Гидротехнические сооружения служащие для пропуска излишков воды. Гидротехнические сооружения в россии

Вода – это источник жизни. Но несмотря на то что испокон веков поселенцы селились возле рек и озер, они не переставали опасаться силы потока. Наводнения, половодья, изменения русла и другие природные напасти могут за один раз изменить всю привычную жизнь. Чтобы «одомашнить» воду необходимо строить плотины и другие заградительные конструкции. В этой статье мы расскажем про гидротехнические сооружения – что это такое и что относится к таким объектам.

Для чего устанавливают гидросооружения

Ответить на этот вопрос поможет СП 58.13330.2012 и СНиП 33-01-2003 – это основные документы, которые регламентируют все проектные и строительные работы. В разделе «Термины» свода правил есть указание на то, что такое водные конструкции. Они могут принадлежать к разным группам, в зависимости от чего будут помогать исполнять одну из следующих целей:

• Охрана водных ресурсов от негативного воздействия людей и их жизнедеятельности.
• Предотвращение влияния загрязненных вод на окружающую среду.
• Защита от разрушений берегов.
• Хранение жидких отходов после производства или сельского хозяйства.
• Для причаливания судов и купания населения.
• Сообщение с производством – подача воды из водоема и сброс использованной жидкости.

Таких целей множество. Фактически любое сооружение, которое находится частично или полностью на водном ресурсе естественного или искусственного заглубления, считается гидросооружением. Чаще всего, когда используется, например, речная вода на производстве, то комплексы мер и задач не сходятся на одной, производственной. Также обязательными являются охранительные функции гидротехники, которые компенсируют вред, нанесенный водоему.

Из-за обилия конструкций, которые можно отнести к этой категории, трудно дать четкую классификацию всех построек. Мы выделим основные черты, а затем приведем примеры проектов гидротехнических сооружений.

Проектирование построек невозможно без качественного софта. Компания «ЗВСОФТ» предлагает многофункциональный САПР . Его возможности также можно расширить, если установить модули – и . Эти программные продукты позволяют автоматизировать процесс создания проекта и сопутствующей документации.

Временная и постоянная гидротехника

Среди тех гидросооружений, которые работают круглосуточно, выделяют основные и второстепенные объекты. К первым относятся все конструкции, поломка которых повлечет за собой сбой работы крупных предприятий. Это может быть привязка водопровода, оросительной системы, перекрытие судоходной реки без такого рода дамб, и прочее.

Второй сорт построек обычно не влияет на производство или иной процесс, а только его регулируют. Однако из-за поломки не произойдет полной остановки работы.

Кроме перечисленных, есть временные гидроузлы. Это техника, которая устанавливается на определенный период, например, на время проведения ремонтных работ на основном гидросооружении.

Разновидности гидротехнических сооружений в зависимости от взаимодействия с водным ресурсом

Большинство конструкций представляет собой преграду, которая делает уровень между двумя водными потоками различным. Перепад обеспечивает силу напора, а участок между двумя дамбами может использоваться как водохранилище. Рассмотрим классификацию по признаку обращения с рекой.

Водоподпорные

Такие заграждения выстраиваются наперекор руслу. Они предназначены для того, чтобы перегородить течение, за счет чего добиться искусственного перепада уровней. Это несоответствие объему воды и нормальному течению приводит к появлению напора. Таким механизмом пользуются станции, которые используют гидротехническое сооружение как объект энергетики. Сила воды в напоре преобразуется в энергию.

Еще одна функция водоподпорной конструкции – создавать искусственные затоны, водохранилища. Нижним и верхним бьефом называются две точки с максимальной разницей в уровнях. Такие постройки обеспечивают контроль за климатическими изменениями, которые могут нарушить инфраструктуру целого города, если произойдет затопление. Поэтому такие дамбы считаются самыми опасными в случае неправильного проектирования или строительства, дальнейшего обслуживания.

Они же являются самыми необходимыми. Такая искусственная преграда дает возможность строить дома вдоль русла реки, не опасаясь наводнений и прочих напастей.

Водозаборные

Из названия уже понятно, что функция таких конструкций – руководить потоком. Не только забирать кубометры воды, но и перемещать их по определенным территориям, запуская в шлюзы и отводя от определенного русла. Такая система используется в судоходстве, когда нужно поставить на мель или, напротив, вывести из порта загруженное судно.

Небольшие водозаборы регулируют и выводят излишки жидкости из водохранилищ и других искусственных водных систем. Это небольшие клапаны, которые имеют отверстия в ниже располагающиеся стоки.

Кроме того, основное назначение водозаборных гидросооружений – поставлять необходимые объемы прохладной речной влаги на заводы и крупные предприятия. Кубометры необходимы для охлаждения, фильтрации или иных функций. Ряд производств производит вторичную фильтрацию и выводит жидкость обратно в водоканал. Для иных целей требуется только расход, например, для орошения. Полив крупных сельскохозяйственных угодий требует больших запасов воды. Вместе с тем осуществляется еще одна функция – очистка от льдов, мусора и иных примесей. На таких заборных пунктах устанавливается более крупная или мелкая фильтрация, которая убирает ненужные элементы.

Водозабор может осуществляться:

• с поверхности реки или озера – это легко в проектировании гидросооружения, но часто бывает неэффективно из-за поверхностных загрязнений, которые требуют более тщательной очистки;
• с глубины – уровень забора проходит значительно ниже поверхности, это труднее в строительстве, но это снимает необходимость строить защиту от наледи, а также гарантирует, что подача влаги будет осуществляться даже в засушливые периоды, когда уровень воды сильно падает;
• со дна – это самый устойчивый и монументальный вариант, который долго прослужит, но его особенность в мощности конструкции (сопротивление давлению водной массы) и глубокой фильтрации от ила; а также становится более затруднительным проводить ремонтные работы и техническое обслуживание.

Крупные предприятия чаще всего делают разноуровневый водозабор. Так трубы с насосами устанавливаются на разных расстояниях, что дает постоянный напор.

По способу забора также есть различные конфигурации систем:

• Береговые. Они монтируются на крутом, обрывистом берегу с выносом передней стенки на землю. Крупные, массивные железобетонные полукольца делают обрыв пригодным для эксплуатации. Из бетонной стены выходят на определенном уровне трубы, которые предназначены для откачки жидкости.
• Русловые. Это также системы, которые находятся на берегу реки, но в отличие от предыдущих они менее монументальные и затратные, не требуют таких крупных сооружений. Они располагаются на пологих берегах, а оголовок выносится в русло.
• Плавучие. Такие островки находятся на баржах. На них вмонтированы насосы, они качают воду с поверхности и отправляют ее по трубопроводу на берег.
• Ковшовые. В такой конструкции есть ковш, то есть крупный резервуар на большое количество литров, который опускается и поднимается. При этом переливается влага.

Все их можно совмещать с насосным оборудованием, подводить к ним водопроводы.

Регуляционные или выправительные конструкции

Их предназначают для искусственного вмешательства в направление течения реки, то есть они меняют русло. Строения называют струенаправляющими. Они возводятся в несколько этапов – регулируются берега, ширина реки, затем, при необходимости, глубина. Этого можно достичь путем выстилания дна на определенном участке. Ограничители и струенаправители формируют поток и его скорость в уже подготовленных рамках. Так поддерживается оптимальный уровень фарватера, водоем не выходит из своего места, а ближайшее производство может воспользоваться водным ресурсом.

Для строительства водозаборных конструкций или дамб, которые обеспечивают направленный поток высокой мощности, иногда требуется правильно подвести русло. Для этого по предыдущей схеме обустраиваются берега и дно.

По мощности различают регуляционные конструкции двух типов:

• постоянные – многоярусные установки по полному выправлению русла, кривизны и скорости потока;
• временные – более легкие устройства, которые скорее помогают реке найти более оптимальный изгиб, чем меняют ее.

Первые состоят из крупных дамб, плотин, запруд, валов. В случае необходимости могут также подключить насосную станцию. Такой комплексный подход практически полностью дает взять контроль над стихией в человеческие руки.

Вторые же – это легкие насыпи, укрепления берегов. Такие меры скорее предохраняют от неправильного течения, немного изменяют направление.

Оросительные системы

Среди водозаборных отдельно стоят конструкции ирригационные. Расчет гидротехнического сооружения по орошению определенных участков делается еще на период решения о расположении водоема, так как для этих целей часто искусственно выкапываются пруды, а также делаются запруды из русла ближайшей реки. Если гидросооружение располагается на естественном водном ресурсе, то различают два типа:

• бесплотинные – когда для отвода воды выбирается оптимальный изгиб, чтобы течение не мутило жидкость;
• плотинные – строится специальная дамба, которая направляет русло и перекрывает его, образуя напор.

Водопропускные системы

Это конструкции, которые освобождают замкнутые водохранилища от излишков дождевых осадков. Когда их становится слишком много, то жидкость перетекает через гребень линейного сооружения. При достижении более обширного спектра целей могут быть налажены автоматизированные процессы – открытие и закрытие клапана водосброса.

ГТС специального назначения

Среди них:

• рыболовные;
• гидроэнергетические;
• судоходные;
• мелиоративные;
• отстойники для жидких отходов.

Общие нормы и основные положения проектирования и строительства гидротехнических сооружений (ГТС)

Все требования представлены в документах:

• СП 58.13330.2012;
• СНиП 33-01-2003.

Они обеспечивают безопасность и техническое регулирование построек. Основаниями являются законопроекты N 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений», N 184-ФЗ «О техническом регулировании» и N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений». Также ссылки осуществляются на правила и ГОСТы по строительству:

• СП 14.13330.2011 «Строительство в сейсмических районах»;
• СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»;
• СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы»;
• СНиП 2.06.07-87 «Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения»;
• СНиП 2.06.15-85 «Инженерная защита территорий от затопления и подтопления»;
• ГОСТ 19185-73 «Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения»;
• ГОСТ 26775-97 «Габариты подмостовые судоходных пролетов мостов на внутренних водных путях» и другие.

Основные положения проектирования ГТС

При составлении проекта нужно учитывать:

• схему градостроительства и инженерной застройки;
• технические показатели сооружения в зависимости от назначения;
• результаты проектных изысканий: геологических, экологических, сейсмических, гидрологических, метеорологических и других;
• возможность проведения тех или иных методов работ, строительства в определенных условиях;
• влияние на окружающую среду и население, уровень загрязнения вод и прочее;
• интенсивность эксплуатации;
• материалы для строительства – железобетон, трубы и пр.;
• необходимость использования насосного оборудования, а значит, подведение электричества.

Так как количество разновидностей ГТС очень большое, то нельзя выделить типовой проект и привести условия его разработки. Все проектные решения будут применяться в зависимости от задач, целей и назначения.

– помогает в прокладке трубопровода, позволяет учитывать на чертеже все пересечения, колодцы и сечения труб.

Проектируйте легче и быстрее вместе с многофункциональными программами от «ЗВСОФТ».

Рис. 5.1. Размещение водоподпорных гидротехнических сооружений по территории Российской Федерации

Состав водохозяйственного комплекса России

В составе водохозяйственного комплекса Российской Федерации находится свыше 65 тысяч гидротехнических сооружений (ГТС), значительную часть которых составляют водонапорные сооружения малых и средних водохранилищ и 37 крупных водохозяйственных систем, используемых для межбассейнового перераспределения стока рек из районов с избытком речного стока в районы с их дефицитом. Суммарная протяженность каналов переброски более 3 тыс. км, объем перебрасываемого стока около 17 млрд. куб. м.

Для регулирования речного стока построено около 30 тысяч водохранилищ и прудов общей вместимостью более 800 млрд. куб. м, в том числе 2290 водохранилищ с объемом свыше 1 млн. куб. м каждое, из них 110 – крупнейших с объемом свыше 100 млн. куб. м каждое. Для защиты поселений, объектов экономики и сельскохозяйственных угодий построено свыше 10 тыс. км защитных водооградительных дамб и валов.

Распределение наиболее значимых ГТС (комплексов) по федеральным округам и субъектам федерации представлено в табл. 5.1 .

Таблица 5.1

Перечень гидротехнических сооружений, в т.ч. бесхозяйных, по субъектам
Российской Федерации

Все гидротехнические сооружения и системы различаются по назначению, ведомственной принадлежности, формам собственности и техническому состоянию.

В государственной собственности находится немногим более 3% водохранилищ емкостью менее 1 млн. куб. м, около 8% водохранилищ объемом более 1 млн. куб. м и свыше 25% накопителей жидких отходов.

Наибольшую потенциальную опасность представляют плотины гидроэлектростанций с напорами от 20 до 250 м, большая часть которых введена в эксплуатацию свыше 35 лет назад. Абсолютное большинство водоподпорных ГТС представлены плотинами малых и средних водохранилищ, многие из которых эксплуатируются без реконструкции и ремонта и являются объектами повышенной опасности.

Размещение водоподпорных гидротехнических сооружений по территории Российской Федерации приведено на рис. 5.1.

Распределение различного вида гидротехнических сооружений приведено на рис. 5.2.

В ведении Минсельхоза России в состав мелиоративно-водохозяйственного комплекса федеральной собственности входит более 60 тысяч различных гидротехнических сооружений, в том числе – 232 водохранилища,2,2 тысячи - регулирующих гидроузлов, 1,8 тысячи – подающих и откачивающих воду стационарных насосных станций, более 50 тыс. км – водопроводящих и сбросных каналов, 5,3 тыс. км – трубопроводов, 3,3 тыс. км – защитных валов и дамб, объекты производственных баз с общей балансовой стоимостью 87,0 млрд. рублей.

Наибольшего внимания требует осуществление мер по предупреждению аварий сооружений на водохранилищах, из которых 44 являются крупными (емкостью более 10 млн. м) и 155 средними (от 1 до 10 млн. м).

Значительная часть этих сооружений была построена в 60–70 годы минувшего столетия. Так, до 1970 г. было построено 24 гидросооружения, образующих крупные водохранилища (54% от наличия), с 1970 по 1980 г. – 7, и после 1980 г. – 13 гидросооружений.

Из 155 гидросооружений, образующих средние водохранилища, до 1970 г. введено в эксплуатацию 14 сооружений, с 1970 по 1980 г. – 45, с 1981 по 1990 г. – 93, и после 1990 г. – 3 сооружения.

Рис. 5.2. Распределение ГТС по видам в Российской Федерации, в % к итогу

В ведении Минсельхоза России находится немало гидротехнических сооружений, не относящихся к мелиоративному комплексу.

Из. 232 гидротехнических сооружений, подлежащих декларированию, к первому классу капитальности относится 1, ко второму – 18, к третьему – 44, к четвертому – 169 ГТС.

Водохозяйственные системы, находящиеся в ведении Минсельхоза России, служат для решения следующих основных задач:

1) регулирование водно-воздушного и теплового режимов в корнеобитаемом слое почв для получения высоких и качественных урожаев сельскохозяйственных культур;

2) осуществление обводнения территорий;

З) обеспечение подачи воды для водоснабжения сельского населения и производственных нужд;

4) защита населения, объектов экономики, а также земель сельскохозяйственного назначения от вредного воздействия вод;

5) межрегиональное распределение водных ресурсов в южных регионах страны. Особое значение имеют находящиеся в ведении Минсельхоза России

гидротехнические сооружения комплексного назначения, предназначенные для защиты от затопления и подтопления населенных пунктов, объектов экономики, рыборазведения, выработки электроэнергии. Среди них зона инженерной защиты Костромской низины в Некрасовском районе Ярославской области, инженерная защита Озеро-Руткинской сельхознизины в Республике Марий Эл, защитные сооружения на реках Неман и Матросовка в Калининградской области, берегоукрепительные, регулирующие и защитные сооружения на горных реках в Республике Северная Осетия-Алания и в Карачаево-Черкесской Республике, на р.Кума в Ставропольском крае, государственные водные тракты зоны Западно-подстепных ильменей в Астраханской области.

В Северо-Кавказском регионе функционирует находящийся в ведении Минсельхоза России комплекс гидросооружений на реках Кубань, Терек, Кума, Баксан. В состав комплекса входит первая очередь Большого Ставропольского канала, Терско-Кумский канал, КумоМанычский канал, система магистральных каналов межреспубликанского водораспределения.

Большой Ставропольский канал с пропускной способностью 180 куб. м воды в секунду обеспечивает подачу воды на орошаемые земли Карачаево-Черкесской Республики и Ставропольского края на площади более 100 тыс.гектаров. на обводнение

2,6 млн.гектаров засушливых территорий, на водоснабжение городов Усть-Джегута, Черкесск, а также городов-курортов Кавказских Минеральных вод, Невинномысского промышленно-энергетического комплекса, Буденовского завода пластмасс и пяти районов Ставропольского края. На водотоке канала действуют четыре гидроэлектростанции с выработкой 1,2 млрд.квт.часов электроэнергии в год.

По Терско-Кумскому магистральному каналу пропускной способностью 100 куб.м в секунду подается вода из р.Терек на орошение земель а республиках Северная Осетия, Ингушетия, Ставропольском крае на площади 86 тыс.гектаров и обводненние 580 тыс.га засушливых территорий. Кроме того, обеспечивается выработка 2,6 млн.кВт.часов в год электроэнергии гидростанцией, построенной на Павлодольской плотине.

По Кумо-Манычскому магистральному каналу пропускной способностью 60 куб.м в секунду осуществляется подача воды из реки Кумы на орошение 58 тыс.гектаров орошаемых земель в Ставропольском крае и Республике Калмыкия, а также переброска водных ресурсов из бассейна р.Терек в Чограйское водохранилище для обеспечения устойчивого водоснабжения г.Элиста и обводнения земель.

Через систему межреспубликанских магистральных каналов из рек Баксан, Малка, Терек производится подача воды на нужды орошения и обводнения на территории Кабардино-Балкарской Республики, Ставропольского края, Чеченской Республики и Республики Северная Осетия-Алания.

Тиховский гидроузел в Краснодарском крае (расчетный расход 1300 мЗ/ сек) обеспечивает самотечный водозабор на Петровско-Анастасиевскую рисовую оросительную систему площадью более 40,0 тыс.га, а также автономное шлюзование судов и пропуск рыбы в реки Кубань и Протока.

Межрегиональное водораспределение водных ресурсов также обеспечивается через водные тракты Сарпинской оросительно-обводнительной системы Волгоградской области, Верхнее-Сальской оросительно-обводнительной системы Ростовской области, Родниковской и Лево-Егорлыкской оросительных систем Ставропольского края.

По водным трактам Палласовской оросительной системы Волгоградской области вода подается в Республику Казахстан.

Значительная часть гидротехнических сооружений, находящихся в оперативном управлении Минсельхоза России была построена в 60-70 годы минувшего столетия.

По данным проведенной инвентаризации водохозяйственных объектов в АПК в настоящее время подлежат реконструкции и восстановлению сооружения 72 водохранилищ, 240 регулирующих гидроузлов и 1,2 тыс.км защитных дамб и валов, имеющих износ основных фондов более 50 процентов.

На их реконструкцию требуется около 48 млрд.рублей, в том числе в Южном федеральном округе - 25 млрд.рублей.

По федеральной целевой программе (ФЦП) «Сохранение и восстановление плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения и агроландшафтов как национального достояния России на 2006-2010 годы и на период до 2012 года» выполнено работ капиатального характера, в т.ч. по реконструкции гидротехнических сооружений на сумму: 2006 г. - 3,1 млрд. рублей, 2007 г. - 3,5 млрд. руб., 2008 г. - 5,1 млрд. руб., 2009 г. - 4,9 млрд. рублей.

А для проведения в необходимых объемах работ на требуемых реконструкции гидротехнических сооружениях дефицит финансовых средств составляет около 36 млрд. рублей.

В целях обеспечения безопасности эксплуатации гидротехнических сооружений их реконструкцию необходимо осуществить в ближайшие 10 лет, что потребует выделение ежегодно на эти цели финансовых средств в сумме 4 млрд.рублей при уровне фактического финансирования 1,5 - 2 млрд.рублей.

Важнейшим фактором сохранения (повышения надежности гидротехнических сооружений в процессе эксплуатации) является проведение в требуемых объемах профилактических мероприятий. Ежегодная потребность затрат на текущие ремонты сооружений составляет около 2 млрд.рублей при фактическом выделении бюджетных средств на эти цели около 0,8 млрд.рублей.

В связи с продолжительной эксплуатацией и недостаточными объемами проводимых ремонтно-восстановительных работ происходит разрушение основных конструкций сооружений, заиление водохранилищ, и создается высокая вероятность чрезвычайных ситуаций, особенно при прохождении весенних половодий и паводков.

В зонах риска только крупных водохранилищ (емкостью более 10 млн.куб.м), расположено около 370 населенных пунктов с численностью населения до 1 млн.человек, а также находятся многочисленные объекты экономики.

Непредсказуемые социально-экономические последствия могут повлечь аварийные ситуации и на других гидросооружениях. Так, аварии на сооружениях Большого Ставропольского канала приведут к прекращению хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения пяти районов Ставропольского края, городов УстьДжегута, Черкесск, городов-курортов Кавказских Минеральных вод, Невинномысского промышленно-энергетического комплекса, Буденовского завода пластмасс.

В ведении Минтранса России находятся судоходные гидротехнические сооружения (СГТС), расположенные на внутренних водных путях,в составе 113 гидроузлов, включающих в себя 313 гидросооружений, находящихся в федеральной собственности. Все СГТС эксплуатируются государственными бассейновыми управлениями водных путей и судоходства и ФГУП «Канал им.Москвы» Федерального агентства морского и речного транспорта (Росморречфлот). Структура основных судоходных ГТС приведены на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Структура судоходных ГТС, в % от общего количества

Судоходные ГТС, входящие в состав комплексных энергетических гидроузлов, отнесены к I классу сооружений, остальные к II – IV классам. 106 судоходных гидротехнических сооружений, включенных в отраслевой Регистр, отнесены к категории критически важных объектов, подлежащих круглосуточной охране.

В ведении Федерального агентства водных ресурсов Минприроды России находятся 138 гидротехнических сооружений федеральной собственности. По классу капитальности распределение ГТС следующее: первого класса2, второго класса – 18, третьего – 64, четвертого-49 и по пяти ГТС класс капитальности не определен.

Состояние ГТС по уровню безопасности распределяется следующим образом: в нормальном состоянии находятся 85 ГТС, в пониженном –47 , неудовлетворительном – 4, в опасном – 1.

В рамках выполнения задачи по обеспечению безопасности гидротехнических сооружений Росводресурсами было профинансировано выполнение работ на сумму 3,28 млрд. руб. Работы по реконструкции, капитальному и текущему ремонту завершены по 228 объектам, в т.ч. 73 - подведомственным Росводресурсами, 22 - сосбственности субъектов Российской Федерации, 113 - муниципальной собственности, 20 - бесхозяйных ГТС.

Надзор за безопасностью гидротехнических сооружений в России

В соответствии с действующим законодательством на собственников гидротехнических сооружений и эксплуатирующие организации возложены обязанности по обеспечению соблюдения норм и правил безопасности гидротехнических сооружений при их строительстве, вводе в эксплуатацию, эксплуатации, ремонте, реконструкции, консервации, выводе из эксплуатации и ликвидации, разработке и реализации мер по обеспечению технически исправного состояния гидротехнических сооружений и другие. Собственники гидротехнических сооружений и эксплуатирующие организации несут ответственность за безопасность гидротехнических сооружений.

Контроль и надзор за соблюдением собственниками гидротехнических сооружений и эксплуатирующими их организациями норм и правил безопасности ГТС в соответствии с действующими нормативными актами в 2009 г. осуществляют Ростехнадзор и Ространснадзор.

Ведение Российского регистра гидротехнических сооружений выполняется в соответствии с административным регламентом исполнения государственной функции по государственной регистрации гидротехнических сооружений, утвержденным Приказом Минприроды России и Минтранса России от 27 апреля 2009 г. N 117/66 Росводресурсами, Ростехнадзором и Ространснадзором.

Перечень ГТС, зарегистрированных в базе данных РРГТС содержит информацию непосредственно по комплексам ГТС, включенным в базу данных РРГТС: код регистрации комплекса ГТС; наименование комплекса; собственник сооружений; эксплуатирующая организация; орган надзора за безопасностью ГТС; наличие декларации безопасности ГТС, ее номер и срок действия; сведения о ГТС, входящих в комплекс, включая код отдельных ГТС (если такой существует), наименование ГТС, оценку уровня безопасности ГТС.

В 2009 году в базу данных были включены сведения по 48 гидротехническим сооружениям.

Сведения об уровне безопасности ГТС по субъектам Российской Федерации содержатся в базе данных автоматизированной информационной системы Российского регистра гидротехнических сооружений (АИС РРГТС), обобщенные данные по которым приводятся в приложении «Обобщенные данные РРГТС по субъектам ФО» .

По сведениям ФГУП «Центр Регистра и Кадастра» Росводресурсов обобщенные данные уровня безопасности ГТС по федеральным органам надзора представлены в табл. 5.2 .

Таблица 5.2

Обобщенные данные по органам надзора за безопасностью ГТС
(по данным Центра Регистра и Кадастра Росводресурсов)

Деятельность Ростехнадзора по надзору за безопасностью ГТС

Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору осуществляет надзор и контроль за соблюдением собственниками ГТС и эксплуатирующими организациями норм и правил безопасности ГТС предприятий промышленности и энергетики во всех федеральных округах Российской Федерации силами своих территориальных органов. Кроме того, в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 30 ноября 2009 г. №970 Ростехнадзору переданы функции надзора за безопасностью ГТС ранее выполняемые Росприроднадзором Минприроды России.

Сведения об уровне безопасности ГТС поднадзорным Ростехнадзору и внесенных в Российский регистр гидротехнических сооружений представлен в табл. 5.2 и в приложении «Обобщенные данные РРГТС по субъектам РФ» .

Государственный надзор и контроль за безопасностью ГТС осуществлялся 31 территориальным управлением Ростехнадзора в 83 субъектах Российской Федерации, в семи федеральных округах.

Общее количество поднадзорных Ростехнадзору комплексов ГТС промышленности, энергетики и водохозяйственного комплекса составляет 37 250, из них: 748 комплексов ГТС жидких промышленных отходов, в том числе: 336 комплексов ГТС хвостохранилищ и шламохранилищ в горнодобывающей промышленности; 274 комплекса ГТС хранилищ отходов предприятий химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленностях; 100 комплексов ГТС накопителей отходов металлургической промышленности; 38 комплексов ГТС хранилищ отходов прочих предприятий промышленности; 324 комплекса ГТС топливно-энергетического комплекса, в том числе: ГЭС -113, ГРЭС - 61, ТЭЦ - 138, ГАЭС - 3, АЭС - 9; 36 178 ГТС водохозяйственного комплекса, в том числе: в ведении Минсельхоза России - 281, в ведении Росводресурсов - 310 (рис. 5.4 ).

Рис. 5.4. Общее количество поднадзорных Ростехнадзору комплексов ГТС

В 2009 году инспекторским составом территориальных органов Ростехнадзора проведено 3917 мероприятий по осуществлению государственного контроля и надзора за соблюдением собственниками и эксплуатирующими организациями норм и правил безопасности ГТС в поднадзорных организациях, что в два раза больше, чем в 2008 году (1934).

В то же время, выявлены и предписаны к устранению 17 029 норм и правил безопасности ГТС, что в два раза больше, чем в 2008 году (8562).

Основными нарушениями являются:

отсутствие соответствующей рабочей документации - 3210 случаев (18,9 %);

наличие различных неисправностей, зашламование, снижение пропускной способности водосбросных и водоотводных сооружений - 1716 случаев (10,0 %);

отсутствие разработанных и утвержденных в установленном порядке критериев безопасности ГТС, деклараций безопасности, инструкций и проектов мониторинга безопасности - 3363 случая (19,7 %);

несоответствие проекту и нормативным документам квалификационного уровня службы эксплуатации - 1190 случаев (7,0 %);

отсутствие согласованного плана ликвидации возможных аварий - 1096 случаев (6,7 %);

отсутствие или несоответствие проекту мониторинга безопасности контрольно-измерительной аппаратуры и контрольно-измерительных приборов - 276 случаев (1,6 %).

По результатам проведенных обследований (проверок) ГТС привлечено к дисциплинарной и административной ответственности 663 должностных лица, что на 56 % больше, чем в 2008 году (425), общая сумма штрафов составила 3937 тыс. руб., что на 74 % больше, чем в 2008 году (2258), заслушано 152 руководителя организаций на коллегиях округов и совещаниях в инспекциях, проверено с участием инспекторов знаний требований правил и норм по безопасности гидротехнических сооружений у 765 работников, из них оказались неподготовленными 10 человек.

В территориальных управлениях Ростехнадзора осуществлялись постоянный контроль за подготовкой поднадзорных предприятий и организаций к пропуску весеннего паводка, а также за уровнем в водохранилищах и водоемах водохозяйственного назначения, за расходом воды через створы, а также изменениями уровней в верхнем и нижнем бьефе плотин электростанций, контроль за прохождением паводка на поднадзорных объектах эксплуатирующих ГТС.

При подготовке к пропуску паводка поднадзорным предприятиям и организациям также было рекомендовано руководствоваться анализом эффективности противопаводковых предупредительных мероприятий на контролируемых территориях за прошлых год и рекомендациями по снижению риска чрезвычайных ситуаций, связанных с весенним паводком 2009 года.

Деятельность Ространснадзора по контролю за судоходными гидротехническими сооружениями

В ведении Ространснадзора находится 313 ГТС в составе 115 комплексов. Надзор за судоходными гидротехническими сооружениями (СГТС)состоит из двух основных направлений:

Декларирование безопасности судоходных гидротехнических сооружений;

Проверки соблюдения требований безопасной эксплуатации.

Одним из основных направлений надзорной деятельности по СГТС является комплекс работ связанных с декларированием безопасности гидротехнических сооружений.

В этот комплекс работ входят: утверждение критериев безопасности, участие в работе комиссии по преддекларационному обследованию гидротехнических сооружений, утверждение деклараций безопасности и экспертных заключений, выдача разрешений на эксплуатацию судоходных гидротехнических сооружений, ведение отраслевого раздела Российского регистра гидротехнических сооружений.

На все судоходные гидротехнические сооружения имеются действующие декларации безопасности. В 2009 году проводилась работа по рассмотрению и утверждению деклараций безопасности, по которым срок действия предыдущих деклараций завершался.

За 2009 год рассмотрено и утверждено 34 декларации безопасности судоходных гидротехнических сооружений.

На начало 2009 года аварийных было 12 гидросооружений, предаварийных - 57 гидросооружений. На конец года – аварийных – 6, предаварийных – 53, ограничено работоспособных – 178, работоспособных – 74. В 2009 г. наметилась тенденция к снижению числа аварийных и предаварийных сооружений.

Анализ деклараций безопасности показывает, что помимо объективных причин снижения уровня безопасности, таких как длительный период недофинансирования ремонтных работ, имеются и субъективные причины. К таким причинам относятся:

а) сроки выполнения планируемых мероприятий, направленных на повышение надежности и безопасности, указанные в декларациях безопасности не соблюдаются. Выполнение работ в основном планируется на более поздние сроки;

б) при планировании и выполнении работ, направленных на повышение безопасности гидросооружений, отсутствует комплексный подход, состоящий в устранении всех дефектов, определяющих неудовлетворительный и опасный уровень безопасности гидротехнического сооружения; в результате этого выполнение значительного объема работ на гидротехническом сооружении не приводит к повышению его безопасности;

в) по ряду гидротехнических сооружений не происходит своевременного планирования и выполнения ремонтных работ по устранению имеющихся дефектов, в результате чего дефекты прогрессируют, и состояние и уровень безопасности гидросооружения ухудшается;

г) при планировании работ необоснованно затягивается выполнение работ, которые позволяют повысить безопасность гидротехнического сооружения и при этом не требуют больших финансовых затрат.

Проверки безопасной эксплуатации судоходных гидротехнических сооружений осуществляются инспекторами территориальных управлений морречнадзора. В ходе этих работ проверяется соблюдение эксплуатирующими организациями требований правил технической эксплуатации и инструкций по наблюдениям и исследованиям, осуществление эксплуатирующими организациями мониторинга технического состояния гидросооружений, соответствие гидротехнических сооружений декларациям безопасности. В

2009 году проведено 53 проверки судоходных гидротехнических сооружений, в результате которых выявлено 106 нарушений. Для устранения выявленных нарушений выданы предписания, включающие в себя 100 пунктов.

Произведены проверки всех гидроузлов, в которые входят аварийные и предаварийные гидротехнические сооружения. Всего проверено 181 гидротехническое сооружение, в том числе 70 при участии сотрудников Управления государственного морского и речного надзора. По остальным сооружениям проверки будут проведены в 2010 году. По результатам проверок совместно с Росморречфлотом составлен план необходимых ремонтных работ.

В 2009 году инспекторы территориальных управлений и Управления государственного морского и речного надзора приняли участие в работе 80 комиссий работавших на судоходных гидротехнических сооружениях.

Бесхозяйные гидротехнические сооружения

По состоянию на 2009 г. в ведении Ростехнадзора находится 37250 ГТС, из которых 5791 составляют бесхозяйные ГТС, т.е. ГТС, которые не имеют собственника или собственник которых неизвестен, либо ГТС, от права собственности на которые собственник отказался.

Бесхозяйные ГТС представляют собой преимущественно сельскохозяйственные пруды для мелиоративных и животноводческих комплексов, небольшие дамбы, эксплуатирующиеся для местных нужд и не являющиеся источниками потенциальной опасности. Указанные гидротехнические сооружения были построены ликвидированными или обанкротившимися сегодня сельскохозяйственными организациями для решения местных задач, как правило, без составления проектной – сметной документации. Такие ГТС не были поставлены на учет как недвижимое имущество, сведения о них не вносились в Российский регистр гидротехнических сооружений. В энергетике, промышленности, водном транспорте ГТС, не имеющих собственника, не выявлено.

Большинство бесхозяйных ГТС в соответствии со СНиП 33-01-2003 «Гидротехнические сооружения. Основные положения» относятся к IV классу (6144 ГТС – 99,6 %), 22 ГТС – к III классу, одно сооружение – II класса.

В ходе проведенной инвентаризации Ростехнадзором выявлено 366 потенциально опасных бесхозяйных ГТС, требующих принятия первоочередных мер по приведению их к нормальному уровню безопасности.

По уровню безопасности бесхозяйные ГТС характеризуются следующим образом: 39,4% – нормативный, 43,0% – пониженный, 12,2% – неудовлитворительный, 5,4% – опасный.

Органами государственной власти более чем 40 субъектов Российской Федерации созданы Межведомственные комиссии по вопросам безопасности гидротехнических сооружений, которые обеспечивают координацию действий органов государственной власти субъектов Российской Федерации, территориальных органов федеральных органов исполнительной власти и органов местного самоуправления по вопросам обеспечения безопасности гидротехнических сооружений, в том числе выявлению бесхозяйных гидротехнических сооружений, обеспечению их безопасности, решению вопросов закрепления таких сооружений в собственность.

Проблема бесхозяйных гидротехнических сооружений полностью решена на территории республик: Башкортостан, Татарстан, Ингушетия, Калмыкия, Коми, Чеченской и Кабардино-Балкарской Республик, Ханты-Мансийского автономного округа – Югры, Ямало-Ненецкого автономного округа, Хабаровского края, Липецкой и Мурманской областей.

В остальных субъектах Российской Федерации идет процесс постановки бесхозяйных ГТС на учет и обращения в муниципальную собственность. Из 10 бесхозяйных ГТС, расположенных в Республике Чувашия, 8 находятся в стадии оформления в установленном гражданскимзаконодательствомпорядкевмуниципальнуюсобственность. ВСвердловской области из 46 бесхозяйных ГТС оформлено в муниципальную собственность 31 ГТС. В Московской области в отношении 139 из 543 бесхозяйных ГТС завершается процесс передачи в муниципальную собственность.

Кроме того, за счет субсидий из федерального бюджета Росводресурсами в пределах бюджетных ассигнований осуществляется финансирование капитального ремонта бесхозяйных ГТС, требующих в приоритетном порядке приведения их к нормальному уровню безопасности. В 2009 г. были завершены работы на 20 бесхозяйных ГТС, на которые было израсходовано 111,1 млн. руб. средств федерального бюджета и 14,7 млн. руб. средств субъектов Федерации.

Каналы

Для межбассейнового перераспределения стока, судоходства, орошения и других целей используются искусственные русла-каналы. Крупнейшие из них представлены в табл. 5.3

Таблица 5.3

Крупнейшие судоходные каналы и магистральные каналы оросительных систем Российской Федерации

Беломорско-Балтийский канал соединяет Белое море с Онежским озером. Общая длина пути 227 км, из них искусственного – 37 км. Канал берет начало у пос. Повенец на Онежском озере и у г. Беломорска выходит в Белое море. Канал оборудован 19 шлюзами, 15 плотинами, 49 дамбами и 12 водоспусками. Беломорско-Балтийский канал, как и другие каналы Северо-Западного региона, эксплуатируется только в период летней навигации (115 дней).

В состав Беломорско-Балтийского водного пути входят Приладожские каналы, предназначенные для прохода судов в обход Ладожского озера с выходом в р. Свирь. Их общая протяженность составляет 169 км. Первый участок канала начинается у истока р. Невы вблизи г. Петрокрепость и соединяет Неву и Волхов возле г. Новая Ладога. Его протяженность составляет 111 км. Второй участок соединяет Волхов и Сясь и имеет протяженность 11 км (г. Новая Ладога – пос. Сясьские рядки). Третий участок канала находится между реками Сясь и Свирь, его длина 47 км (пос. Сясьские рядки – пос. Свирица).

Канал им. Москвы , соединяющий р. Москву с р. Волгой, имеет общую длину водного пути 128 км, из них 19,5 км проходит по водохранилищам. Канал берет начало на правом берегу р. Волги у г. Дубны – в 8 км выше устья р. Дубны. Здесь создано Иваньковское водохранилище. Трасса канала идет на юг к г. Москве, пересекая возвышенную КлинскоДмитровскую гряду. На трассе канала расположено 9 шлюзов. На волжском склоне – от Иваньковского водохранилища до водораздела (124 м над уровнем моря) – 5 ступеней, на московском склоне – 4 ступени. Кроме Иваньковского в систему входят Химкинское, Клязьминское, Пяловское, Учинское, Пестовское и Икшинское водохранилища. На трассе канала находятся 8 ГЭС и Иваньковская ТЭС. Канал решил проблему водоснабжения г. Москвы и обеспечил водный путь из Балтийского в Каспийское и Чёрное моря.

Волго-Каспийский канал . Общая длина канала составляет 210 км. Он начинается из протоки Бертюль, в 21 км ниже Астрахани, и заканчивается в глубоководной зоне Каспийского моря. Канал обеспечивает в межень судоходство через дельту Волги.

Первые 90 км канала проходят по естественному руслу западного рукава р. Волги – Бахтемиру, а далее он разработан до глубин для судового хода и ограничен от мелководий дельты искусственными песчаными грядами. Это вдольбереговые возвышения, достигающие высоты 1-2, иногда до 3 м над меженным уровнем, или искусственные острова. Ширина островов 150-200 м, длина от 1 до 10 км. Последние 64 км канала не имеют надводных берегов, его борта скрыты под водой на 1-3 м от поверхности.

Гидрологический режим канала определяется Волгоградской ГЭС и вододелителем в дельте Волги. Наибольшая годовая амплитуда уровня воды на р. Волге (г. Астрахань) составляет 4,45 м, а на Волго-Каспийском канале в 137 км ниже Астрахани – 1,14 м. В среднем амплитуда уровней на канале находится в пределах 0,5-0,7 м.

Волго-Донской судоходный канал соединяет Волгу и Дон в месте наибольшего их сближения. Длина водного пути составляет 101 км, из них 45 км – по водохранилищам. Канал берет начало у Сарептского затона Волги (южная часть Волгограда), идет по долине р. Сарпы, далее проходит по водоразделу Волги и Дона, выходит в долину р. Червленой. Трасса пути далее идет через Варваровское, Береславское, Карповское водохранилища и у г. Калач-на-Дону выходит в Дон, т.е. в Цимлянское водохранилище (у Цимлянской ГЭС).

На волжском склоне, на протяжении 20 км,расположено9однокамерныходнониточных шлюзов, обеспечивающих подъем на 88 м, на донском склоне – 4 таких же шлюза со спуском на 44 м. Канал питается донской водой, подаваемой тремя насосными станциями, часть воды используется на орошение. Габариты шлюзов допускают пропуск судов грузоподъемностью 5 тыс. т.

От Волги канал проходит по долине р. Сарпы, затем по Волго-Донскому водоразделу, используя долину рек Червленой и Карповки, выходит к Дону (залив Цимлянского водохранилища) 10 км ниже г. Калача. Продольный профиль его делится на три участка.

Первый – Волжский склон протяженностью 21 км, с девятью шлюзами, второй водораздельный бьеф (Варваровское водохранилище) протяженностью 26 км. Третий проходит по Донскому пологому склону, имеет протяженность 54 км, четыре шлюза и два водохранилища: Береславское и Карповское.

Каждый из 13 шлюзов является ступенькой канала высотой около 10 м. Девятый шлюз расположен на Волго-Донском водоразделе на высоте 88 м над уровнем Волги. На водораздельном участке шлюзов нет. Здесь в долине р. Червленой создано Варваровское водохранилище, занимающее площадь 26,7 км. Чаша его вмещает 124,8 млн. куб. м воды, которой питается весь волжский склон судоходного канала. Из этого водохранилища к югу прорыт канал длиной 42 км, и по нему вода поступает на поля орошения.

Девятый шлюз является первой ступенью «Донской лестницы». За ним находится Береславское водохранилище, которое имеет площадь 15,2 км и вмещает 52,5 млн. м воды. На берегах водоема расположены поля и овощные плантации. Самое большое водохранилище на трассе канала – Карповское, площадь его 42 км, объем воды 154,1 млн. м. За 13-м шлюзом канал выходит в Цимлянское водохранилище.

Большой Ставропольский канал – канал комплексного назначения, обеспечивающий водой четыре ГЭС и группу городов Кавказских Минеральных Вод. Канал забирает воду из р. Кубани в количестве до 180 м/с. Расчетная протяженность канала - 460 км, в настоящее время она составляет 159 км. Глубина наполнения ок. 5 м, ширина по дну 23 м.

Источником питания Терско-Кумского канала является р. Терек. Водозабор обустроен наносоперехватывающим сооружением производительностью до 300 тыс. м3 донных отложений в год (150 дней в течение года). Кроме Терека донором канала служит Терская система.

Расчетный расход канала составляет 100 м/с, протяженность 148,4 км. Канал сдан в эксплуатацию в 1960 г., предназначен для комплексного использования.

Невинномысский канал введен в эксплуатацию в 1948 г., имеет комплексное назначение. Канал забирает воду из р. Кубани, годовой водозабор обеспечивается также попусками из Большого Ставропольского канала. Максимальный расчетный расход составляет 75 м3/с, длина 49,2 км.

Для защиты поселений, объектов экономики и сельскохозяйственных угодий на территории Российской Федерации построено свыше 10 тыс. км защитных водооградительных дамб и валов.

В 2009 г. завершены работы по реконструкции и капитальному и текущему ремонту на 228 ГТС, из них 73 – подведомственных Росводресурсам, 22 – собственности субъектов РФ, 113 – муниципальной собственности, 20 – бесхозяйных.

Вероятный предотвращённый ущерб за счёт объектов, завершённых в 2009 г. составил 17,2 млрд. руб.

Для обеспечения безопасного пропуска паводков 2009 г.:

– проведено предпаводковое обследование паводкоопасных участков русел рек;

– на проблемных участках проведены ледокольные работы и работы по ослаблению прочности льда;

– сформированы бассейновые комплексные планы действий по предупреждению и снижению ущербов от наводнения;

– осуществлено оснащение организаций Росводресурсов техникой и механизмами, а также создание и пополнение аварийного запаса необходимых строительных и горючесмазочных материалов;

– организован информационный обмен с оперативными службами МЧС России, Росгидрометом, Росэнерго, Роспотребнадзором, Россельхознадзором, Росморречфлотом, Ростраснадзором, Росприроднадзором и другими.

Виды и классификация которых говорят о широком спектре их использования. Любые из этих конструкций возводятся на водных ресурсах - от рек и озер до морей или грунтовых вод - и необходимы в целях борьбы с разрушающей силой водной стихии. Каждая из систем имеет свои особенности возведения и эксплуатации.

Как классифицируются?

Под гидротехническими сооружениями понимаются системы, которые позволяют с пользой использовать или предотвратить вредное воздействие излишков воды на окружающую среду. Все современные водосбора, мелиорации) называются "гидротехнические сооружения". Виды и классификация их, в зависимости от особенностей монтажа и эксплуатации, следующие:

• морские, озерные, речные или на прудах;
• наземные или подземные;
• обслуживаемые сферой водного хозяйства;
• используемые различными отраслями.

Современные гидротехнические сооружения - это и плотины, и дамбы, и водосбросы, и водоприемники, и каналы. В общем, любые системы, которые устанавливаются на

Водоподпорные

Водоподпорные гидротехнические сооружения представляют собой конструкции, с помощью которых можно создать напор или обеспечить разность перед плотиной и за ней. Специалисты говорят, что водный режим в зоне подпора меняется в зависимости от природно-климатических условий региона. Водподпорные гидротехнические сооружения - это самые важные для создания плотин конструкции, так как на них приходится большая нагрузка из-за давления воды. Если вдруг водоподпорное сооружение даст сбой, напорный фронт воды будет трудно контролировать, и это может привести к печальным последствиям.

Водопроводящие

Водопроводящие конструкции состоят из водозаборов, водосбросов, водоспусков и каналов. Это гидротехнические сооружения, служащие для переброски воды в заданные пункты. Отдельного внимания заслуживают водозаборные системы, которые берут воду из водоема и поставляют ее на объекты гидроэнергетики, водоснабжения или ирригации. Их задача - обеспечение пропуска воды в водовод в установленном объеме, количестве и качестве соответственно графику водопотребления. В зависимости от места может быть:

• поверхностным: забор воды осуществляется на уровне свободной поверхности;
• глубинным: забор воды производится под уровнем свободной поверхности;
• донным: вода забирается с самого низкого участка водотока;
• ярусным: при таком сооружении забор осуществляется с нескольких уровней воды - это зависит от ее уровня в самом водоеме и от ее качества на разной глубине.

Чаще всего монтируются на реках водозаборные гидротехнические сооружения. Фото показывает, что такие конструкции могут быть высокими и низкими.

Водозаборы для разных водоемов

В зависимости от типа источника, водозаборы могут быть речными, озерными, морскими, водохранилищными. Среди речных конструкций самыми популярными являются береговые, плавучие, русловые, которые можно совмещать с насосными станциями или монтировать их по отдельности:

• Береговое сооружение необходимо устанавливать, если берег крутой. Такая конструкция - состоящие из бетона или железобетона с большим диаметром водозаборные гидротехнические сооружения. Фото показывает, что передняя стенка выходит на берег.
• Русловые системы ставятся на и отличаются оголовком, вынесенным в
• Плавучие конструкции представляют собой понтон или баржу с установленными на них насосами, посредством которых вода забирается из реки и подается по трубам на берег.
• Ковшовые водозаборные системы забирают воду из водоема расположенным на берегу ковшом.

Регуляционные

Регуляционные гидротехнические сооружения - это что? По-другому их называют выправительными конструкциями, так как они позволяют регулировать течение рек. Достичь этого можно с помощью строительства струенаправляющих и ограничивающих сооружений в самом русле и по берегам водоема. Благодаря таким системам происходит формирование речного потока так, чтобы он двигался с относительно невысокой скоростью и тем самым поддерживал фарватер с заранее установленными минимальными значениями ширины, глубины и кривизны. Пользуются популярностью эти гидротехнические сооружения, виды и классификация которых следующие:

• капитальные конструкции, входящие в состав генеральных систем для регулирования рек и направленные на длительное использование;
• легкие конструкции, которые иначе называются временными и используются в основном на реках малого и среднего объема.

Первые сооружения состоят из дамб, ограждающих валов, запруд и идеально справляются с подмывом и разрушающим действием воды. Легкие регуляционные сооружения - это завесы, плетни из хвороста, которые просто направляют или отклоняют поток устройства.

Ирригационные гидротехнические сооружения

Виды и классификация предполагают деление по наличию плотин - бесплотинные или плотинные. Первые системы предполагают создание искусственного канала, который отходит от реки под определенным углом и забирает часть расхода водотока. Чтобы наносы со дна не попадали в оросительный канал, такие сооружение располагаются на вогнутых участках берега. Если расходы воды значительные, тогда требуется возведение плотинных сооружений, которые, в свою очередь, могут быть поверхностными или глубинными.

Водопропускные

Водопропускные гидротехнические сооружения - это представляющие собой водосливы и водоспуски. Эти системы относятся к управляемым или автоматического действия. С помощью водосброса происходит сброс излишков воды из водохранилища, а водослив представляет собой систему, в которой вода переливается свободно через гребень водоподпорного сооружения. В зависимости от особенностей движения воды такие системы могут быть без напора или напорными.

Специального назначения

В числе гидросооружений специального назначения можно выделить: гидроэнергетические, конструкции орошения, осушения, системы мелиорации и сооружения водного транспорта. Рассмотрим эти конструкции подробнее:

• Гидроэнергетические сооружения бывают встроенными, русловыми, приплотинными или деривационными. Такие системы состоят из водоприемных сооружений, напорных трубопроводов, турбин с генераторами, отводящих трубопроводов и разного типа затворов. ГЭС нужны для преобразования энергии потока воды в электрическую.
• Водного транспорта: данные системы состоят из шлюзов, судоподъемников, портовых сооружений, которые монтируются на реках, каналах с различным уровнем воды в них.
• Мелиоративные: данные системы позволяют продумать мероприятия, направленные на коренное улучшение земель. В рамках мелиорации производится осушение и орошение территорий. С помощью осушительной системы отводятся излишки влаги, а оросительная система обеспечивает своевременное обводнение территории. Осушительные системы могут быть горизонтальными или вертикальными.
• Рыбопропускные: данные гидротехнические сооружения обеспечивают пропуск рыбы из нижнего уровня воды в верхний главным образом при ее нерестовой миграции. Такие системы бывают двух типов: первые предполагают самостоятельный проход рыбы через специальные рыбоходы, вторые - посредством специальных рыбоходных шлюзов и рыбоподъемников.
• Отстойники: они представляют собой специальные накопители, куда собираются отходы производства и промышленные стоки.

В некоторых случаях общие и специальные сооружения комбинируются, например система водосброса помещается в здание ГЭС. Подобные комплексные системы называются узлами гидротехнических сооружений.

Какая опасность?

Существует еще и деление гидротехнических сооружения по степени их опасности: они могут быть низкой, средней, высокой или чрезвычайно высокой степени опасности. Чаще всего основными факторами, влияющими на опасность ГТС, являются природные нагрузки и воздействия, несоответствие проектного решения нормативным требованиям, нарушение условий эксплуатации сооружений или последствия и ущерб вследствие аварии. Любые недочеты и непредсказуемые воздействия могут привести к разрушению конструкций, прорыву напорного фронта.

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня в нашем мире практически нет ничего невозможного: выстроить гигантский небоскреб - пожалуйста, опуститься на сотни метров под воду - не вопрос. Инженерная мысль и технический прогресс идут гигантскими шагами. Еще в середине прошлого века повернуть реки вспять было необыкновенным решением. Чего уж говорить: на каждом уважающем себя садовом участке или даче все так и норовят сделать свой пруд или «свой», домашний водопад. Всеми этими высокотехнологичными промышленными сооружениями и домашними водяными причудами занимаются специалисты по гидротехническому строительству. Только у каждого масштаб свой: кому ГЭС установить на сибирской реке - обычный вопрос ближайшего десятилетия, а кому - берег реки в городской черте облагородить и сохранить надо.

КЛАССИФИКАЦИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Гидротехническое сооружение - это сооружение, которое используется для водных ресурсов, а также для борьбы с вредным воздействием вод. Примеров таких сооружений - море (и в прямом и в переносном смысле...). Есть очень известные: дамбы рек, причалы, гидроэлектростанции, каналы, порты. Есть и очень специализированные: гидромелиоративные системы (применяются в сельском хозяйстве), судоходные сооружения (речное и морское пароходство), водоводы и отстойники, и многое, многое другое. Одни строятся исходя из принципов развития той или иной отрасли хозяйства, другие - защищают людей от водной стихии.

В зависимости от местоположения, гидротехнические сооружения могут быть морскими, речными, озерными, прудовыми. Различают также наземные и подземные гидротехнические сооружения. В соответствии с обслуживаемыми отраслями водного хозяйства, гидротехнические сооружения бывают: водноэнергетические, мелиоративные, воднотранспортные, лесосплавные, рыбохозяйственные, для водоснабжения и канализации, для использования водных недр, для благоустройства городов, спортивных, эстетических целей.

Различают гидротехнические сооружения - общие, применяемые почти для всех видов использования вод, и - специальные, возводимые для какой-либо одной отрасли водного хозяйства. К общим относятся:

Водоподпорные. Создают напор или разность уровней воды перед сооружением и за ним. Самые известные примеры: плотины (важнейший и наиболее распространённый тип гидротехнического сооружения), перегораживающие речные русла, и речные долины, поднимающие уровень воды, накапливаемой в верхнем бьефе; дамбы (или валы), отгораживающие прибрежную территорию и предотвращающие её затопление при паводках и половодье на реках, при приливах и штормах на морях и озёрах;

Водопроводящие. Служат для переброски воды в заданные пункты: каналы, гидротехнические туннели, лотки, трубопроводы. Некоторые из них, например каналы, из-за природных условий их расположения, необходимости пересечения путей сообщения и обеспечения безопасности эксплуатации, требуют устройства других гидротехнических сооружений, объединяемых в особую группу сооружений на каналах (акведуки, дюкеры, мосты, паромные переправы, заградит, ворота, водосбросы, шугосбросы и др.);

Регуляционные. Предназначены для изменения и улучшения естественных условий протекания водотоков и защиты русел и берегов рек от размывов, отложения наносов, воздействия льда и др. При регулировании рек используют струенаправляющие устройства (полузапруды, щиты, дамбы и др.), берегоукрепительные сооружения, ледонаправляющие и ледозадерживающие сооружения;

Водозаборные (водоприёмные) сооружения. Их устраивают для забора воды из водоисточника и направления её в водовод. Кроме обеспечения бесперебойного снабжения потребителей водой в нужном количестве и в требуемое время, они защищают водопроводящие сооружения от попадания льда, шуги, наносов и др.;

Водосбросные. Служат для пропуска излишков воды из водохранилищ, каналов, напорных бассейнов. Они могут быть русловыми и береговыми, поверхностными и глубинными, позволяющими частично или полностью опорожнять водоёмы. Для регулирования количества выпускаемой (сбрасываемой) воды водосбросные сооружения снабжают гидротехническими затворами. При небольших сбросах воды применяют также водосбросы-автоматы, автоматически включающиеся при подъёме уровня верхнего бьефа выше заданного. К ним относятся открытые водосливы (без затворов), водосбросы с автоматическими затворами, сифонные водосбросы.

Специальные гидротехнические сооружения:

Сооружения для использования водной энергии здания гидроэлектрических станций, напорные бассейны и др.;

Сооружения водного транспорта - судоходные шлюзы, судоподъёмники, маяки, и др.;

Сооружения по обстановке судового хода - плотоходы, бревноспуски и пр.;

Портовые сооружения - молы, волноломы, пирсы, причалы, доки, эллинги, слипы и др.;

Мелиоративные - магистральные и распределительные каналы, шлюзы-регуляторы на оросительных и осушительных системах;

Рыбохозяйственные - рыбоходы, рыбоподъёмники, рыбоводные пруды и т.п.

В ряде случаев общие и специальные сооружения совмещают в одном комплексе, например водосброс и здание гидроэлектростанции (совмещенная ГЭС) или другие сооружения для выполнения нескольких функций одновременно. При осуществлении водохозяйственных действий, гидротехнические сооружения, объединённые общей целью и располагаемые в одном месте, составляют комплексы - узлы гидротехнических сооружений (гидроузлы). Несколько гидроузлов образуют водохозяйственные системы, например энергетические, транспортные, ирригационные и т.п.

В последнее время появилась третья группа гидротехнических сооружений. Пока их не много (и некоторыми это называется «блажь») - индивидуальное гидротехническое строительство. Это строительство частных «рек», «озер», «прудов» и «водопадов». То есть та же вода, только для настроения, для украшения, как эстетическое оформление водного ландшафта. В прайсах некоторых фирм уже давно появилась такая услуга - «экологическое гидротехническое строительство». Конечно, это в первую очередь касается экологического сохранения естественного русла реки (в городской черте, например), берегов озер и других водоемов вблизи дорог, набережные и т.д. Но ведь и милый искусственный пруд в саду - вопрос немаловажный. Это вмешательство в экосистему пусть небольшого, но кусочка природы. Поэтому-то строительством больших и малых гидротехнических сооружений должны заниматься высококвалифицированные специалисты.

гидротехнический сооружение строительство вода

Виды гидротехнических сооружений выделяют, прежде всего, по их функциональному назначению.

Различают следующие виды:

− водоподпорные сооружения;

− водосбросные сооружения;

− водоспускные и водовыпускные сооружения;

− водопроводящие сооружения;

− энергетические сооружения;

− судоходные сооружения;

− берегозащитные и берегоукрепительные сооружения и др.

Водоподпорные сооружения создают и поддерживают перепад уровней между верхним и нижним бьефами (напор).

Водосбросные сооружения должны обеспечивать:

− пропуск расходов половодья и дождевых паводков и других неиспользуемых расходов воды во избежание превышения проектных уровней воды в верхнем бьефе;

− пропуск льда, шуги, мусора и других плавающих предметов из верхнего бьефа в нижний, если это требуется по условиям эксплуатации гидроузла.

Эти функции водосбросных сооружений могут осуществляться как в период эксплуатации гидроузла, так и в период его строительства. В первом случае водосбросные сооружения называются эксплуатационными, во втором случае – строительными или сооружениями для пропуска строительных расходов.

Водоспускные сооружения необходимы для осуществления попусков воды из водохранилища, в частности, для поддержания в нижнем бьефе определенных санитарно-экологических условий (так называемые санитарные расходы воды, устанавливаемые санитарными правилами и нормами – СанПиН 3907-85).

Водопроводящие сооружения предназначены для передачи воды на некоторые расстояния.

Энергетические сооружения служат для использования энергии воды – это сооружения гидравлических (ГЭС), атомных (АЭС), тепловых (ТЭС) электростанций, а также сооружения насосных станций (НС).

Судоходные сооружения обеспечивают судоходство и лесосплав.

Берегозащитные и берегоукрепительные сооружения предназначены для защиты или укрепления берегов рек, каналов, водохранилищ от разрушения волнами, течением воды, льдом.

1.3. Гидротехнические сооружения городов

В условиях городов широко применяются:

– водоподпорные сооружения;

− водосбросные сооружения;

− водоспускные и водовыпускные сооружения;

− водопроводящие сооружения;

– водохранилища (пруды);

− берегозащитные и берегоукрепительные сооружения;

– сооружения для защиты территорий от оползневых явлений;

– сооружения для защиты территорий от затопления и подтопления.

2. Водоподпорные сооружения

2.1. Типы водоподпорных сооружений

В качестве водоподпорных сооружений наиболее широко применяются плотины. В зависимости от назначения гидроузла подпорными сооружениями могут быть здания ГЭС и насосных станций, устои, подпорные стенки и др.

Плотины возводят из различных материалов: грунта (камня), бетона и железобетона, дерева, синтетических материалов. В соответствии со СНиП 2.06.05-84* они подразделяются на типы (табл. 2.1).

Таблица 2.2

Типизация плотин из грунтовых материалов

Земляные насыпные плотины по конструкции тела и противофильтрационных устройств в теле и основании подразделяются (СНиП 2.06.05-84*) на основные виды (рис. 2.3 и табл. 2.3).

Таблица 2.3

Виды земляных насыпных плотин

Рис. 2.3. Виды земляных насыпных плотин:

1 – тело плотины; 2 – поверхность депрессии; 3 – дренаж; 4 – крепление откосов; 5 – верховая грунтовая противофильтрационная призма; 6 – диафрагма; 7 – верховая призма; 8 – низовая призма; 9 – переходный слой; 10 – экран из негрунтовых материалов; 11 – грунтовое ядро; 12 – центральная грунтовая противофильтрационная призма; 13 – шпунт или стенка; 14 – понур; 15 – инъекционная (цементационная) завеса (висячая); 16 – зуб; 17 – грунтовый экран; h – высота плотины; b – ширина плотины понизу; b um – ширина противофильтрационного устройства понизу; b up – ширина плотины по гребню; m h – коэффициент верхового откоса; m t – коэффициент низового откоса

Намывные плотины в зависимости от грунтов тела плотины и способов возведения подразделяют (СНиП 2.06.05-84*) на основные виды (рис. 2.4 и табл. 2.4).

Таблица 2.4

Виды земляных намывных плотин

Для организации отвода воды, фильтрующейся через тело и основание плотины, предотвращения выхода фильтрационного потока на низовой откос, снижения депрессионной поверхности и для других целей в теле земляных плотин могут устраиваться дренажи (рис. 2.7).

Каменно-земляные и каменно-набросные плотины по конструкции противофильтрационных устройств и способу производства работ подразделяют (СНиП 2.06.05-84*) на основные виды (рис. 2.5 и 2.6, табл. 2.5).

Рис. 2.4. Виды намывных плотин:

1 – крепление верхового откоса; 2 – дренаж; 3 – намывное ядро; 4 - намывные промежуточные зоны; 5 – намывные боковые зоны; 6 – намывная центральная слабоводопроницаемая зона; 7 – боковые насыпные призмы (банкеты); 8 – сейсмостойкое крепление откоса; 9 – насыпное глинистое ядро

Таблица 2.5

Виды плотин из камня

Кроме плотин из грунтовых материалов, в качестве водоподпорных сооружений гидроузлов на малых реках иногда применяются плотины бетонные и железобетонные. В зависимости от конструкции и технологического назначения эти плотины подразделяются (СНиП 2.06.06-85) на основные виды (табл. 2.6).

Таблица 2.6

Виды плотин из бетона (железобетона)