Плотина Итайпу: история строительства крупнейшей ГЭС

Плотина Итайпу в двадцать раз длиннее плотины Гувера — и это лишь один из её рекордов. Чтобы возвести её, инженерам пришлось временно осушить одну из крупнейших рек Южной Америки, укрепить непрочное основание на двадцатиметровой глубине и убедить два государства с непростой историей объединить усилия. Как это всё происходило — читайте ниже.

Откуда взялась идея строить на Паране

В середине двадцатого века Бразилия столкнулась с острой нехваткой электроэнергии. Страна росла, промышленность расширялась, а существующие мощности с трудом справлялись с нагрузкой. Между тем природа наделила Бразилию колоссальным гидроресурсом: суммарная протяжённость её рек такова, что ими можно несколько раз обогнуть земной шар.

Взгляды инженеров обратились к реке Парана — одной из самых полноводных рек континента. На участке, где она проходит вдоль границы с Парагваем, перепад высот и скорость течения делали её идеальным кандидатом для строительства крупной гидроэлектростанции.

Пограничный вопрос и договор двух стран

Лучшее место для плотины располагалось прямо на государственной границе. Это создавало политическую проблему: Парагвай и Бразилия столетиями жили в напряжении. Парагвай до сих пор не забыл Парагвайскую войну 1864–1870 годов, унёсшую больше половины населения страны — одна из самых разрушительных войн в истории Западного полушария.

Тем не менее прагматика взяла верх над историческими обидами. В 1973 году стороны подписали договор Итайпу, закрепив совместное владение и управление будущей электростанцией. По условиям соглашения, каждая страна получала равную долю вырабатываемой энергии, а та, которой не нужен весь объём, обязана была продавать излишки соседу по фиксированной цене.

Как выбирали место и что нашли на дне

Геологическая разведка показала, что в районе нынешней плотины река Парана в прошлом уходила под базальтовый уступ. Скальное основание здесь было достаточно прочным, чтобы выдержать нагрузку от многомиллионной бетонной конструкции. Это и стало определяющим фактором при выборе места.

Однако уже в ходе строительства, на глубине около двадцати метров, рабочие наткнулись на слой рыхлой, крошащейся породы. Работы остановили. Инженерам пришлось разработать специальную технологию укрепления: проблемный горизонт залили особым цементным раствором под давлением, пока основание не набрало расчётную прочность.

Осушение Параны: как реку пустили в обход

Прежде чем начать возведение основных сооружений, строители должны были освободить место от воды. Для этого в скальном берегу пробили обводной канал длиной около двух километров и шириной сто пятьдесят метров. По нему и пустили воды Параны.

В 1979 году старое русло реки полностью обсохло. На его дне оказались скальные выступы, намытые отмели и остатки водопада Сеть-Кедас — одного из самых красивых в Южной Америке, который вскоре навсегда скроется под водой будущего водохранилища. Строительство плотины началось.

Как укладывали бетон и почему сделали полые блоки

Масштаб строительства был таков, что в пиковые периоды на объекте одновременно работали более тридцати тысяч человек. Общий объём уложенного бетона превысил тринадцать миллионов кубических метров — этого хватило бы на строительство восемнадцати Останкинских башен.

Чтобы снизить нагрузку на основание и сократить расход материала без потери прочности, конструкторы применили нестандартное решение: блоки фундамента сделали полыми. Это позволило расширить площадь опоры и равномернее распределить колоссальный вес конструкции по скальному ложу.

Технические характеристики плотины

Итайпу — не просто большая плотина. Это целый комплекс из нескольких типов дамб, соединённых в единую систему. Общая длина сооружений составляет 7 235 метров. Высота главной бетонной секции — 196 метров, ширина в основании — 400 метров.

Для сравнения: знаменитая плотина Гувера в США имеет длину чуть более 379 метров. Итайпу длиннее её почти в двадцать раз.

По высоте Итайпу, впрочем, не входит в число мировых лидеров — её 196 метров меркнут на фоне настоящих великанов гидротехники. Если интересно, какие плотины действительно поражают высотой, загляните в подборку самых высоких плотин мира — там есть сооружения, которые превышают Итайпу почти вдвое.

Заполнение водохранилища

13 октября 1982 года затворы обводного канала закрыли, и Парана снова пошла по своему историческому руслу. На этот раз — перед лицом плотины. Водохранилище площадью около 1 350 квадратных километров заполнилось за четырнадцать дней. Его длина составила 170 километров, ширина колеблется от семи до двенадцати километров, максимальная глубина — сто метров.

Затопление зоны водохранилища потребовало переселения около десяти тысяч семей. Под водой оказались сельскохозяйственные угодья, несколько небольших городков и упомянутый водопад Сеть-Кедас.

О самых больших гидроэлектростанциях мира можно прочитать в отдельной подборке на LifeGlobe.

Запуск генераторов и наращивание мощности

Первый гидрогенератор был введён в работу 5 мая 1984 года. Первоначальный проект предусматривал восемнадцать агрегатов, однако в 2006–2007 годах установили ещё два дополнительных — итого двадцать генераторов.

Номинальная мощность каждого агрегата составляет 700 мегаватт, но реальный напор воды позволяет им устойчиво работать на уровне 750 мегаватт. Суммарная установленная мощность станции — 14 000 мегаватт.

Что даёт Итайпу Парагваю и Бразилии

Парагвай — небольшая страна с относительно скромным потреблением электроэнергии, поэтому Итайпу покрывает практически сто процентов её нужд. Излишки Парагвай продаёт Бразилии по условиям договора 1973 года.

Для Бразилии станция обеспечивает около пятнадцати — семнадцати процентов от общего потребления страны. Основной поток энергии направляется в штат Сан-Паулу и Рио-де-Жанейро, обеспечивая электричеством около двадцати четырёх миллионов человек.

Мировые рекорды и место в истории

В апреле 1991 года Итайпу стала самой мощной гидроэлектростанцией в мире — и удерживала этот титул более двадцати лет. В 2012 году её обогнала китайская «Три ущелья» по установленной мощности, однако по годовой выработке энергии Итайпу до сих пор периодически выходит на первое место: в отдельные годы ей удаётся произвести больше электроэнергии, чем китайскому гиганту.

В 2023 году станция установила очередной годовой рекорд выработки. Расчётной мощности всей системы хватило бы, чтобы одновременно питать порядка ста двадцати миллионов бытовых светильников.

Стоимость и история затрат

Первоначальная смета строительства составляла 4,4 миллиарда долларов. Итоговые расходы оказались почти в четыре раза выше — 15,3 миллиарда долларов. Перерасход объясняется прежде всего нестабильностью политической ситуации в обеих странах в 1970–1980-е годы: частая смена военных режимов затрудняла планирование, порождала бюрократические задержки и открывала возможности для коррупции.

Погашение этого долга растянулось на десятилетия и стало отдельной политической проблемой, особенно для Парагвая, который получал меньше доходов от продажи своей доли энергии, чем рассчитывал изначально.

Авария 2009 года и уязвимость энергосистемы

В ночь с 10 на 11 ноября 2009 года мощная гроза вывела из строя несколько высоковольтных линий электропередачи, связывавших Итайпу с бразильской энергосетью. Станция ушла в аварийное отключение. Без света остались более пятидесяти миллионов жителей Бразилии и почти весь Парагвай — крупнейшее веерное отключение в истории Южной Америки на тот момент.

Авария обнажила принципиальную уязвимость: когда значительная часть страны зависит от одного источника, любой сбой в его работе становится национальной катастрофой. После 2009 года Бразилия существенно ускорила диверсификацию своей энергосистемы.

Что означает название «Итайпу»

Слово «Итайпу» пришло из языка гуарани — коренного народа, населявшего эти земли задолго до прихода европейцев. В переводе оно означает «звучащий камень» или «поющий камень»: так местные жители называли небольшой остров посреди реки, у которого шумели пороги. Остров скрылся под водой вместе с водопадом, но его имя теперь носит одна из крупнейших электростанций планеты.

Интересный факт

Водопад Сеть-Кедас, затопленный при наполнении водохранилища в 1982 году, по своему объёму воды превосходил знаменитый Ниагарский водопад. Местные жители называли его «отцом вод». Экологи и путешественники до сих пор считают его исчезновение одной из самых значительных природных потерь, связанных с крупными гидротехническими проектами двадцатого века. В засушливые годы, когда уровень водохранилища сильно падает, над поверхностью воды иногда проступают базальтовые уступы — всё, что осталось от легендарного водопада.