Свидетельство:
О регистрации средства массовой информации: "Предотвращение аварий зданий и сооружений".
Номер: №ФС77-35253
Выдано: Федеральная служба по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций
Дата: от 16.02.2009 г.
Форма распространения: электронное периодическое издание
Язык: русский
Учредитель: ООО "ВЕЛД"
Первые водохранилища на Земле появились в третьем тысячелетии до нашей эры [1]. К числу первых водохранилищ в России, введенных в эксплуатацию в 1704 г., относят Алапаевское, построенное на реке Нейва (бассейн Оби), с полным объемом 7,4 млн.м3, полезным 5,1 млн.м3 и площадью зеркала при НПУ 240 га. К началу ХХ века в России было уже 46 водохранилищ с полным объемом более 1 млн.м3.
В начале ХХI века мировая база данных включает более ста тысяч подпорных гидротехнических сооружений, в том числе тридцать шесть тысяч больших плотин (Н>15 м).
В соответствии с пунктом 177 ГОСТ 19179-73 «Гидрология суши. Термины и определения» [2] под водохранилищем понимается искусственный водоем, образованный водоподпорным сооружением на водостоке с целью хранения воды и регулирования стока. В состав гидротехнического комплекса водохранилища, как правило, входят плотина (грунтовая, каменная, каменно-земляная, бетонная и т.д.), водосбросы, водоспуски, водозаборы.
На территории Российской Федерации в настоящее время в эксплуатации находятся 2650 водохранилищ емкостью свыше 1 млн.м3. Полезный объем водохранилищ России составляет 341,76 км3, полный 811,87 км3, площадь зеркала при полном объеме – 69,77 тыс.км2. Из эксплуатируемых в России водохранилищ 86% имеют объем от 1 до 10 млн.м3, вместе с тем более 90% суммарного полезного объема имеют водохранилища емкостью свыше 10 млн.м3.
Интересен анализ опыта разрушения грунтовых плотин в США. Разрушившаяся в 1972 г. после 34 лет эксплуатации грунтовая плотина высотой 6 м из-за перелива воды принесла прямой ущерб в 60 млн. долларов, при этом погибло 237 человек. Разрушившаяся в 1982 г. после 80 лет эксплуатации грунтовая плотина высотой 8 м из-за ошибок служб эксплуатации принесла прямой ущерб в 20 млн. долларов, при этом погибло 3 человека. Во все учебники ГТС вошла авария строящейся грунтовой плотины Teton высотой 92 м, произошедшая из-за ошибок в проекте. Эта трагедия принесла прямой ущерб в 1 млрд. долларов и унесла жизни 11 человек. Среднегодовая частота разрушений грунтовых плотин (2,5-5)·10-4, в России этот показатель в 2,5-3,0 раза выше.
К прудам принято относить искусственные водоемы, которые создаются в бассейнах рек и имеют объем до 1 млн.м3. В бассейне реки Дон (годовой среднемноголетний сток – 26,8 км3, весенний сток до зарегулирования составлял 60%, ныне – менее 29%) эксплуатируется 746 водохранилищ объемом более 1 млн.м3 с суммарным полезным объемом 14,94 км3, полным объемом 31,17 км3 и площадью зеркала при полном объеме 4,89 тыс.км2.
В бассейне реки Дон насчитывается более 10 тыс. прудов с суммарным полезным объемом 1,9 км3, полным объемом 2,1 км3, площадью зеркала при полном объеме 853 км2. Большинство из них создано в 60-70 годы ХХ века и используется для сельскохозяйственного водоснабжения, орошения, рыборазведения и рекреации.
Опыту отраслевого надзора за безопасностью ГТС в России более 35 лет, и впервые он был введен для ГТС энергетики с разработкой Союзтехэнерго «Временного положения о надзоре за безопасностью гидротехнических сооружений электростанций» [3].
Под надзор было поставлено в СССР свыше 400 гидроузлов, обеспечивающих работу 216 ГЭС, 4 ГАЭС, 35 ТЭЦ, 72 ГРЭС и 9 АЭС.
Поднадзорными считались те ГТС, которые образуют водохранилища емкостью более 1 млн.м3 или имеют напор воды более 10 м, а также, независимо от параметров ГТС, ГЭС мощностью более 5 тыс. кВт, ТЭС и АЭС мощностью более 100 тыс. кВт.
С введением Федерального закона № 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений» [4] был расширен перечень поднадзорных ГТС (гидротехнические сооружения – плотины, здания гидроэлектростанций, водосбросные, водоспускные и водовыпускные сооружения, туннели, каналы, насосные станции, судоходные шлюзы, судоподъемники; сооружения, предназначенные для защиты от наводнений, разрушений берегов и дна водохранилищ, 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 негативного воздействия вод и жидких отходов), что сформулировано в статье 3 закона. МПР РФ приказом от 02.03.1999 г. № 39 констатировало, что подлежат декларированию безопасности ГТС IV класса капитальности при напоре на сооружении более 3 м и объемах водохранилища более 0,5 млн.м3 [5].
С выходом постановления Правительства РФ от 29 мая 2008 г. № 404 «О Министерстве природных ресурсов и экологии Российской Федерации» ГТС, поднадзорные Росприроднадзору, были переданы Ростехнадзору.
В табл.1-3 представлены особенности зоны надзора за безопасностью ГТС Верхне-Донского управления Ростехнадзора.
Таблица 1
Зона надзора за безопасностью гидротехнических
сооружений
Верхне-Донского управления Ростехнадзора
Субъект Российской Федерации |
Площадь территории, тыс.км2 |
Процент от итого |
Население, млн. чел |
Процент от итого |
1. Воронежская область | 52,4 |
31,1 |
2,33 |
31,6 |
2. Тамбовская область | 34,3 |
20,5 |
1,14 |
15,5 |
3. Курская область | 29,8 |
17,8 |
1,20 |
16,3 |
4. Белгородская область | 27,1 |
16,2 |
1,51 |
20,5 |
5. Липецкая область | 24,1 |
14,4 |
1,19 |
16,1 |
Итого | 167,7 |
100 |
7,37 |
100 |
Таблица 2
Средние многолетние естественные ресурсы
местного стока
в зоне надзора Верхне-Донского управления Ростехнадзора
Субъект Российской Федерации |
Местный сток |
Процент от итого |
Сv |
|
км3/год |
мм |
|||
1. Воронежская область | 3,30 |
63,0 |
21,1 |
0,58 |
2. Тамбовская область | 3,67 |
107 |
23,4 |
0,32 |
3. Курская область | 3,60 |
121 |
23,0 |
0,28 |
4. Белгородская область | 2,51 |
92,6 |
16,0 |
0,32 |
5. Липецкая область | 2,59 |
107 |
16,5 |
0,27 |
Итого по зоне | 15,67 |
93,4 |
100 |
– |
Центральный Федеральный округ | 108 |
166 |
– |
0,20 |
Российская Федерация | 4118 |
241 |
– |
0,06 |
Таблица 3
Нагрузка на водные ресурсы в зоне
надзора Верхне-Донского
управления Ростехнадзора
Субъект
Российской |
Местные водные ресурсы, км3/год |
Водопо-требление, км3/год (2005 г.) |
Нагрузка на местные водные ресурсы, % |
Водообеспеченность, |
||||
средние много летние |
средние за мало водный период |
полное |
безвоз вратное |
на средние много летние |
за мало водный период |
при средне много летнем годе |
водными ресурсами в малов одный период |
|
1. Воронежская область | 3,30 |
1,40 |
0,56 |
0,19 |
17,0 |
40,0 |
1,33 |
0,52 |
2. Тамбовская область | 3,67 |
2,20 |
0,19 |
0,11 |
5,18 |
8,64 |
3,12 |
1,83 |
3. Курская область | 3,60 |
2,10 |
0,32 |
0,18 |
8,89 |
15,2 |
2,85 |
1,60 |
4. Белгородская область | 2,51 |
1,50 |
0,31 |
0,14 |
12,4 |
20,7 |
1,57 |
0,90 |
5. Липецкая область | 2,59 |
1,40 |
0,25 |
0,08 |
9,65 |
17,9 |
2,11 |
1,11 |
Итого по зоне | 15,67 |
8,60 |
1,63 |
0,70 |
10,4 |
19,0 |
2,13 |
1,16 |
Из табл.2 следует, что коэффициент изменчивости местного стока в Воронежской области наиболее высокий в Центральном федеральном округе, т.е. здесь наиболее часто чередуются как маловодные, так и многоводные годы. Зона надзора Верхне-Донского управления Ростехнадзора характерна высокой нагрузкой на местные водные ресурсы (до 40% в Воронежской области), что потребовало строительства только в этой области во второй половине ХХ века более 2235 ГТС с напорным фронтом.
В табл.4 представлены ГТС в зоне надзора Верхне-Донского управления Ростехнадзора по данным Российского регистра ГТС [6]. Нынешняя их структура следующая: ГТС энергетики – 3 (0,3%), ГТС промышленности – 57 (4,9%), ГТС агропроизводителей (орошение, сельскохозяйственное водоснабжение, рыборазведение, рекреация) – 1092 (94,8%). Следует отметить, что количество ГТС последнего класса значительно занижено, так как инвентаризация потенциально опасных ГТС в Воронежской, Тамбовской, Курской, Белгородской и Липецкой областях незавершенна из-за недостатка финансовых средств у эксплуатационных организаций.
Уровень безопасности ГТС в зоне надзора Верхне-Донского управления Ростехнадзора должен вызвать обеспокоенность администрации субъектов РФ, собственников. Например, в Воронежской области по данным Российского регистра ГТС [6] из базы данных по 306 ГТС нормальный уровень безопасности имеют всего 7,5%, пониженный – 58,8%, неудовлетворительный – 19%, опасный – 14,7%.
Таблица 4
Количество ГТС по отраслям экономики
в зоне надзора
Верхне-Донского управления Ростехнадзора
(по данным Российского регистра ГТС – 2008 г.)
Субъект Российской Федерации |
ГТС энергетики |
ГТС промышленности |
ГТС, до 29.05.2008 г. поднадзорные Росприроднадзору |
1. Воронежская область | 1 |
13 |
118 |
2. Тамбовская область | – |
7 |
464 |
3. Курская область | 2 |
8 |
197 |
4. Белгородская область | – |
14 |
122 |
5. Липецкая область | – |
15 |
191 |
Итого | 3 |
57 |
1092 |
В целом по Российской Федерации | 313 |
751 |
3266 |
Согласно СНиП 33-01-2003 «Гидротехнические сооружения. Основные положения» [8], срок службы основных ГТС для сооружений IV класса составляет 50 лет. СНиП 33-01-2003 установил, что допустимое значение аварии для напорных ГТС I класса – R=5·10-5, для II класса – R=5·10-4, для III класса – R=3·10-3. Количественные значения для напорных ГТС IV класса не установлены. Выборочные данные по земляным плотинам IV класса из грунтовых материалов в бассейне Дона позволяют выделить четыре этапа их жизненного цикла: строительство – 1-2 года, наполнение водохранилища и первые годы эксплуатации – 3-5 лет, «нормальные» условия эксплуатации – 20-24 года, «старение» сооружения – 22-26 лет. Для этапа «старения» земляных плотин IV класса характерны забивка дренажных устройств, фильтров, рост эрозии, суффозии, снижение устойчивости верховых и низовых откосов, значительное снижение ресурса водосбросных, водоспускных, водозаборных сооружений и металлоконструкций.
В этом отражается реальная специфика рыночной экономики России конца ХХ и начала ХХI века, когда на профилактический, аварийный, капитальный ремонты выделяются средства в размере от 10 до 20% от минимально потребных сумм, квалификация эксплуатационного персонала, как правило, является низкой, предаттестационную подготовку по безопасности ГТС и аттестацию в межтерриториальных управлениях Ростехнадзора проходят единицы руководящих работников и специалистов.
Дальнейшему совершенствованию надзора за безопасностью ГТС послужат вносимые поправки в статьи 13 и 14 Федерального закона № 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений», находящиеся на рассмотрении в Государственной Думе РФ [9].
Для зоны надзора за безопасностью ГТС Верхне-Донского управления Ростехнадзора характерна эксплуатация ГТС IV класса, где, как правило, постоянная служба эксплуатации отсутствует. Пруды и водохранилища на малых и средних реках находятся, как правило, в каскаде, что увеличивает риск аварий ГТС. На водосбросах прудов и водохранилищ произошли очень существенные изменения по отношению к периоду проектирования и строительства, поэтому следует пересмотреть основные гидрологические характеристики антропогенно освоенных бассейнов: расход воды, объем стока воды, модуль и слой воды, а также расчетные максимальные расходы воды для основного (Р=5% для ГТС IV класса) и поверочного (Р=1%) расчетных случаев. Работа, проведенная надзорными органами и эксплуатационными организациями в 2009 г., позволяет ожидать на конец года декларирования 52 ГТС IV класса, в том числе по Воронежской области – 33, Липецкой – 9, Тамбовской – 6, Белгородской – 4. В план декларирования на 2010 г. ожидается включение до 50 ГТС.
Для повышения эффективности надзора за безопасностью ГТС в зоне надзора Верхне-Донского управления Ростехнадзора необходимы:
- сбор достоверной информации о состоянии эксплуатирующихся ГТС посредством инвентаризации за счет средств субъектов РФ и создания в каждом субъекте региональной программы обеспечения безопасности ГТС на 2010-2011 гг.;
- повышение обоснованности капитального ремонта для ГТС, уровень безопасности которых является неудовлетворительным и опасным, и профилактического и аварийного (внепланового) для ГТС, уровень безопасности которых является пониженным;
- проведение мониторинговых исследований для ГТС IV класса, уровень безопасности которых является пониженным и неудовлетворительным;
- реализация предатестационной подготовки руководящих работников и специалистов эксплуатационных организаций ГТС с последующей аттестацией в Верхне-Донском управлении Ростехнадзора.
Выводы
1. Наличие значительного количества стареющих низконапорных ГТС IV класса в зоне надзора Верхне-Донского управления Ростехнадзора требует более четкой организации комплексного контроля за их состоянием.
2. Система надзора за безопасностью ГТС на региональном уровне должна носить государственный характер и приближаться к международным стандартам.
3. К первоочередным мероприятиям по повышению уровня безопасности ГТС в зоне надзора Верхне-Донского управления Ростехнадзора следует отнести инвентаризацию потенциально опасных ГТС в каждой области, создание региональных программ безопасности ГТС в каждом субъекте РФ, обучение и аттестацию эксплуатационного персонала, выделение средств – федеральных, областных, муниципальных для проведения капитальных, аварийных, профилактических ремонтов ГТС.
Библиографический список
1. Авакян А.Б. Водохранилища / А.В. Авакян, В.П. Салтанкин, В.А. Шаранов. – М.: Мысль, 1987. – 326 с.
2. ГОСТ 19179-73. Гидрология суши. Термины и определения. – М.: Изд-во стандартов, 1988. – 34 с.
3. Серков В.С. Временное положение о надзоре за безопасностью гидротехнических сооружений электростанций // Гидротехническое строительство, 1973, № 9.
4. Федеральный закон № 117-ФЗ от 21.06.1997 г. «О безопасности гидротехнических сооружений» (в ред. Федерального закона № 309-ФЗ от 30.12.2008 г.).
5. Сборник нормативно-методических документов, применяемых при декларировании безопасности гидротехнических сооружений/ В.А. Волосухин, О.Е. Ожиганов, А.В. Хныкин, С.П. Земцев, Я.В. Волосухин; Под общ. ред. В.А. Волосухина: Академия безопасности ГТС, Институт безопасности ГТС. – Новочеркасск: Лик, 2009. – 1172 с.
6. Российский регистр гидротехнических сооружений – 2008: Справочное издание. – М.: Росводресурсы, 2008. – 482 с.
7. Гогоберидзе М.И. Риск повреждения и разрушения грунтовых плотин / М.И. Гогоберидзе, Ю.Н. Макашвили, Г.А. Беручашвили, М.Э. Гвилия // Гидротехническое строительство, 1984, № 4, с. 35-37.
8. СНиП 33-01-2003. Гидротехнические сооружения. Основные положения. – М.: Госстрой России, 2004. – 24 с.
9. Проект № 243819-5 ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты РФ».