Что такое гидротехнические сооружения их классификация. Гидротехническое сооружение

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.

Гидротехни́ческие сооруже́ния (ГТС) – вид инженерных сооружений, предназначенных для обеспечения разных видов пользования водами (водопользования) и/или для борьбы с вредными воздействиями вод посредством воздействия на режим и свойства природных водных объектов и содержащейся в них воды.

Первые гидротехнические сооружения

Строительство первых гидротехнических сооружений относится к эпохе IV и III тысячелетий до н. э., к эпохе цивилизации шумеров. Поселившись в Месопотамии, постепенно освоили ирригацию, мореплавание и судоходство по рекам и каналам . Были построены каналы Итурунгаль и И-нина-гена, Арахту, Апкаллату и Ме-Энлила, канал Зуби. Появление первых ирригационных систем относительно рано сформировало экономическую базу для возникновения в Двуречье разветвлённой системы хозяйственных отношений. Следствием сооружения каналов стало также строительство на их берегах новых городов, ставших экономическими, политическими и культурными центрами шумеров. Существует легенда, что разрушение Вавилона в VII в. до н. э. ассирийским царём Синахерибом было произведено с помощью специально созданного, а затем спущенного (путём разрушения плотины) водоёма на Евфрате.

В Европе первые водохранилища, насколько можно судить по имеющимся данным, появились ещё до нашей эры. Так, в Испании предположительно во II в. до н. э. на р. Альбаррегас была построена плотина Карнальбо с водохранилищем объёмом 10 млн м 3 (существует до сих пор). Вероятно, в эту эпоху водохранилища создавались в Греции, Италии, Южной Франции и других средиземноморских странах, однако конкретных сведений о них мы не имеем. Косвенно об этом можно судить, например, по сохранившимся остаткам гидротехнических сооружений в районе Рима. Подпорные сооружения возводились и в I тысячелетии н. э. в связи со строительством мельниц и для ирригации. В Галлии первые мельницы появились в III–IV вв.; так, вблизи г. Арля сохранились остатки комплекса из 16 мельниц. Широкий размах строительство мельничных плотин получило в VIII–IX и особенно в XII–XIII вв. Водоёмы, образованные мельничными плотинами, имели, конечно, небольшой объём и по современной классификации искусственных водоёмов их можно отнести большей частью к прудам . Более крупные водохранилища в Европе появились позднее, при развитии добычи руды, обработки металлов, лесопиления и т. д.

Значительные гидротехнические сооружения строились ацтеками, майя и инками в доколумбовой Америке. Несколько водоёмов для сбора талых вод существовало у подножья Анд, как, например, водохранилище в долине Непенья длиной 1,2 км и шириной 0,8 км. Много плотин для забора воды строилось народом майя; хорошо известно водохранилище у древнего города Тикаль. Для водоснабжения городов майя строили многочисленные открытые резервуары с противофильтрационным покрытием дна; некоторые из них сохранились до XIX в. Грандиозные по тем временам гидротехнические сооружения строили ацтеки, например дамбу Нецоуалькойотль длиной 16 км, которая разделила оз. Тескоко и образовала водохранилище Мехико. Испанские конкистадоры разрушили большинство древних гидротехнических сооружений ацтеков, инков, майя. Создававшиеся испанцами подобные сооружения по сложности и размерам часто уступали прежним. Всё же в этот период были построены некоторые большие водохранилища: Журурия объёмом 220 млн м 3 и площадью зеркала 96 км 2 (используется до сих пор) и Чалвири объёмом 3 млн м 3 для водоснабжения серебряных рудников в Потоси.

Россия богата водами, поэтому в древности надобности в гидротехнических сооружениях не ощущалось. Вместе с тем с Х–ХI вв. в городах сооружались водопроводные и канализационные системы. А поскольку реки использовались как пути сообщения, нередки были устройства каналов, спрямляющих излучины – под названием прость. Такие каналы, приобретшие за столетия вполне естественный облик, существуют в разных местах и поныне. Древнейшим гидротехническим проектом на Волге было расширение и углубление русла в районе озера Стерж (Волга представляет здесь собою маленький ручеёк) для обеспечения проводки судов в р. Полу и далее к Новгороду.

С глубокой древности широкое распространение получили гидросиловые установки – водяные мельницы. Они нередко приводили в действие не только мукомольные механизмы, но и лесопильные, металлургические и иные производства, всё равно сохраняя название мельниц («пильные мельницы» и др.). Устройство мельниц предполагало сооружение перегораживающей реку плотины, что на судоходных реках запрещалось (по Соборному Уложению 1649 г. – «чтобы по тем рекам судового ходу не переняти»), однако обилие малых рек, не пригодных для использования в качестве путей сообщения, открывало широкие возможности для использования их водной энергии. Водяных мельниц было в XVIII–XIX вв. очень много, они были настолько привычным атрибутом жизни и ландшафтов, что статистики и географы в своих описаниях их просто не замечали. Во второй половине XIX в. обмеление Волги стало угрожать России утратой её главного пути сообщения, «артерии земли Русской». И причиной обмеления определённо называли не только сведение лесов и распашку земель в её бассейне, но и уничтожение после реформ 1861 г. десятков тысяч мельничных прудов. Несмотря на это, в начале ХХ в. в бассейне Волги было 13326 гидросиловых установок, и по их суммарной мощности Россия, по данным ГОЭЛРО, занимала третье место в мире после США и Канады.

Крупномасштабное гидротехническое строительство началось при Петре I – для снабжения Петербурга хлебом с Волги была построена Вышневолоцкая судоходная система. В её состав входили каналы, плотины, судоходные шлюзы . С начала XIX в. вплоть до железнодорожного «бума» 1860–1880-х гг. строительство судоходных гидротехнических систем было чрезвычайно активным. Тогда Волга, в дополнение к Вышневолоцкой судоходной системе, получила ещё два соединения с Петербургом: Тихвинскую (1811) и Мариинскую (1810) системы (последняя с середины ХIХ в. приобрела доминирующее значение). Был построен канал имени герцога Александра Вюртембергского (ныне – Северо-Двинский канал), соединивший Волгу с Северной Двиной (1825–1829); закончена Северо-Екатерининская система (соединение Камы с Северной Двиной через р. Вычегду); возобновлено строительство начатого и брошенного Петром I в 1711 г. из-за потери Азова Ивановского канала (соединение Оки с Доном); строилось соединение Волги с Москвой по рекам Сестре и Истре и каналу между ними; построены соединения Днепра с Западной Двиной (Березинская система), Неманом (Огинская система) и Вислой (Днепро-Бугская система). Проектировались соединения Камы с Иртышом , Волги с Доном в районе Царицына, и т. д.

Поскольку и в грузоперевозках, и в заботах правительства Мариинская система (нынешний Волго-Балтийский канал) с середины XIX в. доминировала, за столетие её ремонтов и реконструкций несколькими поколениями инженеров были выработаны оптимальные типы деревянных гидротехнических сооружений – плотины и шлюзы «русского», или «мариинского» типа.

В XVIII–XIX вв. в России развивались торговые и военные порты на Балтике, Чёрном и Белом морях. В связи с эти были сооружены крупные оградительные и причальные сооружения.

Классификация ГТС

Согласно современной классификации гидротехнические сооружения можно разделить на следующие виды и типы:

В зависимости от водного объекта, на котором расположены гидротехнические сооружения , они могут быть речными, озёрными, морскими.

По расположению относительно земной поверхности различают наземные и подземные гидротехнические сооружения.

В соответствии с обеспечиваемыми видами водопользования гидротехнические сооружения разделяют на гидромелиоративные (осушительные, обводнительные, оросительные), воднотранспортные, гидроэнергетические, рыбохозяйственные, для водоснабжения и водоотведения, для использования водных недр, спортивных целей и др.

По характеру взаимодействия с водным объектом различают водоподпорные, водопроводящие, регуляционные, водозаборные и водосбросные гидротехнические сооружения.

Водоподпорные сооружения, подпирая водоток , создают напор или разность уровней воды в водотоке перед сооружением и за ним и воспринимают давление воды, возникающее вследствие возникновения напора. Это, прежде всего, плотины – сооружения, перегораживающие речные русла (а нередко и вышерасположенные части речных долин), с целью повышения уровня воды (например, для нужд судоходства) или создания резервирующего объёма воды водоёма (пруда, водохранилища). Подпорными могут быть защитные дамбы, отгораживающие прибрежную территорию и предотвращающие её затопление при паводках, при приливах, нагонах и штормах на морях и озёрах . Подпорными сооружениями являются также русловые здания гидроэлектростанций, судоходные шлюзы, некоторые водозаборные сооружения .

Водопроводящие сооружения (водоводы) служат для передачи воды (её подвода или отвода) из одних пунктов в другие. Это каналы, туннели (гидротехнические), лотки, трубопроводы.

предназначены для целенаправленного воздействия на условия протекания водотоков, защиты их русел и берегов рек от размывов, отложения наносов, воздействия льда и др. При регулировании рек используют струенаправляющие сооружения (дамбы, полузапруды и др.), дно- и берегоукрепительные сооружения («одежды»), сооружения, регулирующие движение льда и плавающих тел (запани, ледозащитные стенки, ледорезы и др.).

Водозаборные (водоприёмные) сооружения устраивают для забора воды из водоисточника и направления её в водовод. Их обычно снабжают устройствами, защищающими водопроводящие сооружения от попадания льда, шуги, наносов, плавающих тел и др.

Водосбросные сооружения (водосбросы) служат для выпуска («сброса») излишков воды из водохранилищ, каналов, напорных бассейнов и пр. Они могут быть русловыми и береговыми, поверхностными и глубинными, позволяющими частично или полностью опорожнять водоёмы. Для регулирования количества выпускаемой (сбрасываемой) воды водосбросные сооружения часто снабжают гидротехническими затворами.

По назначению различают общие гидротехнические сооружения, обеспечивающие все виды (или несколько видов) использования вод, и специальные, возводимые для какого-либо одного вида водопользования.

К гидротехническим сооружениям общего назначения относят все водоподпорные и водосбросные сооружения и, отчасти, водопроводящие, регуляционные и водозаборные сооружения – если они не являются частями сооружений специального назначения.

К числу специальных (отраслевых) гидротехнических сооружений относят следующие:

В некоторых случаях общие и специальные гидросооружения удаётся совместить: например, водосброс помещают в здание гидроэлектростанции, гидроэлектростанцию помещают в теле водосливной плотины («совмещённая ГЭС»), судоходный шлюз может служить водосбросом и т.д.

При осуществлении комплексных водохозяйственных мероприятий гидротехнические сооружения, объединённые функционально и располагаемые в одном месте, составляют комплексы, называемые узлами гидротехнических сооружений, или гидроузлами .

В настоящее время (с 1 января 2014 г.) действует классификация гидротехнических сооружений по степени их опасности. В соответствии с ней все гидротехнические сооружения делятся на четыре класса: низкой, средней, высокой и чрезвычайно высокой опасности.

В зависимости от класса назначается степень надёжности гидротехнических сооружений, т.е. запасы их прочности и устойчивости, устанавливаются расчётные максимальные расходы воды, качества материалов сооружений и т.п.

От всех гражданских и промышленных зданий гидротехнические сооружения отличаются наличием воздействий на них водного потока, льда, наносов и др. факторов. Эти воздействия могут быть механическими (статические и гидродинамические нагрузки, вынос частиц грунта фильтрационным потоком (суффозия) и др.), физико-химическими (истирание поверхностей, коррозия металлов, бетона), биологическими (гниение деревянных конструкций, истачивание древесины живыми организмами и пр.).

Кроме того, в отличие от гражданских и промышленных зданий, условия возведения гидротехнических сооружений осложняются необходимостью пропуска через русло реки и недостроенные сооружения в период их постройки (обычно – нескольких лет) так называемых строительных расходов реки, а также льда, сплавляемого леса, судов и пр.

Особенностью содержания и функционирования гидротехнических сооружений в Российской Федерации является их раздробленность по ведомственно-отраслевой принадлежности и формам собственности. Так, по суммарной балансовой стоимости сельскому хозяйству принадлежат 29% всех гидротехнических сооружений, промышленности – 27%, ЖКХ – 20%, гидроэнергетике – около 15%, водному транспорту – около 6%, рыбному хозяйству – 2%, на балансе структур Федерального агентства водных ресурсов – менее 2%. Кроме того, из 29,4 тыс. напорных гидротехнических сооружений 1931 объект (7%) относится к федеральной собственности, 7675 объектов (26%) – к региональной собственности, 16087 объектов (54%) – к муниципальной собственности, около 4 тыс. объектов (13%) являются бесхозными.

Ю.В. Богатырёва, А.А. Беляков

ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ, инженерные сооружения, предназначенные для осуществления различных водохозяйственных мероприятий. В зависимости от места расположения гидротехнические сооружения могут быть морскими, речными, озёрными, прудовыми.

Различают гидротехнические сооружения общие, обеспечивающие нужды практически всех отраслей водного хозяйства, и специальные, возводимые для какой-либо одной отрасли. В зависимости от характера воздействия на речной поток общие гидротехнические сооружения разделяют на водоподпорные, регуляционные, водопроводящие, водопропускные и водозаборные.

Водоподпорные сооружения существенно влияют на гидрологический режим водного потока (изменяются глубины, скорости течения, расходы воды, содержание наносов и тому подобное). К ним относятся плотины и дамбы (валы). Плотина (важнейший и наиболее распространённый тип гидротехнических сооружений) перегораживает речное русло и создаёт напор или разность уровней воды в верхнем и нижнем бьефах, что позволяет получать гидравлическую энергию, облегчает отвод воды для орошения полей и водоснабжения, перераспределяет речной сток во времени (регулирует его). Высота плотин в 1970-х годах превысила 300 м (плотина Нурекского гидроузла), длина по гребню - несколько километров. По материалу изготовления плотины могут быть грунтовыми (самый распространённый тип плотин), бетонными и железобетонными. Ранее сооружались также плотины из каменной кладки, ряжевые и деревянные (ныне встречаются крайне редко). Дамбы (валы) отличаются от плотин тем, что их строят не с целью образования напора, а для ограждения участков суши (от затопления паводками) или территорий и акваторий в портах (от воздействия приливов, ветровых нагонов воды). С помощью дамб сооружают искусственные бассейны (например, на гидроаккумулирующих и приливных электростанциях, так называемых хвостохранилищах и т.п.) и русла каналов.

Функции водоподпорного сооружения при небольших напорах могут выполнять и специальные гидросооружения - здания ГЭС, шлюзы, рыбоходы.

Регуляционные (руслорегулирующие) сооружения изменяют местный (в пределах русла) режим потока. Они предназначены для обеспечения необходимой глубины, скорости течения и формы русла для судоходства и сплава (леса) на реках; изменения направления и формы русла в интересах, например, судоходства (создание так называемых русловых каналов или судовых ходов); регулирования эрозионной деятельности водотока; защиты русла и берегов от размывов, отложения наносов, воздействия льда и др. Регуляционные сооружения представляют собой дамбы и каналы, возводимые в руслах; струенаправляющие устройства (буны, щиты и т.п.); берегоукрепительные сооружения и др.

Водопроводящие сооружения создают искусственные водные потоки; служат для переброски воды в заданные пункты. К ним относятся каналы, лотки, безнапорные трубопроводы, акведуки, гидротехнические туннели. Эти сооружения, длиной от нескольких метров до десятков и сотен километров, создают водные пути для судоходных, сплавных и других целей, подают воду в системы водоснабжения и орошения, а также к турбинам гидроэлектростанций и тому подобное.

Водопропускные сооружения обеспечивают отвод из водного объекта (водохранилища, канала, напорного бассейна и пр.) излишков воды, преимущественно во время весенних или дождевых паводков, с целью обеспечения безопасной эксплуатации гидроузла. Водопропускные сооружения (водосбросы, быстротоки, ступенчатые перепады и др.) изготавливаются из бетона, железобетона, металла, реже из дерева. По эксплуатационному признаку они разделяются на регулируемые и нерегулируемые (автоматического действия); по гидравлическому режиму - на безнапорные (с открытой водной поверхностью) и напорные.

Водозаборные сооружения обеспечивают отбор воды из водоисточника и направление её в водопроводящие или водосбросные сооружения. Наряду с обеспечением бесперебойного снабжения потребителей водой в нужном количестве и в требуемые сроки водозаборные сооружения защищают водопроводящий тракт от сора, наносов, льда, предотвращают попадание в него рыбы. В водозаборе предусматривается (устройством задвижек или затворов) возможность прекращения доступа воды из водного объекта.

Специальные гидротехнические сооружения - здания ГЭС, шлюзы, судоподъёмники, причальные стенки, пирсы, опоры морских буровых установок, очистные сооружения коммунального, промышленного и поверхностного стоков и др. - разнообразны и характеризуются многими индивидуальными особенностями.

Гидротехнические сооружения разного назначения объединяются в составе единого гидротехнического узла (гидроузла), состав которого определяется его назначением. Часто гидроузлы сооружаются для обеспечения нужд одновременно нескольких отраслей народного хозяйства; тогда их принято называть комплексными.

Комплекс гидротехнических сооружений, охватывающий значительную территорию и включающий в себя ряд гидроузлов, называется водохозяйственной (или гидротехнической) системой (гидроэнергетические, оросительные, осушительные, судоходные и др.). Многие водохозяйственные системы, как и отдельные гидроузлы, имеют комплексное назначение.

От других инженерных сооружений гидротехнические сооружения отличаются рядом особенностей, связанных с постоянным воздействием на них водного потока. Это воздействие может быть механическим (статические и гидродинамические нагрузки, суффозия грунтов и др.), физико-химическим (истирание поверхностей, коррозия металлов, выщелачивание бетона), биологическим (гниение деревянных конструкций, истачивание дерева живыми организмами и пр.). Условия возведения гидротехнических сооружений осложняются необходимостью пропуска через сооружения в период их постройки (обычно в течение нескольких лет) так называемых строительных расходов реки, льда, сплавляемого леса, судов и пр. Для возведения гидротехнических сооружений необходима широкая механизация строительных работ. Используются преимущественно монолитные и сборно-монолитные конструкции, реже сборные и типовые, что обусловливается различными неповторяющимися сочетаниями природных условий - топографических, геологических, гидрологических и гидрогеологических. Влияние гидротехнических сооружений, особенно водоподпорных, распространяется на обширную территорию, в пределах которой происходит затопление отдельных земельных площадей, подъём уровня грунтовых вод, обрушение берегов и тому подобное. Поэтому строительство таких сооружений требует высокого качества работ и обеспечения большой надёжности конструкций, так как аварии гидротехнических сооружений вызывают тяжёлые последствия - человеческие жертвы и потери материальных ценностей (например, аварии на плотине Мальпассе во Франции в 1959 и водохранилище Вайонт в Италии в 1963 году привели к человеческим жертвам, разрушению городов, мостов и промышленных сооружений).

Лит. смотри при ст. Гидротехника.

Гидротехническое сооружение – это инженерное или естественное сооружение для использования водных ресурсов или для борьбы с разрушительным действием воды. Гидротехнические сооружения бывают общие и специальные . Общие применяются почти при всех видах использования вод: водоподпорные, водопроводящие, регуляционные, водозаборные и водосбросные.

Водоподпорные гидротехнические сооружения создают напор или разность уровней воды перед сооружением и за ним. К ним относятся: плотины и дамбы (или валы).

Плотины - важнейший и наиболее распространенный тип гидротехнических сооружений. Они перегораживают речные русла и создают разницу уровней по руслу реки. Перед плотиной вверх по водотоку накапливается вода и образуется искусственное или естественное водохранилище. Участок реки между двумя соседними плотинами на реке или участок канала между двумя шлюзами называется бьефом. Верхним бьефом плотины является часть реки выше подпорного сооружения, а часть реки ниже подпорного сооружения называется нижним бьефом. Водохранилища могут быть долговременными или кратковременными. Долговременным искусственным водохранилищем является, например, водохранилище верхнего бьефа плотины гидроэлектростанции, оросительной системы. Долговременное естественное водохранилище может образоваться в результате перекрытия реки после такого чрезвычайного происшествия, как обвал твердых скальных пород. Кратковременные искусственные плотины создаются для временного изменения направления течения реки при строительстве ГЭС или др. гидротехнические сооружения. Кратковременные естественные плотины возникают в результате перекрытия реки рыхлым грунтом, снегом или льдом. Дамбы отгораживают прибрежную территорию и предотвращают ее затопление при паводках и половодье на реках, при приливах и штормах на морях и озерах.

Водопроводящие гидротехнические сооружения (водоводы) 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 др. гидротехнических сооружений, объединяемых в особую группу сооружений на каналах (акведуки, дюкеры, мосты, паромные переправы, ворота, водосбросы, шугосбросы и др.).

Регуляционные (выправительные) гидротехнические сооружения 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 запруды, струенаправляющие устройства (полузапруды, щиты, дамбы, ограждающие валы, траверсы, донные пороги и др.), берегоукрепительные сооружения, ледонаправляющие и ледозадерживающие сооружения.

Водозаборные (водоприемные) гидротехнические сооружения устраивают для забора воды из водоисточника и направления ее 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 гидротехнические сооружения служат для пропуска излишков воды из водохранилищ, каналов, напорных бассейнов и пр. Они могут быть русловыми и береговыми, поверхностными и глубинными, позволяющими частично или полностью опорожнять водоемы. Для регулирования количества выпускаемой (сбрасываемой) воды водосбросные сооружения снабжают гидротехническими затворами. При небольших сбросах воды применяют также водосбросы-автоматы, автоматически включающиеся при подъеме уровня верхнего бьефа выше заданного. К ним относятся открытые водосливы (без затворов), водосбросы с автоматическими затворами, сифонные водосбросы.

Специальное гидротехническое сооружение возводится для какой-либо одной отрасли водного хозяйства. Для водного транспорта: судоходный шлюз, судоподъемник, причал, плотоход, лесоспуск (бревноспуск), маяк и др. сооружения по обстановке судового хода, различные портовые сооружения (молы, волноломы, пирсы, причалы, доки, эллинги, слипы и др.). Для гидроэнергетики: здание ГЭС, напорный бассейн и др. Для гидромелиорации: оросительный или осушительный (магистральный или распределительный) канал, дренаж, шлюз-регулятор на оросительной и осушительной системе, коллектор и др. Для водоснабжения и канализации: каптаж, насосная станция, водонапорная башня и резервуар, пруд-охладитель и др. Для рыбного хозяйства: рыбоход, рыбоподъемник, рыбоводный пруд и др. Для социального устройства: бассейны, аквапарки, фонтаны. Указанные гидротехнические сооружения, наряду с их прямым назначением, используются для:

• защиты от наводнений и разрушений берегов водохранилищ, берегов и дна русел рек;
• ограждения хранилища жидких промышленных отходов (добывающих, металлургических, энергетических) и сельскохозяйственных предприятий;
• предохранения от размывов на каналах;
• предотвращения вредного воздействия вод и жидких отходов.

В ряде случаев общие и специальные гидротехнические сооружения совмещают в одном комплексе, например, водосброс и здание гидроэлектростанции (так называемая совмещенная ГЭС) или другие сооружения для выполнения нескольких функций одновременно. При осуществлении водохозяйственных мероприятий гидротехнические сооружения, объединенные общей целью и располагаемые в одном месте, составляют комплексы, называемые узлами гидротехнических сооружений или гидроузлами . Несколько гидроузлов образуют водохозяйственные системы, например, энергетические, транспортные, ирригационные и т.п. В зависимости от места расположения гидротехнические сооружения могут быть морскими, речными, озерными, прудовыми. Различают также наземные и подземные гидротехнические сооружения.

Для анализа потенциальной опасности и капитальности гидротехнические сооружения как объекты гидротехнического строительства они делятся на 5 классов. К 1-му классу относятся основные постоянные гидроэлектрические станции мощностью более 1 млн. кВт. Ко 2-му - сооружения ГЭС мощностью 301 тыс. - 1 млн. кВт, сооружения на сверхмагистральных внутренних водных путях (например, на Волге, Волго-Донском канале и др.) и сооружения речных портов с навигационным грузооборотом более 3 млн. условных тонн. К 3-му и 4-му классам - сооружения ГЭС мощностью 300 тыс. кВт и менее, сооружения на магистральных внутренних водных путях и путях местного значения, сооружения речных портов с грузооборотом 3 млн. условных т и менее. К 5-му классу относятся временные гидротехнические сооружения. Аварии на гидротехнических сооружениях многообразны. Наиболее опасные из них - гидродинамические аварии.

При разработке мероприятий по предупреждению чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях в зависимости от класса их опасности в проектах назначают степень их надежности, т.е. запасы прочности и устойчивости, расчетные максимальные расходы воды, характеристики и качество стройматериалов и т.п. Кроме того, по классу опасности определяется объем и состав изыскательских, проектных, исследовательских и диагностических работ. Характерные особенности гидротехнических сооружений связаны с воздействием на него водного потока, льда, наносов и других факторов. Это воздействие может быть механическим (статические и гидродинамические нагрузки, суффозия грунтов и др.), физико-химическим (истирание поверхностей, коррозия металлов, выщелачивание бетона), биологическим (гниение деревянных конструкций, истачивание дерева живыми организмами и пр.). Условия возведения гидротехнических сооружений осложняются необходимостью пропуска через сооружения в период их постройки (обычно в течение нескольких лет) так называемых строительных расходов реки, льда, сплавляемого леса, судов и пр. Влияние гидротехнических сооружений, особенно водоподпорных, распространяется на обширную территорию, в пределах которой происходит затопление отдельных земельных площадей, подъем уровня грунтовых вод, обрушение берегов и т.п. Поэтому строительство таких сооружений требует высокого качества работ и обеспечения большой надежности и безопасности конструкций, т.к. аварии на гидротехнических сооружениях вызывают тяжелые последствия - человеческие жертвы и потери материальных ценностей.

К гидротехническим сооружениям (ГTC) относятся сооружения напорного фронта и естественные плотины (плотины, шлюзы, дамбы, оросительные системы, перемычки, запруды, каналы, ливневая канализация и др.), создающие разницу уровней воды до и после них, предназначенные для использования водных ресурсов, а также для борьбы с вредными воздействиями вод.

Плотина — искусственное водоподпорное сооружение или природное (естественное) препятствие на пути водотока, создающее разницу уровней в своем верхнем и нижнем бьефе по руслу реки; является важным типом общего гидросооружения с водопропускными и дру­гими устройствами, создаваемыми при ней.

Искусственные плотины создаются человеком для своих нужд; это плотины гидроэлек­тростанций, водозаборов в ирригационных системах, дамбы, перемычки, запруды, создаю­щие водохранилище в своем верхнем бьефе. Естественные плотины являются результатом действий природных сил: оползней, селей, лавин, обвалов, землетрясений.

Бьеф — участок реки между двумя соседними плотинами на реке или участок канала между двумя шлюзами.

Верхний бьеф плотины — часть реки выше подпорного сооружения (плотины, шлюза).

Нижний бьеф — часть реки ниже подпорного сооружения.

Рисберма — укрепленный участок русла реки в нижнем бьефе водосбросного гидро­технического сооружения, защищающий русло от размыва, выравнивающий скорость потока.

Водохранилища могут быть долговременными или кратковременными. Долговремен­ным искусственным водохранилищем является, например, водохранилище верхнего бьефа Ириклинской ГРЭС. Долговременное естественное водохранилище образуется из-за пере­крытия рек обвалом твердых скальных пород (горы Тянь-Шаня, Памира и др.).

Кратковременные искусственные плотины сооружают для временного изменения направления русла реки при строительстве ГЭС или других гидротехнических сооружений. Они возникают в результате перекрытия реки рыхлым грунтом, снегом или льдом (заторы, запоры).

Как правило, искусственные и естественные плотины имеют водостоки: для искус­ственных плотин — направленные, для естественных — случайно образованные (стихийные). Существует несколько классификаций гидротехнических сооружений. По месту расположения ГТС делятся:

• на наземные (прудовые, речные, озерные, морские);
• подземные трубопроводы, туннели.

По характеру и цели использования выделяются следующие виды ГТС:

• водно-энергетические;
• для водоснабжения;
• мелиоративные;
• канализационные;
• водно-транспортные;
• декоративные;
• лесоплавильные;
• спортивные;
• рыбохозяйственные.

По функциональному назначению ГТС классифицируются следующим образом:

• водоподпорные сооружения, создающие напор или разность уровней воды перед сооружением и за ним (плотины, дамбы);
• водопроводящие сооружения (водоводы), служащие для переброски воды в задан­ные пункты (каналы, туннели, лотки, трубопроводы, шлюзы, акведуки);
• регуляционные (выправителъные) сооружения, предназначенные для улучшения условий протекания водотоков и защиты русел и берегов рек (щиты, дамбы, полузапруды, берегоукрепительные, ледонаправляющие сооружения);
• водосбросные сооружения, служащие для пропуска излишков воды из водохрани­лищ, каналов, напорных бассейнов, которые позволяют частично или полностью опорожнять водоемы.

В особую группу выделяют специальные гидротехнические сооружения:

• ГТС для использования водной энергии — здания ГЭС и напорные бассейны;
• ГТС для водного транспорта — судоходные шлюзы, бревноспуски;
• мелиоративные ГТС — магистральные и распределительные каналы, шлюзы, регу­ляторы;
• рыбохозяйственные ГТС — рыбоходы, рыбоводные пруды;
• комплексные ГТС (гидроузлы) — ГТС, объединенные общей сетью плотины, каналы, шлюзы, энергоустановки и т. д.