.Сходненська гідроелектростанція (Сходненська ГЕС, ГЕС № 193) — гідроелектростанція на північному заході Москви, споруджена на Сходненському дериваційному каналі як частина гідротехнічної системи каналу імені Москви. Станція використовує перепад рівнів між Хімкинським водосховищем і долиною річки Сходні, виробляє електроенергію та одночасно відіграє роль елемента системи обводнення Москви-ріки. Встановлена потужність станції становить 29 МВт; у її машинному залі працюють два гідроагрегати по 14,5 МВт. Сходненська ГЕС є найбільшою за потужністю серед гідроелектростанцій, розташованих безпосередньо на території Москви.
Загальна характеристика
Сходненська ГЕС належить до середньонапірних дериваційних гідроелектростанцій. Її конструктивна особливість полягає в тому, що значна частина напору створюється не безпосередньо греблею самої ГЕС, а підпором Хімкинського водосховища. Вода з водосховища відводиться спеціальним відкритим дериваційним каналом до напірного басейну, після чого через великі напірні трубопроводи надходить до турбін станції. Після проходження турбін вода відводиться каналом у русло Сходні та далі до Москви-ріки. Hhydropower.ru+1
Станція була спроєктована не як ізольований енергетичний об’єкт, а як складова великого гідротехнічного комплексу каналу Москва—Волга, нині каналу імені Москви. Тому її робота тісно пов’язана з регулюванням водних ресурсів столиці, обводненням Москви-ріки та функціонуванням усієї системи каналу.
Розташування
Сходненська ГЕС розташована в Москві, у північно-західній частині міста, в районі Південне Тушино. Гідротехнічний вузол розміщений поблизу місця, де Сходня впадає в Москву-ріку, а водозабірна частина системи пов’язана з південною частиною Хімкинського водосховища.
Сходненський дериваційний канал проходить через міське середовище приблизно паралельно Лодочній вулиці та Малій Набережній вулиці. Його протяжність становить близько 2,25 км. Наприкінці каналу розташований водоприймальний комплекс ГЕС. В
Таким чином, станція є незвичайним прикладом великого гідротехнічного об’єкта, який від самого початку проєктувався в межах майбутньої міської території, а не у віддаленій природній місцевості.
Історія створення
Передумовою спорудження Сходненської ГЕС було будівництво каналу Москва—Волга, покликаного забезпечити Москву додатковими водними ресурсами, створити водний шлях між Москвою та Волгою, а також поліпшити гідрологічний режим Москви-ріки. Рішення про спорудження каналу було прийнято в 1931 році, а будівельні роботи розпочалися у 1932 році. Hhydropower.ru+1
Саме у складі затвердженого Дмитрівського варіанта траси каналу з’явилася Сходненська ГЕС. Підготовчі роботи на станції розпочалися 1932 року. Дериваційний канал був заповнений водою 15 квітня 1937 року, а того ж року станція була введена в експлуатацію. Hhydropower.ru
У деяких сучасних московських містобудівних документах для Сходненської ГЕС наводиться 1939 рік як дата введення в експлуатацію. Це розходження, очевидно, пов’язане з різним визначенням моменту завершення будівництва та фактичного введення енергетичного обладнання. Профільні гідроенергетичні джерела та матеріали самого каналу імені Москви відносять введення станції до 1937 року, що відповідає загальній хронології запуску каналу Москва—Волга. Hhydropower.ru+2
Будівництво в 1930-х роках
Будівництво Сходненської ГЕС відбувалося в надзвичайно складних інженерно-геологічних умовах. Майданчик станції розташований у долині Сходні, де існувала небезпека зсувів ґрунту на схилах. Особливо несприятливими вважалися умови на високому лівому березі річки.
Для забезпечення стійкості будівельного котловану застосували сталеве шпунтове огородження, яке заглиблювали до водонепроникних шарів. Також було створено розгалужену систему дренажу, а окремі ділянки схилів зрізали для зменшення небезпеки зсувів.
Будівництво каналу Москва—Волга здійснювалося під керівництвом НКВС із використанням праці ув’язнених Дмитлагу. Тому історія спорудження Сходненської ГЕС є частиною ширшої історії великих радянських гідротехнічних будівництв 1930-х років, які поєднували масштабні інженерні досягнення з надзвичайно тяжкими умовами праці та великими людськими втратами.
Гідротехнічна схема
Сходненська ГЕС працює за дериваційною схемою. Вода з Хімкинського водосховища надходить у відкритий підвідний канал, який прямує до напірного басейну. Звідти вона подається двома напірними трубопроводами до машинного залу.
Основні елементи гідротехнічної схеми включають:
- земляну греблю Хімкинського водосховища;
- підвідний Сходненський дериваційний канал;
- дамби дериваційного каналу;
- напірний басейн;
- водоприймальну споруду;
- два напірні трубопроводи;
- будівлю Сходненської ГЕС;
- відвідний канал;
- спрямлену ділянку русла річки Сходні;
- пов’язані з Хімкинським гідровузлом судноплавні споруди.
Довжина підвідного дериваційного каналу становить приблизно 2250 м. Частина каналу огороджена дамбами загальною довжиною близько 1540 м і висотою до 7,7 м.
Після проходження через турбіни вода надходить у відвідний канал завдовжки близько 1840 м. Значна його частина являє собою поглиблене та спрямлене русло Сходні.
Напір
Розрахунковий напір Сходненської ГЕС становить приблизно 35 м. У різних технічних описах наводяться значення 34,7 або 35,5 м, що може бути пов’язано з різними розрахунковими та паспортними параметрами обладнання.
Саме значний перепад висот при порівняно невеликій довжині дериваційного тракту робить можливим отримання на станції майже 30 МВт потужності. Для рівнинної території Москви така схема є нетиповою і є однією з головних інженерних особливостей Сходненської ГЕС.
Напірні трубопроводи
Однією з найвідоміших особливостей Сходненської ГЕС стали її напірні трубопроводи великого діаметра.
Під час первісного будівництва на станції були встановлені дерев’яні напірні трубопроводи діаметром близько 5,4 м. Для свого часу вони були унікальними за масштабом і вважалися найбільшими дерев’яними напірними трубопроводами такого призначення у світі.
У 1977 році дерев’яні трубопроводи замінили. Проте до початку XXI століття нові конструкції також значною мірою вичерпали ресурс. У 2004—2007 роках напірні водоводи були повторно замінені, цього разу на металеві.
Сучасна схема передбачає два металеві напірні трубопроводи довжиною приблизно по 184,4 м та діаметром близько 4,4 м.
Гідроагрегати
У машинному залі Сходненської ГЕС встановлено два гідроагрегати. Номінальна потужність кожного становить 14,5 МВт, а сумарна встановлена потужність станції — 29 МВт. Hhydropower.ru+1
Гідроагрегати обладнані радіально-осьовими турбінами типу РО 36-В-2500, розрахованими на роботу при напорі близько 34,7 м. Турбіни приводять у дію вертикальні гідрогенератори типу СВ-546/110-32.
Електроенергія від генераторів передається через два силові трансформатори потужністю по 25 МВА до відкритого розподільчого пристрою напругою 110 кВ.
Важливою особливістю станції є довговічність її основного енергетичного обладнання: попри модернізацію окремих систем та заміну напірних водоводів, первісні гідроагрегати продовжували експлуатуватися через багато десятиліть після введення станції.
Основні технічні характеристики
| Показник | Значення |
|---|---|
| Повна назва | Сходненська гідроелектростанція |
| Номер | ГЕС № 193 |
| Місце розташування | Москва, Південне Тушино |
| Водний об’єкт | канал імені Москви, Хімкинське водосховище |
| Тип | середньонапірна дериваційна ГЕС |
| Рік початку будівництва | 1932 |
| Рік введення в експлуатацію | 1937 |
| Встановлена потужність | 29 МВт |
| Кількість гідроагрегатів | 2 |
| Потужність одного агрегату | 14,5 МВт |
| Розрахунковий напір | близько 35 м |
| Середньобагаторічне проєктне виробництво | близько 31 млн кВт·год на рік |
| Довжина дериваційного каналу | близько 2250 м |
| Кількість напірних водоводів | 2 |
| Довжина одного водоводу | близько 184,4 м |
| Діаметр сучасного водоводу | близько 4,4 м |
| Напруга видачі електроенергії | 110 кВ |
| Експлуатуюча організація | ФГБУ «Канал імені Москви» |
Основні технічні показники наведені за гідроенергетичними та офіційними матеріалами; окремі значення можуть дещо відрізнятися залежно від методики обліку та документа, в якому вони наведені. Hhydropower.ru+2
Виробництво електроенергії
Проєктне середньобагаторічне виробництво Сходненської ГЕС оцінюється приблизно у 31 млн кВт·год на рік. Для сучасної московської енергосистеми це відносно невеликий обсяг, проте історично станція мала значно більше значення. Hhydropower.ru
Її принципова перевага полягає не стільки в абсолютній кількості виробленої електроенергії, скільки в тому, що енергія отримується як побічний енергетичний ефект регулювання та пропуску води через систему каналу.
Канал імені Москви потребує значних обсягів електроенергії для роботи насосних станцій, які піднімають воду з нижчих рівнів на вищі. Гідроелектростанції каналу, зокрема Сходненська, частково компенсують це енергоспоживання власним виробництвом.
Роль у водному господарстві Москви
Енергетичне виробництво є лише однією з функцій Сходненської ГЕС. Станція є частиною системи, яка забезпечує обводнення Москви-ріки.
Вода, що надходить до Москви через канал імені Москви, використовується не лише для судноплавства та водопостачання, а й для підтримання необхідного водного режиму Москви-ріки. На Сходненському вузлі значна частина обводнювального стоку спрямовується через дериваційний канал до ГЕС.
Саме тому припинення роботи Сходненської ГЕС не можна розглядати лише як відключення окремої електростанції: станція функціонально інтегрована в складну систему водорозподілу каналу імені Москви.
Значення для енергосистеми
У системі каналу імені Москви Сходненська ГЕС історично розглядалася також як джерело резервної потужності. Наявність водосховища та можливість оперативного використання гідроенергетичного потенціалу створювали передумови для роботи станції як енергетичного резерву московської системи.
Разом із насосними станціями каналу деякі об’єкти цієї системи теоретично можуть розглядатися як елементи гідроакумулювального комплексу. Однак повноцінний режим гідроакумулювальної електростанції на Сходненській ГЕС фактично не експлуатується.
У сучасному масштабі московської енергетики частка станції невелика: встановлена потужність 29 МВт становить лише близько 0,27 % потужності електростанцій, які були враховані в енергетичних документах Москви на початок 2021 року. Водночас серед трьох гідроелектростанцій, що працюють безпосередньо на території столиці, Сходненська є найбільшою.
Реконструкції та модернізація
За десятиліття експлуатації Сходненська ГЕС неодноразово модернізувалася. Наймасштабніші зміни стосувалися напірних трубопроводів, системи збудження генераторів та автоматизації.
У 2004—2007 роках було виконано заміну напірних трубопроводів на металеві. Також на станції модернізували систему збудження гідроагрегатів і встановили сучасну систему автоматичного керування гідроагрегатами.
У подальшому технічний стан гідровузла регулярно контролювався державними та міжвідомчими органами. Наприклад, 4 квітня 2023 року відбулося чергове обстеження гідровузла Сходненської ГЕС за участю представників Росморрічфлоту, Ространснагляду, МНС, ФГБУ «Канал імені Москви» та спеціалізованої організації. Обстежувалися, зокрема, ГЕС № 193 та дамби дериваційного каналу.
Експлуатація
Сходненська ГЕС експлуатується ФГБУ «Канал імені Москви». У структурі установи станція входить до Тушинського району гідротехнічних споруд.
Експлуатація станції відрізняється від експлуатації більшості великих російських ГЕС тим, що її режим визначається не лише потребами електроенергетики. Витрати води та робота агрегатів значною мірою залежать від водогосподарських завдань каналу — обводнення Москви-ріки, регулювання водних рівнів та загального функціонування гідротехнічної системи.
Сходненський дериваційний канал
Сходненський дериваційний канал є невід’ємною частиною гідроенергетичної схеми ГЕС. Він починається в південній частині Хімкинського водосховища і прямує на захід до водоприймальної споруди станції.
Його довжина становить приблизно 2250 м. Канал має рівнинний характер, але проходить територією з помітним перепадом висот, необхідним для створення напору на гідроагрегатах.
Через нього відводиться значна частина обводнювального стоку, що надходить до Москви з Волги через канал імені Москви. За описом гідротехнічної системи, через дериваційний канал може проходити до 80 % цього обводнювального стоку, тоді як решта прямує через судноплавні споруди.
Канал одночасно є міським гідротехнічним об’єктом і частиною інженерного ландшафту північно-західної Москви.
Відвідний канал і річка Сходня
Після проходження турбін вода надходить у відвідний канал. Значна частина його русла створена шляхом поглиблення та спрямлення природного русла Сходні. Таким чином, будівництво ГЕС у 1930-х роках було пов’язане не тільки зі спорудженням власне електростанції, а й із масштабною перебудовою місцевої гідрографічної системи.
Через цю систему вода зрештою потрапляє до Москви-ріки, забезпечуючи реалізацію однієї з головних функцій каналу імені Москви — обводнення столичної річкової системи.
Сходненська ГЕС у системі каналу імені Москви
Сходненська ГЕС є однією з гідроелектростанцій каналу імені Москви. Історично комплекс включав кілька ГЕС, розташованих на різних ділянках системи, зокрема Іваньковську, Сходненську, Карамишевську, Перервинську, Пироговську та інші станції.
Принципова різниця між ними полягає у використанні різних водних потоків і гідравлічних перепадів. Іваньковська ГЕС працює на водному ресурсі Волги на початку каналу, тоді як Сходненська розташована практично на протилежному кінці системи та використовує обводнювальний стік, що надходить у московському напрямку.
Це робить Сходненську ГЕС своєрідною «кінцевою» енергетичною ланкою водогосподарської системи каналу перед надходженням значної частини води до Москви-ріки.
Місце в історії радянської гідротехніки
Сходненська ГЕС є характерним прикладом інженерної школи радянської гідротехніки 1930-х років. На одному об’єкті були реалізовані складні рішення, пов’язані з великим дериваційним каналом, значним перепадом висот, нестійкими схилами, масштабними підземними та наземними конструкціями і трубопроводами надзвичайно великого діаметра.
Особливо показовим є використання дерев’яних напірних трубопроводів гігантського діаметра. Їх створення стало одним із найбільш незвичайних технічних рішень при будівництві ГЕС.
При цьому історію станції неможливо відокремити від історії спорудження каналу Москва—Волга, яке було одним із найбільших будівельних проєктів СРСР першої половини 1930-х років і здійснювалося із широким використанням примусової праці ув’язнених.
Містобудівне та інженерне значення
Сходненська ГЕС має особливе значення як великий гідротехнічний об’єкт, інтегрований у структуру мегаполіса. Більшість великих гідроелектростанцій потребують значних незабудованих територій, тоді як Сходненський комплекс від початку створювався в межах формованої міської агломерації.
Сьогодні гідротехнічні споруди станції, дериваційний канал, дамби та прилеглі території є складовою інженерного ландшафту північно-західної Москви. Водночас значна частина об’єктів має режим обмеженого доступу, оскільки вони належать до гідротехнічної та енергетичної інфраструктури.
Безпека та нагляд
Через потенційні наслідки аварій на гідротехнічних спорудах станція та пов’язані з нею дамби підлягають регулярному технічному нагляду. Контроль включає спостереження за станом споруд, аналіз технічної документації та перевірку результатів експлуатаційних спостережень.
Особливого значення для безпеки мають земляні споруди Хімкинського водосховища та дериваційного каналу, напірні водоводи, водоприймальна споруда і будівля ГЕС. Система експлуатаційного контролю враховує також історичні геологічні проблеми району, насамперед схильність окремих схилів до зсувних процесів.
Екологічне значення
Сходненська ГЕС не є класичною великою гідроелектростанцією з величезним водосховищем, яке створюється спеціально для виробництва електроенергії. Основна водойма — Хімкинське водосховище — виникла як частина значно масштабнішої водогосподарської системи каналу імені Москви.
Тому вплив Сходненської ГЕС на навколишнє середовище слід розглядати насамперед у контексті всієї каскадної системи регулювання води. Сходненський канал і пов’язані з ним водойми стали частиною міського водного ландшафту, а сам канал має значення не тільки для гідротехнічної інфраструктури, а й для міської екосистеми. На каналі, зокрема, спостерігаються водоплавні птахи; узимку окремі ділянки можуть залишатися незамерзлими через особливості руху води.
Значення сьогодні
На сучасному етапі Сходненська ГЕС залишається діючим енергетичним і гідротехнічним об’єктом Москви. За потужністю 29 МВт вона значно поступається великим тепловим електростанціям столиці, однак залишається найбільшою з московських ГЕС.
Її сучасне значення визначається передусім сукупністю функцій:
- виробництвом електроенергії;
- використанням гідравлічної енергії обводнювального стоку;
- участю в регулюванні водного режиму Москви-ріки;
- забезпеченням функціонування частини гідротехнічної системи каналу імені Москви;
- підтриманням резервних можливостей московської енергосистеми;
- експлуатацією та контролем складного комплексу гідротехнічних споруд.
Значення для історії Москви
Сходненська ГЕС належить до числа об’єктів, які безпосередньо пов’язують сучасну Москву з масштабною реконструкцією міської водної системи 1930-х років. Разом із Хімкинським водосховищем, Сходненським дериваційним каналом та іншими спорудами каналу імені Москви вона змінила гідрографію значної частини північного заходу столиці.
Станція стала результатом поєднання трьох завдань — водопостачання, судноплавства та енергетики. Її поява дала змогу використовувати частину енергії водного потоку, який і так мав проходити через систему для обводнення Москви-ріки.
У цьому полягає головна особливість Сходненської ГЕС: вона ніколи не була лише електростанцією. Вона є частиною великого комплексного гідротехнічного організму, функціонування якого визначається водогосподарськими потребами Москви не меншою мірою, ніж виробництвом електроенергії.