Анализ современной системы обеспечения безопасности гидротехнических сооружений - ABCD42.RU

Анализ современной системы обеспечения безопасности гидротехнических сооружений

Экологическое право России

Безопасность гидротехнических сооружений

Отношения, возникающие при осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при проектировании, строительстве, вводе в эксплуатацию, эксплуатации, реконструкции, восстановлении, консервации и ликвидации гидротехнических сооружений, регулируются Федеральным законом от 21 июля 1997 г. № 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений» (в ред. Федеральных законов от 10.01.2003 № 15-ФЗ, от 22.08.2004 № 122-ФЗ, от 27.12.2000 № 150-ФЗ, от 30.12.2001 № 194-ФЗ, or 24.12.2002 № 176-ФЗ, от 23.12.2003 № 186-ФЗ, 14.07.2008 № 118-ФЗ. 30.12.2008 № 309-ФЗ).

Гидротехнические сооружения — плотины, здания гидроэлектростанций, водосбросные, водоспускные и водовыпускные сооружения. туннели, каналы, насосные станции, судоходные шлюзы, судоподъемники; сооружения, предназначенные для защиты от наводнений и разрушений берегов водохранилищ, берегов и дна русел рек; сооружения (дамбы), ограждающие хранилища жидких отходов промышленных и сельскохозяйственных организаций: устройства от размывов на каналах, а также другие сооружения, предназначенные для использования водных ресурсов и предотвращения вредного воздействия вод и жидких отходов.

Под безопасностью гидротехнических сооружений понимается такое свойство гидротехнических сооружений, которое позволяет обеспечивать защиту жизни, здоровья и законных интересов людей, окружающей среды и хозяйственных объектов.

Обеспечение безопасности гидротехнических сооружений осуществляется на основании следующих общих требований:

  • обеспечение допустимого уровня риска аварий гидротехнических сооружений;
  • представление деклараций безопасности гидротехнических сооружений;
  • государственный надзор за безопасностью гидротехнических сооружений;
  • непрерывность эксплуатации гидротехнических сооружений;
  • установление критериев безопасности гидротехнических сооружений, оснащение последних техническими средствами в целях постоянного контроля за их состоянием, обеспечение необходимой квалификации работников, обслуживающих гидротехническое сооружение;
  • необходимость заблаговременного проведения комплекса мероприятий по максимальному уменьшению риска возникновения чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях;
  • ответственность за действия (бездействие), которые повлекли снижение безопасности гидротехнических сооружений ниже допустимого уровня.

Собственник гидротехнического сооружения и эксплуатирующая организация обязаны:

  • обеспечивать соблюдение норм и правил безопасности гидротехнических сооружений при их строительстве, вводе в эксплуатацию, эксплуатации, ремонте, реконструкции, консервации, выводе из эксплуатации и ликвидации;
  • обеспечивать контроль (мониторинг) за показателями состояния гидротехнического сооружения, природных и техногенных воздействий и на основании полученных данных осуществлять оценку безопасности гидротехнического сооружения, в том числе регулярную оценку безопасности гидротехнического сооружения и анализ причин ее снижения с учетом работы гидротехнического сооружения в каскаде, вредных природных и техногенных воздействий, результатов хозяйственной и иной деятельности и размещения объектов в русле реки и на прилегающих к ним территориях ниже и выше гидротехнического сооружения;
  • обеспечивать разработку и своевременное уточнение критериев безопасности гидротехнического сооружения;
  • развивать системы контроля за состоянием гидротехнического сооружения;
  • систематически анализировать причины снижения безопасности гидротехнического сооружения и своевременно осуществлять разработку и реализацию мер по обеспечению технически исправного состояния гидротехнического сооружения и его безопасности, а также по предотвращению аварии гидротехнического сооружения;
  • обеспечивать проведение регулярных обследований гидротехнического сооружения;
  • создавать финансовые и материальные резервы, предназначенные для ликвидации аварии гидротехнического сооружения;
  • организовывать эксплуатацию гидротехнического сооружения и обеспечивать соответствующую нормам и правилам квалификацию работников эксплуатирующей организации;
  • поддерживать в постоянной готовности локальные системы оповещения о чрезвычайных ситуациях на гидротехнических сооружениях;
  • осуществлять по вопросам предупреждения аварий гидротехнического сооружения взаимодействие с органом управления по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям; незамедлительно информировать об угрозе аварии гидротехнического сооружения федеральный орган исполнительной власти по надзору в области безопасности гидротехнических сооружений, другие заинтересованные государственные органы, органы местного самоуправления и в случае непосредственной угрозы прорыва напорного фронта — население и организации в зоне возможного затопления;
  • содействовать федеральному органу исполнительной власти по надзору в области безопасности гидротехнических сооружений в реализации его функций;
  • совместно с органами местного самоуправления информировать население о вопросах безопасности гидротехнических сооружений;
  • финансировать мероприятия по эксплуатации гидротехнического сооружения, обеспечению его безопасности, а также работы по предотвращению и ликвидации последствий аварий гидротехнического сооружения.

На стадиях проектирования, строительства, ввода в эксплуатацию, эксплуатации, вывода из эксплуатации гидротехнического сооружения, а также после его реконструкции, капитального ремонта, восстановления либо консервации собственник гидротехнического сооружения или эксплуатирующая организация составляют декларацию безопасности гидротехнического сооружения, которая подлежит государственной экспертизе. Декларация безопасности гидротехнического сооружения является основным документом, который содержит сведения о соответствии гидротехнического сооружения критериям безопасности.

Органы государственного надзора за безопасностью гидротехнических сооружений осуществляют надзор и контроль за соблюдением собственниками гидротехнических сооружений и эксплуатирующими организациями норм и правил безопасности гидротехнических сооружений, за исключением гидротехнических сооружений, полномочия на осуществление надзора за которыми переданы органам местного самоуправления.

Основными полномочиями органов надзора за безопасностью гидротехнических сооружений являются:

  • участие в размещении гидротехнических сооружений, согласовании заданий на проектирование гидротехнических сооружений, согласовании проектов их строительства и реконструкции, контроле за качеством строительства гидротехнических сооружений, приемке их в эксплуатацию, а также в согласовании правил эксплуатации гидротехнических сооружений;
  • беспрепятственное посещение гидротехнических сооружений, ознакомление с материалами по вопросам безопасности гидротехнических сооружений и организации техническою контроля;
  • организация проверки состояния гидротехнических сооружений и соответствия их состояния декларациям безопасности гидротехнических сооружений;
  • выдача предписаний об обеспечении безопасности гидротехнических сооружений;
  • согласование использования территорий гидротехнических сооружений, русел рек и прилегающих к ним территорий ниже и выше плотины (за исключением предоставления земельных участков в водоохранных зонах) для осуществления хозяйственной или иной деятельности; участие в разработке проектов нормативных правовых актов в области безопасности гидротехнических сооружений.

Безопасность гидротехнических сооружений

Общая информация

Чтобы говорить о мерах, принимаемых для обеспечения безопасности любого объекта, необходимо знать, что он собой представляет и с какой целью создан.

Гидротехнические сооружения – это специальные постройки, предназначенные как для использования водных ресурсов, так и для борьбы с их опасным воздействием.

По целевому назначению и функциональным особенностям гидротехнические сооружения делятся на:

    Регулировочные, необходимые для контроля влияния течений и волн на берег моря или другого водохранилища. К ним относят шпоры, дамбы, запруды, берегоукрепительные сооружения, дно и т. д. Водосборные, которые служат для сброса воды из каналов, прудов и пр. Водозаборные – с их помощью осуществляется забор воды из водоема или водотока. Водоподпорные, направленные на создание и принятие подпора воды. Это: плотины, дамбы, запруды, преграждающие водный поток. Водопроводящие, которые переносят воду из одной точки в другую (каналы, трубопроводы, туннели и др.).

Кроме вышеуказанных, к гидротехническим сооружениям относят такие объекты:

    гидроэлектростанции; водохранилища; судоподъемники; причалы; водяные мельницы; фонтаны; гидроотвалы; молы и много других.

Согласно Федеральному закону «О безопасности гидротехнических сооружений» данные строения разделяются на два типа:

    Объекты, деформации и разрушения которых могут стать причиной возникновения чрезвычайной ситуации. На эти сооружения действие закона распространяется в полном объеме. Установки и постройки, которые в результате разрушений не приведут к появлению ЧС. На такие объекты действие закона не распространяется.

Гидротехнические сооружения стали неотъемлемой частью жизни всего человечества, ведь охрана водных ресурсов, их рациональное использование и снижение вредного влияния являются их непосредственными функциями.

Общие требования к безопасности гидротехнических сооружений

Сделать возможным безвредное функционирование гидротехнического сооружения – значит, не дать воде нанести разрушительный удар по людям. Также это дает возможность контролировать состояние водной среды.

В соответствии с законодательством России выделяют такие требования к обеспечению безопасности гидротехнических сооружений:

  1. создание минимального уровня риска возникновения поломки или аварии объекта;
  2. осуществление регулярного государственного контроля состояния безопасности сооружения;
  3. непрерывная работа гидротехнической постройки;
  4. наличие документации о безопасности сооружений;
  5. оснащение гидротехнических сооружений всеми необходимыми техническими средствами и внедрение новых технологий для постоянного контроля их безопасности;
  6. обеспечение необходимой квалификации обслуживающего персонала;
  7. регулярное осуществление технических осмотров и ремонтов гидротехнических сооружений, а также проведение комплекса работ, нацеленных на уменьшение риска возникновения ЧС.

Назначение декларации безопасности гидротехнического сооружения

Декларация безопасности гидротехнической постройки – это основной документ, который несет в себе информацию о соответствии данного объекта основным требованиям безопасности. Ее составляет собственник сооружения или эксплуатирующая организация в процессе проектирования, строительства, ремонта, консервации или ликвидации объекта.

Декларацию необходимо предъявлять в орган надзора за безопасностью гидротехнических сооружений. После утверждения документа в государственных структурах, объект вносится в Регистр с получением разрешения на его строительство, запуск, ремонт, заморозку, эксплуатацию или вывод из работы.

Внутреннее содержание декларации устанавливается Правительством Росси в зависимости от функционального назначения сооружения.

Что должен делать владелец сооружения?

Ответственность за обеспечение безопасности гидротехнического объекта несет его собственник и эксплуатирующая компания. Поэтому в их обязанности входит множество пунктов:

    контроль полного соответствия проектируемого или работающего сооружения всем требованиям и нормам; постоянное изучение характеристик состояния гидротехнического объекта и его безопасности; в случае снижения уровня безопасности – выявление причин этого процесса и осуществление мероприятий, направленных на достижение нужных результатов; выполнение регулярных осмотров сооружения; внедрение более совершенные системы контроля за состоянием безопасности объекта; обеспечение высокой квалификации сотрудников эксплуатирующей организации и систематическая проверка их знаний; обязательное взаимодействие с органами надзора по вопросам состояния и безопасности гидротехнического сооружения, немедленное информирование о поломке или аварии на объекте; материальные вложения в развитие и модернизацию строения; содержать в состоянии готовности системы оповещения о ЧС на объекте.
Читайте также  Методы детерминированного и стохастического факторного анализа

Владелец или компания-пользователь несут полную ответственность за безопасность гидротехнического сооружения и возмещение ущерба на 100% в случае аварии или ЧС до перехода прав собственности к другому лицу.

Обоснование надежности и безопасности гидротехнических сооружений

8.15 Для обоснования надежности и безопасности гидротехнических сооружений следует выполнять расчеты гидравлического, фильтрационного и температурного режимов, а также напряженно-деформированного состояния системы «сооружение — основание» на основе применения современных, главным образом численных, методов механики сплошной среды с учетом реальных свойств материалов и пород оснований.

8.16 Обеспечение надежности системы «сооружение — основание» должно обосновываться результатами расчетов по методу предельных состояний их прочности (в том числе фильтрационной), устойчивости, деформаций и смещений.

Расчеты необходимо производить по двум группам предельных состояний:

— по первой группе (потеря несущей способности и (или) полная непригодность сооружений, их конструкций и оснований к эксплуатации) — расчеты общей прочности и устойчивости системы «сооружение — основание», общей фильтрационной прочности оснований и грунтовых сооружений, прочности отдельных элементов сооружений, разрушение которых приводит к прекращению эксплуатации сооружений; расчеты перемещений конструкций, от которых зависит прочность или устойчивость сооружений в целом и др.;

— по второй группе (непригодность к нормальной эксплуатации) — расчеты местной прочности (в том числе фильтрационной) оснований и сооружений, перемещений и деформаций, образования или раскрытия трещин и строительных швов; расчеты прочности отдельных элементов сооружений, не относящиеся к расчетам по предельным состояниям первой группы.

8.17 При расчетах гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований необходимо соблюдать следующее условие, обеспечивающее недопущение наступления предельных состояний:

, (1)

где — коэффициент сочетания нагрузок, принимаемый:

— при расчетах по первой группе предельных состояний:

для основного сочетания нагрузок и воздействий в период нормальной эксплуатации — 1,00;

то же, для периода строительства и ремонта — 0,95;

— для особого сочетания нагрузок и воздействий:

при особой нагрузке, в том числе сейсмической на уровне проектного землетрясения годовой вероятностью 0,01 и менее, — 0,95;

при особой нагрузке, кроме сейсмической, годовой вероятностью 0,001 и менее — 0,9;

при сейсмической нагрузке уровня максимального расчетного землетрясения — 0,85;

— при расчетах по второй группе предельных состояний — 1,00.

1 В основное сочетание нагрузок и воздействий в период нормальной эксплуатации, как правило, включают кратковременные нагрузки годовой вероятностью более 0,01.

2 Учет сейсмических воздействий следует выполнять по СП 14.13330 и СП 358.1325800;

F — расчетное значение обобщенного силового воздействия (сила, момент, напряжение), деформации или другого параметра, по которому проводят оценку предельного состояния, определенное с учетом коэффициента надежности по нагрузке (см. 8.18);

R — расчетное значение обобщенной несущей способности, деформации или другого параметра (при расчетах по первой группе предельных состояний — расчетное значение; при расчетах по второй группе предельных состояний — нормативное значение), устанавливаемого нормами проектирования отдельных видов гидротехнических сооружений, определенное с учетом коэффициентов надежности по материалу или грунту и условий работы (см. 8.19);

— коэффициент надежности по ответственности сооружения, принимаемый:

— при расчетах по первой группе предельных состояний:

для класса ответственности сооружений:

— при расчетах по второй группе предельных состояний — 1,00.

При расчете устойчивости естественных склонов значение следует принимать:

как для сооружения, которое может прийти в непригодное для эксплуатации состояние в случае разрушения склона;

в остальных случаях — 1,00.

8.18 Расчетное значение нагрузки определяют умножением нормативного значения нагрузки на соответствующий коэффициент надежности по нагрузке .

Нормативные значения нагрузок следует определять по нормативным документам на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований.

Значение коэффициентов надежности по нагрузке при расчетах по предельным состояниям первой группы следует принимать в соответствии с приложением Д.

8.19 Значения коэффициентов надежности по материалу и грунту , применяемых для определения расчетных сопротивлений материалов и характеристик грунтов, устанавливаются нормами на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований.

Значения коэффициента условий работы , учитывающего тип сооружения, конструкции или основания, вид материала, приближенность расчетных схем, вид предельного состояния и другие факторы, устанавливаются нормативными документами на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований.

8.20 Расчеты гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований по предельным состояниям второй группы следует проводить с коэффициентом надежности по нагрузке , а также с коэффициентами надежности по материалу и грунту , равными 1,0, за исключением случаев, которые установлены нормативными документами на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений, конструкций и оснований.

8.21 Гидротехнические сооружения, их конструкции и основания следует проектировать таким образом, чтобы условие (1) недопущения наступления предельных состояний соблюдалось на всех этапах строительства и эксплуатации, в том числе и в конце расчетного срока их службы.

Расчетные сроки службы основных гидротехнических сооружений в зависимости от их класса ответственности следует принимать (если иное не определено в задании на проектирование) равными:

— для сооружений I и II классов ответственности — 100 лет;

— для сооружений III и IV классов ответственности — 50 лет.

При надлежащем технико-экономическом обосновании назначенный срок службы отдельных конструкций и элементов сооружения, разрушение которых не влияет на сохранность основных сооружений, допускается уменьшать. При этом проектной документацией должны быть предусмотрены технические решения, обеспечивающие восстановление разрушенных и ремонт поврежденных конструкций и элементов сооружения. Не менее чем за два года до истечения расчетного срока службы сооружения собственник (эксплуатирующая организация) должны выполнить работы по всестороннему обследованию его состояния и, при необходимости — по разработке проектной документации усиления (реконструкции) объекта или его ликвидации.

8.22 Расчеты гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований, как правило, следует проводить с учетом нелинейных и неупругих деформаций, влияния трещин и неоднородности материалов, изменения физико-механических характеристик строительных материалов и грунтов основания во времени, поэтапности возведения и нагружения сооружений.

8.23 Выбор предельных состояний и методов расчета гидротехнических сооружений при оценке их надежности и безопасности осуществляется в соответствии с нормами проектирования отдельных видов сооружений и конструкций.

8.24 С целью более полного раскрытия неопределенностей по факторам, определяющим надежность и безопасность гидротехнических сооружений, уточнения расчетных характеристик и расчетных схем, сочетаний нагрузок и воздействий, а также предельных состояний и оптимизации проектирования по методу предельных состояний допускается применение вероятностного анализа для обоснования принимаемых технических решений системы «сооружение — основание».

8.25 Для напорных гидротехнических сооружений расчетные значения вероятностей возникновения аварий не должны превышать допускаемых значений, которые приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1 — Допускаемые значения вероятностей возникновения аварий на напорных* гидротехнических сооружениях

* Для безнапорных ГТС допускаемые значения вероятностей возникновения аварий могут устанавливаться заказчиком.

Анализ современной системы обеспечения безопасности гидротехнических сооружений (стр. 1 из 2)

Мадеева Виолетта Станиславовна

аспирант каф. Геологии

Московский государственный горный университет

В настоящее время обеспечение безопасности гидротехнических сооружений (ГТС) в Российской Федерации является серьезной проблемой, возникшей вследствие нерешенности комплекса правовых и финансовых вопросов. Так, около 22 % ГТС (общее их количество до сих пор неизвестно) в стране находится в аварийном и предаварийном состоянии. По данным Росводресурса за последние 5 лет имели место более 300 аварий гидротехнических сооружений, в основном это гидротехнические сооружения IV, частично III класса, составляющие около 90 % от общего их количества. Среднемировой показатель аварийности превышен в 2,5 раза, ущерб составляет миллиарды (а в отдельные годы десятки миллиардов) рублей (табл. 1) [1, 2].

Некоторые примеры аварийных ситуаций на ГТС

Место, объект Дата Последствия
Прорыв плотины Тирлянского водохранилища на р. Белой, Башкирия 08.94 Затоплено 4 населенных пункта, 29 человек погибло, 786 – осталось без крова, ущерб более 10 млрд. руб
Авария на Нижнем Дону 10.04 Парализована навигация на Единой глубоководной системе, огромные убытки судоходных компаний
Прорыв дамбы у Архангельского целлюлозно-бумажного комбината 03.05 Сильное загрязнение Северной Двины и прибрежной полосы
Прорыв дамбы на р. Мрас-Су в Кемеровской области 05.05 В зоне подтопления в общей сложности оказались 175 домов, число жителей 3,5 тыс. чел
Кочубеевский р-н Ставропольского края 05.06 В результате прорыва дамбы перекрыта Федеральная трасса «Кавказ»
Сброс воды на Княжегубской ГЭС 06.06 Затопление пос Ковда
г. Евпатория, дамба озера Сасык-Сиваш 07.06 Затоплены дома в г. Евпатория и селах Орлянка и Охотниково
Прорыв дамбы водохранилища в Белогорском районе, Крым 07.06 Имеются жертвы, затоплены сотни домов
Авария на Саяно-Шушенской ГЭС, полностью разрушен второй гидроагрегат, еще несколько получили серьезные повреждения 08.09 В результате аварии погибло 75 человек, затраты на восстановление СШГЭС могут превысить 40 млрд рублей
Прорыв дамбы в Венгрии 10.10 2 человека погибло, 7- пропало без вести, 120 — обратилось за медицинской помощью
Читайте также  Анализ современных цифровых радиоприемных устройств

Анализ итогов инвентаризации гидротехнических сооружений, которая была начата в 1997 г. в рамках работы по обеспечению безопасной эксплуатации водохозяйственных объектов и гидротехнических сооружений различными министерствами и ведомствами и условно выполнялась в три этапа (последний этап был завершен в марте 2004 г.), позволил выделить ряд общих проблем:

1. Средний процент износа напорных ГТС составляет около 48 %, в том числе крупных напорных ГТС — 48,75 %; средних напорных сооружений — 43,25 %; малых напорных ГТС — 52,1 %.

2. Остро стоит вопрос дефицита квалифицированного персонала, связанный с развалом специализированных проектных и научных организаций. Из общего числа напорных ГТС службы эксплуатации имеют только 32 %. Лишь самые крупные гидроузлы укомплектованы и имеют квалифицированный эксплуатационный персонал, порядка 80 % гидроузлов вообще не имеют службы эксплуатации.

3. Сложилась ситуация, при которой собственники ГТС I-III класса опасности, отнесенных к федеральной собственности, собственности субъектов РФ, крупных корпораций (РАО «ЕЭС России» и других энергетических компаний) обладают финансовыми возможностями, квалифицированными службами эксплуатации и в основном проводят необходимые ремонтно-профилактические работы. Однако такие объекты составляют лишь незначительную часть. Подавляющее же большинство ГТС на территории Российской Федерации эксплуатируются зачастую без реконструкции и ремонта, в значительной степени выработали свой ресурс, и поэтому являются объектами повышенной опасности.

4. Для многих ГТС отсутствует проектная документация, а, следовательно, и проектные значения контролируемых показателей состояния, без которых составление декларации безопасности практически невозможно. Уровень разработки деклараций безопасности ГТС невысок.

5. Значительное количество ГТС не имеет собственника (около 11,4 % от их общего количества).

6. Положение усугубляется нехваткой необходимой контрольно-измерительной аппаратуры, уменьшением натурных обследований ГТС, что не позволяет проводить мониторинг показателей состояния ГТС, разработку и уточнение критериев безопасности ГТС, анализ причин снижения безопасности ГТС. Отсутствует система автоматизированного мониторинга ГТС, контроля сбора и обработки результатов измерений.

Вопрос безопасности гидротехнических сооружений является актуальным для всех стран мира в связи с потенциальной опасностью возникновения крупных аварий и техногенных чрезвычайных ситуаций в результате отказов и неисправностей [2, 3].

Одним из важнейших вопросов является вопрос государственного регулирования отношений в области обеспечения безопасности гидротехнических сооружений. Каждая страна имеет собственные правовые и административные традиции, и разработка нормативно-правовой базы в области безопасности плотин требует учета этих особенностей.

Сравнительный аналитический обзор нормативно-правовой базы обеспечения безопасности плотин 22 стран мира был выполнен Всемирным банком в 2002 г. в книге «Нормативно-правовая база безопасности плотин» [4]. Анализ представлен по четырем категориям: правовая и организационная форма регулирования отношений в законодательной сфере, полномочия регламентирующего органа, содержание нормативно-правовых актов, обеспечивающих безопасность плотин.

В качестве основного законодательного документа регулирования отношений в Российской Федерации выступает Закон о безопасности ГТС, в двенадцати странах (Австралия, Канада, Финляндия, Франция, Латвия, Мексика, Новая Зеландия, Норвегия, ЮАР, Швейцария, США, Соединенное Королевство) вопросы безопасности плотин представлены в общем законодательстве по водному хозяйству, плотинам, энергетике или природным ресурсам; в некоторых странах, (Аргентина, Канада, Китай, Финляндия, Франция, Индия, Мексика, Португалия, ЮАР, Испания, Швейцария, США) помимо основного законодательного документа, обеспечение вопросов безопасности осуществляется на основе специального законодательства [4, 6].

В десяти странах созданы органы, которые самостоятельно занимаются исключительно вопросами безопасности плотин (Аргентина, Австрия, Австралия, Канада, Китай, Франция, Индия, Португалия, Румыния, США). В частности, в Китае — Министерство водных ресурсов, Государственная энергетическая корпорация, Центр надзора за безопасностью больших плотин (ЦНББП), Центр обеспечения безопасности плотин; в Финляндии — Региональные природоохранные центры под руководством Министерства сельского и лесного хозяйства, во Франции — Главная служба контроля; в США — Межведомственный Комитет по безопасности плотин, основной задачей которого является оказание помощи в разработке и осуществлении эффективных программ, комплексов мероприятий и рекомендаций на уровне федерального центра и штатов, а также между федеральными ведомствами.

В Российской Федерации начиная с 2004 г. надзор за безопасностью ГТС осуществляют федеральные органы исполнительной власти: Ростехнадзор — за безопасностью объектов топливно-энергетического комплекса, в составе которого находится около 300 комплексов сооружений, имеющих в своем составе более 1000 отдельных ГТС, в том числе 426 напорных ГТС, формирующих основные водохранилища Российской Федерации; Ространснадзор — за безопасностью 118 объектов водного транспорта, в составе которых находится 335 судоходных ГТС; Росприроднадзор — за безопасностью 28500 ГТС других отраслей [1-4].

Органы надзора за безопасностью гидротехнических сооружений планируют проведение обследований и инвентаризации гидротехнических сооружений, участвуют в этих обследованиях, выдают предписания, организуют сбор, хранение информации и организацию передачи информации, получаемой периодически по результатам мониторинга, о состоянии гидротехнических сооружений и уровне их безопасности.

В полномочия регламентирующих органов Российской Федераций входит:

1. Право на разработку норм и стандартов. Такими же полномочиями наделены регламентирующие органы Аргентины, Австралии, Австрии, Канады, Китая, Финляндии, Франции, Латвии, Мексики, Норвегии, Новой Зеландии, Португалии, Румынии, Испании и США.

2. Ведение регистров плотин. Такими же полномочиями наделены регламентирующие органы Великобритании, Франции, ЮАР, Испании и США.

В ряде зарубежных стран, в отличие от Российской Федерации, регламентирующие органы наделены дополнительными правами: выдача лицензий или разрешений на осуществление деятельности, связанной со строительством или эксплуатацией плотин; осуществление мониторинга инспекций, проводимых собственниками плотин; проведение инспекций.

Практически во всех рассматриваемых странах, в том числе и в России, нормативно-правовые акты регулируют вопросы строительства, эксплуатации, обслуживания объектов и надзора за их состоянием.

В тринадцати странах (Канада, Китай, Финляндия, Франция, Индия, Ирландия, Мексика, Норвегия, ЮАР, Испания, Швейцария, Великобритания, США), как и в Российской Федерации, основные обязанности в области безопасности плотин и проведения инспекций возлагаются на собственника плотины. В семи странах (Австрия, Канада, Финляндия, Латвия, Норвегия, Румыния, США) в обязанностях собственников плотин четко прописано, что именно они несут основную ответственность за безопасность объектов.

Анализ современной системы обеспечения безопасности гидротехнических сооружений

О компании

НПО «Хайдекс» — стабильная динамично развивающаяся компания, научный коллектив которой преимущественно состоит из ученых и инженеров в области гидротехнического строительства, а также гидравлики и инженерной гидрологии. Наш коллектив специализируется на исследованиях в области эксплуатации и строительства объектов специального и промышленного назначения. Основным направлениям деятельности является разработка документации в рамках действия Федерального закона «О безопасности гидротехнических сооружений» № 117-ФЗ для сооружений сельскохозяйственной, энергетической и транспортной отраслей. Специалисты НПО «Хайдекс» являются авторами более 70 научных публикаций в российских и зарубежных рецензируемых журналах, периодических изданий по вопросам эксплуатации гидротехнических сооружений и водохранилищ, моделирования и прогнозирования различных явлений (в том числе природных катастрофических ситуаций на водотоках).

Техническое оснащение

В нашем распоряжении высокоэффективный комплекс лабораторий, который обеспечивает возможность моделировать различного рода сооружения и нагрузки на них, а также различные природные и техногенные ситуации на водных объектах. На счету нашей команды более десяти весомых научных работ для нужд энергетической, транспортной, водохозяйственной и каких-либо других отраслей.

Лаборатория гидрологической безопасности

Оснащение данного комплекса, созданного английскими профессорами, делает возможным производить, на самом высоком научном и профессиональном уровне, работы для нужд гидроэнергетики, нефтегазовой промышленности, конструкций морского и речного транспорта, атомной энергетики и остальных отраслей.

Лаборатория неразрушающего контроля

Оборудование, представленное в данной лаборатории, :делает возможным проводить практически все типы испытаний. Прямое взаимодействие её коллектива с экспертной группой способствует быстрому принятию решений по анализируемому объекту. Лаборатория оснащена только прогрессивным оборудованием, и отвечает всем установленным, для научной и практической работы, условиям.

Лаборатория прочности материалов

Данный комплекс охватывает широкий спектр возможностей в области прочности, пластичности, разрушения и деформации строительных материалов и конструкций. В его составе — современное оборудование, обеспечивающее высокое качество выполняемых работ и низкий процент погрешности. Позволяет захватывать полный цикл задач, направленных на точный подбор материалов для моделирования в рамках научно-исследовательских и конструкторских работ (НИОКР), а также для практического применения.

Лаборатория оснований и фундаментов

Лаборатория решает множество вопросов в части контроля качества оснований, как возводимых сооружений и строительных конструкций, так и построенных. При проведении работ на гидротехнических сооружениях, зачастую, вопросы качества оснований играют ключевую роль.

Деятельность

Безопасность гидротехнических сооружений (ГТС)

Декларация безопасности ГТС в Российской Федерации регулируется Федеральным законом от 23.06.1997 г. №117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений» и прочими нормативно-правовыми актами. В числе требований, предъявляемых законодательством к обеспечению безопасности гидротехнических сооружений — представление в уполномоченные Правительством Российской Федерации федеральные органы деклараций безопасности ГТС, которые разрабатываются с учетом специфики данного конкретного объекта и его технического состояния. Декларация безопасности ГТС составляется при проектировании, строительстве, капитальном ремонте, эксплуатации, реконструкции, консервации и ликвидации гидротехнического сооружения, и является основным документом, который содержит сведения о соответствии гидротехнического сооружения критериям безопасности.

Читайте также  Статистические методы анализа численности, состава и динамики населения

Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР)

Специалисты ООО НПО «Хайдекс» являются авторами более чем 70 научных работ в российских и зарубежных рецензируемых журналах («Вестник МГСУ», «Гидротехническое строительство», «Power Technology and Engineering», «Водные ресурсы», «Лед и Снег», «Природообустройство» и др.), периодических изданий по вопросам строительства и эксплуатации объектов специального, промышленного и гражданского назначения, а также участниками международных, зарубежных и всероссийских конференций. Наш научный коллектив выполнит любые задачи в области гидравлики, гидрологии, эксплуатации гидротехнических сооружений и сооружений специального назначения на самом высоком научном и профессиональном уровне. На счету нашей команды более десяти крупных научно-исследовательских работ для нужд энергетической, транспортной, водохозяйственной и других отраслей.

Эксплуатация бесхозяйных гидротехнических сооружений (ГТС)

В соответствии со ст. 5 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений», органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации в области безопасности гидротехнических сооружений решают вопросы безопасности гидротехнических сооружений на соответствующих территориях, за исключением вопросов безопасности гидротехнических сооружений, находящихся в муниципальной собственности. Зачастую в бюджетах не предусмотрены средства для реализации положений 117-ФЗ. Нами разработана программа по взаимодействию с субъектами малого и среднего предпринимательства по принятию соответствующих мер направленных на повышение уровня безопасности ГТС и их дальнейшей эксплуатации по прямому назначению или созданию, на их базе, зон рекреации или объектов рыбохозяйственного назначения за счет частных инвестиций.

Научный мониторинг технического состояния гидротехнических сооружений водного транспорта

До недавнего времени усилия многих стран были направлены только на ликвидацию последствий катастроф, однако всевозрастающий рост числа катастрофических событий и связанного с ними ущерба делает эти усилия все менее эффективными и выдвигает в качестве приоритетной новую задачу: прогнозирование и предупреждение катастроф.

На настоящий момент в России сложилось три системных уровня обеспечения техногенной безопасности гидротехнических сооружений водного транспорта.

  • Ростехнадзор, уполномоченный государством обеспечивать конституционные гарантии безопасности, реализует законодательные цели через федеральную систему региональных экспертных организаций. Профессиональное выполнение требований к обеспечению безопасной эксплуатации позволяет избежать ошибок в проектных и технологических решениях.
  • Технический надзор заказчика, проводимый профессиональными организациями с привлечением эффективного методического и программно-аппаратного обеспечения. Это позволяет избежать отклонений от проекта в процессе производства.
  • Самым главным в смысле обеспечения безопасности, является третий уровень – непрерывная эксплуатационная экспертиза средствами технической диагностики на основе методов неразрушающего контроля и анализа с целью оценки степени опасности – физического износа и остаточного ресурса.

В случае объективной диагностики достаточно просто определить места проведения, физические объемы и минимально обоснованные ресурсы, необходимые для поддержания нормативного уровня безопасности.

Несмотря на системную стройность технического надзора, регулярные аварии и техногенные катастрофы являются свидетельством того, что на практике отсутствуют эффективные инструменты эксплуатационного мониторинга и прогнозирования.

Для решения проблемы необходимо в обязательном порядке оснащать каждый потенциально опасный объект высокотехнологичными измерительно-аналитическими информационными средствами «nonstop»-мониторинга являющимися элементами обшей системы обеспечения техногенной безопасности среды обитания.

Специалистами ООО «Балтморпроект» в сотрудничестве с учеными СПГУВК проводится комплекс работ по разработке методологии и созданию программно- приборного обеспечения проведения «non-stop»-мониторинга на гидротехнических сооружениях портовой инфраструктуры и судоходных ГТС.

Все три системных уровня безопасности могут быть эффективны только при условии достоверной оценки эксплуатационных прочностных параметров объектов мониторинга на базе оснащения объектов автоматизированными информационно-аналитическими системами (АИАС). Качественно улучшить систему мониторинга можно за счет использования современных достижений информационных технологий.

Новые возможности использования информационных технологий для мониторинга ГТС

  • сбор и передача результатов измерений с первичных преобразователей, минуя компьютер, с помощью мобильного телефона с выходом в Интернет;
  • сбор данных о состоянии ГТС с использованием веб-камер для сопоставительного анализа текущего изображения и сделанных ранее;
  • размещение программ анализа результатов измерений и управления на сервере компьютерной сети вне гидротехнических сооружений;
  • анализ данных, используя методы Data Mining, метод группового учета аргументов, позволяющие выявить шаблоны поведения и построить модели динамики изменения свойств;
  • создание виртуальных моделей ГТС, организация «nonstop»-мониторинга (непрерывного режима отслеживания результатов измерений и результатов моделирования), использование моделей для прогнозирования состояния сооружений.

Последовательность действий по реализацию возможностей

  1. Создание сетевой системы сбора информации от первичных преобразователей, на основе веб-камер и радиомодемов, автоматически передаваемой для обработки по мобильной связи на удаленный сервер.
  2. Разработка прогнозных моделей состояния сооружения и определение на их основе критериев безопасности ГТС. Модели включаются в контур мониторинга и непрерывно уточняются по его результатам.
  3. Формализация законов управления техническим состоянием ГТС на основе прогнозных моделей.

Оценочная функция состояния ГТС

Исследования показали, что для решения поставленных задач мониторинга ГТС наилучшим образом подходит кусочно-линейной функция оценки ).

Оценку технического состояния объекта на одном моменте времени лучше всего иллюстрировать звездчатой диаграммой (рис. 2.).

Интернет мониторинг ГТС

  • Особенность комплектования групп, определяющих техническое состояние ГТС при помощи средств интернет, состоит в том, что появляется возможность привлечь к работе без отрыва от основных форм деятельности территориально-разобщенных высококвалифицированных специалистов.
  • Для реализации мониторинга ГТС предполагается использовать уникальный программный продукт – отечественную сетевую версию MatLab On Line (iMatLab) http://artspb.com/matlab, в которой помимо языка матричного исчисления имеется конструктор виртуальной обстановки, что позволяет сетевой системе работать непрерывно, отображая состояние соответствующих управляемых из MatLab процессов.
  • Помимо сетевого iMatLab, создана принципиально новая система верстки электронных книг с исполняемыми на их страницах математическими алгоритмами. Математическая обработка транслируемых материалов возможна прямо здесь (сглаживание, идентификация, управление работой объекта по обратной связи и т.п.).

Подсистема натурных измерений

Основной целью создания АИАС ГТС водного транспорта является обеспечение его безопасной технической эксплуатации. Объектом изучения является система «сооружение-среда». В этой системе объединяются три основные подсистемы: «сооружение» (собственно ГТС), «грунтовое основание», «внешняя среда». При организации натурных наблюдений указанная система дополняется подсистемой натурных наблюдений.

Результаты натурных наблюдений за деформациями ГТС представляют собой в интегральной количественной форме объективную и точную информацию о сложном взаимодействии его конструкций с грунтовым основанием и внешней средой.

В настоящее время измерения деформаций на ГТС водного транспорта производятся геодезическими методами, щелемерами, с помощью компарированной инварной проволоки или рулетками. Однако все эти методы измерений не выполняют условий, предъявляемых АИАС. Всем требованиям к АИАС удовлетворяют используемые для косвенного контроля технического состояния строительных конструкций на особо опасных объектах электронные уклономеры (инклинометры).

Производимые импортные инклинометры имеют ряд достоинств: стойкость к воздействиям окружающей среды, виброустойчивость, стабильность показаний в течение длительного времени, возможность одновременной фиксации деформаций в двух направлениях и др.

Основным недостатком таких приборов является их высокая стоимость (примерно 3,5 тыс. евро за один инклинометр для измерения перемещений в одном направлении), обусловленная, прежде всего отсутствием отечественных аналогов.

Учитывая, что минимальное число таких датчиков, необходимых для оснащения, например, одной секции камеры шлюза — 4 шт., а шлюзы ЕГС имеют, как правило, 8÷10 секций, очевидно, что использование системы измерений с импортными инклинометрами будет нерентабельным.

В настоящее время в ООО «Балтморпроект» в содружестве с СПГУВК ведутся работы по созданию контрольно-измерительной аппаратуры, в состав которой входит первичный преобразователь уровневого типа (с изменяющейся геометрией воздушного пузырька) с разрешением порядка 1,5 мм/20,0 м (рис.3 а). Этот элемент был положен в основу работы созданного макета (рис. 3. б), который был тестирован на шлюзе №6 ВБВП (рис. 4 а) и показал очень высокую степень совпадения результатов со швейцарским инклинометром Zerotronic (рис. 4б).


а

б

Проводимые работы по оценке создания данного измерительного узла позволяют сделать выводы о целесообразности его использования в составе АСДИС как при определении текущего уровня безопасности сооружений, так и при построении прогнозных моделей ГТС водного транспорта.

Предварительная оценка по укрупненным показателям доработки прибора и его внедрения показывает, что стоимость организации мониторинга будет на порядок ниже, чем при использовании в составе системы импортных инклинометров. В настоящее время разрабатываются варианты промышленных образцов приборов для различных типов ГТС водного транспорта (причалы, шлюзы, направляющие палы и т. д.).

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: