Строительство берегового водосброса

После выявления повторных разрушений в водобойном колодце в 1988 году на состоявшемся 3—6 октября 1988 года заседании комиссии Минэнерго СССР было предложено, с целью снижения нагрузок на водобойный колодец, рассмотреть возможность сооружения дополнительного водосброса тоннельного типа пропускной способностью 4000—5000 м³/с. К 1991 году «Ленгидропроектом» и институтом «Гидропроект» была проведена предварительная проработка ряда вариантов тоннельных водосбросов (в двух- и однониточном исполнении). В 1993 году экспертной комиссией Инженерной академии РФ под председательством Н. П. Розанова были детально рассмотрены вопросы надёжности плотины и водосбросных сооружений Саяно-Шушенской ГЭС. В выводах комиссии декларировалась нецелесообразность рассмотрения вопроса о строительстве дополнительного водосброса.

После проведения работ по заделке трещин в плотине было принято решение снизить отметки НПУ и ФПУ гидроузла, что привело к снижению регулирующей ёмкости водохранилища; кроме того, были введены ограничения на скорость заполнения водохранилища. Исходя из изменившихся условий, было принято решение о возобновлении работ по береговому водосбросу. В 1997 году «Ленгидропроектом» с участием ВНИИГ были проведены предпроектные проработки трёх вариантов берегового водосброса; в 1998 году первые проработки по водосбросу были проведены НИИЭС. Рассмотрев данные материалы, экспертная комиссия РАО «ЕЭС» приняла решение о проведении проектных работ и гидравлических исследований берегового водосброса, приняв за основу проработки НИИЭС. В 2001 году технико-экономическое обоснование берегового водосброса, разработанное «Ленгидропроектом» и «Гидропроектом», было одобрено государственной экспертизой.

Строительство берегового водосброса было начато 18 марта 2005 года, общая стоимость его сооружения оценивалась в 5,5 млрд рублей. Генеральным проектировщиком водосброса был выбран «Ленгидропроект», конкурс на выполнение строительных работ был выигран «Бамтоннельстроем», но в 2007 году контракт с ним был расторгнут, новым генподрядчиком стало ОАО «Объединённая энергостроительная корпорация». Строительные работы по сооружению первой очереди берегового водосброса, включающей входной оголовок, правый безнапорный туннель, пятиступенчатый перепад и отводящий канал, были завершены к 1 июня 2010 года. Гидравлические испытания первой очереди были проведены в течение трёх дней, начиная с 28 сентября 2010 года. Строительство берегового водосброса было официально завершено 12 октября 2011 года.

Экологические последствия

После сооружения Саяно-Шушенской ГЭС в её нижнем бьефе в зимний период стала возникать незамерзающая полынья, связанная со сбросом относительно тёплых вод с водохранилища при работе гидроагрегатов ГЭС. Возникновение полыньи привело к усилению зажорных явлений в нижнем бьефе с периодическим подтоплениемтерриторий. С целью минимизации ущерба от этих явлений в районе города Минусинска были сооружены защитные дамбы. Образование водохранилища и полыньи в нижнем бьефе оказало влияние на микроклимат прилегающих территорий — снизился градиент температур воздуха (уменьшилась континентальность климата), возросла влажность воздуха, над руслом реки в нижнем бьефе в зимний период усилилось образование туманов. В то же время изменения микроклимата преимущественно имеют локальный характер и наблюдаются не далее 2 км от водохранилища и русла реки в нижнем бьефе. Проблем с резкими колебаниями уровня воды в нижнем бьефе при смене режимов работы Саяно-Шушенской ГЭС удалось избежать за счёт строительства контррегулирующей Майнской ГЭС с буферным водохранилищем.

В зоне затопления водохранилища находилось более 3 млн м³ древесины. В связи с мелкоконтурностью и разбросанностью территорий произрастания деловой древесины, труднодоступностью лесных массивов из-за отсутствия подъездов, а также невозможностью обеспечения безопасной работы на крутых склонах каньона Енисея, было принято решение^{[ кем? ]} о затоплении данной древесины в водохранилище на корню. Полная лесоочистка была произведена только на озёрной части ложа водохранилища — на территории Тувы, на рыбопромысловых участках и местах отстоя судов, а также части зоны переменного уровня водохранилища вблизи плотины. За время эксплуатации водохранилища большая часть (более 2 млн м³) затопленной древесины всплыла на его поверхность, после чего часть древесины (около 0,6 млн м³) вновь затонула вследствие намокания. В связи с большим объёмом водохранилища и медленным разложением древесины существенного влияния на качество воды в водохранилище она не оказывает. Всплывшая древесина собирается с акватории в нескольких запанях, образованных в заливах водохранилища, постепенно извлекается из водохранилища и складируется на берегу (извлечено более 0,9 млн м³). Данная древесина имеет низкое качество, в связи с чем производится её постепенная утилизация путём переработки в древесный уголь; существует проект завода по переработке древесины в топливные гранулы — пеллеты.

Начальный озеровидный участок водохранилища в Туве, на который приходится около 20 % полезной ёмкости водохранилища, в результате колебаний уровня воды в водохранилище при сезонном регулировании стока заполняется в середине августа и обсыхает в середине ноября, образуя в остальное время года обширную заболоченную и непригодную для хозяйственной деятельности низменность. Имеются предложения об отсечении этого участка водохранилища путём строительства низконапорной плотины.

С целью изучения влияния водохранилища на прилегающие экосистемы, охраны популяций соболя и снежного барса, а также в качестве компенсационного мероприятия на прилегающей к водохранилищу территории в 1976 году был создан Саяно-Шушенский биосферный заповедник площадью 3904 км². По мнению директора заповедника А. Рассолова, катастрофических изменений природной среды в результате строительства водохранилища не произошло. Отмечается факт возникновения на участке незамерзающей полыньи в нижнем бьефе и озеровидном участке водохранилища в Туве крупной популяции водоплавующих птиц.

Эксплуатация

Саяно-Шушенская ГЭС начала выдавать электроэнергию в энергосистему с декабря 1978 года, войдя в состав производственного объединения «Красноярскэнерго». По информации РусГидро к 1986 году, выработав 80 млрд кВт⋅ч, станция окупила затраты на своё строительство. 18 мая 2001 года станции было присвоено имя П. С. Непорожнего. В 2003 году Саяно-Шушенский гидроэнергетический комплекс был выделен в ОАО «Саяно-Шушенская ГЭС». 16 июля 2006 года Саяно-Шушенская ГЭС выработала 500 миллиардов кВт⋅ч электроэнергии. 9 января 2008 года ОАО «Саяно-Шушенская ГЭС им. П. С. Непорожнего» было ликвидировано путём присоединения к ОАО «ГидроОГК» (позднее переименованного в ОАО «РусГидро»); станция вошла в состав компании на правах филиала.

С 1997 года, после завершения заделки трещин в плотине, с целью недопущения их раскрытия было принято решение снизить отметку нормального подпорного уровня на 1 метр (с 540 до 539 м), а отметку форсированного подпорного уровня — на 4,5 м (с 544,5 м до 540 м). В 2006 году при прохождении сильного летнего дождевого паводка холостые сбросы через эксплуатационный водосброс достигали 5270 м³/с, существенных повреждений в водобойном колодце после его осушения обнаружено не было. Значительные объёмы сбросов через эксплуатационный водосброс (до 4906 м³/с) имели место и в 2010 году, при пропуске многоводного паводка обеспеченностью 3—5 %. После аварии в августе 2009 года эксплуатационный водосброс работал в течение более чем 13 месяцев, с 17 августа 2009 года по29 сентября 2010 года, пропустив 55,6 км³ воды без каких-либо повреждений. Вынужденная работа эксплуатационного водосброса в зимний период привела к развитию процессов обледенения сооружений водосбросного участка плотины — в частности, открытые лотки водосброса покрылись сплошным ледовым панцирем, а на эстакаде и бычках водосбросов возникли снежно-ледяные образования высотой до 40 м и весом до 24 000 т. Однако обледенение практически не нанесло ущерба сооружениям ГЭС — после схода льда было зафиксировано разрушение двух балок крановой эстакады (в результате падения льда с водосбросов), не имеющее значения для эксплуатации ГЭС (в конце 2010 года произведён демонтаж крановой эстакады).

10 февраля 2011 года в 78 км от Саяно-Шушенской ГЭС произошло землетрясение силой около 8 баллов по шкале MSK-64. В районе плотины ГЭС сила толчков составила около 5 баллов, каких-либо повреждений сооружений станции не зафиксировано.

В ходе эксплуатации были выявлены недостатки оборудования ГЭС. В частности, аппаратные генераторные комплексы КАГ-15,75 оказались ненадёжны в эксплуатации, не способны в определённых условиях справиться с отключением небольшого тока (порядка 60 ампер), имели неприспособленную к ремонту конструкцию (к тому же выпуск запасных частей к ним был прекращён), в связи с чем с 1994 года начались проектные проработки их замены на полноценные элегазовые генераторные выключатели. C 2004 года началась замена КАГ-15,75 на современные элегазовые выключатели HEC-8. Также выяснилось, что конструкция рабочих колёс гидротурбин не вполне удачна — в ходе их эксплуатации наблюдалась повышенная кавитация и трещинообразование, что приводило к необходимости проведения частых ремонтов. С 2011 года планировалось начать постепенную замену рабочих колёс на новые с улучшенными характеристиками. После аварии в августе 2009 года программа технического перевооружения станции была изменена.