Грозит ли Волгодонску затопление в случае прорыва плотины Цимлянской ГЭС

Что ждет Волгодонск в случае крупной аварии на гидроузле, и стоит ли горожанам опасаться наводнения.

В ночь с 5 на 6 июня после обстрела украинских формирований в Херсонской области частично обрушилась плотина Каховской ГЭС. Сама гидроэлектростанция была разрушена, после чего начался неконтролируемый спуск Каховского водохранилища. Теперь на счету украинцев одна из самых крупных техногенных катастроф в 21 веке, ведь разрушений плотин водохранилищ такого объема еще не было.

Каховская и Цимлянская ГЭС - почти ровесники, как и города Волгодонск и Новая Каховка. ГЭС на Днепре достроили и запустили, спустя пару лет после открытия Цимлянской ГЭС. Цимлянское и Каховское водохранилища имеют сравнимые объемы и площади (Цимла несколько превосходит по эти показателям Каховку), но плотина Цимлянской ГЭС выше и намного протяженнее.

По словам бывшего главного архитектора Волгодонска Анатолия Жмакина, все генеральные планы развития Волгодонска учитывали риск повреждения плотины Цимлянского гидроузла и почти мгновенного затопления бывшей поймы реки. Поэтому постоянная капитальная жилая застройка, а также все крупные промышленные предприятия строились на отметке выше 35 метров над уровнем моря. Все что ниже этого уровня - поселок Шлюзы и дачные массивы между судоходным каналом и ГЭС при планировании развития города специально выделялись только как районы летних дач, детских лагерей и баз отдыха. Промышленные предприятия, кроме ранее построенных, в этой зоне более не создавались.

Примерная зона затопления при самом худшем развитии ситуации пройдет по границам жилой застройки старого города в районе площади Ленина (перед зданием администрации города). Уже район площади Победы потоп не затронет вовсе. Новый город и Красный Яр прорыв плотины не затронет вообще. Дачи в районе Ново-Соленовского котлована уйдут под воду почти полностью, а вот у поселка Шлюзы шансы выстоять есть. Если размер места прорыва на плотине будет сравнительно небольшим, а сама авария будет быстро локализована, то район «Пятого» под воду не уйдет.

Карта высот. Примерная зона затопления в Ростовской области в Ростовской области обозначена в долине Дона залита салатовым цветом.

Гораздо хуже придется населенным пунктам, расположенным в долине Дона от Волгодонска до устья реки. Начиная с момента строительства ГЭС было создано несколько моделей развития чрезвычайной ситуации в случае прорыва ГЭС. На интенсивность потопа будут влиять несколько факторов: уровень наполнения водохранилища, степень и место повреждения плотины, расположение низконапорных плотин на Нижнем Дону и даже направление ветров в устье Дона. При устойчивом западном ветре происходит нагон воды в устьевую зону, при восточном ветре — уровень воды напротив понижается. Соответственно сильный западный ветер увеличивает последствия наводнения, а восточный — ослабляет.

В среднем считается, что первая значимая волна дойдет до Ростова-на-Дону примерно за 12 часов, а пик потопа достигнет устья Дона через сутки. Зона затопления охватит в первую очередь крупные населенные пункты на левом низменном берегу Дона. Цимлянск потоп не затронет вовсе, а станица Красноярская будет затоплена частично. Хуже всего придется станице Романовской. Полностью под воду она уйдет через час после начала потопа. В Цимлянском районе в зону затопления попадают и населенные пункты поблизости от реки Сухой — хутора Лозной и станица Лозновская. Они подтапливались даже в период сильных половодий уже после создания Цимлянской ГЭС.

Градация высот в Волгодонске. В зоне риска дачи и часть поселка Шлюзы

Ниже Романовской вода будет постепенно заливать широкую древнюю пойму Дона. Своеобразным водоразделом станет район Константиновска, где с левого берега потоп будет ограничивать склоны Доно-Саловского водораздела. После Константиновска уровень потопа начнет быстро падать. В самом Константиновне будут подтоплена только нижняя часть города. Хуже придется Семикаракорску, большая часть которого на несколько часов уйдет под воду. А вот стоящий на высоком берегу Северского Донца Усть-Донецк не пострадает вовсе. После станицы Багаевской вода затопит обширную Доно-Аксайскую пойму и дойдет до Новочекркасска. Исторический центр города на высоком холме не пострадает, а вот промышленные районы в Хотунке частично уйдут под воду.

В Ростове-на-Дону пик потопа наступит примерно через сутки. Подъем уровня воды в городе может достичь 3 - 6 метров. В этом случае могут быть затоплены прилегающие у Дону улицы, а также район главного железнодорожного вокзала. Затоплена может быть и часть территорий Батайска и Азова. Всего в зоне затопления могут оказаться порядка 160 крупных населенных пунктов с населением до 300 тысяч человек.

Падение уровня воды в водохранилище будет зависеть от степени повреждения плотины. Если оно ограничится только верхней частью водосливной плотины то, падение уровня воды составит не более 5 метров. Именно такого рода повреждения получила дамба Каховской ГЭС. В Волгодонске в этом случае вода отступит к причалам речного порта, большая часть Сухо-Соленовского залива высохнет. Постепенно вода уйдет и из «третьей балки» Мокро-Соленовского залива. В Цимлянске, с учетом уклона берега и большой глубины водохранилища (старое русло Дона проходит в менее чем в полутора километрах от обрыва в Приморском парке), вода отступит на 200-300 метров от берега. Зеркало Цимлянского водохранилища в этом случае частично сохранится на половине прежней площади. Полный сброс водохранилища произойдет, если плотина будет разрушена до нижнего основания на уровне реки Дон.

В чем сходства и различия Каховского и Цимлянского гидроузлов?

В состав Каховского гидроузла входили четыре земляных плотины — русловая, пойменная, надпойменная, а также плотина между зданием ГЭС и судоходным шлюзом. Все земляные плотины, кроме расположенной между зданием ГЭС и судоходным шлюзом, построены путём намыва из мелкозернистых песков. Аналогичная технология применялась и при строительстве Цимлянского гидроузла. Русловая плотина расположена между правым берегом и водосливной плотиной, её длина составляет 1,2 километра, максимальная высота, по разным источникам от 30 до 32 метров, ширина по гребню - 73 метра. В основании плотины находятся илистые грунты, к правому берегу, сложенному известняками, плотина примыкает при помощи врезки длиной 86 метров и шириной 35 метров.

Общая протяженность плотины Цимлянской ГЭС превышает 13 километров. Плотина начинается от улицы Портовой в Волгодонске и завершается рядом с городским пляжем Цимлянска. 96,3% протяженности плотины приходится на огромный «вал» из песка им суглинка. Только рядом с Цимлянской ГЭС находится короткий участок плотины с водопропускными устройствами шандорами, протяженностью в 496 метров, построенный из прочного железобетона. Именно здесь плотина достигает максимальной высоты в 43 метра 65 сантиметров.

Остальная часть огромного сооружения, которое и выдерживает подпор всего Цимлянского водохранилища, приходится на плотину, насыпанную или намытую из мелкозернистого речного песка, взятого буквально на месте строительства из поймы Дона. До 1949 года такой материал допускался только для сооружения небольших плотин или дамб.

Устойчивость плотины была обеспечена за счет огромной толщины слоя песка и защиты из массивных железобетонных плит со стороны водохранилища. Со стороны плотина кажется меньше, по сравнению с ее настоящими размерами. Мы видим сравнительно узкий гребень плотины, на котором, тем не менее, умещаются однопутная железнодорожная линия и техническая автомобильная железная дорога.

Отношение ширины по основанию к высоте плотины колеблется от 8,4 до 14 раз. Соответственно различаются и высота и ширина гидротехнического сооружения: они становятся пропорционально выше и шире по мере движения от Волгодонска в сторону Дона и Цимлянской ГЭС. Ближе к реке ширина основания плотины достигает 330-345 метров, а высота - 35 метров. Для сравнения, это длина участка улицы Академика Королева от проспекта Курчатова до улицы Карла Маркса. Размеры плотины можно представить, если насыпать в парке Молодежном гору высотой в 10-12-этажный дом.

Саму земляную плотину можно разделить на три участка. Первый из них, самый короткий и просто устроенный идет от Волгодонска до шлюза №14. Прилегающая к Волгодонску часть плотины, начало которой находится рядом с железнодорожным переездом на улице Портовой, была не намыта, а отсыпана из суглинка - рыхлой осадочной породой из песка, пыли и глины. Выполненные перед началом строительства расчеты показали, что для доставки к этому участку плотины песчановодяной смеси требовалось не менее 2 перекачек, что привело бы к значительному удорожанию работ. Суглинок добывали в нескольких сотнях метров от плотины на дне будущего водохранилища, а затем перевозили к месту укладки тела плотины на грузовиках. Длина этого участка плотины составляет 2 километра 741 метр, максимальная ширина основания - 115 метров, а максимальная высота - 11,87 метров. Объем перемещенного грунта все равно составил значительную величину: 1,1 миллиона тонн суглинка и песка. К плотине прилегают не открытые воды Цимлянского моря, а защищенная волноломами акватория порта, что значительно снижает волновую нагрузку на сооружение. Отношение ширины по основанию к высоте насыпной части плотины составляет от 8,4 до 10 раз.

Поперечное сечение левобережной намывной части плотины Цимлянского гидроузла

Оставшиеся одиннадцать с половиной километров плотины были намыты из речного песка. При строительстве Цимлянского гидроузла было перемещено 81 миллион 350 тысяч кубических метров или более 120 миллионов тонн земли, преимущественно песка, добытого из русла или поймы Дона. Цимлянскую плотину одновременно намывали до 11 земснарядов, выполнивших до 70% земляных работ по формированию насыпи плотины. В зависимости от сезона работ и гранулометрического состава грунта на отдельных участках работали от 4 до 8 земснарядов.

От шлюза №14 до Цимлянской ГЭС протяженность песчаной плотины составляет 6 километров 760 метров, основание плотины достигает ширины в 327,5 метров, а максимальная высота - 25 метров. На этом участке плотина проходит по ранее регулярно затопляемой пойме Дона, поэтому соотношение ее высоты и ширины было сделано максимально возможным (от 11 до 14 раз).

За Цимлянской ГЭС намывная плотина переходит на правый берег Дона. Здесь она приобретает более «поджатый» профиль с отношением ширины к высоте всего 9,4, что было обусловлено хорошим грунтом основания, плотными песками на надпойменных террасах. Длина этого участка плотины составляет 3 километра 171 метр, основание достигает 345 метров, а высота — 35 метров.

Так проходило укрепление откосов плотины бетонными плитами со стороны будущего водохранилища при строительстве Цимлянского гидроузла

Константин Прибрежный