Гидроэлектростанции (ГЭС)

 

Гидроэлектростанция − это комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС состоит из последовательной цепи гидротехнических сооружений, обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды и создание напора, и энергетического оборудования, преобразующего энергию движущейся под напором воды в электрическую энергию. Одни из первых гидроэлектрических установок мощностью всего в несколько сотен Вт были сооружены в 1876-81 в Штангассе и Лауфене (Германия) и в Грейсайде (Англия). Развитие ГЭС и их промышленное использование тесно связано с проблемой передачи электроэнергии на расстояние: как правило, места, наиболее удобные для сооружения ГЭС, удалены от основных потребителей электроэнергии. Протяжённость существовавших в то время линий электропередач не превышала 5-10 км; самая длинная линия 57 км. Сооружение линии электропередачи (170 км) от Лауфенской ГЭС до Франкфурта-на-Майне (Германия) для снабжения электроэнергией Международная электротехническая выставки (1891) открыла широкие возможности для развития ГЭС. В 1892 промышленный ток дала ГЭС, построенная на водопаде в Бюлахе (Швейцария), почти одновременно в 1893 были построены ГЭС в Гельшене (Швеция), на реке Изар (Германия) и в Калифорнии (США). В 1896 вступила в строй Ниагарская ГЭС (США) постоянного тока; в 1898 дала ток ГЭС Рейнфельд (Германия), а в 1901 стали под нагрузку гидрогенераторы ГЭС Жонат (Франция).

 

Напор ГЭС создаётся концентрацией падения реки на используемом участке плотиной, либо деривацией, либо плотиной и деривацией совместно. Деривацией в гидротехнике называют совокупность сооружений, осуществляющих отвод воды из реки, водохранилища или другого водоёма, транспортировку её к станционному узлу ГЭС, насосной станции, а также отвод воды от них. Различают деривацию безнапорную и напорную. Напорная деривация — трубопровод, напорный туннель, применяется, когда колебания уровня воды в месте её забора или отвода значительны. При малых колебаниях уровня может применяться как напорная, так и безнапорная деривация. Тип деривации выбирается с учётом природных условий района на основании технико-экономического расчёта. Протяжённость современных деривационных водоводов достигает нескольких десятков километров, пропускная способность более 2000 м3/сек. Основное энергетическое оборудование ГЭС размещается в здании ГЭС: в машинном зале электростанции - гидроагрегаты, вспомогательное оборудование, устройства автоматического управления и контроля; в центральном посту управления пульт оператора-диспетчера или автооператор гидроэлектростанции. Повышающая трансформаторная подстанция размещается как внутри здания ГЭС, так и в отдельных зданиях или на открытых площадках. Распределительные устройства зачастую располагаются на открытой площадке. Здание ГЭС может быть разделено на секции с одним или несколькими агрегатами и вспомогательным оборудованием, отделённые от смежных частей здания. При здании ГЭС или внутри него создаётся монтажная площадка для сборки и ремонта различного оборудования и для вспомогательных операций по обслуживанию ГЭС. По установленной мощности различают ГЭС мощные (свыше 250 МВт), средние (до 25 МВт) и малые (до 5 МВт). Мощность ГЭС зависит от напора (разности уровней верхнего и нижнего расхода воды Q (м³/сек)), используемого в гидротурбинах, и КПД гидроагрегата.

По максимально используемому напору ГЭС делятся на высоконапорные (более 60 м), средненапорные (от 25 до 60 м) и низконапорные (от 3 до 25 м). На равнинных реках напоры редко превышают 100 м, в горных условиях посредством плотины можно создавать напоры до 300 м и более, а с помощью деривации - до 1500 м. Классификация по напору приблизительно соответствует типам применяемого энергетического оборудования: на высоконапорных ГЭС применяют ковшовые и радиально-осевые турбины с металлическими спиральными камерами; на средненапорных - поворотнолопастные и радиально-осевые турбины с железобетонными и металлическими спиральными камерами, на низконапорных - поворотнолопастные турбины в железобетонных спиральных камерах, иногда горизонтальные турбины в капсулах или в открытых камерах. Подразделение ГЭС по используемому напору имеет приблизительный, условный характер. По схеме использования водных ресурсов и концентрации напоров ГЭС обычно подразделяют на русловые, приплотинные, деривационные с напорной и безнапорной деривацией, смешанные, гидроаккумулирующие и приливные.

В русловых и приплотинных ГЭС напор воды создаётся плотиной, перегораживающей реку и поднимающей уровень воды в реке. При этом неизбежно некоторое затопление долины реки. В случае сооружения двух плотин на том же участке реки площадь затопления уменьшается. На равнинных реках наибольшая экономически допустимая площадь затопления ограничивает высоту плотины. Русловые и приплотинные ГЭС строят и на равнинных многоводных реках и на горных реках, в узких сжатых долинах.

В деривационных ГЭС концентрация падения реки создаётся посредством деривации; вода в начале используемого участка реки отводится из речного русла водоводом, с уклоном, значительно меньшим, чем средний уклон реки на этом участке и со спрямлением изгибов и поворотов русла. Конец деривации подводят к месту расположения здания ГЭС. Отработанная вода либо возвращается в реку, либо подводится к следующей деривационной ГЭС. Деривация выгодна тогда, когда уклон реки велик. Деривационная схема концентрации напора в чистом виде на практике приводит к тому, что из реки забирается лишь небольшая часть её стока. В других случаях в начале деривации на реке сооружается более высокая плотина и создаётся водохранилище: такая схема концентрации падения называется смешанной, так как используются оба принципа создания напора. Иногда, в зависимости от местных условий, здание ГЭС выгоднее располагать на некотором расстоянии от конца используемого участка реки вверх по течению; деривация разделяется по отношению к зданию ГЭС на подводящую и отводящую. В ряде случаев с помощью деривации производится переброска стока реки в соседнюю реку, имеющую более низкие отметки русла. Характерным примером является Ингурская ГЭС, где сток реки Ингури перебрасывается туннелем в соседнюю реку Эрисцкали (Кавказ).

На ГЭС с напорной деривацией водовод прокладывается с несколькими большим продольным уклоном, чем при безнапорной деривации. Применение напорной подводящей деривации обусловливается изменяемостью горизонта воды в верхнем бьефе, из-за чего в процессе эксплуатации изменяется и внутренний напор деривации.

Особое место среди ГЭС занимают гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) и приливные электростанции (ПЭС). Сооружение ГАЭС обусловлено ростом потребности в пиковой мощности в крупных энергетических системах, что и определяет генераторную мощность, требующуюся для покрытия пиковых нагрузок. Пиковая электростанция — электростанция, часть или все агрегаты которой работают тогда, когда потребление электроэнергии в энергосистеме резко возрастает на короткое время — при пике нагрузки, когда потребление электроэнергии резко возрастает. Агрегаты пиковой электростанции должны обладать высокой эксплуатационной манёвренностью, способностью в короткий срок, иногда за две три минуты, развивать полную мощность и так же быстро останавливаться. Пиковые электростанции в энергосистемах могут служить обычные гидроэлектрические станции и газотурбинные электростанции, а также тепловые паротурбинные электростанции, приспособленные для такого режима работы.

Способность ГАЭС аккумулировать энергию основана на том, что свободная в энергосистеме в некоторый период времени электрическая энергия используется агрегатами ГАЭС, которые, работая в режиме насоса, нагнетают воду из водохранилища в верхний аккумулирующий бассейн. В период пиков нагрузки аккумулированная энергия возвращается в энергосистему, вода из верхнего бассейна поступает в напорный трубопровод и вращает гидроагрегаты, работающие в режиме генератора тока. Мощность отдельных ГАЭС с такими обратимыми гидроагрегатами достигает 1620 МВт. Целесообразно применение ГАЭС, которые способны в ночные часы, когда потребление электроэнергии незначительно, запасать энергию, создавая нагрузку базисным паротурбинным электростанциям, а в дневные часы использовать запасённую энергию для покрытия пиков нагрузки.

Приливные электростанции (ПЭС) преобразуют энергию морских приливов в электрическую. ПЭС использует перепад уровней «полной» и «малой» воды во время прилива и отлива. Перекрыв плотиной залив или устье впадающей с море реки , можно при достаточно высокой амплитуде прилива создать напор, достаточный для вращения гидротурбин и соединённых с ними гидрогенераторов, размещенных в теле плотины. При одном бассейне и правильном полусуточном цикле приливов ПЭС может вырабатывать электроэнергию непрерывно в течение 4-5 ч с перерывами соответственно 2-1 ч четырежды за сутки, ПЭС такого типа называется однобассейновой двустороннего действия. Для устранения неравномерности выработки электроэнергии бассейн ПЭС можно разделить плотиной на два или три меньших бассейна, в одном из которых поддерживается уровень «малой», а в другом – «полной» воды; третий бассейн - резервный; гидроагрегаты устанавливаются в теле разделительной плотины. Но и эта мера полностью не исключает пульсации энергии, обусловленной цикличностью приливов в течение полумесячного периода. При совместной работе в одной энергосистеме с мощными тепловыми или атомными электростанциями, энергия, вырабатываемая ПЭС, может быть использована для участия в покрытии пиков нагрузки энергосистемы, а входящие в эту же систему ГЭС, имеющие водохранилища сезонного регулирования, могут компенсировать внутримесячные колебания энергии приливов. На ПЭС устанавливают капсульные гидроагрегаты, которые могут использоваться с относительно высоким КПД в генераторном и насосном режимах, а также в качестве водопропускного отверстия. Капсульный гидроагрегат — горизонтальный осевой гидроагрегат с поворотно-лопастной гидротурбиной, заключённый в металлический кожух-капсулу. Впервые два капсульных гидроагрегата мощностью по 195 кВт каждый были изготовлены швейцарской фирмой в 1936 для небольшой ГЭС в Польше. Отсутствие значительных поворотов и крутки потока, плавность очертаний элементов проточной части капсульного гидроагрегата обеспечивают его высокую эффективность: большую пропускную способность и меньшие габариты по сравнению с обычным вертикальным гидроагрегатом, хорошие энергетические показатели. В часы, когда малая нагрузка энергосистемы совпадает по времени с приливом воды в море, гидроагрегаты ПЭС либо отключены, либо работают в насосном режиме - подкачивают воду в бассейн выше уровня прилива или же аккумулируют энергию до того момента, когда в энергосистеме наступит пик нагрузки. В случае, если прилив или отлив совпадает по времени с максимумом нагрузки энергосистемы, ПЭС работает в генераторном режиме, поэтому ПЭС может использоваться в энергосистеме как пиковая электростанция. Так, например, работает ПЭС на 240 МВт, построенная в 1966 во Франции. Электроэнергия приливных ГЭС в силу некоторых особенностей, связанных с периодическим характером приливов и отливов, может быть использована в энергосистемах лишь совместно с энергией регулирующих электростанций, которые восполняют провалы мощности приливных электростанций в течение суток или месяцев.

Использование приливной энергии ограничено главным образом высокой стоимостью сооружения ПЭС, стоимость сооружения ПЭС почти в 2,5 раза больше, чем обычной речной ГЭС такой же мощности. Важнейшая особенность гидроэнергетических ресурсов по сравнению с топливно-энергетическими ресурсами - их непрерывная возобновляемость. Отсутствие потребности в топливе для ГЭС определяет низкую себестоимость вырабатываемой на ГЭС электроэнергии. Поэтому сооружению ГЭС, несмотря на значительные удельные капиталовложения и продолжительные сроки строительства, придавалось и придаётся большое значение, особенно когда это связано с размещением электроёмких производств.

 

Принцип работы Гэс

Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию.

 

Необходимый напор воды образуется посредством строительства плотины, и как следствие концентрации реки в определенном месте, или деривацией — естественным током воды. В некоторых случаях для получения необходимого напора воды используют совместно и плотину, и деривацию.

 

Непосредственно в самом здании гидроэлектростанции располагается все энергетическое оборудование. В зависимости от назначения, оно имеет свое определенное деление. В машинном зале расположены гидроагрегаты, непосредственно преобразующие энергию тока воды в электрическую энергию. Есть еще всевозможное дополнительное оборудование, устройства управления и контроля над работой ГЭС, трансформаторная станция, распределительные устройства и многое другое.

 

1. Нет загрязнения окружающей среды золой и дымовыми газами.

2. Гидроресурсы являются возобновляемыми.

3. Высокая мощность.

 

Факторы "Против" ГЭС:

1. Затопление прилежащих районов.

2. Разрушение огромных территорий при разрушении ГЭС.

 

 

Саяно-Шушенская ГЭС

 

 

Саяно-Шушенская гидроэлектростанция на реке Енисей является крупнейшей ГЭС России и одной из наиболее крупных ГЭС в мире.[12] Она расположена на границе Красноярского края и Хакасии. Строительство ГЭС началось в 1968 году, первый гидроагрегат был пущен в 1978 году, последний — в 1985 году. В постоянную эксплуатацию электростанция была принята в 2000 году. Технически ГЭС состоит из бетонной арочно-гравитационной плотины высотой 245 м и приплотинного здания ГЭС, в котором размещены 10 радиально-осевых гидроагрегатов мощностью по 640 МВт. Установленная мощность ГЭС составляет 6400 МВт,[13] среднегодовая выработка — 22,8 млрд кВт·ч.[13] Плотина ГЭС образует крупное Саяно-Шушенское водохранилище сезонного регулирования. Ниже по течению Енисея расположена контррегулирующая Майнская ГЭС, составляющая с Саяно-Шушенской ГЭС единый производственный комплекс. Сооружения ГЭС спроектированы институтом «Ленгидропроект», гидросиловое оборудование поставлено заводами «ЛМЗ» и «Электросила» (ныне входят в состав концерна «Силовые машины»). Саяно-Шушенская ГЭС принадлежит ОАО «РусГидро».

 

Официальна Версия катастрофы.

 

Вследствие многократного возникновения дополнительных нагрузок переменного характера на гидроагрегат, связанных с переходами через не рекомендованную зону, образовались и развились усталостные повреждения узлов крепления гидроагрегата, в том числе крышки турбины. Вызванные динамическими нагрузками разрушения шпилек привели к срыву крышки турбины и разгерметизации водоподводящего тракта гидроагрегата.

 

 

Предыстория развития гидр строения в России

В Советский период развития энергетики упор делался на особую роль единого народнохозяйственного плана электрификации страны — ГОЭЛРО, который был утвержден 22 декабря 1920 года. Этот день был объявлен в СССР профессиональным праздником — Днём энергетика. Глава плана, посвященная гидроэнергетике — называлась «Электрификация и водная энергия». В ней указывалось, что гидроэлектростанции могут быть экономически выгодными, главным образом, в случае комплексного использования: для выработки электроэнергии, улучшения условий судоходства или мелиорации. Предполагалось, что в течение 10-15 лет в стране можно соорудить ГЭС общей мощностью 21 254 тыс. лошадиных сил (около 15 млн кВт), в том числе в европейской части России — мощностью 7394, в Туркестане — 3020, в Сибири — 10 840 тыс. л.с. На ближайшие 10 лет намечалось сооружение ГЭС мощностью 950 тыс. кВт, однако в последующем было запланировано сооружение десяти ГЭС общей рабочей мощностью первых очередей 535 тыс. кВт.

 

Хотя уже за год до этого в 1919 году Совет труда и обороны признал строительства Волховской и Свирской гидростанций объектами, имеющими оборонное значение. В том же году началась подготовка к возведению Волховской ГЭС, первой из гидроэлектростанций возведенных по плану ГОЭЛРО.

 

Однако и до начала строительства Волховской ГЭС Россия имела достаточно богатый опыт промышленного гидростроительства, в основном, частными компаниями и концессиями. Информация об этих ГЭС, построенных в России за последнее десятилетие 19-го века и первые 20 лет двадцатого столетия достаточно разрознена, противоречива и требует специальных исторических исследований.

 

Наиболее достоверным считается, что первой гидроэлектростанцией в России была Березовская (Зыряновская) ГЭС, построенная в Рудном Алтае на реке Березовка (приток р. Бухтармы) в 1892 году. Она была четырехтурбинная общей мощностью 200 кВт и предназначалась для обеспечения электричеством шахтного водоотлива из Зыряновского рудника.[6]

 

На роль первой также претендует Ныгринская ГЭС, которая появилась в Иркутской губернии на реке Ныгри (приток р. Вачи) в 1896 году. Энергетическое оборудование станции состояло из двух турбин с общим горизонтальным валом, вращавшим три динамо--машины мощностью по 100 кВт. Первичное напряжение преобразовывалось четырьмя трансформаторами трехфазного тока до 10 кВ и передавалось по двум высоковольтным линиям на соседние прииски. Это были первые в России высоковольтные ЛЭП. Одну линию (длиной 9 км) проложили через гольцы к прииску Негаданному, другую (14 км) — вверх по долине Ныгри до устья ключа Сухой Лог, где в те годы действовал прииск Ивановский. На приисках напряжение трансформировалось до 220 В. Благодаря электроэнергии Ныгринской ГЭС в шахтах установили электрические подъемники. Кроме того, электрифицировали приисковую железную дорогу, служившую для вывоза отработанной породы, которая стала первой в России электрифицированной железной дорогой.

 

 

Гидроэнергетика в мире

 

На 2006 год гидроэнергетика обеспечивает производство до 88 % возобновляемой и до 20 % всей электроэнергии в мире, установленная гидроэнергетическая мощность достигает 777 ГВт.

 

Абсолютным лидером по выработке гидроэнергии на душу населения является Исландия. Кроме неё этот показатель наиболее высок в Норвегии (доля ГЭС в суммарной выработке — 98 %), Канаде и Швеции. В Парагвае 100 % производимой энергии вырабатывается на гидроэлектростанциях.

 

Наиболее активное гидростроительство на начало 2000-х ведёт Китай, для которого гидроэнергия является основным потенциальным источником энергии. В этой стране размещено до половины малых гидроэлектростанций мира, а также крупнейшая ГЭС мира «Три ущелья» на реке Янцзы и строящийся крупнейший по мощности каскад ГЭС. Ещё более крупная ГЭС «Гранд Инга» мощностью 39 ГВт планируется к сооружению международным консорциумом на реке Конго в Демократической Республике Конго (бывший Заир).

 

 

Исторя развития ГЭС

 

История развития гидротехнического строительства PDF

 

Строительство гидротехнических сооружений развивалось в разных странах в соответствии с общим развитием в них водного хозяйства. Искусство строить гидротехнические сооружения известно с древнейших времен, причем довольно крупные сооружения создавались уже при рабовладельческом строе. В Египте за 4000 лет до н.э. была построена каменная плотина Кошейн. Относительно сложные сооружения для орошения возводили в IX-VIII вв. до н.э. в Урарту и Хорезме —древних государствах, которые находились на территории бывшего СНГ. За 500 лет до н.э. проводились работы по регулированию русл рек Тигр и Евфрат.

 

 

В Европе в период феодальной раздробленности, когда из-за частых войн и междоусобиц экономика не могла широко развиваться, гидротехническое строительство сводилось к устройству малых сооружений — водяных мельниц, небольших сооружений для регулирования русл рек, водоснабжения городов и замков. Развитие торговли и ремесел потребовало улучшения судоходных условий рек, и в XIV в. были построены первые судоходные шлюзы.

 

 

В Киевской Руси водяные мельницы были известны в IX— XIII вв. Устав великого князя киевского Ярослава Мудрого (ок. 978-1054) регулировал вопросы затопления, вызываемого мельницами, следующим образом: каждому предоставлялось право строить мельницы, но владелец мельницы обязан был «соблюдать беспакостное», т.е. не чинить ущерба соседям.

 

 

Водный путь «из варяг в греки» существовал издревле. В ХШ в. для улучшения судоходства строили каналы для спрямления речных излучин, а при осаде городов применяли отвод воды из реки в другое русло с пересыпкой старого русла запрудой (например, при осаде г. Пронска на р. Проне в 1186 г.).

 

 

В городах Киевской Руси, а также в крупных монастырях «устраивались» водопроводы. Так, в XI-XII вв. на Ярославо-вом Дворище (Новгород) существовал водопровод из деревянных труб, а также водосточный канал, облицованный пластинами из бересты, а на случай осады сооружали оригинальные водяные тайники, позволявшие осажденным получать воду.

 

 

В Московской Руси гидротехника получила дальнейшее развитие, особенно в части водоснабжения. Известны примеры гидростроительства в Москве, относящиеся к концу XV—началу XVI в.: Кремлевский самотечный водопровод, водяные тайники, рвы и пруды с затворами (шлюзами), каменная мельница на р. Неглинной, а также самотечный водопровод в г. Старая Русса и др. Уже в XV—XVI вв. применялось бурение железными и деревянными трубами для добычи воды (г. Старая Русса) и соляных растворов, из которых соль затем выпаривалась (на реках Кама, Северная Двина, Урал). Известно, что в 1633 г. в Московском Кремле действовал напорный водопровод.

 

 

Развивавшееся водное хозяйство Московской Руси потребовало законодательного регулирования. Поэтому в «Соборном Уложении» (1649) царя Алексея Михайловича были помещены соответствующие статьи: например, об устройстве «езов» (речных заграждений для рыбной ловли) и водяных мельниц и об обеспечении при этом судоходства на реках путем устройства «ворот», через которые «можно было судам ходити».

 

 

В XVII-XVIII вв. феодальный строй начал себя изживать, появились первые мануфактуры. Развитие промышленности, торговли и рост городов повлекли за собой новый подъем гидротехнического строительства в мире.

 

 

Работы Г. Галилея, С. Стевина, Б. Паскаля, И. Ньютона, М. Ломоносова, Л. Эйлера и Д. Бернулли значительно подняли теоретическую базу гидротехники, что позволило перейти к строительству более крупных и сложных гидротехнических сооружений.

 

 

В XVIII—начале XIX в. большое развитие получили водные пути (как самые дешевые) для перевозки крупных грузов. Много судоходных каналов было построено во Франции, Германии, Англии и других странах. Усиленными темпами шло портовое строительство (лондонские и ливерпульские доки, волноломы в Шербурге и Генуе, Эдистонский маяк и др.).

 

 

В России этот период также был периодом расцвета гидротехники. В XVII в. появились «бумажные», «пильные» водяные мельницы, установки для меде- и железоплавильных заводов на Урале, под Москвой, Тулой. Эпоха Петра I ознаменовалась мощным подъемом русской промышленности, техники и науки. Число промышленных предприятий к концу XVIII в. достигло 3000. Практически все они базировались на гидравлической силе больших заводских плотин и прудов, которых в России было построено более 200.

 

 

Русскими «плотинными мастерами» были выработаны оригинальные конструкции плотин так называемого «русского типа»: земляных с деревянным водосбросом и деревянных водоподъемных плотин, прекрасно приспособленных к природным условиям русских рек.

 

Выдающимися русскими гидротехниками того времени были А. Ярцев, Е. и М. Черепановы, И. Ползунов, Бадьин и др. Особо следует сказать о К. Фролове (1728-1800). Созданная им в 1763-1765 гг. гидравлическая установка на р. Корбалиха (Алтай) превзошла все подобные зарубежные установки того времени, в том числе и знаменитую Марли (снабжала водой дворцы Марли, Версаля и Трианона). Сооружение было устроено таким образом, что вода последовательно проходила три установки с водяными колесами диаметром 17 м (на установке Марли — 12 м), которые помещались в подземных камерах высотой до 21 м. Это был первый в мире гидросиловой каскад. Фролов присоединил к каждому колесу целый комплекс механизмов предприятия и впервые механизировал заводской транспорт, создав систему вагонеток с канатной тягой по заводским путям от того же колеса.

 

 

Уральский изобретатель И. Сафонов создал в 1837 г. первую русскую водяную турбину, которая по коэффициенту полезного действия (более 0,7) превосходила все известные турбины того времени.

Наряду с гидросиловыми установками в России велось строительство крупных водных путей. При Петре I было осуществлено соединение Оки с верховьями Дона Ивановским каналом, Волги с Балтийским морем Вышневолоцкой водной системой и др. Последняя была построена одним из сподвижников Петра I — крупнейшим гидротехником М. Сердюковым.

 

 

В конце XVIII—начале XIX вв. был построен еще ряд судоходных соединений, водные системы Огинская (Неман—Днепр), Мариинская, Тихвинская, Северо-Екатерининский канал и др.

Первая книга по гидротехнике — «Книга о способах, творящих водохождение рек свободное» — вышла по распоряжению Петра 1в 1708 г.

 

М. Ломоносов среди прочих многообразных трудов занимался и гидротехникой, построил ряжевую плотину на Усть-Рудицком заводе, проводил опыты на мельницах и создал первый учебник по горнозаводскбму делу, в котором осветил и вопросы гидросиловых установок.

В 1810 г. в Петербурге был учрежден Институт корпуса инженеров путей сообщения, готовивший инженеров по строительству водных путей и шоссейных дорог, а также прочих сооружений.

 

Промышленный переворот в мире, связанный с изобретением паровой машины и железных дорог в начале XIX в., привел к ослаблению интереса к громоздким гидравлическим установкам и водным путям, которые стали вытесняться более совершенными и гибкими источниками энергии и быстрыми средствами сообщения.

Новый и резкий подъем гидротехнического строительства относится уже ко второй половине XIX в., когда были изобретены современные гидравлические машины с высоким коэффициентом полезного действия (турбины Френсиса, Пельтона и др.).

 

Водные пути стали вновь развиваться в связи с возросшими перевозками продуктов промышленности и сельского хозяйства. Рост крупных городов и предприятий потребовал снабжения их огромным количеством доброкачественной воды и удаления сточных вод. Необходимость расширения сельскохозяйственной базы привела к широкому развитию ирригационных и осушительных работ.

В России развитие капитализма запаздывало по сравнению с западными странами. Лишь в последней трети XIX в. наблюдался заметный рост производительных сил и промышленности.

 

В связи с этим снова приобрели значение водные пути сообщения, водоснабжение городов и промышленности, орошение земель в Закавказье и Средней Азии (под хлопок и другие технические культуры), расширился земельный фонд за счет осушения земель. Было составлено много проектов улучшения водных путей и их соединений: Волго-Донского (Н. Пузыревский), Камско-Иртышского (А. Фидман), Обь-Енисейского (Е. Близняк), Черно-морско-Балтийского (О. Тейхман) и др.

 

Однако реализация этих проектов шла в России исключительно медленными темпами и по сути ни один крупный проект не был осуществлен до конца.

 

 

Несколько более интенсивно в России велось морское портовое строительство, так как развивалась и международная торговля, требующая благоустроенных портов. В этот период были построены и реконструированы главнейшие русские порты на Балтийском (Ревель, Рига, Либава, Виндава) и Черном морях (Одесса, Новороссийск, Туапсе, Поти, Батум и др.), а также Владивостокский порт на Тихом океане. Следует отметить большую роль в развитии портостроения М. Герсеванова, А. Нюберга, Н. Вознесенского, В. Тимонова, Б. Кандиба и др.

 

В период с 1880-х гг. и до 1917 г. на помещичьих или государственных (царских) землях после земельной реформы 1861 г. велись крупные оросительные и осушительные работы (в Голодной степи — 45 тыс. га, в долине р. Маргуб — 22 тыс. га).

Водоснабжение быстро растущих при капитализме городов в России развивалось медленно. В 1911 г. только в 20,6 % городов с населением более 10 000 человек был водопровод и только в 1,8 % — канализация. В связи с этим многие реки были загрязнены стоками городов., заводов и фабрик.

Использование водной энергии в этот период носило крайне ограниченный характер. Существовали десятки тысяч водяных мельниц довольно примитивного типа. Гидроэлектроустановок имелось мало, в основном это были мелкие маломощные станции, сооруженные в конце XIX—начале XX в. Отсутствие капиталов в этой отрасли водного хозяйства и частная собственность на землю делали зачастую невозможным осуществление подпора рек и затопления земель, необходимого для гидроэлек-V троустановок.

 

 

Русские гидротехники (В. Добротворский, Н. Лелявский, В. Тимонов, Г. Графтио и др.) разрабатывали проекты крупных отечественных гидроэлектростанций. Несмотря на то что реальное гидростроительство в царской России эпохи капитализма было крайне малым, научно-техническая мысль опережала не только западную науку, но и реальные возможности того времени (труды Н. Жуковского, Д. Бобылева, С. Чаплыгина и др.). Основы речной гидрологии были заложены В. Лохтиным, Н. Лелявским и др.

Разнообразные вопросы гидротехники трактовались в трудах русских ученых и инженеров Д. Неелова («Устройство плотин», 1884), М. Герсеванова («Лекции о морских сооружениях», 1892), Ф. Зброжека («Курс водяных сообщений»), Н. Пузыревского (о новых типах судоподъемников), А. Нюберга (курс портовых сооружений) и др.

В 1910-1920-е гг. уделяется огромное внимание мелиоративному строительству. В декабре 1920 г. был утвержден комплексный план развития народного хозяйства страны на основе электрификации — ГОЭЛРО. В соответствии с этим планом были построены такие гидроузлы, как Волховский, Нижне-Свирский на слабом глинистом основании, Земо-Авчальский, Днепрогэс (1927-1932) с самой крупной для того времени гидроэлектростанцией в Европе с бетонной плотиной длиной 760 м и высотой 62 м.

Интенсивное строительство гидротехнических сооружений велось для всех отраслей водного хозяйства в 1930-е - начало 1940-х гг. Началось комплексное использование Волги (Иваньковский, Рыбинский, Угличский гидроузлы), были построены канал им. Москвы, ряд гидроэлектростанций на Кавказе и Средней Азии, Большой Ферганский канал, Северный Ферганский и Южный Ферганский каналы, Ташкентский канал и ряд других Средней Азии, Самур-Апшеронский канал в Азербайджане и др.

Гидротехническое строительство не прекращалось и во время Великой Отечественной войны. В этот период было построено много небольших гидроузлов, особенно энергетического назначения, на Урале и Средней Азии — для обеспечения энергией «эвакуированной» промышленности.

После окончания войны гидротехническое строительство приобрело исключительно широкий размах: создание каскада комплексных гидроузлов с крупными гидротехническими сооружениями на Волге (Горьковская, Волжская ГЭС и др.) и Днепре (Каховская, Кременчугская ГЭС и др.), достроены Волго-Донской и Волго-Балтийский каналы, осуществлено строительство мощных гидроэлектростанций и высоких плотин на крупных сибирских реках Оби (Новосибирская ГЭС), Иртыше (Усть-Каменогорская, Бухтарминская ГЭС), Ангаре (Иркутская, Братская и Усть-Илимская ГЭС), Енисее (Красноярская, Саяно-Шушенская ГЭС). В 1960-70-е гг. возведены крупные гидросооружения на Кавказе (земляная плотина высотой около 80 м для Мингечаур-ской ГЭС, самая высокая в мире арочная плотина — Ингурская); в Средней Азии созданы ирригационные водохранилища Андижанское и Кировское с массивно-контрфорсными плотинами, а также самая высокая в мире плотина из грунтовых материалов (Нурекская ГЭС) и др.

Особое значение для развития гидромелиоративного строительства имели решения майского (1966 г.) Пленума ЦК КПСС, посвященного мелиорации. В ходе их выполнения были осуществлены водохозяйственные гидромелиоративные работы на огромной территории СССР.

 

Только лишь в Беларуси было мелиорировано около 3 млн га, что позволило удвоить производство животноводческой продукции и решить многие социальные и экономические задачи республики.

В конце XX в. в Российской Федерации ввиду экономического и политического кризиса темпы гидротехнического строительства резко снизились.

 

Следует отметить, что в 1995 г. был принят второй в истории России Водный кодекс Российской Федерации (первый был принят в РСФСР в 1972 г.), который имеет сложную структуру. Он подразделяется на Общую и Особенную части. В нем закрепляются единые для отрасли водного законодательства терминология, цели, задачи и принципы правового регулирования водных отношений. Нынешнее положение водохозяйственного строительства Российской Федерации оставляет желать лучшего.

 

 

Начало гидротехнических работ на территории Беларуси относится к первой половине XVI в., когда в Кобринском старос-тве, принадлежавшем королеве и великой княгине Боне, был прорыт осушительный канал. Он берет начало у д. Павлополь и впадает в р. Мухавецчутьнижег. Кобрин. Его длина 20 км, площадь водосбора 52 км2.

 

 

Во второй половине ХУШ в. были построены два крупных канала: Огинский и ДнепровскО-Бугского. Они оказали значительное влияние на водный режим прилегающих территорий, хотя и предназначались для сплава леса и навигации. Огинский канал, который через Припять, Ясельду и Щару соединил Неман с Днепром, был построен в 1765-1784 гг. Его длина (с пятикилометровым Выгоновским озером) составила 54 км.

 

 

Строительство Днепровско-Бугского (бывшего Королевского) канала было начато в 1750 г., а через 68 лет он был сдан в эксплуатацию. Длина канала составила 75 верст (верста — 1,06 км) с шириной по дну 10 м, на нем было построено семь разборных деревянных плотин. Канал пополнялся водой Ореховского и Белого озер с помощью водопроводов. По нему пропускались небольшие суда и сплавлялся лес. После воссоединения западных областей Беларуси с основной ее частью Днепровско-Бугский канал был углублен, расширен и спрямлен. Было построено восемь новых гидроузлов с плотинами и водоспусками. Канал стал интенсивно использоваться для перевозки различных грузов.

В период с 1874 по 1897 г. в Беларуси Западная экспедиция под руководством полковника (впоследствии генерала) И. Жи-линского выполняла осушительные работы на Полесье: было проложено 4367 верст осушительных каналов, расчищено 127 верст речных русл, построено 549 мостов.

Что касается прудового строительства, то на территории Беларуси пруды с целевым назначением создавались давно. Впервые о них упоминается в Литовском статуте 1588 г. С начала XX в. в ряде мест было сооружено большое количество мельничных прудов. Часто один мельничный пруд приходился в среднем на 4...5 км русла реки. Так, на р. Лебедка (правом малом притоке Немана) действовали три водяные мельницы. В 1926 г. насчитывалось 643 водяные мельницы, а к началу 1941 г. действовало уже 1094, из них в западных областях 511.

 

 

Следует отметить, что до начала XX в. гидроэнергетические ресурсы Беларуси использовались только на водяных мельницах и лесопилках.

 

 

В 20—30-е гг. XX в. началось массовое строительство малых <