Cimljanská vodní elektrárna

Řeka Don se na dolním a středním toku vyznačuje velmi nízkým spádem. Při průměrném sklonu 0,096 ‰ si vysloužila přezdívku Tichý Don. Protéká rovinami stepních oblastí širokým údolím, na jehož dně jsou četná stará ramena a jezera. Před výstavbou se hloubky řečiště pohybovaly od 0,5 m na brodech po 20 m v zákrutech.  

V lesostepním a stepním pásmu jsou podmínky pro odtok velmi nepříznivé. Ze srážek kolem 500 mm se až 390 mm vypaří. Poměr odtoku a srážek je na středním toku 23 %. Zdroj srážek je smíšený s převahou srážek sněhových. Na vtoku do nádrže je průměrný roční průtok 680 m³/s, což představuje roční přítok 21,3 km³. Dlouhodobý průměrný průtok v místě elektrárny je 655 m³/s.

Během tří jarních měsíců odtéká přes 70 % ročního odtoku. Průtoková křivka je ze všech velkých řek Východní Evropy nejstrmější a je posunuta více směrem k časným jarním měsícům. Následující tabulka uvádí porovnání Donu a Volhy (Davidov 1959).

Hydrogeografické podmínky řeky Don nejsou i přes významný průtok pro vodní energetiků příznivé. Hlavním cílem vybudování vodního díla byla realizace spojení Černého moře a Volhy.

Přehradní systém o celkové délce 13 460 m vytvořil Cimljanskou přehradní nádrž o užitečném objemu 11,3 km³, což je zhruba polovina ročního přítoku. Zásoba vody umožňuje víceletou regulaci vody.

Nejdelší část hráze připadá na zemní sypané části, jejichž výstavba spotřebovala 32 milionu m³ materiálu. Levobřežní údolí s kanálem zdymadla spojuje hráz vysoká 2741 m o výšce 11 m. Od zdymadlové propusti k elektrárně postupuje hráz o délce 6760 m a výšce 25 m. Betonová část, obsahující elektrárnu a přelivová pole je s pravým břehem spojena hrází o délce 3171 m a maximální výšce 35 m. Po koruně celého přehradního systému vede silniční a železniční magistrála.

Panoráma betonové hráze a elektrárny zabírá méně jak jednu dvacetinu celkové délky přehradního systému.

Původní řečiště přehrazuje železobetonová část s tělesem elektrárny. Délka hráze je 495,5 m, šířka v koruně 12,5 m a maximální výška 44 m. Přehrada obsahuje 24 přelivových polí o šířce 16 m.

Maximální propustnost přelivů je 23 300 m³/s.

Budova elektrárny je 116,6 m dlouhá, 56,5 m široká a 48,7 m vysoká. Její návodní stěna je součástí přehradního systému. Ve strojovně při spádovém rozmezí 17,5 až 22 m pracují čtyři Kaplanovy turbíny o hltnosti 268 m³/s a výkonech 3 x 52, 5 MW a 1x 50 MW. Pro potřeby místního provozu pracuje malá turbína o hltnosti 30,4 m³/s a výkonu 4 MW. K roku 2019 je stanovený výkon elektrárny 212 MW. Průměrná roční výroba přesahuje hodnotu 610 milionů kWh.  Elektřina zásobuje energetickou soustavu dvěma 220 kV a třemi 110 kV trasami.

Vodní dílo je vstupem do Volžsko-donského průplavu. Spodní a horní hladinu spojuje jednocestný, dvoukomorový zdymadlový systém. Stavba je od elektrárny a až po zdymadlové brány zdobena robustními, nicméně elegantními prvky tzv. stalinského empíru. Tyto zdobné stavební prvky doprovázejí vodní cestu Volžko-donského systému až k majáku na Volze.

Poštovní známka SSSR, 1953

Projekt deseti nízkých stupňů na úseku Cimljanskoje – Kalač na Donu jako součástí volžsko-donské vodní cesty se objevil v roce 1927. Projekty ze třicátých let počítaly s výstavbou velké regulační nádrže u Kalače. Na konci války byl projekt zadán leningradskému Hydroprojektu a později uveden do současné podoby. Vedoucím projektu byl jmenován Sergej Jakovljevič Žuk, který se osvědčil při výstavbě vodních děl na Sviru i při organizaci výstavby Bělomořsko-baltského kanálu.

Výstavba vodní cesty Volha-Don v jediném projektu spolu s výstavbou Cimljanské vodní elektrárny byla schválena 27. února 1948 a přímý příkaz k výstavbě byl vydán 11. března 1948. O rok později byl postaven tábor nucených prací Cimljansk. Pracovním táborem prošlo přes 100 000 lidí a výstavba cimljanského vodního díla, prohlášeného za velké dílo komunismu, pokračovala mimořádně rychlým tempem.

V únoru 1949 byla zahájena výstavba suché jámy a 23. září 1951 bylo přehrazeno koryto Donu. Plnění nádrže bylo zahájeno v lednu 1952 a první jednotka byla zprovozněna 6. června téhož roku. Do plného provozu byla elektrárna při stanoveném výkonu 160 MW zařazena 22. července 1953.

Elektrárna je největším snadno regulovatelným zdrojem elektrické energie v Rostovské oblasti. Vodní dílo usnadnilo říční plavbu v úseku pod nádrží i zprovoznění volžsko-donské vodní cesty. Od roku 1972 pracuje elektrárna v podřízeném režimu vůči potřebách lodní dopravy a zavlažování.  

Po 40 letech bezproblémovém provozu byly v letech 1997 až 2001 postupně vyměněny všechny turbíny a celkový výkon vzrostl na 212 MW.