования рассмотрена и обоснована целесообразность снижения нормального подпорного уровня водохранилища с отметки 2,8 мБС до отметки 2,0 мБС, при которой, с одной стороны, обеспечиваются необходимые габариты судового хода (глубина 4 м, ширина 80 м, радиус 500 м), а с другой стороны, существенным образом снижается воздействие Багаевского гидроузла на окружающую среду. С учетом снижения НПУ практически на половине длины создаваемого водохранилища среднемноголетний уровень р. Дон находится выше принятой отметки НПУ, т. е. на данном участке нет дополнительного негативного воздействия от создаваемого водохранилища. При этом в створе Багаевского гидроузла превышение отметки НПУ создаваемого водохранилища над среднемноголетним уровнем воды в р. Дон составляет всего 1,1 м, что находится в пределах естественных колебаний уровня воды в р. Дон и также не оказывает существенного негативного влияния на окружающую среду.

При снижении нормального подпорного уровня оптимизируются также и параметры водохранилища — сокращаются необходимый объем для заполнения и площадь зеркала водохранилища, увеличивается проточность водохранилища. Необходимый объем воды для заполнения водохранилища составляет всего 40,5 млн м3, в сумме с объемом воды в реке общий статический объем составляет всего 103 млн м3, что более чем в 220 раз меньше объема Цимлянского водохранилища, — этот факт нередко используется в качестве отрицательного аргумента экологического характера.

Сооружения гидроузла рассчитаны на работу во всесезонных условиях, в том числе зимой, но при нормальной отметке воды в Цимлянском водохранилище. На конец водохозяйственного года Багаевское водохранилище может быть опорожнено, а гидроузел полностью открыт и переведен в безнапорный режим эксплуатации, аналогично тому, как это делается на Кочетовском гидроузле. Помимо этого, за счет специально предусмотренной конструкции судоходного шлюза без стенки падения, судоходство в створе гидроузла будет возможно даже без наполнения водохранилища, сам гидроузел может быть переведен в бесподпорный режим эксплуатации, т. е. полностью открыт при расходе воды 600 м3/c и более, обеспечивая при этом свободный естественный ток воды и проход рыбы через гидроузел. А на спаде действия данного расхода при срезке в 300 м3/с Багаевское водохранилище может быть наполнено менее чем за сутки.

Плотина Багаевского гидроузла не имеет как такового характерного для данного типа сооружений водосливного порога с переливом воды через него. Водослив плотины представляет из себя низкий широкий порог — по сути, плоскую железобетонную плиту, расположенную на уровне средней отметки дна реки в этом месте, на которую установлены плоские подъемно-опускные затворы. При полностью открытых пролетах плотины она не является препятствием для потока воды, стока наносов и прохода рыбы через створ гидроузла.

 Грузопоток и основные сооружения в створе гидроузла

Существующие на данном участке ограничения полной загрузки крупнотоннажного флота и, как следствие, снижение грузопотоков, в основном экспортного направления, приводят к уменьшению транзитного потенциала страны, а также к потерям налоговых поступлений в бюджеты различных уровней. Вместе с тем, выполненные в рамках проектирования исследования перспективных грузопотоков, тяготеющих к Азово-Донскому и Волго-Донскому бассейнам водных путей, показывают, что потенциальный консолидированный объем грузопотоков в створе проектируемого гидроузла на расчетный срок к 2030 г. может увеличиться до 18–25,6 млн т/год, в зависимости от сценария макроэкономического развития страны.

Количество и размеры камер судоходного шлюза (двухниточный, с размерами камер 150×18×5 м) определены на основании величины расчетного перспективного грузопотока в створе гидроузла на 2030 г. в размере 25,6 млн т, а также специфики судоходства на данном участке, при которой судопропуск осуществляется в основном по схеме односторонних шлюзований, что обусловлено ограничениями по пропуску судов через створ Ростовского разводного железнодорожного моста.

По результатам анализа сводных годовых эксплуатационных показателей по судопропуску в створе Кочетовского гидроузла за период 2007–2016 гг., соотношение двухсторонних шлюзований к односторонним составило 30/70% при нормативном значении 75/25%. При таком соотношении более целесообразно устройство причальных сооружений на подходных каналах по несимметричной схеме, при которой причальная линия продолжает лицевую грань устоев головы шлюза, и можно максимально близко поставить судно к голове шлюза, что упрощает заход судна в камеру и значительно сокращает время одностороннего шлюзования.

Для обеспечения возможности судоходства в створе гидроузла при любой гидрологической обстановке судоходный шлюз принят без стенки падения с глубиной на порогах голов, равной 5,0 м от минимальной навигационного уровня в створе гидроузла с учетом сгона, равного −1,0 мБС. Также важным отличием проектируемого судоходного шлюза в составе Багаевского гидроузла от существующих на Нижнем Дону является наличие аварийно-ремонтных ворот на верхних головах и предохранительных устройств на нижних головах.

Параметры водосбросной плотины: отметка порога, равная −4,0 мБС, размеры и количество водосбросных отверстий — 12 шт. шириной по 20 м определены по результатам гидравлических исследований в условиях пропуска максимального руслового расхода 2850 м3/с (при дальнейшем увеличении расхода и включении поймы в работу расходы, пропускаемые в створе гидроузла через плотину, уменьшаются) с учетом возможного выхода из строя двух отверстий, при обеспечении отсутствия размывов, влияющих на устойчивость основных сооружений гидроузла.

По результатам выполненных гидравлических исследований установлено, что при принятых компоновочных решениях гидроузел не влияет на пропуск высоких половодий 1%-й обеспеченности. Расчетная отметка уровня воды в створе при 1%-м расходе, равном 13200 м3/с, составила 6,80 м.

Проектом предусмотрено устройство автоматизированной системы управления технологическим процессом — в виде резервированной системы, обеспечивающей технологическую безопасность судопропуска во всех, как штатных, так и аварийных, режимах функционирования, включая ситуации однократного отказа любого внутреннего элемента системы. Управление технологическим процессом судопропуска и маневрирования затворами водосбросной плотины производится из здания ЦПУ, который размещен в межкамерном пространстве, в районе НГ, таким образом, чтобы при шлюзовании был обеспечен достаточный визуальный контроль камер шлюза, причалов верхнего и нижнего бьефов, ближайших подходов к шлюзовым камерам.

Грунтовая плотина, для исключения изъятия земельных участков с жилыми домами и переселения граждан, смещена в сторону верхнего бьефа. При этом стоимость удлинения грунтовой плотины сопоставима со стоимостью изъятия земельных участков, но в данном случае исключается значительный и обоснованный социальный резонанс при реализации проекта.

 

 Исходя из обоснованных значений прогнозных грузопотоков в створе проектируемого гидроузла и расчетных потерь провозной способности крупнотоннажного флота при загрузке на полную осадку (от 1,6 до 8,0 млн т/год в зависимости от водности года), была выполнена оценка (общественная, бюджетная, коммерческая) эффективности инвестиций на основе действующих методических рекомендаций по оценке эффективности инвестиционных проектов, а также структуры и конфигурации денежных потоков по проекту с учетом отраслевых особенностей, по результатам которой сделан вывод об эффективности инвестиций в строительство Багаевского гидроузла — даже с учетом ограничений грузопотока пропускной способностью вышерасположенных шлюзов ВДСК.

На сайте размещена сокращенная версия статьи. Полную версию читайте в журнале.

Автор