Найдено оптимальное решение по обеспечению судоходства в районе Городецкого гидроузла

Тема проводки крупнотоннажных судов по Волге на участке от Городецкого гидроузла (ГГу) до Нижнего Новгорода уже много лет стоит остро. Гарантированные глубины для судоходства поддерживаются только в течение нескольких часов в сутки, что создает трудности для навигации со стороны Нижнего Новгорода. При этом данный участок является одним из ключевых при формировании российской части международного транспортного коридора «Север – Юг», предусмотренного транспортной стратегией Российской Федерации до 2035 года.

Проблема имеет комплексный характер – здесь сплелись практические и социально-экологические интересы всех водопользователей и жителей населённых пунктов, расположенных в прибрежной полосе Волги. По этой причине в своё время не прошли экспертизу и были отклонены такие альтернативные варианты её решения как подъём уровня Чебоксарского водохранилища до отметки 68 метров Балтийской системы (Бс) и строительство Нижегородского низконапорного гидроузла (ННГу).

Схема уровней р. Волги от Рыбинского до Куйбышевского водохранилища. Цифрами обозначена протяжённость участков (км)

В 2020 году для рассмотрения трёх альтернативных вариантов технического решения проблемы была создана группа экспертов из сотрудников академических институтов, профильных организаций и ведомств, непосредственно связанных с вопросами гидромеханики, гидрологии, геоморфологии, ихтиологии, экономики, а также конструкции гидросооружений.

Первый из вариантов касался возведения низконапорной плотины выше Нижнего Новгорода с подпорным уровнем 68 метров Бс в период навигации. Два других предусматривали строительство шлюзовой камеры в дополнение к двум существующим шлюзам с подводным каналом или «судоходной прорезью» с гарантированной глубиной 4 м для обеспечения подхода судов со стороны нижнего бьефа ГГу.

В ходе проведённого экспертами анализа технических, экономических и экологических параметров наиболее предпочтительным был признан вариант строительства третьего шлюза параллельно двум существующим.

15 февраля 2021 года по результатам совещания у Заместителя Председателя Правительства Российской Федерации М.Ш. Хуснуллина было принято решение об обеспечении способа безопасного судоходного режима на реке Волга в районе ГГу путём создания дополнительной шлюзовой камеры № 15А ниже существующего шлюза № 15.

Вариант строительства второй камеры шлюза № 15А

Существенную роль в принятии этого решения сыграл сравнительный анализ данных гидрологических измерений на участке от плотины ГЭС до Нижнего Новгорода, проведённый сотрудниками отдела нелинейных геофизических процессов ИПФ РАН. На основе анализа натурных измерений был сделан вывод, что снижение уровня воды за период навигации на гидрологических постах нижнего бьефа ГЭС, в городах Городец и Балахна не являются следствием снижения стоковых характеристик навигационного периода, а, вероятно, вызваны изменениями в русловой части рассматриваемого участка реки Волги. После чего основное внимание было сосредоточено на анализе причинно-следственных связей в гидрологических процессах, происходивших со стороны нижнего бьефа за время эксплуатации гидроузла.

Максимальные глубины реки Волги в расчётных поперечных створах от нижнего бьефа НижГЭС до Нижнего Новгорода, среднесуточный сбросной расход 1300 м3/с (а) и объём необходимой выемки грунта для создания судоходной прорези шириной 100 м между створом нижнего бьефа НижГЭС и текущим створом по судовому ходу (б)

В качестве расчётного метода было использовано сравнение продольных скоростей потока жидкости, формируемых в зависимости от соотношения глубин в поперечном сечении русла. В результате была получена точная зависимость высоты волны попуска a от глубины мелководной h (прибрежной) и глубоководной H (фарватерной) зон речного русла ступенчатого типа. На основе расчётов был сделан вывод о возможности использования профиля дна в качестве дополнительного способа достижения заданных глубин.

Зависимость высоты волны попуска (a) от глубины мелководной (h) и глубоководной (H) зон русла на приплотинном участке нижнего бьефа Нижегородской ГЭС

Полученные результаты расчётов были верифицированы данными натурных гидрологических замеров, а также апробированы в ходе научно-практических конференций с участием ведущих специалистов в области гидрологии и эксплуатации внутренних водных путей.

А.А. Родионов, В.А. Румянцев, М.П. Фёдоров, А.Т. Зиновьев, В.А. Кривошей, О.Е. Медведева, Ю.И. Троицкая, С. П. Дёмин, Т.И. Малова, А.Н. Чусов, О.Д. Шишкина, А.В. Моисеев, С.Б. Каменский, И.М. Краев, К.В. Марусин «Варианты решения проблем судоходства на лимитированном участке реки Волги от Городецкого гидроузла до Нижнего Новгорода, в том числе с учетом оценки влияния на санитарно-эпидемиологическую и экологическую ситуацию в регионе» // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2022. Т. 5, № 4, С. 109–131. https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/1160