Введение

ГЭС имени Роберта Бурассы, ранее известная как La Grande 2 (LG 2), – это гидроэлектростанция на реке Ла-Гранд, являющаяся частью проекта "Джеймс Бэй" компании Hydro Québec в Канаде. Станция способна генерировать 5616 МВт, а её 16 агрегатов были постепенно введены в эксплуатацию в период с 1979 по 1981 год. Годовая выработка составляет приблизительно 26500 ГВт·ч. Вместе с соседней электростанцией La Grande 2 A мощностью 2106 МВт (LG 2 A), введенной в эксплуатацию в 1991–1992 годах, она использует систему водохранилища и плотины водохранилища имени Роберта Бурассы для производства электроэнергии. Вместе эти две электростанции обеспечивают более 20% от общей установленной мощности Hydro Québec, которая в 2009 году составляла 36810 МВт. Первоначально известная как La Grande 2, она была переименована в честь Роберта Бурассы, который, будучи премьер-министром Квебека (1970–1976 и 1985–1994), придал проекту "Джеймс Бэй" решающий политический импульс.

Контекст

ГЭС имени Роберта Бурасса является основным сооружением гидроэлектростанции «Залив Джеймса» – крупного гидроэлектрокомплекса, построенного на реке Ла-Гранде, крупной реке в малонаселённом северном Квебеке. Она также была первой, строительство которой началось в период с 1974 по 1981 год. Открыл её премьер-министр Квебека Рене Левеск 27 октября 1979 года. Проработка концепции генераторной станции, плотины и водохранилища началась в октябре 1970 года, когда монреальской инженерной фирме Rousseau Sauvé Warren (RSW) было поручено Hydro Québec обосновать целесообразность освоения реки Ла-Гранде. Другой инженерной фирме, Asselin, Benoît, Boucher, Ducharme & Lapointe (ABBDL), было поручено провести технико-экономическое обоснование более южной концепции NBR (Nottaway, Broadback, Rupert). В RSW развитие реки Ла-Гранде продвигал Франсуа Руссо, один из партнёров фирмы и бывший ведущий инженер Hydro Québec. Окончательное решение о строительстве гидроэлектрокомплекса на гидрографической системе Ла-Гранде было принято в 1972 году, после того как инженеры установили, что проект NBR будет менее экономически выгоден из-за илистого состава почв в районе NBR. Вариант с Ла-Гранде имел дополнительные преимущества, такие как меньшее воздействие на охотничьи и рыболовные угодья коренных народов, на бореальный лес и требовал меньшего затопления территорий.

Строительство

Главная плотина расположена выше устья реки, в переходной зоне между плато и прибрежной равниной, и имеет максимальную высоту. Двадцать девять дамб различных размеров перекрывают водохранилище. Они организованы в три группы: дамбы D1-D4 расположены к северу от водосброса, прозванного "Лестницей гигантов", дамбы D5-D14 – на левом берегу реки, а третья группа, известная как дамбы Дункана (D17-D27), – к югу. Плотина и дамбы образуют водохранилище площадью с полезным объемом 19,365 миллиардов кубических метров. Сама генераторная станция расположена под землей, ниже по течению от главной плотины. Она содержит 16 турбин Фрэнсиса, установленных двумя группами по восемь штук.

Дорога

Первый шаг к строительству электростанции La Grande 2 был сделан в июне 1971 года в Матагами, небольшом горнодобывающем городке к югу от реки La Grande. Инженерной фирме Desjardins, Sauriol and Associates было поручено строительство базовой дороги к будущей строительной площадке и поселению кри в Форт-Джордже. Срок был жестким: 724 км за 450 дней. Первой задачей было развертывание групп геодезистов и лесорубов с использованием гидросамолетов и вертолетов для прокладки пути для постоянной дороги. Параллельно, в нескольких километрах от трассы, была построена ледовая дорога для транспортировки тяжелой техники на север. Первый важный этап был достигнут 11 февраля 1972 года с открытием ледового моста через реку Руперт. Временная дорога достигла реки Ла-Гранде в декабре 1972 года, обеспечив минимально необходимый доступ для начала работ – в частности, для строительства жилья для тысяч людей, которые в течение следующего десятилетия будут работать на плотине. Постоянная дорога с гравийным покрытием была завершена 20 октября 1974 года стоимостью 348 миллионов долларов и в течение следующих двух лет была асфальтирована.

Временное отклонение

Первым этапом строительства было временное изменение русла реки Ла-Гранде; туннели должны были быть достаточно большими, чтобы защитить строительную площадку от наводнений, но не настолько большими, чтобы неоправданно увеличить стоимость. На левом берегу реки были пробурены два туннеля, которые были введены в эксплуатацию 27 апреля 1975 года. В течение следующих трех с половиной лет река отводилась через эти туннели. Каждый туннель был широким и высоким; северный туннель имел длину , а южный – . Туннели были спроектированы для пропуска паводкового стока реки Ла-Гранде с периодом возврата 65 лет, который оценивался в . Поскольку первоначальный график строительства предусматривал завершение 15 февраля 1980 года, планировалось закрыть южный отводящий туннель в ноябре 1978 года, во время низкого уровня воды зимой. Однако срок был перенесен на 60 дней, и туннель пришлось укрепить, чтобы он выдержал неблагоприятные осенние условия. После завершения строительства плотины туннели по-прежнему используются в качестве водосбросных сооружений для регулирования паводков и имеют расчетную пропускную способность .

Плотины и дамбы

Плотина Роберта Бурассы расположена от устья реки Ла-Гранде, в переходной зоне между Лаурентийским плато (поднятым Канадским щитом) и прибрежной равниной. Её максимальная высота составляет , а длина по гребню – . Ядро земляной плотины состоит из ледниковой морены, которая является водонепроницаемой и доступна в больших количествах в радиусе от площадки плотины из-за обширного оледенения территории во время последнего ледникового периода. Ядро слегка наклонено вверх по течению для увеличения сопротивления огромному давлению воды в водохранилище. Слои выше состоят из заполняющих зон различной крупности и покрыты каменной наброской (рипрапом) для снижения эрозии. Изначальный план предусматривал строительство бетонной набросной плотины, но от него отказались в пользу более традиционной насыпной конструкции, частично из-за более низкой стоимости, а также потому, что бетонную поверхность пришлось бы периодически осматривать, что потребовало бы осушения водохранилища. Из-за огромных размеров водохранилища это было бы практически невозможно. Для поддержания уровня водохранилища на рабочей отметке , 29 дамб окружают бассейн водохранилища в различных местах. Дамбы D 1 – D 4 расположены непосредственно к северу; D 5 – D 14 («дамбы Форбей») – к югу; и D 17 – D 27 («дамбы Дункан») – примерно в 30 милях (48 км) южнее. Их размеры варьируются от D 26B, длиной, до D 20, длиной. +Плотина и дамбы комплекса Роберта БурассыTypeCrestlengthMax. heightMin. topwidthExcavationvolumeFillvolumemftmftmftm3ft3m3ft3Северные дамбы (D1 D4)Главная плотинаДамбы Форбей (D5 D14)Дамбы Дункан (D14 D27)Итого

Резервуар

Обширное водохранилище Роберта Бурассы, площадь которого больше, чем площадь Люксембурга, питается водосбором площадью , а также переброской воды от проекта Джеймс-Бей, водохранилища Каниапискау и проекта переброски EOL (Eastmain Opinaca La Grande). Около из общего объема является полезным для аккумулирования энергии, из которых используется для выработки электроэнергии. Благодаря своим огромным размерам, водохранилище является домом для разнообразной водной флоры и фауны. 27 ноября 1978 года были закрыты отводящие тоннели, и вода начала подниматься выше плотины. Для полного заполнения огромного водохранилища потребовалось более года. Уровень воды первоначально поднимался очень быстро: в течение первой недели, и на один только первый день. Водохранилище достигло своего минимального рабочего уровня в 2 сентября 1979 года и своего нормального максимального уровня в декабре 1979 года.

Насосная станция Dessaulniers

Строительство дамб Дункана частично блокировало течение реки Дессаулние, расположенной к юго-востоку от водохранилища Роберта Бурассы. Река впадала в озеро Дессаулние на высоте , ниже уровня водохранилища Роберта Бурассы. Чтобы предотвратить затопление дополнительных территорий и сохранить озеро в его естественном состоянии, была установлена насосная станция, откачивающая воду из реки Дессаулние в водохранилище Роберта Бурассы. Насосная станция была спроектирована для откачки среднегодового объема , с площади водосбора . Насосная станция была введена в эксплуатацию в июне 1977 года. Она оснащена четырьмя насосами производительностью каждый, с максимальным подъемом . Каждый насос приводится в действие двигателем мощностью 1120 кВт (1500 л.с.). Насосная станция также использовалась для отвода воды от русла реки Дессаулние во время строительства плотины D 20.

Сброс

Разлив, прозванный «Лестницей гигантов», расположен вблизи северного конца основной плотины и является частью дамбы D 4. Он состоит из бетонного сооружения управления и искусственного водопада, сбрасывающего воду в успокоительный бассейн ниже плотины. Разлив имеет восемь широких ворот, разделенных массивными колоннами. Ворота открываются и закрываются с помощью кабельных лебедок для регулирования сброса воды. Все восемь ворот открываются одновременно раз в 15 лет. Пройдя через ворота, кинетическая энергия воды рассеивается в бассейне у основания сооружения управления. Затем вода течет по длинному каменистому каналу с вертикальным перепадом высоты на пути возвращения в реку Ла-Гранде. Канал имеет 10 ступеней, варьирующихся по высоте и длине. Расход воды увеличивается с верхней части разлива до нижней части.