Мониторинг водохозяйственных систем и гидротехнических сооружений

Мониторинг состояния гидротехнических сооружений – это система наблюдений, оценки и прогноза чрезвычайных ситуаций, вызванных гидродинамическими авариями (ГОСТ 22.1.01, ГОСТ 22.1.02, ГОСТ 22.1.11-2002). Данный вид мониторинга осуществляет собственник ГТС или эксплуатирующая организация, с целью обеспечения безопасной эксплуатации гидротехнических сооружений, безопасности населения и прилегающих территорий. Мониторинг ГТС включает (рис. 11.6):

Ø регулярные взаимоувязанные контрольные наблюдения за состоянием ГТС, их оснований, береговых сопряжений в нижнем и верхнем бьефах (осуществляется с помощью автоматизированных систем контроля (АСК), которые обязательны для сооружений 1…3 классов);

Ø сбор, накопление и хранение данных наблюдений;

Ø создание и ведение базы данных наблюдений;

Ø сопоставление измеренных значений диагностических показателей состояния ГТС с их критериальными значениями;

Ø оперативную оценку состояния ГТС, их оснований и береговых сопряжений;

Ø информирование органов, заинтересованных в безаварийной работе ГТС.

Проведение наблюдений Сбор Сопоставление измеренных

за состоянием: данных значений с допустимыми

Информирование органов

власти и населения Прогноз аварий Оценка состояния

Рис.11.6 Схема проведения мониторинга гидротехнических сооружений.

Список основных контролируемых показателей состояния гидротехнических сооружений и грунтовых массивов включает:

Ø вертикальные и горизонтальные перемещения сооружений (D) и их оснований (с помощью нивелирования, проведение светодальномерных наблюдений);

а

б Нивелир Теодолит

D=а-б D=а-б

б а

Репер Репер

Рис.11.7 Определение вертикального и горизонтального перемещения сооружения с помощью геодезических инструментов и постоянных реперных точек.

Ø напряжения в сооружениях и их основаниях (дистанционные измерения, с помощью датчиков, закладываемых в тело сооружения и основание);

Ø состояние швов (дистанционные и прямые измерения);

Ø появление трещин (визуальный осмотр и прямые измерения);

Ø фильтрационные расходы (дистанционные измерения расхода или прямые измерения отметки уровня воды на мерном водосливе);

Ø положение депрессионной кривой (дистанционные измерения пьезометрических уровней или прямые измерения отметок пьезометрических уровней по смотровым скважинам);

Рис.11.8 Контроль положения кривой депрессии в теле плотины

с помощью смотровых скважин.

Ø пьезометрические напоры в теле сооружения, основании и береговых примыканиях (прямые или дистанционные измерения пьезометрических

Рис.11.9 Измерение фильтрационного расхода в приплотинном дренажном канале с помощью мерного прямоугольного водослива с узким порогом.

Ø размыв русла в нижнем бьефе (прямые измерения воронки размыва с помощью эхолота или водолазов);

ВБ

Водосливная Воронка размыва

плотина

Рис. 11.10 Размыв берега /www.tgm.ru/ и воронка размыва в нижнем бьефе гидроузла.

Ø отложение наносов в водохранилище перед ГТС (прямые измерения слоя наносов с помощью эхолота или водолазов);

Ø оползневые смещения (визуальные наблюдения, прямые измерения).

Прогнозирование развития, масштабов возможных последствий аварий на ГТС включает следующие расчеты:

Ø степень разрушения ГТС (ширина прорана, изменение уровня воды в верхнем бьефе);

Ø параметры волны прорыва (глубина воды в нижнем бьефе гидроузла, скорость распространения волны, время добегания волны до объекта воздействия);

Ø последствий аварий для населения и территории в зоне затопления (продолжительность затопления, температура воды, площадь затопления, величина ущерба).