Алексей Мараховец. Как устроена волжская дамба в Ульяновске

Многие жители Ульяновска видят волжскую дамбу практически каждый день, пересекая Волгу по одному из мостов. Но мало кто из них знает, что это не просто насыпь, облитая бетоном, а сложное гидротехническое сооружение, не имеющее аналогов в России. Её содержание обходится государству в 150 млн. рублей ежегодно, без учёта затрат на ремонт. Из них только 60 млн. уходит на электричество, без которого территория с жилыми домами за дамбой в течение 7 дней превратится в глубокое болото. Как устроена дамба, которая вот уже более 60 лет предотвращает затопление целого района города с большим заводом и 27 тыс. человек населения? Об этом я вам сейчас и расскажу.

Ульяновский микрорайон Нижняя Терраса — единственное населённое место в России, которое находится ниже уровня близлежащего водоёма. Разница составляет 10 метров — это высота 3-го этажа обычной многоэтажки. Однако, даже в случае крупного прорыва дамбы процесс затопления не будет стремительным. По подсчётам, на это уйдёт несколько дней, за которые жителей смогут эвакуировать. Но за многолетнюю практику не было ни одного такого случая, который сильно бы угрожал целостности сооружения. Бывало, когда о дамбу билась тяжёлая баржа, сорванная с якоря в шторм, или вода вымывала песок из-под шва между бетонными плитами. Но после серьёзной реконструкции ей не угрожает даже прямое попадание авиабомбы.

Ульяновские Нидерланды

В середине 50-х годов на Волге решили создать ГЭС и Куйбышевское водохранилище, для чего пришлось затопить окрестности Ульяновска. Но в то время на Нижней Террасе уже стоял патронный завод имени Володарского — практически единственный на всю страну. О том, чтобы остановить его и перенести из зоны затопления в другое место в самый разгар «холодной войны», не могло идти и речи.  Поэтому весь район просто взяли и обнесли 8-километровой дамбой, высотой в 11-16 метров. Строительство обошлось стране в 200 млрд. рублей в ценах 1957 года. ГЭС запустили, уровень воды в зоне нового водохранилища поднялся — так Нижняя Терраса превратилась в маленькую Голландию. Да, ни дать, ни взять — самые настоящие Нидерланды, или «нижние земли».

Но недостаточно просто построить высокий вал с бетонным гребнем для защиты района от затопления. Как известно, вода всегда найдёт себе дорогу. Если постоянно не откачивать её из-под дамбы, Нижняя Терраса за неделю уйдёт под воду. Первыми это ощутят на себе садоводы, потому что их дачные участки находятся в самой низине микрорайона. Чтобы этого не произошло, дамба круглосуточно функционирует, и за её работой следят около сотни сотрудников.

Так  как же всё-таки устроена дамба? Попробуем разобраться.

Итак, вот схема гидротехнических сооружений Ульяновской дамбы. С первого взгляда, ничего не понятно. Но, на самом деле, всё просто. Дамба — это пять уровней защиты от проникновения воды в микрорайон. Первый — сама защитная дамба, из песка, камней и бетона. Она состоит из напорного откоса, который принимает на себя волжские волны, и высокого бетонного гребня. Второй уровень — придамбовый дренаж, куда стекают поверхностные воды, попадающие под дамбу. Третий и четвёртый — глубокий сифонный и вертикальный дренажи, которые откачивают воды с глубины до 35 метров. Пятый — ливневая канава, созданная на месте бывшей реки Карасёвка, которая собирает в себя дождевые и талые воды с Верхней Террасы.

Откачку собранной дренажами воды выполняют 5 насосных станций. В период, когда уровень воды в водохранилище максимальный, зайдействованы все из них. Сейчас, когда перед зимой воду на ГЭС спустили, часть станций отключили, чтобы не гонять вхолостую.

Пройдёмся по каждому рубежу обороны отдельно.

Напорный откос дамбы

До 2015 года защитная дамба состояла из одного напорного откоса, сооружённого еще в 1957 году. Расчётный ресурс этой бетонной трапеции — 50 лет. Хотя тогда и строили с большим запасом по прочности, но время не щадит ни камень, ни металл. Три года назад решено было провести полную реконструкцию дамбы. Так появился новый напорный откос, который теперь защищает первый.

Ульяновцы наверняка заметили, что перед дамбой появилась широкая площадка, которая успела зарасти травой. Всё так и задумывалось.  После модернизации, дамбе не страшны никакие волны и неуправляемые баржи, бьющиеся о стенку.

Придамбовый дренаж

По сути, это перфорированная труба, которая тянется вдоль всего периметра дамбы и расположена у самой поверхности земли. В неё собирается вся вода, которая затекла под дамбу через швы между плитами. Она собирается в коллектор одной из насосных станций и сбрасывается обратно в Волгу.

На этом фото как раз и видны бетонные кольца колодцев для доступа в придамбовый дренаж.

Сифонный дренаж

Это основная система обезвоживания грунта, которая была разработана при закладке дамбы. Она представляет из себя скважины, пробуренные по всему периметру дамбы, в которых специальными вакуумными насосами создаётся разрежение.

Под обратным давлением вода из грунта поступает в большие трубы и сбрасывается в так называемые «стаканы» на каждой из пяти насосных станций.

Стакан — это огромный бетонный резервуар цилиндрической формы.

Оттуда другие, артезианские, насосы выкачивают воду и сбрасывают её обратно в Волгу. Грубо говоря, насосные станции высасывают воду из земли.

Мы с вами в подземном помещении под насосной станцией, на уровне верхней кромки «стакана». Видите в центре толстые трубы, в которые заходят тонкие? Это и есть трубопровод сифонного дренажа. Тонкие трубы уходят наверх, с к вакуумному насосу, а толстые уходят вниз, в подземную галерею.

Спустимся еще ниже и мы. Трубы сифонного дренажа тянутся по подземной галерее вдоль всей дамбы. Длина этого коридора — около 6 километров. Через определённое расстояние от этих толстых труб уходят ответвления в скважины дренажа.

Глубокий вертикальный дренаж

В 2015 году в помощь сифонной системе были пробурены скважины глубокого вертикального дренажа. В каждой такой скважине работает погружной насос, который выкачивает воду с глубины 30-35 метров и сбрасывает её в общий магистральный трубопровод. Благодаря этой системе удалось понизить уровень грунтовых вод до уровня 1957 года, когда затопление еще не производилось. Если раньше в погребах жителей Нижней Террасы постоянно стояла вода, то после реконструкции её там не стало.

Снаружи скважина выглядит как белая будка, в которой находится щитовая для насоса и люк доступа к скважине.

Сам погружной насос выглядит так:

Волжская вода насыщена железом, поэтому трубы в скважине довольно быстро забиваются его окислами. Система постоянно нуждается в очистке и профилактике, иначе может быстро выйти из строя. К  примеру, вот эти трубы проработали всего год, но выглядят они так, будто им 20 лет.

Кроме железа, фильтры скважины забиваются илом и другими взвесями, которые необходимо удалять. Скважину открывают, достают из неё трубы с насосом и под давлением начинают закачивать воздух.

Он поднимает взвесь со дна, а грязная вода откачивается на поверхность. Это похоже на то, как если бы вы дули в коробочку с соком через соломинку, а через другую дырочку вытекал бы напиток с мякотью.

Водоотводная канава

По пути с Нижней на Верхнюю Террасу в районе подъёма на Майской гору дорога пересекает неприметную речушку, которую в народе прозвали Карасёвкой. Вы заметили, как она сравнительно недавно преобразилась? Появилась бетонная набережная, вырублен кустарник по берегам, да и сама речка стала чище и шире. Кому нужно было облагораживать мусорную речушку между лесом и полузаброшенными садовыми участками?

Ну, для начала скажу вам, что это совсем не речка :) Это часть гидротехнической системы — водоотводная канава. Она тянется вдоль удалённой от Волги стороны Нижней и предназначена для сбора поверхностных вод, стекающих с Майской горы вниз. С помощью насосной станции вода из канавы также сбрасывается в Волгу.

У воды, да не напиться? 

За сутки насосные станции выкачивают из земли около 100 тыс. кубометров воды. И неужели вся она сбрасывается обратно в Волгу?

Нет.

Около 25-30 тыс. кубометров ежедневно забирает водоканал на Нижней Террасе, который очищает, хлорирует и раздаёт воду по домам и предприятиям этого микрорайона. Предприятие «Ульяновская дамба» получает за воду деньги, и этот доход покрывает часть затрат на обслуживание системы водоотведения.

А затраты, как я уже говорил в самом начале, не маленькие. Около 60 млн. рублей ежегодно тратится на электропитание насосов. Электричество — самое главное в работе Ульяновской дамбы. Не будет его, и Нижняя в течение 7 дней утонет по 3-й этаж. Снабжает дамбу электричеством подстанция по соседству, которой 100 лет в обед. Она так же нуждается в модернизации.

Да будет свет!

Но дамба готова и к блэкаутам. Для этих целей всегда наготове 3 дизель-генератора — два по 300 кВт и один на 600 кВт.

Такой перебой с электропитанием уже случался — дамба простояла без света пару дней. Но, как видите, ничего страшного не произошло — генераторы вытянули. Да и процесс подтопления через грунтовые воды не иак скоротечен, как многие думают.

Флот

Да, у дамбы есть свой флот. К примеру, вот это судно на воздушной подушке «Аэроход» используют круглый год для внешнего осмотра дамбы.

Ульяновская дамба — объект жизненно важный для 27 тысяч человек, проживающих на Нижней Террасе. Он уникален не только для России, но и для всего мира, потому что сооружений подобной сложности нет даже в Нидерландах, хотя 40% территории этой страны находится ниже уровня моря.