Header Image

Мы получили много отзывов на предыдущую информационную рассылку. Есть среди них экзотические: Госпожа Семилетова Е.В. из Государственной Думы прислала такое сообщение: > Отпишите меня от Вашей рассылки. - это, в принципе, в русле народной молвы "Туда идут, чтобы научиться на Красной площади капусту выращивать!".

Подробнее ...
1.1. Обзор современного состояния водоподпорных гидротехнических сооружений России Печать E-mail
18.12.2014 15:07

Водные ресурсы и водохозяйственный комплекс во многом определяют социально-экономическую устойчивость и направление развития страны. Важной составляющей водохозяйственного комплекса является система гидротехнических сооружений, которая предназначена для регулирования – аккумулирования и перераспределения – стока рек, снижения максимальных расходов половодий и паводков, защиты территорий от затопления. Объектами этой системы являются сами гидротехнические сооружения, а также изменяемые и образуемые ими водные объекты – реки и искусственные водоемы.

Гидротехнические сооружения (ГТС) – это сооружения, предназначенные для использования водных ресурсов и для предотвращения негативного воздействия вод (рис. 1.1, 1.2). При осуществлении водохозяйственных мероприятий ГТС, объединенные общим предназначением и располагаемые в одном месте, составляют комплексы, называемые гидроузлами.
Водоподпорные или напорные ГТС состоят, как правило, из плотины, водосброса и искусственного водоема (пруд, водохранилище).
Плотины относятся к основным постоянным ГТС (рис. 1.1). С их помощью перегораживают речные долины и создают искусственные водоемы, поднимая уровень воды в верхнем бьефе. В зависимости от природных условий и создаваемых напоров их подразделяют на низконапорные (до 10 м), средненапорные (от 10 до 50 м) и высоконапорные (50 м и более) (Гидротехнические сооружения…, 1983). По основным материалам, из которого возводят плотины, различают земляные, каменно-набросные, каменно-земляные (Михайлов, Китаев, 2010, 2011).


Рисунок 1.1.
Классификация ГТС по срокам использования.


Рисунок 1.2.
Классификация ГТС по видам использования.

Все постоянные ГТС делят на четыре класса капитальности. Для водоподпорных сооружений класс назначают в зависимости от их высоты, типа основания, последствий аварий и нарушений их эксплуатации (Гидротехнические сооружения…, 2006).
Ключевыми элементами водоподпорных ГТС являются искусственные водоемы, поскольку именно они позволяют осуществлять регулирование водных ресурсов. В них накапливаются запасы воды в периоды, когда приток превышает потребление, а расходуются – когда потребление воды превышает ее приток. Кроме того, искусственный водоем используется для снижения максимальных расходов половодий и паводков на участке реки, расположенном ниже (Чеботарев, 1978).
Все искусственно созданные водоемы делят на водохранилища и пруды. Водохранилищами считают искусственные водоемы с полным объемом более 1 млн м3. К категории малых водохранилищ обычно относят искусственные водоемы объемом менее 10 млн м3 и площадью зеркала менее 2 км2 (Авакян и др., 1987). Классификация водохранилищ России представлена на рисунке 1.3. Деление водохранилищ России и Пермского края по объему наполнения приведено в таблице 1.1.


Рисунок 1.3.
Водохранилища России по объему наполнения (а) и доля каждой категории от общего: количества (б), объема (в), площади зеркала (г) (Справочник водохранилищ…, 1988; Вода России. Водно-ресурсный…, 2000; Вода России. Водохранилища, 2001).

В соответствии с ГОСТ 19179–73, пруды – это мелководные водохранилища площадью не более 1 км2. К прудам всегда условно относят водохранилища объемом менее 1 млн м3, однако никаких физически обоснованных критериев для такого деления не существует.
Между прудом и водохранилищем не существует принципиальной разницы, если не считать различия в размерах и размещении в разных звеньях гидрографической сети (Буторин, 1969; Прыткова, 1979; Василевский и др., 1998). Водоемы имеют морфологическое сходство, определяющее общность многих процессов, развивающихся в них, общим является и их назначение – искусственное регулирование стока.

Таблица 1.1. Водохранилища России и Пермского края по объему наполнения

Категория водохранилищ по объему*

Количество водохранилищ (% от общего)

Суммарные значения

Объем, км3 (% от общего)

Площадь зеркала, тыс. км2 (% от общего)

Россия*   Пермский край**

Россия*  Пермский край**

Россия*  Пермский край**

Крупнейшие, с объемом более 1 км3

41   2

(1,8%)  (5,5%)

762  21,56

(96,0%)  (96,5%)

56,4  3,04

(85,9%)  (95%)

Крупные, с объемом от 100 млн м3  до 1 км3

68  1 (3,0%)  (2,8%)

21  0,53 (2,6%)  (2,4%)

4,8  0,04

(7,3%)  (1,3%)

Средние, с объемом от 10 млн м3 до 100 млн м3

218   6 (9,6%)  (18,2%)

6  0,18 (0,8%)  (0,8%)

2,5  0,09

(3,8%)  (2,8%)

Малые, с объемом от 1 млн м3 до 10 млн м3

1936    27*** (85,6%)  (73,5%)

5  0,07 (0,6%)  (0,3%)

2,0  0,03

(3,0%)  (0,9%)

Всего:

2263   36

794  22,34

65,7  3,20

Примечания:
* Справочник водохранилищ…, 1988; Вода России. Водно-ресурсный потенциал, 2000; Вода России. Водохранилища, 2001.
** Результаты инвентаризации ГТС Пермского края, Пермгипроводхоз, 2003–2006 гг.
*** По уточненным на 01.01.2011 г. данным в Пермском крае насчитывается 29 малых водохранилищ.

Размеры и размещение искусственных водоемов зависят от рельефа и структуры гидрографической сети (Мильков, 1973; Дроздов, 1974; Прыткова, 1979), а также определяются особенностями их создания: возведенная в любом створе потока плотина, в зависимости от высоты, может образовывать водохранилище разной емкости. При осреднении большого количества данных по морфометрии водоемов можно исключить элемент случайности и установить связь между их размерами и местоположением в гидрографической сети. Так, например, рост объема с увеличением порядка водотока происходит не за счет увеличения их глубины, а за счет расширения верхнего бьефа, вызванного усилением интенсивности переработки берегов (Прыткова, 1979).
На размеры и размещение искусственных водоемов оказывают влияние и хозяйственные потребности человека. Требования различных отраслей хозяйства к качеству, количеству и срокам подачи воды разнообразны и часто противоречивы, что существенно осложняет планирование водопользования и распределение воды между различными пользователями. Как правило, рано или поздно все искусственные водоемы становятся объектами комплексного назначения с приоритетным использованием водных ресурсов какой-либо одной отраслью хозяйства.
В России на обширных территориях созданы системы и каскады водохранилищ, регулирующие сток и одновременно оказывающие огромное влияние на развитие половодий и паводков. Ошибки в эксплуатации таких систем приводят к тяжелым последствиям – каскадному прорыву плотин, затоплению и сносу жилых и производственных зданий, разрушению дорог, мостов, линий электропередачи и т. п.
Из общего количества ГТС средних и малых водохранилищ России (Вода России. Водно-ресурсный…, 2000):
▪ около 10% являются бесхозяйными, не имеют службы эксплуатации и не ремонтируются в течение десятилетий;
▪ 70% сооружений не имеют технических проектов;
▪ 11% плотин находятся в опасном состоянии;
▪ 19% плотин и 22% водосбросов требуют капитального ремонта;
▪ 40% водохранилищ имеют возраст более 30 лет.
С течением времени происходит естественное старение гидроузлов и вероятность аварий на них увеличивается до 10–19% (Вода России. Социально-экологические…, 2000). Поэтому обследование ГТС и водохранилищ, составление реестра, обобщение информации по их состоянию, моделирование возможных техногенных аварий и их последствий является актуальной проблемой.
В последние годы состояние гидротехнических сооружений постоянно ухудшается. Например, в 1993 г. ущерб от разрушения Киселевского водохранилища (Свердловская область) составил 70 млрд руб. в текущих ценах; при разрушении Тирлянского гидроузла (Башкортостан, 1994) ущерб составил более 10 млрд руб., погибло 22 человека; авария западной нитки Пермского шлюза (1994) нанесла ущерб 20 млрд руб.; события в Ленске (2001) и Южном федеральном округе (2002) сопровождались многомиллиардными (до 30 млрд руб.) убытками и человеческими жертвами; авария на Нижнем Дону (1 ноября 2004 г.) парализовала навигацию и привела к огромным убыткам судоходных компаний (Давидович, 2009). При крупной технологической аварии на Саяно-Шушенской ГЭС (17 августа 2009 г.) погибло 75 человек.
По данным Росводресурсов, за последние 5 лет в РФ имели место более 300 аварий гидротехнических сооружений; в основном это гидротехнические сооружения IV и частично III класса. Среднемировой показатель аварийности в РФ превышен в 2,5 раза (Давидович, 2009).
Основными причинами аварий на ГТС являются их неудовлетворительное техническое состояние и низкий уровень эксплуатации, дефекты при строительстве, неправильная оценка гидрологической обстановки при пропуске половодий и паводков, ошибки при проектировании ГТС.
Основным фактором, влияющим на уровень безопасности ГТС, является значительный срок их эксплуатации – от 40 до 100 лет и больше. Темпы ремонтных и восстановительных работ отстают от прогрессирующих процессов разрушения. Для обеспечения безопасного уровня эксплуатации ГТС требуется увеличение объемов ремонтных и восстановительных работ.
В соответствии с Положением о декларировании безопасности гидротехнических сооружений (Постановление Правительства РФ № 1303 от 06.11.1998) проводится декларирование безопасности ГТС, аварии на которых могут привести к возникновению чрезвычайных ситуаций. Декларированию безопасности подлежат все ГТС I, II, III классов капитальности. Для ГТС IV класса капитальности декларация безопасности разрабатывается при напоре на сооружениях более 3 м и объемах водохранилища более 0,5 млн м . По решению органов надзора за безопасностью могут быть подвергнуты декларированию ГТС и по другим параметрам, если авария этих сооружений может причинить значительный ущерб, или после их реконструкции, капитального ремонта, восстановления, либо консервации. Декларация безопасности эксплуатируемых ГТС представляется в орган надзора не реже одного раза в 5 лет.
После выхода Федерального закона «О безопасности гидротехнических сооружений» (ФЗ № 117 от 21.07.1997) увеличилось количество исследований в области безопасности (Золотов и др., 1997; Малаханов, 2000, 2003; Максимович, 2006) и экологического мониторинга ГТС (Алтунин, 1997; Карасев, 1997; Салтанкин и др., 1997; Арефьев и др., 1998; Семенов и др., 1998; Федоров и др., 1998).
Значительную роль в оптимизации управления системой ГТС и в целом водными ресурсами играют: создание информационных банков и баз данных по водным объектам, разработка и внедрение автоматизированных систем поддержки принятия решений, обеспечивающих подготовку и согласование на основе единого подхода (Бутаков и др., 2003; Пьянков и др., 2006).

 
Free template "Frozen New Year" by [ Anch ] Gorsk.net Studio. Please, don't remove this hidden copyleft! You have got this template gratis, so don't become a freak.