10416

111

-катастрофические половодья и паводки;

-ледовые явления;

-бури, ураганы, смерчи;

-длительные изменения климата;

-оползни, обвалы.

Основным антропогенным фактором чаще всего служит недостаточное гидрологическое (занижение максимальных расходов воды) и инженерногеологическое (неверное определение характеристик основания) обоснование проектов гидроузлов.

Причинами аварий плотин также могут быть:

-износ оборудования и старение материалов;

-неправильная организация эксплуатации;

-некомпетентность обслуживающего персонала;

-его халатность;

-военные и террористические действия.

В результате аварии гидроузлов возможен прорыв плотин и затопление территорий в нижнем бьефе волной прорыва. Разрушительные действия этой волны заключаются в движении с высокой скоростью большой водной массы, перемещающей размывные конструкции, камни, материалы, нередко токсические вещества, донные отложения водохранилищ и т.п.

При прорыве плотин значительные территории в течение 15…30 мин. оказываются затопленными слоем воды до нескольких метров. Время нахождения затопленных территорий под водой измеряется от нескольких часов до нескольких суток. Последствия прорыва плотин могут быть систематизированы в виде табл. 5.1 [9].

Кроме отрицательных последствий в нижнем бьефе необходимо учитывать и последствия аварийного опорожнения водохранилищ. Быстрое понижение уровня воды и отступления её уреза могут вызвать оползни, обвалы, осыпи, образование мелководных застойных зон.

112

Таблица 5.1 Параметры последствий в нижнем бьефе при прорыве плотин

При этом в верхнем бьефе возникнут нарушения водоснабжения, водных путей и коммуникаций, зон рекреации, условий рыбоводства и рыболовства.

Однако основной ущерб может быть связан с поступлением в нижний бьеф загрязненных вод и с необходимостью очистки ложа водохранилища от отложений, содержащих вредные вещества.

113

Наконец, ещё одним последствием прорыва плотин и опорожнения водохранилищ может быть увеличение максимальных расходов половодья и паводков из-за исчезновения регулирующих емкостей водохранилищ.

Последствия возможных гидродинамических аварий учитываются при назначении класса гидротехнических сооружений в соответствии с [12] (табл. 5.2).

Сцелью обеспечения безопасной эксплуатации, безопасности населения

итерриторий необходимо проведение мониторинга состояния гидротехнических сооружений [5], который дожжен включать:

- контрольные наблюдения за состоянием гидротехнических сооружений, их оснований и береговых примыканий;

- сбор, накопление и хранение данных наблюдений;

114

-создание и ведение базы данных наблюдений;

-сопоставление измеренных показателей с их критериальными значения-

ми;

- оперативную оценку состояния гидротехнических сооружений; Информирование общественности.

Мониторинг осуществляет собственник гидротехнического сооружения или эксплуатирующая организация.

Состав, наименование и способы измерения показателей состояния гидротехнических сооружений, контролируемых в процессе мониторинга, даются в [5].

Также в целях обеспечения безопасности гидротехнических сооружений, населения и территорий в нижних бьефах должно осуществляться прогнозирование возможных последствий гидродинамических аварий (волны прорыва) на водоподпорных гидротехнических сооружениях. Указанное прогнозирование проводит проектная организация и организации, уполномоченное на его проведение правительством РФ.

Это прогнозирование включает [5]:

-прогнозирование степени разрушения гидротехнических сооружений;

-прогнозирование параметров волны прорыва;

-прогнозирование поставарийного состояния русла и поймы в нижнем

бьефе;

-сбор, хранение и обработку данных для уточнения прогноза;

-прогнозирование последствий для населения и территорий.

Перечень основных характеристик возможных последствий гидродинамических аварий приводится в [5].

5.2.Обеспечение безопасности гидротехнических сооружений

5.2.1.Декларация безопасности

Основные требования по обеспечению безопасности изложены в [24]. К ним относятся:

115

-обеспечение допустимого уровня риска аварий;

-представление деклараций безопасности;

-лицензирование деятельности по проектированию, строительству и эксплуатации;

-внесение гидротехнических сооружений в Российский регистр гидротехнических сооружений;

-непрерывность эксплуатации;

-установление критериев безопасности, оснащение сооружений средствами контроля;

-обеспечение необходимой квалификации обслуживающего персонала;

-проведение комплекса мероприятий по снижению риска возникновения чрезвычайных ситуаций.

Ответственность за безопасность гидротехнического сооружения несет его собственник или эксплуатирующая организация.

Основным документом, обосновывающим безопасность гидротехнических сооружений и их соответствие критериям безопасности, является декларация безопасности (далее – Декларация) [11].

Декларация эксплуатируемых гидротехнических сооружений представляется их собственником или эксплуатирующей организацией, проектируемых и строящихся – лицом, выполняющим функции заказчика (далее – декларанты).

Составлению Декларации эксплуатируемых и строящихся гидротехнических сооружений предшествует их обследование, которое организуется Декларантом, с обязательным участием федерального органа исполнительной власти, осуществляющего надзор за безопасностью гидротехнических сооружений (орган надзора). В соответствии с [13] органом надзора за безопасностью гидротехнических сооружений (за исключением судоходных и портовых гидротехнических сооружений) назначена федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор).

Основные требования к содержанию Декларации даны в [11]. Декларация должна содержать:

116

-общую информацию, в т.ч. данные о гидротехнических сооружениях и природных условиях, меры по обеспечению безопасности, сведения о финансовом обеспечении ущербов, сведения о собственнике и эксплуатирующей организации;

-анализ и оценку безопасности гидротехнических сооружений;

-сведения об обеспечении готовности к локализации и ликвидации аварийных ситуаций;

-порядок информирования общественности о возможных или возникших аварийных ситуациях;

-заключение, включающее оценку уровня безопасности отдельных гидротехнических сооружений и их комплекса, а также перечень мероприятий по обеспечению безопасности.

Форма деклараций безопасности, дополнительные требования к ее содержанию, методика составления Декларации устанавливаются органом надзо-

ра [17].

Декларация безопасности утверждается органом надзора после проведения её государственной экспертизы.

5.2.2. Критерии безопасности

Критериями безопасности согласно Федеральному закону «О безопасности…» являются предельные значения показателей состояния гидротехнического сооружения, соответствующие допустимому уровню риска аварии и утвержденные органом надзора.

Критериальные значения показателей состояния при проектировании определяются [26] для двух уровней: предельно-допустимые (ПДЗ) и критические (КЗ). Этот принцип (двух уровней) регламентируется [22]; он исходит из метода предельных состояний. По методу предельных состояний расчеты гидротехнических сооружений необходимо производить по двум группам предельных состояний:

117

-по первой, соответствующей полной непригодности сооружений к эксплуатации;

-по второй, соответствующей непригодности к нормальной эксплуата-

ции.

ГОСТ Р 22.1.11-2002 также трактует два уровня критериальных показате-

лей:

К1 – предупреждающий уровень, при котором параметры соответствуют условиям нормальной эксплуатации; здесь рассматриваются устойчивость, механическая и фильтрационная прочность, а также пропускная способность водосбросов и водовыпусков;

К2 – предельный уровень показателей, при превышении которого эксплуатация гидротехнического сооружения в проектном режиме не допускается.

Оперативная оценка состояния гидротехнического сооружения производится путем сопоставления контролируемого показателя К с его критериальными значениями [5]:

-при К≤К1 гидротехническое сооружение находится в нормальном состо-

янии;

-при К1<К≤К2 его состояние является потенциально опасным;

-при К>К2 состояние сооружения считается предаварийным.

Состав показателей состояния гидротехнических сооружений, контролируемых при мониторинге, регламентирован ГОСТ Р 22.1.11-2002.

5.2.3. Анализ безопасности

Как отмечено выше, основными факторами, обуславливающими аварии, являются природные причины и деятельность человека.

Для анализа аварийности обычно используется дерево событий, систематизирующие эти факторы. На рис. 5.1. приведен пример дерева событий, характерных для гидротехнических сооружений гидроузлов на малых реках.

На основе дерева событий разрабатываются сценарии аварии, возможных на рассматриваемых сооружениях. Для каждого сценария определяются риски

118

(вероятности отказов) аварий экспертными и/или вероятностными методами. При этом в пределах одного сценария следует рассматривать несколько вариантов отказов и за расчетный риск принимать тот сценарий, при котором величина риска будет максимальной. Общий риск аварии гидротехнического сооружения, определяемый независимыми факторами дерева событий, будет равен сумме частных рисков отдельных сценариев.

Оценка безопасности гидротехнического сооружения проводится сравнением общего определенного (рассчитанного) риска с допустимым уровнем риска аварии, т.е. с уровнем, установленным нормативными документами [24].

Для напорных гидротехнических сооружений расчетные значения вероятностей возникновения аварий не должны превышать значений, приведенных в табл. 5.3 [22].

Таблица 5.3 Допускаемые значения уровня риска аварий на напорных гидротехниче-

ских сооружениях

120

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.ВСН 33-3.02.01-84. Типовая инструкция по эксплуатации водохранилищ для нужд орошения, емкостью до 10 млн.м3.

2.ГОСТ 17.1.1.02-77. Охрана природы. Гидросфера. Классификация водных объектов.

3.ГОСТ 19179-73. Гидрология суши. Термины и определения

4.ГОСТ Р 22.1.02-95. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование. Термины и определения.

5.ГОСТ Р 22.1.11-2002. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг состояния водоподпорных гидротехнических сооружений (плотин)

ипрогнозирование возможных последствий гидродинамических аварий на них. Общие требования.

6.Доманицкий А.П., Дубровина Р.Г., Исаева А.И. Реки и озера Советского Союза (справочные данные). – Л.: Гидрометеоиздат, 1971.

7.Кавешников Н.Т. Эксплуатация и ремонт гидротехнических сооружений. - М.: ВО Агропромиздат, 1989. - 272 с.

8.Калустян Э.С. Уроки аварий Киселевской и Тирлянской плотин //

Гидротехн. стр-во, 1997, №4. – С. 48-50.

9.Малик Л.К., Коронкевич Н.И., Барабанова Е.А. Повреждения гидроузлов и их последствия // Водн. ресурсы, 2001, том 28, №2.

10.Методические указания по проектированию водоохранных зон водных объектов и их прибрежных защитных полос. – Утв. МПР РФ от 21.08.98 г.

№198.

11. Постановление правительства Российской Федерации «Об утверждении Положения о декларировании безопасности гидротехнических соору-

жений» от 06.11.1998 № 1303.

12. Постановление правительства Российской Федерации «О классификации гидротехнических сооружений» от 02.11.2013 № 986.