Lipenská přehrada - Lipno

Omlouváme se za úpravu, bohužel se rozhází styl při kopírování z open office, máme debilní systém.. ale snad to přežijete.

Předmluva

Již jako malý kluk jsem obdivoval velikost Lipenské přehrady i rozlohu vodní plochy, kterou Lipno zabírá. Často jsem podnikal výlety od přehrady Lipno II, hovorově zvané rovnovážky až k začátkům Lipna I.

Z tohoto důvodu jsem si vybral Lipenskou přehradu jako téma práce pro předmět Historie vědy a techniky.

>Před výstavbou přehrady

První zmínky o vybudování umělé hráze na horním toku Vltavy sahají až do 18. století. Již v těchto dobách se v kronikách vyskytují zmínky o povodních, které nezřídka provázely zdejší kraj. Mezi ty největší zdokumentované patří zřejmě povodně ty z roku 1740 a 1890. Jako reakce na poslední zmiňovanou povodeň je vytvoření menších přehrad na Horní Vltavě a jejich přítocích. Jedním z míst, kde se původně plánovalo vybudování větší přehradní nádrže, je okolí Frymburka. Tato myšlenka ovšem ztroskotává na neochotě zemědělců prodat půdu českému království.

Po další velké povodní v roce 1922 se stává myšlenka hráze, zadržující jarní vodu, znovu aktuální a poprvé se v plánech inženýrů nalézá přehrada zhruba v místech, kde byla nakonec realizována. Snahy o výkup pozemku opět končí nezdarem.

Projekt Lipenské přehrady jako vodní elektrárny vzniká v 50. letech a tentokrát kvůli odsunu německých občanů z Československé republiky a prakticky minimálního osídlení pohraničí mizí komplikace s výkupem pozemků a projekt dostává “zelenou”.

Dispoziční uspořádání: 1) hráz 2) tulen šikmého výtahu 3) komora kulových uzávěrů 4) hydrocentrála 5) čelní stěna podzemní kaverny 6) generátory 2x60MW

Přípravné práce

Výstavba vodního díla Lipenské přehrady byla pokračováním v budovaní vltavské kaskády. Mezi předchozí vybudovaná díla patří Vrané 1935 a Štěchovice 1945.

Hlavní vodohospodářský význam kaskády leží ve vyrovnání a nalepšení odtoků, ve snižování povodňových průtoků a v neposední řadě ve hydroelektrickém využití.

Pro finální umístění přehrady u řečiště Lipna mluví jednoduché počty. Řečiště se nachází v nadmořské výšce 705 m.n.m a za několik prvních kilometrů k Vyššímu Brodu klesne do 560 m.n.m. Soutok Vltavy s Lipnem se nachází o 322 km dále a jen 155 metrů níže. Vltava má za Vyšším Brodem malý spád a teče pomalu.

Ovšem spád 145 metrů na malé vzdálenosti Lipno - Vyšší Brod v sobě skrýtá velký potenciál využití vodní energie. Roční zisk využití tohoto spádu se propočítal na přibližně 150 tisíc MWh, což představuje úsporu cca 75 tisíc tun hnědého uhlí. Mezi další výhody patří, nemalá vlastnost vodních elektráren a to schopnost v řadě jednotek minut naběhnout do plného provozu a dodávat tak energii v době nejvyšší spotřeby. Dalším důvodem mluvící pro vybudování přehrady bylo využití vodní plochy jako zásobárna vody pro nedalekou papírnu ve Větřní.

Výstavba přehradní nádrže se tedy jevila jako výhodná a tak byli v letech 1946-1947 vysláni geologové za účelem podrobného prozkoumání krajny a podloží budoucí hráze. Celé území bylo důkladně prosondováno. Pro variantu podzemní elektrárny byly provedeny tři hlubinné vrty až do hloubky 190m. Zhruba ve hloubce 157 metrů byla zjištěna apliticko-pegmatitická žíla.

V nejnižší depresi u Čertovi stěny zastihl v padesáti metrech vrt žulový podklad. Po vyšetření geomorfologie a geologie území, bylo zjištěno silné žulové podloží. Díky těmto informacím se upustilo z variant povrchové realizace vodní elektrárny a pro konečné podzemním řešením nakonec rozhodla i ekonomická i technická hlediska projektu.

Obrázek 1: Obezdívka hydrocentrály

Výstavba

Práce související s budováním budoucího vodního díla byly započaty ještě před schválením projektu přehrady v roce 1950. Jako první se začly stavět domky pro dělníky a brigádníky dále sklady, garáže, dílny. Připravoval se podklad pro budoucí silnici z Lipna do Frymburka. V zátopové oblasti se počalo s odlesňováním lesního porostu, odstraňování domů, starého mostu, překládání železnice. To vše se v prvních měsících dělo za využití minimálního množství těžkých strojů, často jen za použítí výbušnin, lopat, krumpáčů, dřevěných koleček a spousty potu nadšené svazácké mládeže.

Roku 1951 pokračovaly stavební práce výstavbou hydrocentrály, přehrady Lipno I, vodovodu do papíren Loučovice, úpravou ve zdrži.

Stavbu hydrocentrály tvořily vtokový objekt s česly, odpadní tunel, podzemí se šikmou šachtou pro nákladní výtah a rozvodna s příslušenstvím.

Mezi další současně probíhající stavby patří i výstavba hráze Lipno II a hydrocentrály i pokračování v odstraňování budov v záplavové oblasti. Zmizelo několik osad i celá obec Dolní Vltavice a část Frymburka.

Roku 1952 se započalo se stavbou přehradní hráze. V podélné ose hráze bylo vyhloubeno dvanáct šachet až hloubky dvaceti metrů do míst s pevnou skálu. Odtud se začlo se zpevňováním skalního podloží a injektáží cementovým mlékem pro vytvoření pevných základů celé stavby.

Mohutná betonová stěná měla za úkol zabránit proníkaní vody. Zabránění podtékání hráze se docílilo prostřednictvím kaverny. 60 tunové ocelové pláty ve tvaru krychle, byly dělníky podkopávány, až do chvíle kdy dosáhly požadované hloubky. Kvůli zpevnění byly na konec pláty zabetonovány.

V letech 1954 - 1955 se tempo stavby zrychluje, především kvůli použití težkých strojů i nabytých zkušeností. Pracuje se na proražení odtokových šachet směrem od Vyššího Brodu k hrázi a několik měsíců později se začíná razit i v opačném směru. Postup prací byl z počátku kolem 2,72 metrů/den až se ke konci ražení vyšplhal na 3,7 metrů/den. Proražení v obou směrech a spojení nastalo v lednu roku 1956. Práce techniků a důlních inženýrů byla velmi precizní. Na více než tří kilomentrovém tunelu nenastala žádná výrazná odchylka.

V polovině ledna 1957 byl zahájen výlom jádra v podzemní hydrocentrále, po jehož dokončení přišla na řadu betonáž a vlastní montáž turbín. Byl vyláman prostor pro vybetonování a upevnění několika sty kotev, bránících vodní mase v poškození díla. Ukotvení bylo testováno tahem až na silu 26 tisíc kilogramů v tahu.

V tomto roce byla též dokončována sypaná hráz, tvořící dvě třetiny celkové hráze, která se s témeř 300 tisící metry kubických zařadila mezi největší hráz Československé republiky. V příčném řezu je těleso hráze části stabilizační, přechodové a těsnící. Stabilizační část je nasypána ze zvětralin, zejména žuly se štěrkem. Násyp byl prováděn ve 70 centimetrů vysokých vrstvách a udusáván dvou tunovou betovou deskou z výšky dvou metrů. Těsnící jádro je provedeno z písčitých hlin, převážně jilnatých a proti vyplavování je chráněno třívrstvým filtrem. Na návodní straně je zemní hraz chráněna kamenitým záhozem.

Strojovna Lipno I

ako následek výstavby vodní elektrárny Lipno I, bylo nutné pro zadržování vody v provozních špičkách a zabránění tak negativním dopadům na obce po toku Vltavy, vybudovat menší přehradu Lipno II. Přehrada byla vystavena na okraji Vyššího Brodu, nádrž je 1,5 km dlouhá,

asi 200 metrů široká a kolem 10 m hluboká. Začátkem října byla dokončena betonáž gravitačního bloku nádrže z 25 tisích kubických metrů betonu. Potom bylo vltavské údolí přehrazeno zemní hrází s funkčním gravitačním blokem o výšce sypané hráze 11,5 m nad dnem údolí a na vyrovnávací nádrži Lipno II se začalo s montáží první lipenské turbíny - Kaplanovy. Vyrovnávací elektrárna zahájila provoz na jaře 1957. Její roční výkon je 12 tisíc MWh. Délka nádrže je 2,5 km, plocha přibližně 45 hektarů a objem zadržené vody cca 1,8 miliónu kubických. Odpadní tunel z vodní elektrárny Lipno I ústí do nádrže Lipno II na konci jejího vzdutí při pravém břeh a je 8,4 m široký, 7,5 m vysoký.

Jelikož byla začátkem roku 1958 i hráz Lipna I téměř hotová, začalo se od 1. března 1958 přehrada napouštět. Za několik málo měsíců hráz zadržela již 12 miliónu kubických metrů vody. Pro postupné zatěžováni hráze byly otevřeny propusti gravitačního bloku.

Začátkem srpna 1958 se začlo s montáží první turbíny do druhého bloku elektrárny. Francisiova turbína byla přepravena šikmým nákladním výtahem do podzemí. Těleso vážilo 30 tun. O dva měsíce později byly dokončeny betonářské práce v podzemí i na prvním bloku.

Dne 15. července 1959 tesně před šestou hodinou odpolední byla uskutečněna první zkouška energetického systému. Lopatky turbíny se poprvé roztočily a turbíny začaly dodávat do sítě první kilowatty elektrického proudu. O pět měsíců později začala dodávat proud stejně druhá turbína.

Statistiky a technické parametry výstavby

Hydrologické údaje

Plocha povodí: 948,2 km2

Průměrný dlouhodobý roční průtok Qa: 13,16 m3/s

N-letý průtok Q100: 359 m3/s

Technické údaje

Nádrž:

celkový objem: 309,5 millónů m3

zatopená plocha: 4 870 ha

Hráz:

kóta koruny: 728,62 m n.m.

výška hráze nade dnem: 25 m

délka hráze: 296 m

Spodní výpust:

počet: 2

typ uzávěru: brýlové uzávěry

průměr DN: 2 500 mm

max. kapacita: 2 x 86,10 m3/s

Bezpečnostní přeliv:

typ: korunový

počet přelivových polí: 2

typ uzávěru: klapka

délka přelivu: 2 x 10 m

max. kapacita: 148,42 m3/s

Elektrárna Lipno I:

typ turbiny: Francis

počet soustrojí: 2

instalovaný výkon: 120 MW

max. hltnost : 2 x 46 m3/s

rozsah spádu: 161,65 – 149,35 (m)

Elektrárna Lipno II

typ turbiny: Francis

počet soustrojí: 1

instalovaný výkon: 300 kW

max. hltnost: 1,89 m3/s

rozsah spádu: 18,7-20,6 m

Vyrobené množstvi elektrické energie v první čtyřiceti letech provozu:

Přibližně 30 tisíc lidí různých profesí se vystřídalo při práci na Lipenské přehradě a to včetně politických vězňů, dobrovolných brigádníků, vojáků.

Podle neoficiálních statistik zahynulo 32 obětí převážně při práci v podzemí.

Zatopené osady a obce

Přibližně 400 obyvatel Frymburka a Dolních Vltavic se muselo přestěhovat. To se neobešlo bez odporu mistních obyvatel, především starších usedlíku. Odpor ovšem trval velmi krátce.

Z obce Dolní Vltavice zůstali do dnešní doby pouze tři domy.

Znikly i další osady Bednáře, Hostínova Lhota, Hubenov, Jámy, Kyselov, Kozí Stráň, Kramolín, Nová Lhota, Raclav, Slavkovice, Rybáře.

Přední Výtoň byla výstavbou ovlivněna nejméně. Kvůli přestavbě se musely přestěhovat pouze čtyři rodiny z nájmu a bylo jim nabídnuto náhradní bydlení v nově vybudovaném činžovním domě.

Horní Planná nebyla výstavbou ovlivněna.

Nezapomělo se ani na exhumace hrobu a jejich přenesení na jiná pietní místa.

Současnost

Řízení a regulace

Nyní lipenská elektrárna ročně vyrobí zhruba 150 milionů kWh a dodává elektřinu pro více než 40.000 domácností. Obě elektrárny jsou plně automatizovány. Řízení provozu a výkonu je prováděno na dálku z centrálního dispečinku ve Štěchovicích u Prahy.

Kontrolní činnost provozu přímo na vodní elektrárně je zajišťována pouze jedním pracovníkem ve směně. Rychlost najetí plného výkonu je tří minuty, což umožňuje efektivně ovlivňovat výkonovou bilanci elektrizační soustavy celé České republiky.

Vyrobená elektrická energie se z podzemí od generátorů vyvádí kabely přes blo­kové transformátory 15/110 kV do rozvodny R110 kV. Odtud je energie přenášena čtyřmi linkami dorozvodny Dasný.

Modernizace

Stěžejní akcí letošního roku v programu ekologizace a modernizace vodních elektráren Skupiny ČEZ v České republice je modernizace jednoho ze soustrojí elektrárny na Lipně I. Dojde k navýšení účinnosti o 5% a objem výroby elektrické energie jedne turbíny se zvýší 4 000 MWh ročně.

Vítězem veřejné zakázky se pro strojní část stalo konsorcium ČKD Blansko Engineering a ČKD Blansko Strojírny a pro generátor 1. Servis Energo.

Investice se odhadují kolem 200 milionů Kč.

Zahájení prací se proběhlo koncem roku 2012 a skončení se předpokládá ke konci roku letošního roku.

Rekreace a odpočinek na Lipně

V nynější době neni rekreační vyžití na lipenské přehradě a jeho okolí omezeno pouze na letní část roku a oproti 50. Letům, kdy byl vstup do oblasti omezována a turistický ruch umělě utlumován, se zde po rozvinul čilý turistický ruch.

N

Vyzdvyžení generátoru

a jaře a v létě oblast Lipna nabízí možnost rybaření, koupání, surfování, jachting, pěší i cyklistické turistiky a in-line bruslení. Na podzim je Lipno rájem houbařů a v zimě zde naleznete nejdelší bruslařskou dráhu na světe, bežkařské tratě, upravené sjezdovky i aqua park.

Zhodnocení

Pozitivní aspekty výstavby vodního díla Lipno byly zde již diskutovány.

Mezi ty negativní negativní zmíním přetvoření původního rázu krajiny, změnu mikroklimatu, fauny i flóry a její ekologický dopad. V neposlední řadě někteří starousedlíci i po více než šedesáti letech stále negativně vnímají zatopení mnoha oblíbených míst a zákoutí.

Knižní zdroje

KLIMEK, Hynek. Šumava: Trojmezí. První vydání. Praha: Regia, 2008. ISBN 978-80-86367-75-0.

CHLUM, Ing. Antonín. Vodohospodářská výstavba na Vltavě. 2. rozšířené vydání. Praha: Mír, 1960. ISBN 301-05-105.

ŠÍROVÁ MOTYČKOVÁ, Kamila a Jiří ŠÍR. Technické památky České republiky. Olomouc: Rubico, 2012. ISBN 978-80-7346-141-6.

HÁK, Zdeněk. Technické zajímavosti našich vodních nádrží a říčních cest: I.část. 1. vydání. B.m.: vlastním nákladem, 1997, 58 s.

MALÉ VODNÍ ELEKTRÁRNY. Bratislava: Jaga group, 2003. ISBN 80-88905-45-1.

ZEZULÁK DRSC., Prof. Ing. Jiří a Ing. Jakub KREJČÍ MSC-. Integrovaný model odtokového procesu v povodí jako podpora systému řízení vodního díla: Principy řešení a případová studie horní Vltavy a VD Lipno. Praha, 2005. ISBN 80-213-1414-1. Česká zemědělská univerzita v Praze.

Online zdroje

Stavba Lipenské přehrady historicky. In: ZÁHORA, Ing. František. [online]. [cit. 2013-01-20]. Dostupné z: http://www.kronikaobcecerna.estranky.cz/clanky/vystavba-lipenske-prehradni-nadrze/stavba-lipenske-prehrady-historicky.html

VOKURKOVÁ, Kateřina. ČEZ zvýší roční výrobu VE o 60 GWh. Http://www.cianews.cz [online]. 2012, 15.6.2012 [cit. 2013-01-08]. Dostupné z: http://www.cianews.cz/rozhovory-cianews/cez-zvysi-rocni-vyrobu-ve-o-60-gwh/

Lipenská turbína se vydala na poslední cestu. In: Http://www.ceskatelevize.cz [online]. 2012, 20.12.2012 [cit. 2013-01-07]. Dostupné z: http://www.ceskatelevize.cz/ct24/regiony/208313-lipenska-turbina-se-vydala-na-posledni-cestu/

Historie vodní elektrárny Lipno. Www.encyklopedie.ckrumlov.cz [online]. [cit. 2013-01-06]. Dostupné z: http://www.encyklopedie.ckrumlov.cz/docs/cz/region_histor_elelip.xml

DVOŘÁK, Ing. Jaroslav. Údolní nádrž Lipno-přehrada. Http://www.orso.cz [online]. [cit. 2013-01-08]. Dostupné z: http://www.orso.cz/dvorak/unlipnop.html

Hladina vody v nádržích: Lipno I. Http://www.pvl.cz [online]. [cit. 2013-01-07]. Dostupné z: http://www.pvl.cz/portal/nadrze/cz/mereni_0001.htm

Vodní elektrárna Lipno. ČEZ. Http://www.cez.cz [online]. [cit. 2013-01-07]. Dostupné z: www.cez.cz/cs/vyroba-elektriny/obnovitelne-zdroje/voda/lipno.html

KOHUTKA, Ing. Jiří. ELEKTRO. 50 let vodního díla Lipno. Praha, 2010. Dostupné z: http://www.odbornecasopisy.cz/res/pdf/40285.pdf

Komentáře (1)