Три ущелья (кит. трад. 三峽, упр. 三峡, пиньинь: Sānxiá — «Три ущелья») — плотина, а также первая по мощности и одна из двух крупнейших по выработке в мире (вместе с бразильско-парагвайской ГЭС «Итайпу») гидроэлектростанция, действующая в Китае на реке Янцзы, третьей по длине реке в мире. Одно из крупнейших гидротехнических и любых других сооружений мира. Расположена близ города Саньдоупин в городском округе Ичан провинции Хубэй. Гравитационная бетонная плотина этого водохранилища является одной из крупнейших в мире. При заполнении водохранилища было переселено 1,3 млн человек, что стало самым масштабным переселением в истории для возведения искусственных сооружений.

Общие сведения

Строительство ГЭС началось в 1992 году, полное завершение строительства и ввод в официальную эксплуатацию состоялся 4 июля 2012 года.
Состав сооружений ГЭС:

• гравитационная бетонная плотина длиной 2309 м и высотой 185 м;
• левобережное приплотинное здание ГЭС с 14 гидроагрегатами;
• правобережное приплотинное здание ГЭС с 12 гидроагрегатами;
• правобережное подземное здание ГЭС с 6 гидроагрегатами;
• двухниточный пятиступенчатый судоходный шлюз (в основном предназначен для грузовых судов, время прохода шлюзов около 4 часов, размеры камер 280 x 35 x 5 м);
• судоподъёмник (в основном предназначен для пассажирских судов, грузоподъёмность 3 000 т, время подъёма 30 мин.)

Проектная мощность ГЭС — 22,5 ГВт, что более чем в полтора раза больше чем у ГЭС «Итайпу». Уровень проектной годовой выработки в 100 млрд кВт·ч был впервые практически достигнут в 2012 году, в течение которого было произведено 98,1 млрд кВт·ч, что стало соизмеримо с максимум 98,3 млрд кВт·ч у ГЭС «Итайпу».
В трёх зданиях ГЭС размещены 32 радиально-осевых гидроагрегата мощностью по 700 МВт при расчетном напоре 80,6 м. Также введены в строй два генератора для собственных нужд станции, мощностью по 50 МВт. После добавления подземного машинного зала в 2012 году, количество вырабатываемого электричества в год будет в бо́льшей степени зависеть от размера паводка на Янцзы, сработку которого позволяют дополнительные электрогенераторы.
Напорные сооружения ГЭС образуют крупное водохранилище площадью 1 045 км², полезной ёмкостью 22 км³. Максимально допустимая высота верхнего бьефа над уровнем моря (НПУ) равная 175 м была впервые достигнута в 2010 году, водохранилище может срабатываться до 145 м. Высота нижнего бьефа над уровнем моря составляет 66 м. Таким образом, напорный уровень в течение года изменяется от 79 м до 109 м, максимум достигается в сезон летних муссонов. Гидроузел оборудован водосбросом пропускной способностью 116 000 м³/сек.
При создании водохранилища было затоплено 27 820 га обрабатываемых земель, под воду ушли города Ваньсянь и Ушань.
На момент конца 2008 общий объём инвестиций в проект ГЭС составляет порядка $26 млрд, среди которых порядка $10 млрд — строительство, столько же — расходы на переселение, и около $6 млрд — проценты с кредитов (см. англ. Three Gorges Dam).

Экономическое значение

ГЭС «Санься» имеет огромное значение для экономики Китая, обеспечив покрытие годового роста потребления электроэнергии. Электростанция вместе с ГЭС Гэчжоуба в нижнем бьефе станет центром объединённой энергосистемы Китая. Изначально планировалось, что ГЭС будет покрывать 10 % потребности Китая в электричестве. Однако за 20 лет строительства потребление электричества росло опережающими темпами, и в 2011 году ГЭС выработала всего лишь 1,7 % всей китайской электроэнергии.
Второй функцией плотины является регулирование водного режима Янцзы. За последние две тысячи лет губительные паводки происходили более двухсот раз. Только в XX веке катастрофические разливы реки стали причиной гибели около полумиллиона человек. ГЭС должна частично защитить земли в нижнем течении Янцзы от разрушительных наводнений.
Также планируется перебрасывать 5 процентов годового стока Янцзы в бассейн Хуанхэ, что вдвое увеличит полноводность Жёлтой реки и позволит расширить орошаемые площади в Северном Китае.
Оборудование гидроузла шлюзами и образование водохранилища улучшило условия судоходства в этой части Янцзы, что позволило увеличить общий грузооборот примерно в десять раз и довести его до более чем 100 млн тонн различных грузов в год.

Навигация через плотину

Шлюзы

Шлюзы на плотине для прохода речных судов, Май 2004

Предполагается, что устройство шлюзов увеличит грузооборот плотины с 10 до 100 миллионов тонн в год, как следствие, цены на транспортировку снизятся на 30-37 %. Навигация станет безопасней, так как ущелья печально известны своей опасностью для судов. Суда со значительно большей осадкой смогут проходить вверх по реке на расстояние 2400 километров от Шанхая вплоть до Чунцина. Предполагается, что судоходство до Чунцина возрастёт в пять раз.
Возле дамбы устроено две нитки шлюзов (30°50′12″ с. ш. 111°01′10″ в. д. ^(G) (O)). Каждая из них состоит из пяти ступеней и имеет время прохождения примерно 4 часа. Шлюзы пропускают суда водоизмещением не более десяти тысяч тонн. Длина шлюзовых камер 280 метров, ширина 35 метров, глубина 5 метров (918 x 114 x 16.4 футов) Это на 30 метров длиннее, чем на шлюзах морского пути Святого Лаврентия, но уступает по глубине в два раза. До постройки плотины максимальный грузооборот на участке Три Ущелья составлял 18,0 миллионов тонн в год. С 2004 по 2007 годы оборот через шлюзы составил в целом 198 миллионов тонн. Возможности реки увеличились в 6 раз, и при этом стоимость транспортировки уменьшилась на 25 %. Предполагается, что пропускная способность шлюзов достигнет 100 миллионов тонн в год.
Шлюзы представляют собой разновидность бескамерных шлюзов. Затворы представляют собой весьма уязвимую шарнирную конструкцию, поломка которых приведёт к нарушению функционирования всей нитки шлюза. Наличие двух ниток, отдельно для подъёма и спуска, обеспечивает более эффективную работу по сравнению с вариантом, когда одна нитка служит попеременно для подъёма и спуска судов.

Судоподъёмники

В дополнение к шлюзам строится судоподъёмник, который сможет поднимать суда водоизмещением до трёх тысяч тонн. Оригинальным проектом предусматривался подъёмник грузоподъёмностью 11500 тонн. Высота подъёма будет составлять 113 метров, а размер подъёмной камеры 120х18х3,5 метра. После ввода в эксплуатацию судоподъёмник будет перемещать корабли за 30-40 минут, по сравнению с 3-4 часами, если бы они двигались через шлюзы. Сложность состоит в том, что уровень воды может очень сильно меняться. Требуется обеспечить работу судоподъёмника в условиях, когда уровень воды может ходить в пределах 12 метров с низовой стороны и 30 метров с верховой.
Судоподъёмник был ещё не завершён к моменту официального открытия сооружения 20 мая 2006 года. В ноябре 2007 года местные новости озвучили, что строительство подъёмника начнётся в октябре 2007 года и планируется к завершению в 2014 году.
В феврале 2012 года информационное агентство «Синьхуа» сообщило, что четыре башни, что должны служить несущей конструкцией сооружения, уже почти построены. В сообщении утверждалось, что башни возведены на высоту 189 метров из 195 ожидаемых, и завершение строительства планируется в 2015 году.

Рельсовый судоподъёмник

Существуют планы по строительству рельсовых путей для перевозки судов через плотину. Для этого собираются проложить короткие рельсовые пути по обе стороны реки. 88-километровый северный рельсовый участок пройдёт от портовой зоны Тайпинци (Taipingxi) на северной стороне Янцзы, вверх от дамбы через железнодорожную станцию Ичан Ист до портовой зоны Байян Тьянцьяхэ в городе Байянь. 95-километровый южный участок пройдёт от Маопиня (с верховой стороны плотины) через железнодорожную станцию Ичан Саут до Чжиценга.
В конце 2012 года начались подготовительные работы по прокладке этих железнодорожных путей.

Экологические последствия

Учитывая тот факт, что в Китае для выработки 1 кВт·ч электроэнергии сжигается 366 грамм угля, как предполагается, ввод в строй электростанции приведёт к сокращению потребления угля на 31 млн тонн в год, из-за чего в атмосферу не будет выброшено 100 млн тонн парниковых газов, миллионы тонн пыли, 1 млн тонн диоксида серы, 370 тыс. тонн оксида азота и т. д. Также объявлено, что повышение уровня Янцзы вследствие создания водохранилища позволит проходить по реке гораздо более вместимым судам, что также даст снижение выбросов в атмосферу продуктов сгорания органического топлива.
Вместе с тем, многие учёные указывают и на возможные негативные последствия строительства ГЭС. До строительства дамбы Янцзы и её притоки, размывая берега, выносили ежегодно миллионы тонн наносов. Вследствие перекрытия русла это количество существенно сократится, что, как считается, может привести к большей уязвимости нижележащих районов перед наводнениями, а также изменениям в видовом разнообразии. Также отмечается, что строительство плотины не может не повредить ряду биологических видов, населяющих реку и прилегающие районы. В частности, существенный ущерб популяции практически исчезнувшего стерха может нанести затопление болотных угодий, где зимует эта редчайшая птица. Ожидается, что изменение температурного и водного режима вследствие возведения «Трёх ущелий» неотвратимо повлияет на ряд видов рыб, обитающих в Янцзы, в частности, семейства осетровых. Что касается китайского речного дельфина, который скорее всего вымер уже к началу строительства ГЭС, считается, что постройка дамбы уже окончательно поставит крест на выживании данного вида.
В случае прорыва дамбы под угрозой попадания в зону затопления может оказаться около 360 млн человек.

История строительства

Об идее строительства ГЭС в районе трёх ущелий на реке Янцзы говорил Сунь Ятсен ещё в 1918 году. Однако масштабность проекта надолго задержала его реализацию.
Хроника современного строительства такова:

• 1992 год — начало работ по сооружению ГЭС;
• 14 мая 1994 года — начало строительства плотины;
• 1997 год — укладка первых слоев бетона;
• 8 ноября 1997 года — перекрытие Янцзы;
• 2003 год — пуск первых гидроагрегатов (10 июня — первый гидрогенератор);
• сентябрь 2005 года — ввод в строй левого здания ГЭС; станция достигла мощности 9,8 ГВт;
• 20 мая 2006 года — закончено строительство плотины;
• 7 декабря 2007 года — ввод в действие 20-го гидроагрегата, мощность станции достигла 14,1 ГВт;
• август 2008 года — окончание строительства приплотинного здания ГЭС, с введением 26-го агрегата станция достигла мощности 18,2 ГВт;
• 29 октября 2008 — запущены все 26 гидрогенераторов основных зданий;
• В 2011 году — планировался ввод в строй подземного здания ГЭС и окончание строительства судоподъёмников;
• 4 июля 2012 — официально объявлено о полном завершении строительства и вводе в эксплуатацию последнего 32-го энергоблока.