[Главная] [Содержание] [Информация]
Цимлянский гидроузел
ОБЩАЯ СХЕМА ГИДРОУЗЛА
1. НАЗНАЧЕНИЕ ГИДРОУЗЛА
Цимлянский гидроузел, образующий на Дону регулирующее водохранилище, является одним из основных звеньев комплекса Волго-Донского водного пути и водноэнергетическото использования нижнего течения Дона. На гидроузел возложены следующие задачи:
1. Создание в верхнем бьефе на протяжении от выхода в водохранилище судоходного канала у г. Калача до гидроузла судоходной глубины, необходимой для транзитного судоходства по Волго-Донскому водному пути. В период до постройки ниже Цимлянского гидроузла других гидроузлов (Нижне-Донских) он должен обеспечивать повышение судоходных глубин вплоть до г. Ростова путем попусков воды через ГЭС.
2. Создание условий для самотечного орошения засушливых земель по рекам Нижнему Дону, Салу и Манычу и обеспечение водой машинного орошения других земель, прилегающих к Цимлянскому водохранилищу и трассе Волго-Донского судоходного канала.
3. Получение на ГЭС при гидроузле электроэнергии.
Перечисленным требованиям в наибольшей степени удовлетворяет схема использования участка Дона от г. Калача до станицы Цимлянской в одной ступени с расположением гидроузла в районе станицы Цимлянской: гидроузел создает благоприятные условия как для трассирования Донского магистрального оросительного канала, берущего начало из Цимлянского водохранилища, так и для машинного орошения земель, прилегающих к водохранилищу; подпор гидроузла перекрывает наиболее тяжелые перекаты на Дону, в том числе Нагавские; ниже створа сооружений, вплоть до г. Ростова, значительно повышаются судоходные глубины за счет попусков из водохранилища. При этом объем ежегодных землечерпательных работ от г. Ростова до Цимлянского гидроузла, необходимых для поддержания требуемых судоходных глубин, примерно равен объему работ, выполнявшемуся до сооружения узла на участке от г. Ростова до г. Калача для поддержания значительно меньших судоходных глубин.
Другие возможные створы расположения сооружений на участке от выхода в Дон трассы судоходного канала до устья Северного Донца не обладали достоинствами принятого Цимлянского створа. Так, Кумовской створ, расположенный несколько ниже выхода трассы канала в Дон, позволял создать водохранилище, равное по емкости Цимлянскому, но оно располагалось выше выхода канала в реку и потому не могло быть использовано как участок Волго-Донского пути; самотечное орошение земель по рекам Салу и Манычу в этом варианте невозможно, а поддержание судоходных глубин на Нижнем Дону (до постройки Нижне-Донских гидроузлов) требовало ежегодного выполнения объема землечерпательных работ в 5 — 8 раз больше по сравнению с вариантом расположения гидроузла в Цимлянском створе. Участок реки от хутора Кумовского до станицы Цимлянской требовал дополнительного шлюзования.
Расположение гидроузла на Нижне-Курмоярском створе (в 40 км выше принятого створа), достаточно узком и благоприятном для размещения сооружений, приводило к необходимости трассировать Донской магистральный канал по сильно изрезанному и крутому левому берегу реки, что усложняло строительство и увеличивало его стоимость.
Расположение гидроузла ниже принятого створа было возможно только в Константиновском створе (на участке от станицы Цимлянской до Северного Донца). Но при этом варианте требовалось увеличить на 6 — 8 м напор на сооружения, что очень утяжеляло их и сильно увеличивало площадь затопляемых плодородных земель. Таким образом, смещение гидроузла вниз по течению без снижения его подпорного уровня было невозможно. Снижение же подпорного уровня вызывало необходимость возведения еще одного гидроузла для обеспечения судоходных глубин на подходе к каналу, что приводило к значительному удорожанию сооружений, делало невозможным самотечное орошение земель, а емкость водохранилища уменьшалась в 3 — 4 раза.
На участке ниже створа Цимлянского гидроузла предполагается строительство ряда Нижне-Донских гидроузлов с напорами около 3 — 5 м, основным назначением которых является обеспечение до устья реки транзитной судоходной глубины Волго-Донского водного пути.
На участке Дона выше створа Цимлянского гидроузла от устья р. Быстрой Сосны до г. Калача наиболее целесообразным по имеющимся изысканиям и проектам является следующий каскад гидроузлов: верхний гидроузел каскада — Семилукский, располагается в районе г. Воронежа, имеет напор 24,5 м и создает регулирующее водохранилище; ниже размещаются шесть гидроузлов: Коротоякский, Павловский, Богучарский, Казанский, Кременской и Калачский, имеющие напоры до 7 м, за исключением Кременского напором 20,4 м. Калачский расположен выше г. Калача в районе выклинивания подпора Цимлянского гидроузла при сработанном водохранилище, имеет тот же подпорный уровень, что и Карповское водохранилище Волго-Донского канала; это позволяет соединить их верхние бьефы судоходно-водоводным каналом длиной около 11 км. Устройство последнего исключает шлюз из состава Калачского гидроузла и обеспечивает подачу воды для снабжения судоходного канала; Карповская насосная станция переходит на положение резервной, а необходимость расширения ее в будущем отпадает.
2. СТВОР И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ГИДРОУЗЛА
Геологические условия района возможного расположения гидроузла достаточно постоянны, и выбор створа узла определяется, в основном, топографическими условиями. Дон — типичная равнинная река с хорошо разработанной долиной и поймой. Правый берег долины крутой и возвышенный, левый — пологий.
В районе станицы Цимлянской, в 7 и 13 км ниже нее, имелись два участка, благоприятных для расположения гидроузла: у селения Богучары и у станицы Соленовской. В обоих местах пойма реки сужается выступающей террасой левого берега, так называемым «рынком», примерно до 3,5 км; длина створа на надпойменных террасах в обоих случаях примерно одинакова.
Были рассмотрены варианты компоновки узла на обоих участках с расположением бетонной водосливной плотины и ГЭС на левобережной и на правобережной пойме и в русле. Основанием бетонных сооружений во всех вариантах являлись пески современного и древнего аллювия. Сопоставление наиболее экономичных вариантов по каждому из участков показало, что стоимость сооружений узла на принятом Соленовском участке уменьшается примерно на 13% за счет сокращения объема земляных работ.
В пределах Соленовского участка имелось два возможных створа, несколько различавшихся геологическим строением основания бетонных сооружений: в первом створе, проходившем немного ниже мыса «Рынок Соленовский», на сравнительно незначительной глубине залегает толща водоупорных грунтов, которые благодаря большей сопротивляемости размыву ограничивают своим положением глубину размыва русла в нижнем бьефе, более надежно защищая водосбросные сооружения от подмыва. Кроме того, водонепроницаемые диафрагмы в основании сооружения в виде металлических шпунтовых рядов могут быть доведены до водоупора.
Во втором створе, располагавшемся в 500 м выше первого и проходившем через мыс «Рынок Соленовский» (благодаря чему несколько сокращалась пойменная часть земляной плотины), водоупорные грунты в основании сооружений размыты водами древнего Дона.
При технико-экономическом сравнении обоих створов выяснилось, что по условиям компоновки сооружений оба створа примерно равноценны и стоимость сооружений практически одинакова (разница в стоимости сооружений составляла примерно 1 % в пользу второго створа). Учитывая существенные технические преимущества первого створа, он был окончательно принят для строительства Цимлянского гидроузла. Общая длина напорного фронта всех сооружений узла составляет 13,5 км. Напор сооружений до шлюзования нижележащего участка Дона 26,6 м, после шлюзования 23,5 м. Уменьшение напора против принятого приводило бы к существенному уменьшению полезного объема водохранилища, сокращению площади самотечного орошения, увеличению стоимости и удорожанию эксплуатации оросительных сооружений, увеличению затрат по Карповскому узлу судоходного канала и по подчисткам для судового хода в водохранилище. Увеличение напора узла давало бы энергетический эффект, который, однако, не окупал дополнительных капиталовложений.
Установленная мощность ГЭС на основе изучения условий ее работы в энергосистеме принята 160 тыс. квт.
Среднемноголетний годовой сток Дона в створе гидроузла составляет около 23,0 км3. За период весеннего половодья в среднем проходит 72% годового стока.
3. СХЕМА ГИДРОУЗЛА
В состав сооружений гидроузла входят: здание гидроэлектростанции с рыбоподъемником, бетонная водосливная плотина, земляная плотина, судоходные шлюзы, порт и лесобаза, головное сооружение Донского магистрального канала, мосты, дороги и эксплуатационные поселки (рис. 1). Гидроузел скомпонован с расположением водосливной плотины и здания ГЭС на пойме реки, что позволило сооружать их независимо от пропуска строительных расходов реки.
Рис. 1 Схема Цимлянского гидроузла
Русло реки в районе выбранного створа имело излучину, обращенную выпуклостью в сторону правого коренного берега. По хорде этой излучины па левобережной пойме располагалось озеро Сусорово и ряд протоков, которые представляли собой остатки старого русла реки. В этом староречьи и было выбрано расположение водосливной плотины и здания ГЭС. Это позволило свести к минимуму объемы работ по котловану сооружений и по устройству канала для отвода потока воды от сооружений и притом по прямому направлению, совпадающему с течением реки в нижнем бьефе. Последнее позволило избежать существенных переформирований естественного русла реки, что имело значение в связи с выходом в реку в 5 км ниже плотины низового судоходного канала шлюзной деривации.
Размещение всех бетонных сооружений на левом берегу было целесообразно также и по условиям организации производства строительных работ, потому что здесь на ровных и пологих надпойменных террасах левого берега вблизи бетонных сооружений имелась достаточная территория для размещения временных предприятий строительной площадки с подъездными железнодорожными путями. По геологическим условиям выбранное место расположения водосливной плотины и здания ГЭС имело преимущество в связи с наличием на небольшой глубине под сооружениями водоупорных грунтов.
Расположение здания ГЭС со стороны берега позволило вести монтаж оборудования независимо от состояния работ па плотине, обеспечило простоту устройства подъездных путей, а также удобство выхода на открытое ОРУ 220/110 кВ, которое размещается около здания ГЭС на площадке, за низовым откосом земляной плотины.
Правобережная часть земляной плотины расположена по кратчайшему направлению от бетонной плотины до возвышенного берега; для примыкания выбран пологий, не расчлененный оврагами участок берега. На левом низком берегу положение земляной плотины с изгибом в плане определено из условий прохождения ее по наиболее высоким отметкам местности и сохранения на надпойменных террасах со стороны нижнего бьефа вблизи бетонной плотины п здания ГЭС строительной площадки таких размеров, которые достаточны для размещения временных сооружений и поселка.
Судоходные сооружения общей протяженностью 5,3 км в виде деривационного канала с двумя однокамерными шлюзами размещены на левом берегу. Такая схема сооружений и их расположение оказались наиболее целесообразными по экономическим и техническим требованиям. Первая ступень деривации — шлюз № 14 и вторая ступень — шлюз № 15 соединены промежуточным каналом длиной 1,6 км. От шлюза № 15 до русла реки проложен низовой подходной канал длиной 3,5 км. Перед входом в шлюз № 14 в водохранилище создан аванпорт; с левой его стороны размещается порт и несколько дальше в долине р. Соленой — лесобаза.
Головное водозаборное сооружение Донского магистрального канала расположено на левом берегу, так как предназначено для орошения левобережья Дона.
Через сооружения узла проходят железнодорожная линия Морозовская — Куберле, автодорога и эксплуатационное шоссе. Размещение дорог раздельное: железная дорога и эксплуатационное шоссе проходят по гребню земляной плотины, автодорога — по берме низового откоса.
Эксплуатационных поселков построено два: один на левом берегу выше магистрального канала для персонала, обслуживающего судоходные сооружения, другой на правом берегу несколько выше створа плотины для персонала гидроэлектростанции и плотины.
Инженерно-геологические условия створа.
Основанием сооружений гидроузла служат рыхлые грунты четвертичного возраста мощностью до 40 м. На надпойменных террасах левого берега сооружения располагаются непосредственно на лессовидных макропористых грунтах, средние значения относительной просадочности которых колеблются в пределах от 1,7 до 4,3%. На пойменных участках четвертичные отложения представлены аллювиальными песками с прослоями и линзами старичных мягких суглинков и глин. Водосливная плотина и здание гидроэлектростанции возведены на аллювиальной толще со съемом верхних ее слоев.
Коренные третичные породы, представленные майкопскими глинами, харьковскими алевролитами, киевскими глинами и мергелями и бучакскими песчано-глинистыми породами, залегают на значительной глубине и только на правом берегу долины реки слизко подходят к поверхности, почти обнажаясь на некоторой высоте над нормальным подпорным горизонтом. В пределах русла и поймы реки коренные породы представлены песчано-глинистой толщей, прикрытой сверху в пределах левобережных поймы и первой надпойменной террасы шириной около 3,5 км слоем глинистых мергелей.
ЗЕМЛЯНАЯ ПЛОТИНА
Земляная плотина протяженностью 12,75 км пересекает различные геоморфологические элементы долины Дона:
1. Надпойменные террасы левого берега реки, где основанием плотины служат покровные макропористые (лессовидные) суглинки. Суглинки пронизаны ходами землероев на глубину преимущественно до 2,0 м, ниже 4,0 м ходы отсутствуют.
На участке правобережного примыкания склон коренного плато местами прикрыт древними оползнями и расчленен оврагами. Плотина примыкает к середине участка между двумя оврагами.
2. В пределах правобережной поймы и русла Дона основанием плотины служат аллювиальные пески с включениями линз и прослоев старичных мягкопластичных грунтов. На левобережном участке поймы верхняя часть аллювия представлена суглинками, супесями, песками и старичными грунтами, местами с погребенным почвенным горизонтом. Грунты фации стариц имеют местами очень низкие значения показателей сопротивления сдвигу.
Карьеры для тела плотины. Карьеры песков для намыва плотины были заложены в основном в нижнем бьефе плотины и лишь частично в верхнем. Пески преимущественно мелкозернистые, пылеватые; частично имелись среднезернистые пески.
Карьеры суглинков для участка насыпной плотины на левом берегу были расположены в верхнем бьефе на расстоянии до 170 м от оси плотины. Суглинки были макропористые, по преимуществу пылеватые, с естественной влажностью от 7 до 14%. Грунты доувлажнялись в карьере, так как оптимальная влажность для них при укатке составляла около 16—18%.
I. КОНСТРУКЦИЯ ПЛОТИНЫ
Тип плотины. Земляная плотина на основной длине осуществлена намывной из мелкозернистых песков поймы Дона; это является ее особенностью: до сих пор мелкозернистые пески допускались техническими условиями лишь для намыва небольших плотин. Огромный объем земляных работ по плотине (30 млн. м3, в том числе объем намывной части плотины 28,86 млн. м3) при коротких сроках строительства и расположении плотины на большем ее протяжении на просадочных макропористых суглинках, требующих замачивания основания при строительстве, сделали единственно возможным и целесообразным возведение сооружения методом гидромеханизации. Небольшая часть плотины у левого берега, имеющая наибольшую высоту 11,8 м при напоре 7,8 м и значительно удаленная от песчаных карьеров, выполнена сухим способом из местных макропористых суглинков.
Намыв тела плотины производился двусторонним способом с боков к середине. Предполагалось, что произойдет некоторое фракционирование песка с образованием в центре менее водопроницаемого ядра плотины. Ввиду однородности песков и большой производительности работавших землесосных снарядов (300 и 500 м3/час) создание условий для фракционирования грунта оказалось практически невозможным и заметно выраженного ядра не получилось.
Поперечные сечения плотины. Отношение ширины по основанию к высоте насыпной части плотины составляет от 8,4 до 10,0. Распластанность профиля обусловлена требованиями устойчивости откосов и основания.
Для намывного участка плотины на левобережных надпойменных террасах и пойме отношение ширины к высоте составляет от 11 до 14. Профиль плотины определился в основном также условиями устойчивости ее совместно с основанием.
Плотина в русле на высоту каменного банкета возведена односторонним, а выше — двусторонним намывом. Правобережная часть плотины (рис. 2) имеет наиболее обжатый профиль с отношением ширины к высоте 9,4, который был возможен здесь благодаря хорошим грунтам основания — пескам.
Рис.2. Земляная плотина на участке правобережной поймы
Подготовка основания плотины на пойменных участках заключалась в снятии поверхностного слоя толщиной до 1 м, содержащего корневые остатки, и в удалении илисто-глинистых отложений в пределах озерцов, староречий и пойменных протоков. На надпойменных левобережных террасах снимался верхний гумусированный слой толщиной 1,0 м; зона развития ходов землероев пересечена зубьями глубиной до 3,5 м. Средняя глубина всех выемок в основании плотины, включая выемки под дренаж, составила около 1,7 м.
Возвышение гребня плотины над нормальным подпорным горизонтом от правого берега до аванпорта из условия защиты от волновых воздействий принято в 5 л с бетонным парапетом в 1 м. В пределах аванпорта и до левого берега, где волновые воздействия меньше, отметка гребня плотины понижена на 1,0 м.
Дренаж тела плотины. На участках плотины с распластанным профилем выполнен дренаж закрытого типа, уложенный внутри низового клина, так как применение в этом случае дренажа, расположенного с внешней стороны профиля, было нецелесообразно: кривая депрессии захватила бы всю нижнюю часть низового клина плотины, вследствие чего уменьшился бы его вес и появилось бы воздействие на него сдвигающих гидродинамических сил. При этом эффект от уширения плотины, требующегося для устойчивости по геологическим условиям основания, был бы значительно снижен.
В обжатом профиле дренаж уложен в виде наслонного фильтра, нижняя часть которого развита и представляет собой дренажную призму с трубой внутри.
Суммарный фильтрационный расход дренажа плотины, по данным лабораторных исследований, определен в 1,4 м3/сек (без учета фильтрационного расхода в основании плотины).
Каменный банкет в русле реки в состав дренажных устройств не входит: он служил лишь для закрытия русла. Так как водопроницаемость замытого банкета меньше водопроницаемости песчаного тела плотины примерно в 2,5 раза, банкет смещен на 30,0 м в сторону нижнего бьефа, чтобы иметь место перед ним для размещения дренажа.
В насыпной суглинистой плотине дренажем являются заполненная двухслойным фильтром неглубокая продольная канавка, расположенная примерно в середине основания низового клина плотины и соединенная с наружной водоотводной канавой, и наслонный фильтр по низовому откосу плотины.
Дренаж в нижнем бьефе плотины. На левобережных надпойменных террасах залегают макропористые делювиальные и аллювиальные суглинки, подстилаемые толщей аллювиальных песков. В нижнем бьефе плотины под этими суглинками без наличия каких-либо мероприятий образуется избыточный напор, а в их толще имеют место довольно высокие градиенты фильтрации, что приводит к взвешиванию грунта и к заболачиванию территории. Поэтому вдоль плотины на расстоянии 50 м от ее подошвы выполнена канава глубиной до 3,0 м, у дна которой через 10 — 20 м заложены самоизливающиеся разгрузочные дренажные скважины.
На правобережной пойме залегает толща мелкозернистых песков с линзами и прослойками супесей и суглинков, подстилаемая среднезернистыми песками. Здесь также имеет место избыточный напор грунтовых вод в верхней толще мелкозернистых грунтов и заболачивание прилегающей территории. Поэтому в водосборной канаве, проходящей вдоль низового откоса плотины, через 10—20 м заложены самоизливающиеся дренажные скважины, а прилегающая к плотине пойма на ширине 0,3 — 0,4 км замыта песком и спланирована с устройством водосборных канав.
ВОДОСЛИВНАЯ ПЛОТИНА
Водосливная плотина и здание гидроэлектростанции размещены рядом, что позволило выполнить подводящие и отводящие каналы общими и уменьшить количество сопряжений бетонных сооружений с земляными, а также осуществить общий фронт противофильтрационных устройств в основании плотины и ГЭС. В верхнем и нижнем бьефах оба сооружения разделены пирсами, которые улучшают гидравлические условия их работы и служат для размещения входной и выходной галерей рыбоподъемника.
Цимлянская водосливная плотина. Вид с нижнего бьефа
Геологические условия основания сооружений следующие: на глубину 13 - 15 м ниже их подошвы залегают современные и древние четвертичные аллювиальные отложения, сложенные песками с прослоями и линзами старичных суглинков и глин, с базальным песчано-гравелистым горизонтом в основании.
Мелкозернистые пески современного аллювия в основании сооружений удалены при выемке котлована и остались лишь под понуром, водобоем и рисбермой и частично под подпорными стенками. Глубина котлована при этом составила 14 -16 м. Аллювий подстилают морские осадки третичной системы: непосредственно под аллювием слой водоупорных пластичных мергелей киевского яруса мощностью не более 4 м, а под ним 100-метровая толща бучакских глауконитовых слабофильтрующих песчано-глинистых отложений.
Возведение на мелкозернистых легко размываемых песках сооружений с напором 26,6 м осуществлено впервые: до сего времени на аналогичных основаниях строились вооружения лишь небольшого напора. Выбору величины удельного расхода воды через плотину на рисберме, принятой в 35 м3/сек, и глубины заложения ее отдельных частей предшествовали большие гидравлические исследования модели узла сооружений и теоретическое и лабораторное изучение вопроса о возможных глубинах размыва отводящего русла за сооружением.
Исследованиями было установлено, что размывы за рисбермой, по-видимому, ограничатся аллювиальными песками, расположенными над слоем мергеля; увеличение удельного расхода сверх принятого привело бы к возможности размыва последнего и к весьма нежелательному углублению размывов в зону очень мелкозернистых коренных песков и супесей.
Общая длина плотины и здания ГЭС с рыбоподъемником по напорному фронту составляет 612,1 м. Плотина имеет 24 водосливных пролета шириной по 16 м каждый, перекрытых сегментными затворами. Гребень водослива располагается на 7,25 м ниже нормального подпорного горизонта воды.
Сопряжение водосливной плотины и здания гидроэлектростанции с земляной плотиной произведено посредством бетонных подпорных стенок, которые одновременно служат для направления потока; в верхнем бьефе па всем протяжении верх стенок располагается выше НПГ. Для обоих берегов стенки симметричны и имеют криволинейное очертание в плане; протяженность их у каждого берега равна 145 м.
Сопрягающая стенка нижнего бьефа правого берега отходит от водослива прямолинейным участком под углом 14° к направлению потока с целью осуществления его растекания; на расстоянии 110 м от плотины она поворачивает под прямым углом и сопрягается с берегом. Левобережная стенка служит для сопряжения площадки открытого распределительного устройства с отводящим каналом ГЭС; на длине 80 м она идет параллельно потоку, а затем поворачивает под прямым углом к берегу и сопрягается с ним.
Противофильтрационные устройства в основании водосливной плотины и здания ГЭС состоят из понура и двух металлических шпунтовых рядов, прорезающих пески и заглубленных на 1,5 л в слой мергеля. Один шпунт расположен в начале понура; второй — под верховым краем плотины и здания ГЭС.
Третий шпунтовый ряд, забитый на глубину около 6 м под нижним краем плотины и здания ГЭС, служит для предохранения песчаных грунтов основания от выпора их давлением сооружений и фильтрационным потоком.
В сопряженных с земляной плотиной по тыловым граням устоя водослива и здания ГЭС устроено по две диафрагмы из металлического шпунта, забитого также в мергелистый слой. Основные диафрагмы длиной 100 м у бетонной плотины и 80 м у здания ГЭС расположены по линии шпунтового ряда вдоль верховой грани сооружений. Вторые диафрагмы имеют длину по 30 м и расположены в 46 м в сторону нижнего бьефа от основных диафрагм.
1. КОНСТРУКЦИЯ ПЛОТИНЫ
Водосливная часть плотины имеет фундаментную плиту и бычки, сильно развитые в сторону верхнего бьефа, что повышает общую устойчивость сооружения за счет пригрузки плотины водой и выравнивает краевые давления на грунт в основании почти до одинаковых величин. Плита со стороны верхнего и нижнего бьефов усилена продольными зубьями, врезанными в основание. Плотина осуществлена с анкерным понуром длиной 50 м, пригруженным грунтом слоем в 8,4 м.
По длине плотина разбита осадочными швами на восемь секций, каждая из которых включает три пролета водослива, разделенных бычками; между секциями — двойные полубычки, каждый из которых соединен монолитно со своей секцией. В осадочных швах между полубычками устроены противофильтрационные шпонки, допускающие разную осадку секций. При этом шпонки размещены так, что на путях возможного возникновения фильтрации поставлено по два ряда шпонок. В секции, сопрягающейся с земляной плотиной, крайний полубычок заменен массивной стенкой — устоем.
Конструкция водосливной части плотины запроектирована с учетом устройства по ее оси на период строительства бетоновозной металлической эстакады, опоры которой располагаются в пределах бычков и полубычков.
Водослив плотины запроектирован безвакуумного профиля с вертикальной верховой гранью. От бычков, полубычков и устоев водослив отрезан температурными швами идущими от его гребня до верха фундаментной плиты. В швах устроены противофильтрационные шпонки. Бычки и полубычки жестко связаны с фундаментной плитой в верхней части перед пазами аварийно-ремонтных затворов они надрезаны температурными швами на высоту 13,4 м.
В теле водосливов размещена смотровая галерея, проходящая по всей длине плотины и служащая также для сбора фильтрационных вод и прокладки электрокабелей напряженностью 10 кв.
Фильтрующаяся через бетон вода собирается дренажными вертикальными колодцами диаметром 0,15 м, находящимися на расстоянии 1,5 м один от другого и в 35 м от напорной грани водослива.
К водосливу примыкает водобойная плита толщиной 4,5 м и длиной 50 м, на которой располагаются устройства для гашения энергии потока — струенаправляющие пирсы и водобойная стенка. Рисберма, выполненная из бетонных плит толщиной от 25 до 1,25 м и размерами в плане от 20×25 м до 10×10 м, на начальном участке горизонтальна, а далее с переменным уклоном опускается на 7,60 м. Рисберма заканчивается анкерным массивом, в котором закреплена гибкая часть крепления, образованная из двух слоев связанных между собой железобетонных плит размерами 2,0×2,0×0,25 м. В конце крепления устроено углубление-ковш; по его верховому откосу и дну уложены хворостяные тюфяки, а сам ковш высоту 6,0 м засыпан камнем. Последний предназначен для осыпания при размывах грунта за рисбермой и образования отмостки, ограничивающей глубину размыва.
Заглубленное крепление с хворостяным тюфяком и каменной наброской продолжено вдоль подошвы откосов береговых струенаправляющих дамб и заведено в берега. В этих частях дно ковша по условиям его выполнения подводным способом (землесосными снарядами) после затопления рисбермы было расположено на 6,0 м выше, чем на участках против плотины.
Общая длина крепления нижнего бьефа плотины, считая от низовой грани водослива до конца каменной отсыпки ковша, составляет около 300 м (~12 напоров).
Со стороны верхнего бьефа по бычкам плотины уложены металлические пролетные строения однопутного железнодорожного моста; рядом с ним предусмотрено место для моста второй колеи. Со стороны нижнего бьефа по бычкам устроен металлический автодорожный мост. Расположение мостов связано с компоновкой здания ГЭС и определило очертание верховой части бычков.
Водосливная плотина. Вид сверху. Слева железнодорожный мост, справа внизу автодорожный мост
Водосливная плотина. Железнодорожный мост.
ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ
Установленная мощность станции 160 тыс. квт (в четырех агрегатах по 40 тыс. квт). Наибольший статический напор 26,6м, наименьший расчетный напор турбин 17,5 м. Среднесуточные расходы ГЭС: наименьший 160 м3/сек, наибольший 1100 м3/сек. Среднемноголетняя выработка энергии при полном развитии орошения и после постройки Нижне-Донских узлов определена расчетом по 33-летнему ряду в 460 млн. квт-ч в год; ГЭС будет работать, в основном, по пиковому режиму.
В настоящее время ГЭС, в основном, работает по режиму, отвечающему требованиям водного транспорта, поэтому большая часть годовой выработки электроэнергии приходится на период навигации. В связи с большим напором и меньшим отбором воды на орошение выработка в средний по водности год должна составлять около 660 млн. квт-ч. На ГЭС частично возлагаются функции аварийного резерва.
Линиями электропередач 220 кв ГЭС связана со смежными энергосистемами и линией 110 кв — с насосными станциями, подающими воду для орошения.
1. ЗДАНИЕ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Гидроэлектростанция руслового типа. Здание ГЭС расположено в общем фронте подпорных сооружений с левой стороны водосливной плотины. Оно состоит из двух секций: речной, включающей два блока главных агрегатов и блок рыбоподъемника, и береговой, включающей также два блока главных агрегатов и монтажную площадку. Блок рыбоподъемника состоит из рыбоходного шлюза и малого гидроагрегата, работающего на расходах рыбоподъемника.
Главный агрегат станции состоит из поворотнолопастной турбины диаметром 6,6 м и генератора мощностью 50 000 ква, напряжением 10,5 кв. Повысительные трансформаторы однофазные, объединенные в две группы по три штуки. Малый агрегат мощностью 4 200 квт состоит из поворотно-лопастной турбины и генератора мощностью 5 000 ква.
Общая длина здания ГЭС равна 116,6 м (включая рыбоподъемник и монтажную площадку), ширина 56,5 м.
С низовой стороны к зданию ГЭС примыкает водобойная плита длиной 50 м при толщине от 3,0 до 1,0 м.
Конструкция рисбермы аналогична принятой для водосливной плотины. Водобойная плита и рисберма уложены на слое обратного фильтра.
Щитовое отделение верхнего бьефа станции оборудовано быстродействующими затворами с механизмами, сорозадерживающими решетками, ремонтными заграждениями и козловым грейферным краном грузоподъемностью 2×20/2×10 т с грейферным захватом и ловильной балкой. Над пазами быстродействующих затворов и их механизмами устроено разборное металлическое помещение.
Щитовое отделение нижнего бьефа, расположенное под автодорожным мостом, оборудовано ремонтным заграждением и катучей лебедкой грузоподъемностью 2×10 т с ловильной балкой.
Электромеханическое оборудование размещено на трех этажах здания ГЭС: в нижнем помещаются кабели и шахты-лазы в отсасывающую трубу; в среднем — помещения для аккумуляторных батарей и устройств связи; в верхнем — главное и комплектное распределительные устройства 10,5 кв.
Открытое распределительное устройство размещается на площадке левого берега, ниже здания ГЭС.
На уровне верхнего этажа расположен турбинный зал, из которого возможен вход в турбинную шахту. Здесь же размещаются сервомоторы направляющего аппарата турбины и компрессорные установки.
В машинном зале гидроэлектростанции расположены генераторы главных агрегатов, маслонапорные установки, колонки комбинатора и регулятора турбин. Зал обслуживается двумя мостовыми кранами грузоподъемностью по 150 т. Все этажи и помещения связаны между собой лестничными переходами. В пределах этажа помещения связываются сквозными коридорами.
Конструкции здания ГЭС выполнены из монолитного железобетона. Каркас стены машинного зала со стороны нижнего бьефа образован подкрановыми колоннами с шагом 6,5 м; до подкрановых балок сечение колони 80×180 см, выше балок — 80×100 см. В местах разрезки сооружения швами установлены спаренные колонны. Заполнение каркаса кирпичное. Сводчатая железобетонная кровля имеет толщину 25 см и воспринимает нагрузку от мачт электрохозяйства станции. На колонны свод опирается через железобетонную ранд-балку.
Напорные элементы станции облицованы плитами оболочек толщиной 9 см. Среднее содержание арматуры в блоках станции составляет 83,5 кг/м3, что обусловлено относительной легкостью принятых конструкций (объем бетона на 1 квт установленной мощности ГЭС составляет 0,77 тыс. м3).
Ниже уровня пола машинного зала в блоке монтажной площадки размещаются: помещения сливных резервуаров, масляное хозяйство, лаборатория, мастерские, санузел, камеры хранения затворов отсасывающих труб и шандорного заграждения водозаборных отверстий турбин, а также административные помещения. Здесь же размещается щит управления ГЭС.
Машинный зал Цимлянской гидроэлектростанции
3. РЫБОПОДЪЕМНИК
Рыбоподъемник предназначен для пропуска из нижнего бьефа в верхний осетровых, частиковых и других пород рыб, направляющихся вверх по течению для нереста. Рыбоподъемник размещен между водосливной плотиной и зданием ГЭС. Выбранное положение определилось следующими соображениями:
а) наличием постоянного тока воды от ГЭС, что способствует привлечению рыбы к входному отверстию рыбоподъемника;
б) возможностью использования раздельных пирсов между плотиной и зданием ГЭС для устройства входных и выходных лотков рыбоподъемника.
В состав рыбоподъемника входят следующие устройства: входной лоток, садок, рыбоподъемный шлюз, выходной лоток и малый гидроагрегат.
Вид с верхнего бьфа на рыбоподъемник
Входной лоток шириной б м и длиной 110 м занимает весь раздельный пирс нижнего бьефа. От левого берега отводящего канала ГЭС к входному отверстию лотка, пересекая канал под углом 45°, располагается рыбонаправляющая сеть. За входным отверстием лотка размещаются пазы ремонтного заграждения и регулирующий сдвоенный затвор. Подъем и опускание регулирующего затвора производятся из здания управления, расположенного на низовом конце пирса. Скорость течения воды в лотке при наибольшем расходе в 25 м3/сек изменяется от 0,4 до 1,0 м3/сек в зависимости от горизонта нижнего бьефа. Питание лотка водой производится от малого агрегата через отверстие в наклонной части дна, закрытое металлической сеткой.
Садок размерами 5×18 м расположен в блоке рыбоподъемника и служит для концентрации рыбы у входа в подъемный шлюз. От входного лотка садок отделен ловушкой, состоящей из двух стальных сеток, поставленных симметрично под углом к оси лотка и шарнирно прикрепленных к стенам. В дне садка размещено второе отверстие, закрытое металлической сеткой для подачи воды от агрегата с целью создания в ловушке привлекающих скоростей. Садок соединен отверстием размером 5×6 м с рыбоподъемным шлюзом, перекрываемым во время шлюзования плоским затвором. Заход рыбы в шлюз осуществляется с помощью понуждающей сетки, которая передвигается вдоль садка.
Шлюз в горизонтальном сечении имеет размеры 5,0×7,3 м. Подъем рыбы в шлюзе производится с помощью побуждающей сетки, поднимающейся вслед за подъемом уровня воды. Наполнение шлюза из верхнего бьефа осуществляется через два трубопровода диаметром 400 мм. Сброс воды из шлюза производится по трубопроводу диаметром 600 мм. Выходное отверстие шлюза перекрывается шандорной стенкой, на которую опирается рабочий затвор размерами 5×2 м. Маневрирование затворами и подъемной сеткой шлюза производится с помощью механизмов, расположенных в башне рыбоподъемника.
Выходной лоток шириной 6 м и длиной около 65 м размещен частично в пределах секции здания ГЭС и частично в верховом пирсе. Выходное отверстие лотка устроено в правой стенке верхового пирса, со стороны водосливной плотины.
Малый гидроагрегат установлен в машинном зале, расположенном под выходным лотком рыбоподъемника; зал соединен с турбинным помещением ГЭС проемом размером 3,5×2,5 м, закрываемым герметическими воротами. Водоприемник агрегата расположен в верховом пирсе. Забор воды осуществляется под выходным лотком рыбоподъемника через три отверстия в левой стенке пирса, со стороны здания ГЭС. Отверстия перекрываются решетками, которые во время ремонта агрегата заменяются шандорами. В качестве быстродействующего затвора применен плоский затвор с гидравлическим приводом грузоподъемностью 60 т, который установлен в отсасывающей трубе турбины. Он используется также при ремонте малого агрегата. Затвор перекрывает отверстие размерами 4,0×1,5 м и рассчитан на напор 33,5 м.
Пропуск рыбы через рыбоподъемник производится в такой последовательности. Поднимающаяся против течения в нижнем бьефе рыба подходит вдоль направляющей сети к входному отверстию и, привлекаемая струей воды, входит в низовой лоток. Пройдя ловушку, рыба некоторое время находится в садке. С началом очередного цикла шлюзования у ловушки опускается понуждающая сетка, которая, дойдя до дна, двигается к шлюзу, заставляя рыбу войти в шлюз. Одновременно с началом цикла открываются задвижки наполнения шлюза, создавая в его входном отверстии скорости, привлекающие рыбу. По достижении сеткой крайнего положения у стены шлюза нижний затвор шлюза закрывается. Подъемная сетка начинает подниматься вместе с ростом уровня воды, сохраняя над сеткой постоянную глубину воды. После выравнивания уровня воды в шлюзе и в выходном лотке открывается верхний затвор шлюза; сетка, поднимаясь до поверхности воды, вытесняет рыбу в выходной лоток.
Весь цикл шлюзования полностью автоматизирован и продолжается около 40 мин.
СУДОХОДНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
В состав судоходных сооружений Цимлянского гидроузла входят: 1) аванпорт в верхнем бьефе; 2) два однокамерных судоходных шлюза: № 14 и 15; 3) промежуточный канал между шлюзами; 4) низовой подходной канал; 5) порт; 6) лесобаза.
Предусмотрена возможность сооружения в дальнейшем второй нитки шлюзов, располагающейся параллельно первой. Верхняя голова второй нитки шлюза № 14 и примыкающая к ней часть камеры, сопрягающие шлюз с телом земляной плотины, выполнены одновременно с судоходными сооружениями первой нитки, так как постройка их в будущем была бы затруднительной.
При нормальном подпорном горизонте верхнего бьефа гидроузла и нормальном судоходном горизонте нижнего бьефа (при расчетном допусковом расходе 580 м3/сек) общий напор судоходных сооружений составляет 23,8 м. При сработке водохранилища, а также при высоких горизонтах Дона в нижнем бьефе напор снижается до 17,0 м. Напоры шлюзов составляют: для шлюза № 14 от 12,2 до 6,0 м и для шлюза № 15 от 6,2 до 14,75 м.
Габариты шлюзов приняты такими же, как и для Волго-Донского судоходного канала.
Порт и лесобаза расположены в верхнем бьефе гидроузла на акватории рядом с предшлюзовым аванпортом.
Все судоходные сооружения Цимлянского гидроузла расположены на аллювиальных и делювиальных отложениях четвертичного периода. Основанием дамб аванпорта являются макропористые суглинки. Основанием шлюза № 14 служат мелко- и среднезернистые пески, под которыми залегают тугопластичные глины. Промежуточный канал почти целиком расположен в макропористых суглинках и только в концевой части — в песчаных грунтах.
Основанием шлюза № 15 служат суглинки, тугопластичные глины и пески. Низовой подходной канал на всем протяжении проходит в аллювиальных песчано-глинистых отложениях. В основании насыпных площадок Цимлянского порта и лесобазы залегают макропористые суглинки. Ниже суглинков залегают песчаные грунты аллювия.
1. КОМПОНОВКА СУДОХОДНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Предшлюзовой аванпорт, порт и лесобаза имеют общую акваторию, защищенную от волнений в водохранилище северной и восточной дамбами-волноломами. Северная дамба примыкает к земляной плотине под прямым углом, восточная же расположена почти параллельно земляной плотине, в расстоянии 2 — 2,5 км от последней (см. рис. 1).
Волноломы снижают высоту волны на защищенной акватории с 3,0 до 0,2 — 0,6 м в разных ее частях.
Огражденная дамбами акватория аванпорта обеспечивает спокойный подход судов к шлюзам, возможность отстоя судов во время шторма и переформирование караванов.
В расстоянии около 1 км от северной дамбы аванпорта в пределах защищенной акватории на специально созданном моле расположены береговые устройства порта.
На расстоянии около 400 м от территории порта расположена площадка Цимлянской лесоперевалочной базы, акватория которой является продолжением акватории порта.
Трасса судоходных сооружений пересекает земляную плотину на расстоянии 3 км от левобережного ее конца и выходит в нижнем бьефе к излучине Дона в 5 км ниже створа плотины, за пределами зоны воздействия потока, сбрасываемого через плотину.
Для создания преимущества судам, входящим в шлюзы, причальные линии устроены в одну линию со стенами камер и расположены с правой стороны направления движения судов к шлюзу. Исключение составляет верхний подход к шлюзу № 14, где причалы шлюза первой нитки расположены с левой стороны по отношению к подходу, а причалы второй нитки намечается расположить симметрично справа.
2. ШЛЮЗЫ
Проектными проработками было установлено, что для данных условий наиболее целесообразной является схема в составе двух ступеней однокамерных шлюзов № 14, 15 с промежуточным разъездным каналом между ними.
Шлюз №14
Нижний подход к шлюзу № 14 и разъездной канал между шлюзами
Значительные колебания напора привели к необходимости дополнительного подпитывания раздельного бьефа между шлюзами при сработке водохранилища и к сбросам излишков воды из него в Дон при подъеме горизонта воды в последнем.
Как и для разъездных каналов Волго-Донского канала, было принято, что в пределах амплитуды колебаний статических горизонтов промежуточный канал должен вмещать до трех сливных призм шлюзов. За нормальный статический горизонт был принят горизонт, при котором в расчетных условиях сливные призмы обоих шлюзов равны.
Конструкция шлюзов. Цимлянские шлюзы по конструкции аналогичны шлюзам Волго-Донского канала; имеющиеся же особенности обусловлены примыканием их к водохранилищу и другими местными условиями.
На шлюзах применена головная система наполнения и опорожнения камер. Конструкции шлюзов выполнены с применением главным образом армированного бетона и лишь частично железобетона. Камеры имеют днища, разрезанные посредине.
3. ПОРТОВЫЕ СООРУЖЕНИЯ
Караваны судов пли плотов, подходящие по водохранилищу к шлюзам Цимлянского гидроузла, расформировываются на рейде верхнего бьефа для проводки их через шлюзы. Суда же, прошедшие шлюзы, формируются на рейде в караваны для следования их по водохранилищу.
В целях обеспечения безопасности стоянки судов в штормовую погоду пришлюзовые рейды в верхнем бьефе ограждены дамбами. Последние одновременно защищают от волнений акваторию порта и лесобазы.
Дамбы аванпорта. Северная ограждающая дамба длиной 1500 м расположена параллельно оси судового подхода к шлюзу на расстоянии примерно 300 м от нее. Восточная дамба длиной 1 580 м расположена примерно под углом 110° к северной дамбе. Вход в аванпорт между северной и восточной дамбами имеет ширину 400 м. Возвышение гребня северной дамбы над нормальным подпорным горизонтом равно 3 м; заложение откосов 1:3 до отметки, расположенной на 3,0 м ниже НПГ, а ниже этой отметки — 1:4. Откосы, обращенные в сторону аванпорта, укреплены камнем. Откосы дамбы, обращенные в сторону водохранилища, укреплены бетонными плитами толщиной 0,4 м. По гребню дамбы со стороны водохранилища возведен парапет высотой 1,1 м.
Северная дамба возведена сухим способом из местных лессовидных суглинков; против промерзания и пучения откосы дамбы защищены слоем песка.
Тело восточной дамбы на длине 1 240 м выполнено гидромеханизацией из мелкозернистого песка, на остальной — из известняка с суглинком с отсыпкой под воду и выше из суглинка.
Со стороны водохранилища откос укреплен бетонными плитами толщиной 0,4 м, а со стороны акватории аванпорта — крупным камнем на обратном фильтре.
На северном оголовке восточной дамбы аванпорта возведен маяк; на оголовке северной дамбы установлен световой сигнал.
Порт. Портовые береговые устройства располагаются на молу. На внутренней стороне его, на длине 580 м, размещены причалы, а на площадке — складские устройства и служебные здания. Портовая территория соединена с берегом узкой частью мола, по которой проходят подъездные дороги — железная и автомобильная.
Цимлянский порт. Пассажирский причал
В порту имеются четыре грузовых причала, а также пассажирский, служебный и другие причалы. Набережная образована одноанкерной шпунтовой металлической стенкой высотой 9,85 м.
Для грузовых операций в порту установлены четыре портальных крана, 15 транспортеров и другое подъемно-транспортное оборудование.
Цимлянский порт. Грузовой причал
Лесобаза. Лесобаза служит для перевалки древесины, поступающей в плотах из Волжско-Камского бассейна, и отгрузки ее на железную дорогу. Площадь лесобазы равна 800×350 м. Ширина акватории 300 — 350 м.
Выгрузка леса из воды производится козловыми кранами и транспортерами. Основное оборудование лесобазы для обслуживания перевалочных работ состоит из четырех козловых кранов, трех поперечных транспортеров, 20 вагонеток широкой колеи и четырех мотовозов. Лесобаза связана с железнодорожной станцией «Добровольская» железной и автомобильной дорогами.
ВОДОХРАНИЛИЩЕ
Подпор от Цимлянской плотины распространяется вверх по течению на 360 км, примерно до устья р. Иловли. По своим размерам Цимлянское водохранилище относится к числу крупнейших искусственных водоемов Союза ССР, несколько уступая по ширине разлива лишь Рыбинскому водохранилищу. Полный объем водохранилища равен 23,85 км3, из которых 11,5 км3 составляют полезный объем; площадь зеркала 2 700 км2. Наибольшая ширина водохранилища 38 км, наибольшая глубина 30 м. Максимальная сработка водохранилища составляет 5,0 м.
Схематический план Цимлянского водохранилища
Цимлянское водохранилище
В пределах подпора борта водохранилища сложены главным образом слабоводопроницаемыми коренными и четвертичными породами. Коренные отложения состоят, в основном, из песчано-глиннстых разностей. Четвертичные отложения представлены песчано-глинистой толщей пород аллювиального и озерно-аллювиального происхождения и достигают наибольшего развития на левобережье. В коренных породах водоносными являются песчаные толщи, подстилаемые водоупорными породами. В четвертичных отложениях имелся, в основном, единый водоносный горизонт аллювиальных отложений с зеркалом грунтовых вод, поднимающимся в сторону водоразделов до отметок, превышающих НПГ.
Поэтому водоудерживающая способность водохранилища не вызывала никаких опасений, а потери на фильтрацию в борта и дно водохранилища в период его заполнения не превышали обычных временных и естественных потерь, необходимых для насыщения сухих грунтов водой.
Зона подтопления наиболее развита на левом берегу Дона. Переформирование берегов водохранилища наблюдается как в зоне высоких склонов правобережья, так и в зоне пологих склонов левого берега и частично правого.
Переформирование берега Цимлянского водохранилища в районе убежища Кривского (апрель 1953 г.) На переднем плане виден обрыв, сложенный лессовидными суглинками; за ним откос из тех же суглинков, подстилаемых песками.
Переформирование берега Цимлянского водохранилища в районе хут. Веселого (сентябрь 1953 г.)
Водохранилище расположено в пределах Сталинградской, Каменской и Ростовской областей.
Под водохранилище занята территория 263,6 тыс. га, в том числе: усадьбы и огороды 9,6 тыс. га; сады и виноградники 0,7 тыс. га; пашня 35,7 тыс. га; сенокос 71,1 тыс. га; выгон 78,2 тыс. га; лес и кустарники 30,1 тыс. га.
В зону водохранилища попали 164 сельских населенных пункта и частично г. Калач. Общее количество переселенных дворов 13 716, мелких промышленных объектов 507 с количеством строений 1 644.
В зону затопления попали участки железнодорожной линии Сталинград — Лихая на перегоне разъездов Дмитриевка — Кумовка и в местах пересечения линией подпираемых притоков Дона — рек Лиски и Донской Царицы. В связи с этим были произведены работы по переносу или укреплению насыпей дороги, а также построен новый Чирский мост через р. Дон. На новые места перенесен ряд участков автогужевых дорог и воздушных линий связи.
Защитные мероприятия в виде обвалования и сети осушительных каналов осуществлены в г. Калаче на Дону и в хуторе Сталиндорф Калачевского района.
1. СУДОВОЙ ХОД
По водохранилищу проходит судовой ход от устья Волго-Донского канала у г. Калача до Цимлянского гидроузла протяженностью 186 км.
Условия плавания на отдельных участках водохранилища различны: на верхнем участке протяжением около 40 км, от Карповского гидроузла до долины р. Чир, ширина и глубина водохранилища незначительны. При сработке водохранилища пойма обсыхает, обнажая русло Дона. Судоходная трасса проходит здесь по руслу реки; последнее прижато к правому крутому берегу и достаточно удобно для плавания. Ниже, на протяжении около 25 км, трасса идет частично по руслу Дона и частично в прорезях, спрямляющих излучины реки.
Далее небольшой участок трассы проложен по пониженной части поймы с незначительными подчистками по ней. Наконец, ниже, вплоть до самой Цимлянской плотины, трасса проходит по водохранилищу и никаких земляных работ здесь не потребовалось. Образована она прямолинейными участками наибольшей возможной длины, с плавными переходами от одного участка к другому. В результате создания водохранилища длина транзитного судового хода по Дону на участке от г. Калача до створа Цимлянского гидроузла сокращена на 62 км по сравнению с бытовыми условиями.
В водохранилище возможно образование волн высотой до 3,0 м, при которых судоходство и в особенности буксировка плотов недопустимы. Поэтому наряду с организацией службы штормопредупреждений устроены убежища, в которых суда могут укрыться во время штормовой погоды. Расстояние между убежищами принять около 40 км, исходя из шестичасовой заблаговременности штормопредупреждения и полагая, что суда, получив предупреждение о шторме, доходят до первого убежища, лежащего впереди, а караваны направляются в ближайшее убежище.
Всего устроено пять основных убежищ и три дополнительных, использование которых необходимо лишь при некоторых направлениях ветра. В убежищах предусмотрены причальные бочки для судов и бревенчатые боны для зачаливання плотов.
Пристани. По водохранилищу устроено семь пристаней у следующих населенных пунктов: хутор Пятиизбянский, станица Нижне-Чирская, хутор Суворовский, хутор Попов, хутор Красноярский, хутор Кривской и станица Жуковская. Пристани предназначены для обслуживания пассажирских и грузовых перевозок. В качестве причалов на пристанях применены железобетонные дебаркадеры. На берегу построены необходимые служебные и жилые здания.
Порт в Калаче-на-Дону. Основное назначение порта в Калаче — перевалка грузов с судов Верхнего Дона на суда Волго-Донского водного пути и в обратном направлении. В соответствии с принятым грузооборотом и пассажирооборотом в порту построены грузовые причалы общей протяженностью 249 м и один пассажирский длиной 100 м. Кроме того, для переработки зерна и нефтегрузов реконструированы (для условий водохранилища) существующие причалы.
Набережная грузовой части порта выполнена в виде стенки из металлического шпунта с анкерным креплением. Высота набережной равна 10,0 м. На стенке устроены причальные приспособления в виде тумб и рымов. Набережная пассажирского причала осуществлена в виде укрепленного каменной мостовой откоса со свайным упором понизу.
Порт оборудован электрическими портальными кранами, автопогрузчиками и другими механизмами.
В порту построены: два кирпичных склада штучных грузов, железобетонный бункер, механическая мастерская, гараж, котельная, склад горючего, контора и другие здания.
Судоходная обстановка. Судоходная обстановка Цимлянского водохранилища выполнена по лотеральной системе и состоит из береговых и пловучих знаков.
Все прямолинейные участки судоходной трассы обставлены створами. На коротких участках створы парные, на длинных — щелевые. Всего на водохранилище имеется 44 створа с 99 знаками. На участках, где судоходная трасса проходит вдоль берега, положение судового хода фиксируется береговыми ходовыми знаками (20 шт.).
Для обозначения входов в убежища установлены береговые опознавательные знаки. Они выполнены в виде кирпичных оштукатуренных башен высотой около 6 м.
Для информации судоводителей об ожидаемой погоде установлено 11 штормовых мачт.
Пловучая обстановка Цимлянского водохранилища состоит из 163 речных и 45 средних морских буев; кроме того, применены вехи.
Все знаки имеют ацетиленовые фонари, за исключением знаков на Цимлянском гидроузле, освещаемых от электросети.
Ацетиленовые фонари береговых знаков имеют солнечные клапаны для выключения света в дневное время. Огни передних знаков имеют на створах постоянный огонь, а на задних — проблесковый.
Створные знаки представляют собою сквозные металлические мачты сечением 1×1 м, к которым прикреплены щиты шириной 5 — 6 м и высотой 6,0 — 7,5 м. Наверху мачт устроены площадки, на которых размещены фонари. Мачты высотой до 11 м выполнены свободностоящими, высотой от 15 до 65 м — на оттяжках.
В верхней части водохранилища установлены металлические ходовые знаки с мачтами сквозной конструкции сечением 0,3×0,3 м и в нижней части, где ожидается сильный размыв берегов, деревянные.
Судоходную обстановку обслуживает находящееся в Калаче лоцмейстерство с помощью четырех лоцмейстерских дистанций и 18 постов.
2. РЫБНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Создание Цимлянского водохранилища оказывает значительное влияние на рыбное хозяйство Азовско-Донского района. В результате регулирования стока реки значительно сокращается площадь и нарушается режим затопления займищ ниже Цимлянского створа, являвшихся до сих пор естественными нерестилищами таких важных для промысла рыб, как лещ, судак и сазан. Эта группа полупроходных рыб откармливается в море, а размножается в реке и ее пойменных водоемах, что не может осуществляться в настоящее время, так как преграждение Дона плотиной затрудняет миграцию ценных проходных осетровых рыб к местам их нереста, а также обратный скат производителей и молоди в море.
Наличие в составе узла рыбоподъемника не может обеспечить беспрепятственного прохода всей рыбы через сооружения. Поэтому перед рыбным хозяйством стоит задача осуществить комплекс рыбоводных и рыбоводно-мелиоративных мероприятий ниже створа Цимлянского гидроузла, которые могли бы обеспечить устойчивое воспроизводство рыбы.
Для целей рыбного хозяйства должно быть использовано само Цимлянское водохранилище. Оно обладает высокой биологической продуктивностью. Годовая продукция водохранилища может составить около 110 тыс. ц рыбы, в том числе 70% ценных полупроходных рыб. При этом следует отметить, что на участке Дона от станицы Цимлянской до Калача, занятом теперь водохранилищем, общий улов рыбы ранее не превышал 5 — 6 тыс. ц, т. е. был не более 5% планируемой добычи рыбы.
В целях формирования стада ценных промысловых рыб (лещ, сазан, судак) в период 1951 —1952 гг. было перевезено и выпущено в Цимлянское водохранилище производителей этих рыб в количестве более 170 тыс. шт.
Для обеспечения разводимой рыбы кормами были изучены и перевезены в водохранилище новые формы животных (черви и рачки), которые, как показали наблюдения, успешно развиваются в водохранилище. В ближайшие годы намечается проведение массовых перевозок новых партий кормовых объектов.
В целях борьбы с сорными рыбами и улучшения состава ихтиофауны проводится биологическая мелиорация стада имеющихся рыб в водохранилище путем отлова малоценных и хищных рыб. Также планируется акклиматизация ценных быстрорастущих рыб из бассейна Амура и сиговых рыб из водоемов Ленинградской области и Урала.
Для вылова рыбы и развития активных форм рыболовства произведена мелиорация ложа водохранилища: сводка и корчевка леса и кустарника на отдельных участках затапливаемой площади и планировка ее в районах неводного лова. Общая площадь неводного и тралового лова рыбы составляет 138 тыс. га.
Если по верхнему бьефу в связи с образованием новой акватории сырьевая база рыбной промышленности по прогнозу возрастет почти в 20 раз, то рыбному хозяйству Нижнего Дона будет нанесен значительный ущерб; рыбопромысловые уловы снизятся здесь почти на 75% за счет таких высокоценных рыб, как белуга, осетр, севрюга, рыбец, донская сельдь и др. Поэтому в условиях утраты мест икрометания проходных и полупроходных рыб, а также почти полной потери на займищах Нижнего Дона вырастных площадей для молоди рыб для рыбного хозяйства разработаны мероприятия по воспроизводству рыбных запасов путем искусственного рыборазведения. Проектом рыбохозяйственных мероприятий намечено строительство нерестово-вырастных хозяйств для выращивания молоди полупроходных рыб с выпуском их на нагул в Азовское море. Общая мощность хозяйств определилась в 1 137 млн. шт. молоди.
В 1955 г. вступило в эксплуатацию Рогожкинское рыбоводное хозяйство в дельте Дона, которым выращено и выпущено свыше 138 млн. шт. леща, сазана и судака, т. е. около 12% мощности всех запроектированных хозяйств.
В 1956 г. вступили в строй: Рогожкинский рыбоводный завод по разведению осетровых рыб мощностью 2,8 млн. шт. молоди и Узякское нерестово-вырастное хозяйство, рассчитанное на выпуск 57 млн. шт. молоди леща, сазана и судака в год.
Будет закончен строительством и вступит в строй в 1957 г. Аксайско-Донской осетрово-рыбцовый завод по выпуску 2,7 млн. шт. молоди осетровых рыб и 22 млн. шт. рыбца.
В перспективе в связи с возведением низконапорных плотин на Дону намечается строительство Сальско-Сусатского и Аксайско-Донского нерестово-вырастных хозяйств, а также проведение мелиорации Аксайско-Донских займищ на площади 5 500 га.
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОСЕЛКИ
На Цимлянском гидроузле построены два эксплуатационных поселка: один — для персонала ГЭС и второй — для персонала судоходных сооружений. Поселки гидроузла являются частью будущих достаточно крупных населенных пунктов, возникающих на базе создания в этом районе новой промышленности. Выстроенный поселок ГЭС является частью нового районного центра Цимлянский с численностью населения около 25 тыс. чел. Поселок судоходных сооружений входит в общую систему застройки нового поселка Волгодонск с численностью населения 15 — 20 тыс. чел.
Поселок ГЭС, рассчитанный на 1000 чел., размещен в непосредственной близости от створа плотины, на высоком правом берегу Цимлянского водохранилища. Поселок судоходных сооружений, рассчитанный на 3 600 чел., размещен у левого конца земляной плотины, в 500 м от Донского магистрального канала. Особенностью, усложнившей строительство этого поселка, явилось наличие макропористых просадочных грунтов и близость грунтовых вод, потребовавшие специальных планировочных и некоторых конструктивных мероприятий.
В поселках предусмотрена высокая степень благоустройства и развитая сеть культурно-бытового и коммунального обслуживания.
Поселок Цимлянской ГЭС. Вид из парка на центральную площадь. Слева-здание Управления ГЭС; справа - гостиница и клуб
Центральная улица поселка Цимлянской ГЭС.
Дороги асфальтированы, построены капитальные ограды. Все улицы озеленены. Разбиты крупные парки и скверы.
При решении поселков их застройка увязывалась как в объемно-пространственном, так и в стилевом отношении с прилегающими гидротехническими сооружениями. С этой целью центральные площади поселков ориентированы на гидротехнические сооружения. В поселке ГЭС площадь, застроенная общественными зданиями, размещена непосредственно у набережной с открытым видом на водохранилище и гидроэлектростанцию. На площади размещено здание Управления ГЭС, клуб на 300 мест и гостиница, выполненные по индивидуальным проектам. В поселке судоходных сооружений площадь размещена на окраине поселка с открытым видом в сторону шлюзов и Донского магистрального оросительного канала. Здесь также построен клуб, здание Управления и бытовой комбинат.
Общественные здания, культурно-бытовые учреждения построены с частичным учетом потребностей населения развивающихся поселков.
Общая кубатура общественных зданий составляет по поселку ГЭС 61400 м3, по поселку судоходных сооружений 41700 м3. Общая площадь поселка ГЭС составляет 50 га, причем около 25 га приходится на прибрежный парк. Площадь поселка судоходных сооружений составляет 30 га.
Важную роль в планировке поселков играют парковые территории. В поселке судоходных сооружений парк расположен в самом центре застройки. В поселке ГЭС парк и стадион занимают весь склон берега, который по геологическим условиям не мог быть застроен. Озеленены также участки общественных учреждений и произведены декоративные посадки на улицах и жилых участках.
Жилая застройка выполнена в обоих поселках, в основном, двухэтажными домами по типовым проектам: в поселке ГЭС серией 228, в поселке судоходных сооружений сериями 207 и 228. Для усадебной застройки, составляющей в поселке ГЭС около 30% и поселке судоходных сооружений около 10%, применен проект серии 145 с участками в 1 000—1 200 м2.
Общая жилая площадь двух поселков, исходя из средней нормы в 7 м2 на человека, составляет 31 500 м2.
Дороги и тротуары выполнены с покрытием асфальтобетоном или в виде щебеночного шоссе с поверхностной обработкой битумом; улицы осуществлены семи типов шириной от 10 до 35 м по красным линиям; ширина проезжих частей 6,0 и 3,5 м.
Поселки оборудованы водопроводом, канализацией и теплофикацией. На первый период водозабор осуществляется из близрасположенных скважин, в дальнейшем предусмотрена организация водозаборов из Цимлянского водохранилища с устройством соответствующей очистки.
По материалам Технического отчета о строительстве Волго-Донского судоходного канала имени Ленина, Цимлянского гидроузла и оросительных сооружений. Главный редактор академик С.Я. Жук. Москва. 1957 г.