Создавая водохранилища, гидроэлектростанции улучшают условия судоходства – значительно увеличиваются глубины, затапливаются мешающие проходу судов пороги и перекаты. В то же время, плотина является препятствием для прохода судов, поэтому рядом с ними сооружают судопропускные сооружения, чаще всего – шлюзы. Как они устроены?
Судоходный шлюз представляет собой прямоугольную конструкцию, состоящую из верхней головы, нижней головы и камеры. В головах шлюза располагаются ворота (в верхней голове они чаще всего плоские опускные, т.е. при открытии опускаются вниз, а в нижней голове – двустворчатые, при открытии они распахиваются).
Если судну нужно пройти из водохранилища вниз по течению, то камера шлюза наполняется, верхние ворота открываются, нижние ворота остаются закрытыми. Судно заходит в шлюз, верхние ворота закрываются и уровень воды снижается, пока не выровняется с уровнем воды в реке ниже плотины. После этого нижние ворота открывается и судно выходит из шлюза. При пропуске судна из реки в водохранилище цикл повторяется в обратном порядке.
Если напор воды превышает 10-15 м, то нередко сооружают многокамерные шлюзы, что может оказаться экономически выгоднее, чем строительство однокамерного шлюза на большой напор. Как правило, в этом случае камеры идут одна за одной, и верхние ворота одной камеры автоматически являются нижними воротами другой. Впрочем, так бывает не всегда, иногда по условиям местности камеры располагаются отдельно, на существенном расстоянии друг от друга (например, на Нижегородской и Жигулевской ГЭС). Максимальное количество камер имеет шлюз Камской ГЭС, там их сразу шесть – такая конструкция была выбрана из-за сложного геологического строения основания.
В том случае, если на реке имеется очень активное судоходство, то возводятся сразу две нитки шлюзов, которые пропускают суда в противоположных направлениях. На всех ГЭС на Волге и Каме (кроме Иваньковской и Угличской) применены двухниточные шлюзы.
Помимо камер, шлюзы включают в себя и ряд других сооружений, облегчающих заход в них судов – это ограждающие и направляющие дамбы, причальные стенки, подходные каналы. А на Волжской ГЭС в конструкцию шлюзов интегрирована даже небольшая гидроэлектростанция, которая так и называется – Межшлюзовая ГЭС. Дело в том, что ее шлюзы проектировались в том числе и как рыбопропускные сооружения, а чтобы рыба заходила в шлюз, нужно обеспечить ток воды (идущая на нерест рыба стремиться плыть против течения). Прошедшая через турбины этой ГЭС вода сбрасывается в подводящий канал с нужной скоростью и привлекает рыбу.