Главная
Главная
О журнале
О журнале
Архив
Архив
Авторы
Авторы
Контакты
Контакты
Поиск
Поиск
Активизм и политика: корректировать или менять Систему?
Статья об общественно-политической ситуации в обществе, оценке протестных движен...
№13
(366)
01.11.2019
Общество
Тольятти – зона сейсмического риска: слухи и факты
(№8 [264] 15.06.2013)
Автор: Сергей Мельник
Сергей Мельник

    6 декабря 2000 года Тольятти тряхнуло: говорили, будто докатились отголоски землетрясения в далёкой Туркмении. И до нас, и даже до незыблемой доселе Москвы. Тряхнуло прямо в канун очередной годовщины трагедии в Спитаке и Ленинакане. 24 мая 2013 года – новый сейсмический «привет», теперь уже из Охотского моря…

    Тряхнуло – не тряхнуло, но в 2000-м в равнинном Тольятти, не «избалованном» подобными природными катаклизмами, резонанс был большой (на сей раз – во всяком случае, со стороны спецслужб – тишина гробовая). Особенно бурно обсуждалось случившееся в прессе и в кабинетах сотрудников госбезопасности, которые не очень-то радуются публикациям на эту тему. Можно, конечно, и не писать о сейсмичности вообще и (что особенно тревожит чекистов) о безопасности нашей ГЭС, в частности, – но сколько ни тверди «изюм», слаще не станет. В Штатах и Европе вон тоже никто не думал, что и они, оказывается, подвержены землетрясениям и разным потопам. А теперь трясет и их, да так, что нам пока и не снилось. А если приснится, – сон станет сущим кошмаром: нашего скудного бюджета на ликвидацию последствий просто не хватит. В той же Армении до сих пор не избавились от последствий страшного землетрясения, несмотря на помощь всей страны и мира...

А тольяттинские учёные откомментировали землетрясение 2000-го примерно так: счастье, что оно случилось зимой, а не весной, в момент паводковых сбросов вод Куйбышевского водохранилища, – а иначе двумя баллами не обошлось бы...

Нажмите, чтобы увеличить.
Жигулёвская ГЭС

Зона риска

     Что интересно: сколько бы ни писали на эту тему – всё на ветер. А пишем уже лет двадцать, не меньше. С тех пор, как опубликовали заявление профессора Самарского технического университета Камиля Аширова о том, что грозит Самаре в случае, если (не дай Бог!) случится что-нибудь с нашей Жигулёвской ГЭС. Аширов, помнится, ссылался в числе прочего и на результаты саратовских исследователей, согласно которым Самарская губерния находится в сейсмически активной зоне. Вместе с нами на естественном геологическом разломе прочно обосновались Волгоград, Камышин, Саратов, Вольск, Балаково, Ульяновск, Сызрань, и далее зона уходит в пределы Башкирии и Татарии. Причем, несколько лет спустя после той научной публикации наше общее «интересное положение» нашло подтверждение на практике: были отмечены землетрясения в Набережных Челнах и в городе Волжском Волгоградской области (там, кстати, тоже есть ГЭС – Волжская) – силой 4-5 баллов. Посильнее, конечно, чем у нас в 2000-м – но где гарантия, что наше землетрясение последнее?

Саратовские ученые, если разобраться, лишь усилили невесёлый прогноз, выданный ещё в 1940 году (когда НКВД развернуло строительство Куйбышевского гидроузла на Красноглинском створе) Владимиром Вернадским. Как писал знаменитый академик в одной из своих статей, гигант Куйбышевской ГЭС «проникнут элементом риска» – поскольку «область молодых геологических процессов при грандиозных технических сооружениях нашего времени может приносить нам такие неожиданности», от которых содрогнётся мир...

 
Нажмите, чтобы увеличить.
За плотиной – Комсомольский район Тольятти

Не буди зверя

    Не секрет: многим тольяттинцам к явлениям, называемым «локальными землетрясениями», не привыкать. Особенно тем, кто живет на верхних этажах многоэтажек в окрестностях плотины. Практически каждую весну, когда в полном разгаре сброс излишков влаги из водохранилища (с интенсивностью более 12 тысяч кубометров в секунду), поднебесные жители чувствуют себя, мягко выражаясь, некомфортно. Многие с нескрываемым интересом наблюдают за раскачивающимися люстрами, пытаются поймать скатывающиеся с вибрирующих полок сервизы и прочие фамильные вещи. И все бы было ничего и сошло за традиционное развлечение, если бы не одно «но»: многие при этом испытывают страх. И не только в Тольятти: по опросам жителей Самары, проведенным в конце 1990-х группой «Авеста», 50 процентов респондентов боятся землетрясения в Поволжье и связанного с ним разрушения плотины Жигулёвской ГЭС.

Уже одного этого вполне достаточно, чтобы заговорить о проблеме нашей глубоко законспирированной сейсмичности в полный голос.

    Специалисты-сейсмологи прекрасно понимают, к чему могут привести подобные встряски местного масштаба. Хорошо известно, что локальные землетрясения могут разбудить землетрясения глобальные. И семи баллов по Рихтеру, на которые рассчитана наша ГЭС, будет вполне достаточно, чтобы наделать в регионе немало бед. Конечно, вероятность столь сильного сотрясения земли очень мала, но ни один серьезный ученый не станет отрицать такую возможность – зона-то у нас специфическая.

Два часа на сборы

   Семнадцать лет назад, в июле 1996 года, я опубликовал в тольяттинской газете «Презент» интервью с заслуженным деятелем на­уки и техники РФ, доктором технических наук, профессором Владимиром Ивлентиевым – руководителем созданной еще в 1991 году в Тольятти проблемной лаборатории РАН «Моделирование экстремальных экологических ситуаций» (лаборатория просуществовала до начала 2000-х). В «академическом плане» она занималась математическим моделированием гидродинамики Волжского каскада гидросооружений на случай чрезмерного аварийного сброса воды через плотины, а также их возможного разрушения – в том числе, при локальных и глобальных землетрясениях и их отголосках.
Нажмите, чтобы увеличить.
Профессор Владимир Ивлентиев. Начало 2000-х

   Многие скажут: подумаешь, математика – в жизни всё по-другому. Теорию нужно проверять практикой. Но в том-то и дело, что тольяттинские ученые под руководством Владимира Ивлентиева не ограничились только математическим моделированием. Они создали лабораторию гидродинамики и механики жидкости и газа, оборудовали ее специально изготовленными в Самарском государственном аэрокосмическом университете установками, имитирующим участки водохранилищ. А против физического эксперимента уже не попрёшь! Словом, разработали модель, которая позволяла территорию и время затопления, продолжитель­ность и глубину стояния воды на отметках затопления, время спада – то есть определяющие факторы, имеющие основное значение в народно-хозяйственном, военно-стратегическом и социальном планах.

   И занялись расчетом вариантов: что может произойти, если водохранилище переполнится выше проектной отметки в 53 метра над уровнем Балтийского моря и потребуется аварийный сброс (что, к слову, бывает нередко, примерно раз в четыре-пять лет). Или, не дай Бог, при одновременной аварийной «сработке», как выражаются гидроэнергетики, разу трех водохранилищ – Чебоксарского, Нижнекамского и Куйбышевского. Особое внимание уделялось последнему: ведь именно Куйбышевское  водохранилище собирает все «транзитные» воды и сдерживает их. А сбрасывать или не сбрасывать излишки – решают энергетики, исходя только из своей, гэсовской эффективности.

    Известно: бетонная глыба плотины зиждется на насыпном фундаменте. Он-то и является самой уязвимой частью. При сбросе в 20 с небольшим тысяч кубов в секунду (как это было в памятном полноводном 1979 году, когда под ГЭС случился потоп) насыпная часть была подмыта основательно. Даже при гораздо меньшем аварийном сбросе падающая с огромной высоты водная масса образует в грунте нижнего бьефа настолько глубокие котлованы, что их необходимо бутировать (засыпать камнем). У ученых были данные и по двойному, и по тройному паводку, и в случае одновременного «рывка» воды из обоих верхних водохранилищ: Тольятти в этом случае, например, окажется «островным государством», поскольку  соединятся Сусканский залив и Васильевские озера (древ­нее русло Волги).

Расчеты наглядно показывают: для того, чтобы размыть фундамент плотины, много времени не потребуется.

– Даже если плотина разрушилась частично, хватит двух часов, чтобы она «поплыла» вся, - рассказывал профессор Ивлентиев. - Самая уязвимая – земляная насыпная плотина. Под ней довольно приличный слой бетонных тетраэдров. Так вот, насыпная часть «сломается» бы­стрее всего. При шквальном затоплении, если одновременно рванут Нижнекамская и Чебоксарская ГЭС, нашей плотине не поздоровится: не справятся водосбрасывающие устройства, вода пойдет через верх и быстро размоет грунт.  Каких-то полтора-два часа – и всю плотину размоет на глубину 10 метров. М пошла волна высотой 10-12 метров со скоростью 40-50 км/ч. Значит, где-то через два часа она будет в Са­маре, еще через полчаса-час – в Сызрани. Потом пойдет воз­вратная волна. То есть мы будем претерпевать это дважды…

Вода камень точит

    Но это при совсем уж экстремальных ситуациях, о которых и думать не хочется. А если «в норме»? Судя по монографии «Волжский и Камский каскады гидроэлектростанций» (1960), наш гидроузел возведён на очень своеобразном месте. Геолого-разведочные работы (а в районе Яблоневого оврага в свое время пробурили в поисках нефти 44 скважины) показали, что хрупкие известняки-доломиты в районе ГЭС сильно разрушены. При погружении в землю встречались «многочисленные прослойки практически полностью разрушенной скалы, доведённой до состояния муки». А буквально рядом – древнее русло Волги: Палеоволга, пробивавшаяся сквозь скалы тысячелетиями. Благодаря этому «процесс карстообразования распространился на очень большую толщу скальных пород» – в отдельных местах бур проваливался на несколько метров. Само же здание ГЭС «сидит» на глинах, суглинках и так называемом местном (намытом) грунте. Фундамент, прямо скажем, не вечный. К тому же, за 40 лет поработало водохранилище: миллионы тонн водной массы давят изрядно. Плюс, многолетние взрывные работы в Жигулях – тоже своего рода локальные землетрясения. «Точат камень» и сотрясения от паводковых сбросов. Так что еще неизвестно, как далеко зашел процесс «образования карстовых воронок». Кто знает, насколько монолитен сегодня грунт под монолитом гидроузла? Да и сам монолит.

      «Сама по себе статическая обстановка в слоях земли, может быть, более-менее     установилась, – рассуждал в одном из давних интервью директор Тольяттинской гидрометобсерватории Николай Тишкин (Мельник С. Дела допотопные. // Презент. – 1997. – 24 марта.). – Но ведь известно, что в период половодья, когда идут большие сбросы через водосливную плотину, создаются колебания в толще земли. И они могут спровоцировать движение закарстованных слоев. Ждать какого-то катастрофического землетрясения вряд ли стоит, но если эта почва начнет проседать там, где к правому берегу "прицепилось" здание ГЭС – может начаться подвижка бетонных сооружений. И уже сами сделайте выводы, к чему это может привести»...

Нажмите, чтобы увеличить.
Строительство Куйбышевского гидроузла, начало 1950-х гг. Намыв грунта

Кто владеет информацией…

    Слухи рождаются не на пустом месте. Слух о возможном землетрясении и его последствиях, напугавший тольяттинцев и Самарцев весной 1997-го, особенно «окреп» после статьи в «Труде», в которой были не только «голые эмоции» – основанные, кстати, на реальных результатах исследований. В той статье говорилось о необходимости создать в окрестностях Жигулёвской ГЭС (в то время Волжской ГЭС имени Ленина) нормальную сейсмосеть, способную прогнозировать «паводковые» землетрясения.

«Сегодня мы просто обязаны получать достоверную информацию о зависимости колебаний почвы от сброса, – соглашался директор ГМО Н. Тишкин, который, по его словам, много лет пытался привлечь внимание городских властей к этой проблеме. – И городские власти должны ею владеть, потому что наибольший ущерб, в случае чего, всё равно понесёт Тольятти». Ведь даже если не брать в расчет «самое страшное» – и без того город уже давно страдает от перепадов в водохранилище. Рукотворным морем «съедено» около 300 метров береговой полосы (это к вопросу о цене земли), да и блочным домам дрожь в земле явно не на пользу. Метеорологи предлагали установит сейсмопосты выше и ниже плотины ГЭС в надежде на то, что информация, поступающая от сейсмодатчиков, позволит руководить регулировкой сброса излишков воды через водохранилище. Кроме того, обсчитывать ущерб, наносимый эксплуатацией гидроузла. А кому предъявить претензии за «отчужденную» непредсказуемым водохранилищем городскую землю и разрушительные последствия наводнений? Кому же, кроме энергетиков? «Они сегодня акционеры, ворочают приличными средствами – пожалуйста, отдавайте денежки, и город будет использовать эти средства на берегоукрепление, на восстановление своих территорий, которые потерял от неразумного использования»...

Тишкин с ностальгией вспоминал времена, когда гидрометеорологии работала в тесной связке с гидротехническими службами ГЭС и знали, в каком состоянии ее подводная часть. Сегодня можно только догадываться об этом.

Лишь бы не было войны

     Тревожился по поводу надёжности плотины и покойный ныне Владимир Конюшко – в период строительства Куйбышевской ГЭС первый начальник района гидросооружений: как-никак, он тоже ставил свою подпись под актом их приёмки под затопление (Мельник С. Паводок – это стихия. // Презент. – 1998. – 29 мая).

Нажмите, чтобы увеличить.
Владимир Конюшко, 1998 г.
 
«В свое время военный Институт имени Карбышева изучал наши гидросооружения с военной точки зрения: насколько они надёжны. Все рекомендации военных инженеров мы выполнили, – вспоминал Владимир Кондратьевич. – Я должен сказать, плотина наша имеет огромный запас прочности на экстремальный случай. Бояться, что где-то что-то разрушится, пока не приходится. Разве что в случае взрыва атомной бомбы мощнее той, что сбросили в Хиросиме».

Но, по словам ветерана-гидротехника, каким бы ни был запас прочности, полагаться только на него не стоит. Ведь кавитационные пузырьки, образующиеся при массированном сбросе паводковых вод, – мощное разрушительное оружие для гидросооружений, и персонал станции не должен терять бдительность: надо не от раза к разу, а систематически следить за состоянием станции. Причем не только за его надводной частью – но и за основанием «айсберга» плотины. «Я, например, уверен, что там давно разрушены так называемые шашки-гасители и порог Ребока, предназначенные для гашения энергии бетонной плотины, и водобойная стенка. По сути, основные элементы гасящих удары сооружений. Надо бы восстанавливать. Или – надо время от времени подсыпать камень в водобойный колодец. А это огромнейшая работа: где-то в конце 50-х годов мы делали это, тогда потребовалось 400 тысяч кубометров камня. За всем этим надо строго следить. Это раньше требовались водолазы – а теперь для такого контроля есть все, вплоть до телевизионной техники... Я говорил работниками ГЭС, меня уверяли, что всё нормально. Посоветовал обратить внимание на фланги плотины – чтобы не допустить размыва. Надо не упускать из виду и карстовые явления на правом берегу. Да много чего надо делать тем, кто эксплуатирует гидростанцию… А так, я не сомневаюсь: плотина стоит очень цепко. Во всяком случае, положенные по проекту 100 лет простоит», – успокаивал Конюшко.

Остается поверить на слово.

Нажмите, чтобы увеличить.
Строятся «гасящие» сооружения в нижнем бьефе

Бури глубже!

    Вот где необходимо, казалось бы… «глубокое бурение». Не то, что вы думаете – и что обычно случается, когда в прессе поднимают эту «секретную» тему, – а в самом прямом смысле: нужна глубокая ревизия ситуации вокруг гидроузла. Нужны серьезные исследования, результаты которых потом неплохо бы сообщить населению. Всё ж таки более полувека для такого гиганта – срок. (Замечу: махина ГЭС стоит уже более половины «гарантийного» – точнее, гарантированного специалистами срока).

А пока бьются лишь энтузиасты. Много лет занимавшийся этой проблемой профессор Ивлентиев неоднократно предлагал предпринять хоть что-то, чтобы не создавать для населения экстремальных ситуаций и тем самым снять всевозможные опасения и слухи. Хотя бы чётко скоординировать действия гидростанций Волжского каскада, особенно во время паводков. (Была надежда, что эта проблема наконец решится с созданием холдинга Волжских и Камских ГЭС, предусмотренного планами РАО «ЕЭС России»). Ведь, как ни крути, речь действительно идёт о безопасности миллионов людей. Разве не этот аргумент используют энергетики, мотивируя необходимость увеличения тарифов (в том числе для починки изношенных гидросооружений)?

Или, на худой конец, сделать так, как было задумано при создании каскада рукотворных морей на Волге, но по ряду причин не воплотилось в жизнь, – прорыть обводные каналы, регулирующие уровень воды в водохранилищах...

Да хоть что-то сделать!

Страшная тайна

     А как же вибрация, от которой страдают жители прибрежных домов? Есть такая проблема. И в своё время я с удивлением узнал: оказывается, энергетики знают, как минимизировать или даже свести на нет угрозу локальных землетрясений близ плотины. Правда, даже среди тех, кто имеет прямое отношение к строительству и эксплуатации гидросооружений, знает эту тайну за семью печатями только узкий круг

Владимир Конюшко, например, почему-то не оказался в своё время в числе посвящённых. Он искренне полагал, что вибрацию вызывают образующиеся при сбросе воды воздушные пузырьки, выходящие на поверхность извержением белой пены. Именно они, по словам ветерана, превращаясь в огромные пузыри, с силой взрываются на поверхности гидросооружений, пробуя их на крепость и заставляя их содрогаться. Конечно, при этом разрушаются затворы, уплотнения и всевозможные бетонные поверхности. Плотину потрясывает, потрясывает и всё, что находится вблизи гидроузла. Но как бороться с пузырьками?..

Так вот, выяснилось: не со стихией надо бороться вовсе. Не «природу укрощать» нужно, а её укротителей.

«Больше этот отчёт никто не увидит»

    В 2005 году руководство одной из управляющих компаний в составе тогдашнего РАО «ЕЭС России» предложило мне написать книгу о прошлом, настоящем и будущем гидроузлов на Волге и Каме. Она вышла два года спустя. Проект получился трудоёмким, но вполне удачным. Книга даже стала лауреатом одной из премий в области СМИ и книгоиздания, учреждённой энергетиками. Но главная её ценность в другом. Поскольку автору был дан «зелёный свет» во многие ранее недосягаемые уголки, в том числе доступ к архивам, под одной обложкой удалось собрать множество неизвестных доселе фактов и документов, связанных со строительством гидростанций и их влиянием на мир вокруг.

Среди авторов воспоминаний, вошедших в это – теперь уже раритетное – издание, оказался ветеран знаменитого «Гидропроекта», один из ведущих отечественных специалистов по устойчивости и надёжности энергетических сооружений Леонид Владимирович Комельков, которому в своё время выпало принять участие в исследованиях на Жигулёвской ГЭС. Честно говоря, я не очень-то верил, что это кусок останется в книге после многократных вычиток – но он остался. И потому закончу повествование этим компетентным свидетельством – очень важным для ответа на вопрос: почему мы продолжаем жить в эпицентре?

Итак, из рассказа Л.В. Комелькова (по кн. Вечный двигатель. Волжско-Камский гидроэнергетический каскад: вчера, сегодня, завтра / авт.-сост. С.Г. Мельник. – М.: Фонд «Юбилейная летопись», 2007):

«В 1979-1980 годах вместе с В.М. Семенковым и Н.В. Халтуриной (видные эксперты в области гидроэнергетики и безопасности гидросооружений. – С.М.) я проводил исследования по выяснению причин вибрации жилмассива в нижнем бьефе Жигулёвской ГЭС в период сброса паводковых вод. Дело в том, что жилищное строительство в Комсомольском районе города Тольятти, в том числе береговая застройка с высотными зданиями, подошло близко к самому гидроузлу. В 1979 году, в связи с пропуском довольно высокого паводка при 50%-ной обеспеченности, плотина работала почти всем фронтом. Дома стали раскачиваться (верхние этажи, естественно, с большей амплитудой), стали появляться трещины. Посыпались жалобы.

Нужно было, во-первых, установить источник этой вибрации (потому что определенности не было – такое было впервые); во-вторых, найти способ, чтобы её снизить. То есть, необходимо было провести такой эксперимент не в лабораторных условиях, а именно в натуре.

Нажмите, чтобы увеличить.
Перекрытие Волги. Октябрь 1955 г.

     Приехав на ГЭС в паводок 1979 года, мы обнаружили явление синхронизации вибраций секций плотины. Было установлено, что в определенный период, по мере того как она захватывала все большую площадь основания, эти секции совершали синхронные колебания, порождая грунтовые волны с большей амплитудой, которые раскачивали дома. При сбросе огромных расходов воды образовывались цилиндрические волны: не сферические, а цилиндрические, которые затухают гораздо медленнее, чем при обычном, незначительном сбросе.

Вторая часть исследований касалась того, как снизить эту вибрацию. Мы пытались закрыть затворы, чтобы разбить поток на отдельные струи, которые бы гасили друг друга. В результате добились того, что вибрация снизилась процентов на 30. Но было сказано, что если пойдет расчетный паводок, все равно придется все полностью открывать, и вибрация будет еще больше. То есть было изначально ясно, что в этой зоне высокие дома вообще строить нельзя. Такой был сделан вывод.

     Отчёт мы защищали в дирекции Волжской ГЭС, на расширенном заседании Тольяттинского исполкома. В результате тогдашний директор Волжской ГЭС А.А. Романов сказал, что эти выводы его очень загружают, потому что ему приходится нарушать маневрирование, действовать не по инструкции. Он сказал: ”Больше этот отчёт никто не увидит”, и положил его в стол…

Полученные нами результаты можно использовать, когда опять пойдет высокий паводок. Паводка, близкого по интенсивности к паводку 1979 года, пока не проходило. Но как только он пройдёт – опять начнётся скандал. А что нужно сделать, чтобы снизить вибрацию жилого массива? Во-первых, открывать те затворы, которые расположены ближе к ГЭС, чтобы грунтовые волны затухли на подходе к левому берегу, хотя бы частично. Открывать необходимо через определённые промежутки времени, чтобы создавать не цилиндрические, а сферические волны, которые, встречаясь в противофазе, будут частично гасить друг друга. Полностью сферическую волну устранить невозможно, но можно добиться, чтобы не было таких неприятных вибраций жилых домов.

Кстати, вибрация совершенно не страшна для самой плотины, потому что та рассчитана с большим запасом. Были проведены основательные исследования, подтверждено, что устойчивость плотины обеспечена. Но проблема жилых домов как была, так и осталась. Ждёт следующего паводка…»

Выводы делайте сами.

______________________ 

© Мельник Сергей Георгиевич

Мегапроекты нанокосмоса
Статья о тенденциях в российских космических программах на основе материалов двух симпозиумов в Калуге
Предсказуемость планетарной эволюции
Эволюционный ракурс рассмотрения будущего позволит логически связать историю, настоящее и необычные проявления...
Интернет-издание года
© 2004 relga.ru. Все права защищены. Разработка и поддержка сайта: медиа-агентство design maximum