Безопасность водохранилищ РБ

По итогам инвентаризации гидротехнических сооружений (ГТС) установлено, что в РБ 14% водохранилищ находятся в аварийном состоянии, 43% требуют капитального и 41% - текущего ремонта /16/. На начало 2001 г. (данные Бельского БВУ) в РБ эксплуатируются 62 потенциально опасных водохранилища, при этом большинство из них (80%) являются малыми водохранилищами с объемом до 1 млн м³. У большинства существующих ГТС износ основных узлов приближается к 50%.

По законам РФ «О безопасности гидротехнических сооружений» и «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций (ЧС) природного и техногенного характера» вопросы безопасности ГТС решаются на государственном уровне. По закону безопасность ГТС должна подтверждаться документом - декларацией безопасности ГТС, в котором обосновывается безопасность гидротехнического сооружения с учетом его класса.

Безопасность ГТС является комплексным показателем, который имеет две составляющие: техническая надежность сооружений и экологическая устойчивость водохранилища.

Одним из основных требований к обеспечению безопасности ГТС являет-ся обеспечение допустимого уровня риска аварии. Определение уровня риска аварий ГТС - водохранилищ Южного Урала РБ проводилось в 2002-2004 гг.

Процессы, приводящие к существенным изменениям состояния и свойств грунтов в основаниях и в различных элементах плотин, а также снижающие безопасность гидротехнических сооружений, подразделяются на две группы:

- естественные (природные) процессы, проявляющиеся в экстремальных ситуациях (например, при паводках, вероятность прохождения которых меньше расчетной; при карстово-суффозионных процессах с интенсивностью, которая ранее не отмечалась в данном районе);

- процессы техногенного происхождения, возникающие вследствие отклонений в проектной документации, при строительстве и эксплуатации. Они действуют на плотину, вызывают: дополнительные силовые и химические воздействия воды на тело и основание плотины; изменение прочностных и деформационных характеристик грунтов тела и основания плотины; дополнительные фильтрационные давления и расходы воды в теле и противодавление в основание плотины; недопустимые деформации и осадки конструктивных элементов плотины.

Негативные проявления инженерно-геологических процессов зависят от состава, состояния, свойств грунтов, их местоположения (основание, примыкания, тело сооружения и др.). (Например, ливни, вызывающие переувлажнение грунтов в примыканиях к бортам долин, могут спровоцировать оползни и активизацию суффозионных процессов; на откосах грунтовых плотин возможны оползни и эрозионные промоины; в теле плотины могут интенсифицироваться осадки. При температуре воздуха выше прогнозируемой в примыканиях и на откосах сооружения в немерзлых глинистых грунтах нередко образуется сеть трещин усыхания с увеличением потерь на фильтрацию или с формированием осыпей. Процессы промерзания или оттаивания приводят к развитию недопустимых деформаций тела плотины, в том числе и фильтрационных).

Воздействие низких температур воздуха (промерзание грунтов) формируют криогенные водоупоры, растет противодавление, в скальных, полускальных и несвязных грунтах возможно наледообразование. Для глинистых грунтов, слагающих примыкания и противофильтрационные элементы, характерно морозное пучение. При последующем оттаивании промерзших зон грунтов появляются осадки в примыканиях, а на откосах плотины - оползни, обвалы, сплывы в нескальных грунтах и солифлюкция (медленное передвижение почв и рыхлых грунтов под влиянием попеременного протаивания - промерзания и силы тяжести) в глинистых разностях (особенно при многократном промерзании).

Обследование бетонных элементов гидроузлов РБ показало наличие повреждений и разрушений концевой части водосбросов и дна водопроводящего тракта. В связи с тяжелыми условиями работы водосбросных сооружений и из-за недостаточного крепления концевой части происходит разрушение флютбета водосброса, особенно со стороны нижнего бьефа. Причиной является техническое несовершенство конструкции водосбросов и нарушение правил их содержания и эксплуатации.

Общая безопасность водохранилищ неразрывно связана с экологической безопасностью искусственных водоемов. Нарушение экологической безопасности приводит к ухудшению качества воды, цветению и эвтрофикации водоемов.

Качество воды водохранилищ определяется естественной минерали-зацией аккумулируемой воды и влиянием антропогенной нагрузки. Последняя рассматривается в основном по биогенным ингредиентам (азоту и фосфору).

Анализ химического состава воды водохранилища на р. Нурлинка (объем 10,5 млн м³) в результате 10 лет его эксплуатации показывает, что вода речки и водоема близка по составу. За счет накопления талых вод происходит снижение минерализации воды в водохранилище (0,3-0,4 г/л) относительно речной (0,7 г/л). В зимнее время наблюдается некоторое повышение минерализации воды в водохранилище.

Основными поставщиками биогенных элементов в водохранилище являются смывы с сельскохозяйственных полей (удобрения), животноводческие, коммунально-бытовые и иногда промышленные стоки. Основная часть биогенных элементов (около 85%) накапливается в донных наносах, при стабильных гидрологических режимах они не оказывают существенного влияния на качество воды водохранилища.