III. Состав и описание гидротехнических сооружений гидроузла

III. Состав и описание гидротехнических
сооружений гидроузла

3.1. В состав основных гидротехнических сооружений Нижнекамского гидроузла входят: три земляные плотины (русловая, правобережная, левобережная), здание гидроэлектростанции, совмещенное с донным водосбросом, водосливная трехпролетная плотина, однокамерный двухниточный судоходный шлюз.

3.2. Левобережная земляная плотина имеет длину 678 м, высоту 30 м, ширину по гребню 9,5 м. Плотина возведена сухим способом из песчаных грунтов до отметок 71,0 - 72,0 м. Выше основного тела плотины расположена насыпь высотой 14,5 м под автомобильную и железную дорогу. Верховой откос от бермы на отметке 63,0 м до гребня закреплен железобетонными плитами.

Русловая земляная плотина перекрывает русловой участок напорного фронта гидроузла между водосливной плотиной и правобережной земляной плотиной.

Плотина возведена методом гидромеханизации из мелкозернистых песков под защитой каменного банкета с отметкой верха 55,5 м.

Отметка гребня плотины 73,00 м, максимальная высота без учета дорожной насыпи 25,0 м. Ширина плотины по гребню от 25 м до 150 м принята из условия размещения на ней железнодорожного пути и автомагистрали с дорожной насыпью (высотой от 10,7 м до 5,2 м). Длина плотины 600 м.

Верховой откос от гребня на отметке 73,0 м до бермы на отметке 63,50 м закреплен железобетонными плитами, ниже отметки 63,50 м верховой откос пригружен призмой из горной массы.

Правобережная земляная плотина в основном возведена способом гидромеханизации из мелкозернистых песков. Концевой участок длиной около 90 м выполнен сухим способом.

Отметка гребня плотины 73,0 м, ширина по гребню - 18,5 м, длина 1807 м.

Верховой откос от гребня на отметке 73,0 м до бермы на отметке 63,3 м закреплен железобетонными плитами. С отметки 63,3 м до отметки 60,0 м верховой откос крепится слоем крупного гравия.

3.3. Здание ГЭС относится к русловому типу, совмещено с 16-ю донными диффузорными водосбросами над отсасывающими трубами, разделено температурно-осадочными швами на 8 секций и оборудовано 16-ю вертикальными гидроагрегатами с поворотно-лопастными турбинами ПЛ-20/811-В-1000, которые работают при напорах более 4,5 м, при номинальном минимальном рабочем напоре 6,5 м.

Длина напорного фронта здания ГЭС составляет 486,4 м. Проектная суммарная установленная мощность гидроагрегатов - 1248 МВт, фактическая по состоянию на 01.11.2011 - 1205 МВт, поскольку номинальная мощность 16-го гидроагрегата обозначена равной 35 МВт, остальных 15-ти - 78 МВт.

Эксплуатационная характеристика гидроагрегатного блока Нижнекамской ГЭС представлена в Приложении N 6 к настоящим Правилам. Эксплуатационная характеристика Нижнекамской ГЭС на линиях ограничения по расходу и мощности, построенная для 16 гидроагрегатов, приводится в Приложении N 7 к настоящим Правилам.

3.3.1. Пропускная способность одного донного водосброса в зависимости от напора характеризуется следующими показателями:

Напор, м
Расход воды через 1 донный водосброс при различном открытии затворов, м /с
1 м
2 м
3 м
4 м
5 м
6 м
Полное открытие
0
0,5
370
1
500
2
60
115
165
225
305
360
750
3
65
130
195
265
365
445
900
4
70
145
225
305
420
520
1 020
5
75
165
255
345
470
585
1 135
6
80
180
280
382
510
640
1 220
7
85
195
300
420
550
680
1 300
8
92
210
325
450
585
725
9
100
225
350
480
625
765
10
105
235
370
510
660
795
10,4
107
239
380
520
670
805
11
110
245
393
536
687
11,4
112
248
402
545
700
12
115
250
415
560
13
120
257
432
580
13,3
123
259
437
585
14
125
260
450

Характеристика пропускной способности одного донного водосброса Нижнекамской ГЭС при частичном и полном открытии затвора приведена в Приложении N 8 к настоящим Правилам.

3.3.2. В состав бетонного крепления нижнего бьефа ГЭС входят: водобой протяженностью 47,9 м и рисберма протяженностью 124,4 м. Концевое крепление рисбермы - свайный ростверк.

3.4. Водосливная железобетонная плотина практического профиля имеет три пролета. Длина плотины по гребню 73,35 м, отметка порога 56,5 м, отметка гребня 72,5 м. Затворы плотины плоские.

3.4.1. Пропускная способность одного пролета водосливной плотины характеризуется следующими показателями:

Частичное открытие
Полное открытие
Напор, м
Расход воды через 1 пролет водосливной плотины при различном открытии затворов, м3/с
Отметка верхнего бьефа (далее - ВБ), м
Расход, м3/с
1 м
2 м
3 м
4 м
5 м
6 м
1
65
125
190
250
315
380
60
810
2
85
175
270
360
450
530
60,5
880
3
110
215
325
435
550
650
61
950
4
125
250
375
500
625
750
61,5
1 030
5
140
280
420
560
700
830
62
1 100
6
152
305
460
615
765
910
62,5
1 170
7
165
330
500
660
825
990
63
1 240
8
175
355
530
705
880
1060
63,5
1 320
9
185
375
560
750
930
1120
64
1 400
10
195
395
590
785
980
1180
64,5
1 490
11
205
415
620
825
1030
1240
65
1 575
12
215
430
650
865
1075
1290
65,5
1 660
13
220
450
670
900
1120
1340
66
1 750

Характеристика пропускной способности одного пролета водосливной плотины Нижнекамской ГЭС при частичном и полном открытии затвора приведена в Приложении N 9 к настоящим Правилам.

3.4.2. В состав бетонного крепления нижнего бьефа водосливной плотины входят водобой и рисберма. Концевое крепление рисбермы принято в виде свайного ростверка.

Водобой представляет собой доковую конструкцию с пролетом в свету 66,0 м и толщиной фундаментной плиты 5,0 м.

Рисберма состоит из монолитных железобетонных плит толщиной от 1,0 м до 2,5 м. На плитах первого ряда расположена стенка с клиновидными гасителями высотой 4,0 м. Общая длина рисбермы вдоль потока составляет 144,0 м.

3.5. Характеристика суммарной пропускной способности Нижнекамского гидроузла в зависимости от уровня воды у плотины и в устье реки Вятки представлена в Приложении N 10 к настоящим Правилам.

При уровне воды в нижнем бьефе в устье р. Вятки (водомерный пост Сокольи Горы), соответствующем отметке 58,0 м, в зависимости от уровней воды в верхнем бьефе у плотины гидроузла, суммарная пропускная способность Нижнекамского гидроузла характеризуется следующими зависимостями:

3.5.1. работа донных отверстий, гидроагрегатов и водосливной плотины:

Уровень верхнего бьефа (далее - УВБ), м
62,0
63,0
64,0
65,0
66,0
67,0
68,0
69,0
70,0
Расход, м3/с
13850
15860
17930
19860
23580
26460
29320
31670
33820

3.5.2. работа донных отверстий и гидроагрегатов:

УВБ, м
62,0
63,0
64,0
65,0
66,0
67,0
68,0
69,0
70,0
Расход, м3/с
12710
14330
16000
18180
20270
22240
23770
25000
26130

3.6. Судоходные сооружения, расположенные на левобережной пойме, включают одноступенчатый двухниточный шлюз с причальными сооружениями, с направляющими палами верхней и нижней голов в подходах к нему, аванпорт с волнозащитной ограждающей дамбой, отделяющей его акваторию от подводящего канала ГЭС, низовой подходной канал с ограждающей дамбой нижнего бьефа.

Шлюз - одноступенчатый, приплотинный, двухниточный, с головной системой питания, железобетонный, монолитный, докового типа. Габаритные размеры камер 300 * 30 м. Отметка верхнего порога шлюза 58,00 м (пониженная в условиях эксплуатации при НПУ 62,00 м), судоходная глубина на нем - 4,0 м. Отметка верха аварийно-ремонтных ворот с козырьком составляет 64,23 м, отметка верха верхних рабочих ворот - 63,77 м, днища камеры - 45,0 м, нижнего порога - 45,0 м, верха нижних рабочих ворот - 68,94 м.

3.7. В зоне выклинивания подпора Нижнекамского водохранилища расположены инженерные защиты: Бондюжского и Первомайского месторождения нефти в пойме р. Камы; дамбы N 1, 2, 3 Арланского месторождения; Янгузнаратовской, Янзигитовской и Старо-Татышевской сельхознизин.

Перечисленные инженерные защиты имеют следующий состав и основные параметры:

Название
Расположение
Состав
Отметка форсированного подпорного уровня (далее - ФПУ), м
Отметка гребня, м
Инженерная защита Арланского месторождения нефти, дамба N 1.
Правый берег р. Белой
Земляная дамба, насосные станции
68,0
75,2
Инженерная защита Арланского месторождения нефти, дамба N 2.
Левый берег р. Белой
Земляная дамба, насосные станции
68,0
73,4
Инженерная защита Арланского месторождения нефти, дамба N 3.
Правый берег р. Белой
Земляная дамба, насосные станции
68,0
73,4
Инженерная защита Бондюжского месторождения нефти.
Пойма р. Камы, 1664 - 1668 км судового хода
Дамба
68,0
70,5
Инженерная защита Первомайского месторождения нефти.
Пойма р. Камы, 1664 - 1668 км судового хода
Дамба
68,0
71,0
Комплекс гидротехнических сооружений (далее - ГТС) инженерной защиты Янгузнаратовской сельхознизины
Правый берег р. Белой
Земляная дамба, насосная станция
68,0
71,0
Комплекс ГТС инженерной защиты Янзигитовской сельхознизины
Правый берег р. Белой.
Земляная дамба, насосные станции N 1 и N 2
68,0
70,03
Инженерная защита Старо-Татышевской сельхознизины
Левый берег р. Белой.
Земляная дамба, насосные станции N 1 и N 2
71,2
72,0