Ульби́нская гидроэлектроста́нция — ГЭС на реке Тихая , у города Риддер Восточно-Казахстанской области , Республика Казахстан . Входит в Лениногорский каскад ГЭС, являясь его крупнейшим объектом. В 1937—1952 годах Ульбинская ГЭС была крупнейшей гидроэлектростанцией Казахстана, сыграла большую роль в энергоснабжении региона в период Великой Отечественной войны. Конструкция Ульбинской ГЭС включала в себя ряд уникальных элементов, таких как самый длинный в мире деревянный напорный водовод (туннель для воды) и переливная оригинальной конструкции. Станция была законсервирована в 1985 году после разрушения водовода; сооружения Малоульбинского водохранилища продолжали эксплуатироваться. В 2014 году было начато восстановление станции, в 2016 году Ульбинская ГЭС была вновь введена в эксплуатацию.

Конструкция станции

Конструктивно Ульбинская ГЭС представляет собой деривационную гидроэлектростанцию с отдельно расположенным регулирующим водохранилищем . Особенностью станции является большое количество гидротехнических сооружений , расположенных на значительном расстоянии друг от друга (так, комплекс сооружений Малоульбинского водохранилища находится на расстоянии более 30 км от основных сооружений Ульбинской ГЭС). Концепция работы станции предусматривает накопление воды в высокогорном Малоульбинском водохранилище, из которого она подаётся в реку Громотуху , откуда забирается в деривацию верхних ступеней Лениногорского каскада (Хариузовская и Тишинская ГЭС), после чего попадает в Тишинское водохранилище, а из него — в деривацию Ульбинской ГЭС. Отработавшая на турбинах вода по отводящему каналу сбрасывается в реку Ульбу . Установленная мощность электростанции — 27,6 МВт , среднегодовая выработка — 108 млн кВт·ч .

Малоульбинское водохранилище

50°10′17″ с. ш. 83°49′49″ в. д.

Малоульбинское водохранилище расположено в труднодоступной горной местности, на высоте 1572 м над уровнем моря . Водохранилище предназначено для накопления воды в многоводный весенне-летний период с целью повышения стока в меженный зимний период (сезонное регулирование), с целью увеличения выработки электроэнергии на ГЭС Лениногорского каскада и обеспечения надёжного водоснабжения города Риддер. Водохранилище создано в межгорной котловине , на реке , сброс воды производится в реку , то есть водохранилище производит внутрибассейновую (из одного притока Ульбы в другой). Площадь зеркала водохранилища при нормальном подпорном уровне (НПУ) 1572,5 м составляет 6,52 км² (при НПУ 1567,5 м — 5,21 км²), длина 5 км, наибольшая ширина 3 км, средняя глубина 13,4 м, наибольшая глубина 31,5 м, площадь водосбора 40,5 км². Уровень мёртвого объема (УМО) водохранилища составляет 1550,5 м. В связи с ухудшением состояния плотин максимальный уровень наполнения водохранилища ограничен отметкой 1567,5 м, или на 5 м ниже проектной. Полный проектный объём водохранилища составляет 84,5 млн м³ , разрешённый для использования полный объём — 58,26 млн м³ , проектный полезный объём — 80,41 млн м³ , разрешённый для использования полезный объём — 54,17 млн м³ .

Напорный фронт гидроузла создают три плотины — одна каменно-набросная на Малой Ульбе и две , со стороны бассейна Левой Громотухи. Каменно-набросная плотина объёмом 280 тыс. м³ и длиной 367 м, имеет высоту 34,5 м, ширину по основанию 74,5 м, ширину по гребню 5 м, отметка гребня 1574 м. Для предотвращения фильтрации в основании плотины заложен бетонный зуб, заглублённый в скалу на 6-11 м, в основании зуба выполнена цементационная завеса. Также плотина снабжена противофильтрационным элементом в виде экрана из трех слоев досок лиственницы , разделённых двумя слоями битумных матов. Земляные плотины № 1 и 2 (разделённые небольшой песчаной грядой) имеют общий объём 300 тыс. м³ и отметку гребня 1575 м. Плотины отсыпаны из разнозернистых песков, противофильтрационные элементы представлены экраном из суглинка, сопряженным со скалой с помощью глинобетонного зуба. Плотина № 1 имеет высоту 12,6 м и длину 276,5 м, плотина № 2 имеет высоту 11,6 м и длину 359,5 м .

Водосбросные сооружения представлены двумя водовыпусками тоннельного типа (в Малую Ульбу и Левую Громотуху соответственно). Тоннельный строительный водовыпуск проходит под каменно-набросной плотиной, имеет пропускную способность 40 м³/с. Состоит из входной части в виде воронки, тоннеля круглого сечения длиной 95 м и диаметром 2,2 м общей длиной 450 м, портала водовыпуска с дроссельным и игольчатым , поверхностного водослива. Тоннельный рабочий водовыпуск расположен вблизи земляной плотины № 2, имеет пропускную способность 25 м³/с. Состоит из подводящего канала длиной 440 м и шириной 2 м, водоприёмника в виде железобетонной камеры с сороудерживающей решёткой и шандорной стенкой, тоннеля круглого сечения длиной 325 м и диаметром 2 м, портала водовыпуска с дроссельным и игольчатым затворами, бутобетонного лотка длиной 37 м, металлической трубы длиной 186 м и металлического гасителя. Также имеются две малые гидроэлектростанции (в настоящее время не функционирующие). Проектом была предусмотрена переброска в Малоульбинское водохранилище верхнего течения Левой Громотухи по тоннелю длиной 2 км, но в связи с началом Великой Отечественной войны эти планы не были осуществлены .

Тишинское водохранилище

50°19′23″ с. ш. 83°26′01″ в. д.

Тишинское водохранилище было создано на реке Тихая, с целью суточного и недельного регулирования стока реки для работы Ульбинской ГЭС (вода накапливалась в водохранилище в периоды низкой потребности в электроэнергии, например ночью и в выходные дни, и расходовалась при увеличении энергопотребления). В водохранилище поступала вода из Громотухи, отработавшая на турбинах Хариузовской и Тишинской ГЭС. Река Тихая в створе водохранилища имеет площадь водосбора 605 км² , среднегодовые расход 18 м³/с и сток 0,58 км³ . Водохранилище было образовано оригинальной конструкции — ряжевой каменно-земляной, тело плотины было отсыпано из суглинков и каменной наброски, низовая водосливная грань плотины была укреплена крупными валунами , на гребне смонтирована бетонная переливная стенка. Уникальность плотины заключалась в её использовании как водосбросной , при том что обычно грунтовые плотины не используются для пропуска воды из-за опасений их размыва. Концепция плотины, предложенная инженером строительства Г. А. Васильевым и профессором Н. П. Пузыревским, заключалась в гашении энергии водного потока на валунах низовой грани плотины. Такая конструкция позволила сократить срок строительства плотины, сэкономить дефицитные материалы и снизить стоимость гидроузла. Плотина проработала более 40 лет, до 1979 года, когда она была разрушена сильным паводком и более не восстанавливалась, водохранилище было спущено .

При строительстве плотины длиной 110 м и высотой около 10 м было вынуто 100 тыс. м³ земли, уложено 188 тыс. м³ грунта и 35 тыс. м³ валунов. Тишинское водохранилище имело отметку нормального подпорного уровня 437 м, полную ёмкость 6,7 млн м³ , полезную ёмкость 3 млн м³ , площадь 2,3 км² .

Деривация

Ульбинская ГЭС — станция деривационного типа, напор на её турбинах создаётся путём отвода части стока реки с помощью протяженной деривации, состоящей из системы водоводов и тоннелей. Деривация включает в себя :

• Водоприёмник на Тишинском водохранилище, обеспечивающий забор воды — 50°19′25″ с. ш. 83°25′39″ в. д. .
• Тоннель диаметром 3 м и длиной 212,2 м.
• Металлический напорный водовод. До 1985 года использовался деревянный (из лиственницы), с металлическими бандажами напорный водовод диаметром 3,25 м и длиной 8000 м — крупнейшее в мире сооружение подобного типа.
• Три тоннеля диаметром 3 м и длиной 1418,8 м, 217 м и 81 м соответственно.
• высотой 30 м, предназначенная для защиты деривации от гидроударов , возникающих при быстром изменении мощности турбин.
• Здание дисковых затворов .
• Металлический напорный трубопровод диаметром 2 м и длиной 621 м.

Здание ГЭС

50°15′45″ с. ш. 83°19′32″ в. д.

Машинный зал Ульбинской ГЭС имеет длину 37,6 м, ширину 10 м, расстояние между осями гидроагрегатов 6 м, оборудован мостовым краном грузоподъёмностью 50 т. В машинном зале установлено 3 вертикальных гидроагрегата с радиально-осевыми турбинами РО 1126-ВМ-136 и генераторами ВГСФ ВГ-500/9500 мощностью по 9,2 МВт . Турбины работают на расчётном напоре 155 м, при котором расход воды через каждую турбину составлял 7,6 м³/с , диаметр рабочего колеса турбины — 1,36 м. Производитель турбин — Ленинградский металлический завод , генераторов — Харьковский турбогенераторный завод . Отработавшая на гидроагрегатах вода сбрасывается в реку Ульбу через длиной 300 м .

Электроэнергия с генераторов выдается на напряжении 6,3 кВ и преобразовывалась на напряжение 110 кВ с помощью трёх трансформаторов типа ОМ мощностью по 15 кВА . В энергосистему электроэнергия выдается с открытого распределительного устройства по четырём линиям электропередачи 110 кВ .

История строительства и эксплуатации

Первые изыскания по строительству ГЭС на Ульбе и её притоках были проведены ещё в 1921 году, в дальнейшем они велись специалистами Ленинградского отделения Гидроэлектропроекта , которым и была спроектирована станция. Строительство Ульбинской ГЭС было начато в 1931 году, Малоульбинского водохранилища — в 1932 году, и было объявлено Всесоюзной стройкой . Была создана специализированная организация — «Ульбастрой». Строительство велось в сложных условиях, преимущественно вручную. Остро не хватало жилья, строители жили летом в палатках, а зимой в неприспособленных помещениях. От железной дороги Усть-Каменогорск — Риддер к стройплощадке станции была проложена узкоколейная железная дорога , а к площадке Малоульбинского водохранилища пришлось в горных условиях строить дорогу длиной 62 км, по которой транспортировка грузов велась в основном на лошадях . Для энергоснабжения стройплощадки Малоульбинского гидроузла были построены две временные гидроэлектростанции, одна из которых была оставлена в эксплуатации и после завершения строительства и снабжала электроэнергией приводы затворов и жильё эксплуатационного персонала .

Первый гидроагрегат Ульбинской ГЭС был пущен 11 февраля 1937 года, в сентябре того же года начала свою работу вторая машина, третий гидроагрегат был введён в эксплуатацию в июне 1940 года. Строительство Малоульбинского водохранилища велось в три этапа, в связи со сложными условиями затянулось и было в основном завершено в 1942—44 годах. В эксплуатацию водохранилище было введено в 1938 году. С момента пуска и вплоть до 1952 года Ульбинская ГЭС была крупнейшей гидроэлектростанцией Казахстана. При строительстве Ульбинской ГЭС была произведена выемка 1,063 млн м³ и насыпь 0,617 млн м³ грунта (плюс 0,13 млн м³ каменной наброски), уложено 53 тыс. м³ бетона и железобетона , смонтировано 2,9 тыс. т металлоконструкций и механизмов. Сметная стоимость строительства в ценах 1961 года составила 69,8 млн рублей .

Ульбинская ГЭС играла важную роль в энергоснабжении промышленной зоны Риддера ( свинцово-цинковые рудники, полиметаллический комбинат ), а также промышленности Усть-Каменогорска — до начала 1950-х годов она являлась крупнейшей электростанцией региона. Особое значение её работа имела в годы Великой Отечественной войны — производившийся в Лениногорске (так с 1941 года назывался Риддер) свинец был крайне необходим фронту, а в Усть-Каменогорск было эвакуировано несколько оборонных предприятий, остро нуждавшихся в электроэнергии. В 1940-х годах на базе Лениногорских ГЭС образовалась энергетическая система « ». В апреле 1954 года Ульбинская ГЭС (вместе с действовавшей на Малоульбинском водохранилище ГЭС «Рыбный ключ» мощностью 0,432 МВт ), Хариузовская и Тишинская ГЭС были объединены в Лениногорский каскад ГЭС .

В послевоенные годы основное внимание уделялось увеличению надёжности работы станции и повышению её экономичности. Так, эксплуатационный персонал Малоульбинского водохранилища был уменьшен с 75 до 4 человек. С середины 1950-х годов, после пуска мощных Усть-Каменогорской ГЭС и Усть-Каменогорской ТЭЦ значение Ульбинской ГЭС снизилось. В 1979 году сильным паводком была разрушена Тишинская плотина, а в 1985 году вышел из строя и был демонтирован деревянный водовод. За допущенные ошибки были сняты с работы два директора Лениногорского каскада и директор «Алтайэнерго». Разрушенные сооружения было решено не восстанавливать, Ульбинская ГЭС была остановлена и .

Малоульбинское водохранилище было оставлено в эксплуатации, но его состояние из-за деградации деревянного экрана каменно-набросной плотины, а также наличия смещений и деформаций плотины оценивалось как аварийное, в связи с чем с 1980 года его максимальный уровень наполнения был понижен на 5 м, что снизило полный объём до 58,26 млн м³ . В 1982 году институтом « » был создан технический проект «Восстановительный ремонт каменно-набросной плотины Мало-Ульбинского водохранилища», в соответствии с которым предполагалось выполнить усиление плотины как с нижнего, так и с верхнего откоса, а также сооружение суглинистого экрана, в 1994 году рабочий проект восстановительных работ был скорректирован. Однако в полном объёме работы проведены не были — была выполнена лишь частичная пригрузка низового откоса горной массой , а также присыпка деревянного экрана щебнистым грунтом. По состоянию на 2006 год состояние плотины оценивалось как удовлетворительное. В 2009 году в экране была обнаружена протечка размером 1,5×0,5 м, ликвидированная с привлечением водолазов в тот же год. В 2018 году были проведены очередные ремонтные работы, заключавшиеся в отсыпке суглинистого грунта на верховую грань плотины, что позволило снизить фильтрацию. Помимо обеспечения выработки станциями Лениногорского каскада, работа Малоульбинского водохранилища имеет большое значение для обеспечения водоснабжения населения Риддера и Риддерской ТЭЦ .

В 1990-х годах Лениногорский каскад (включая Ульбинскую ГЭС и Малоульбинское водохранилище) был приватизирован и перешёл в собственность ТОО «Риддер ГЭС»; лицензиями на производство электроэнергии и транспортировку вод, связанными с эксплуатацией Лениногорского каскада ГЭС, владеет ТОО «Компания ЛК ГЭС». Высказывались предложения о восстановлении Ульбинской ГЭС, в частности оно предусмотрено программой развития электроэнергетики Казахстана до 2030 года (согласно технико-экономическому расчёту, стоимость восстановления оценивалась в 15 млн долл.) . Восстановление станции было начато в 2014 году , по состоянию на начало 2015 года был восстановлен деривационный водовод , первый гидроагрегат станции был заново пущен в 2016 году, второй гидроагрегат — в 2017 году, третий — в 2018 году. Восстановление станции включало в себя монтаж нового металлического деривационного водовода, планируется восстановление плотины Тишинского водохранилища .

Примечания

Литература

• Бердус И. В. Первые электростанции Казахстана: Лениногорский каскад ГЭС. — Усть-Каменогорск: Издательство ВКГУ, 2003. — 108 с. — ISBN 5-7667-3947-8 .
• Крокс П. // Газета «Ульбастрой». — 1934. — № 33 . 15 октября 2017 года.
• Алибаев К.У. . — Алматы: ПК «Институт Казгипроводхоз», 2020. — 55 с.

Ссылки

• (неопр.) . Kazinform. Дата обращения: 18 мая 2013. 21 мая 2013 года.
• (неопр.) . Риддерский филиал ГАВКО. Дата обращения: 24 марта 2015. Архивировано из 2 апреля 2015 года.