Оцінювання рівня екологічної та експлуатаційної безпеки низьконапірних гідротехнічних споруд

Abstract

Запропоновано підхід щодо оцінювання рівня екологічної та експлуатаційної безпеки низьконапірних гідротехнічних споруд (ГТС) класу наслідків (відповідальності) СС1, як окремої споруди, так і ГТС розташованих у каскаді. Проведений аналіз відомих методів та засобів контролю і діагностики за технічним станом ГТС. Встановлено, що переважна більшість існуючих підходів та рекомендацій зорієнтовані на великі гідровузли класів СС2 і СС3 та мають складність при їх застосуванні до споруд нижчих класів відповідальності. Пропонується дві групи показників: I – можливі ризики та рівень небезпеки внаслідок аварії; II – оцінка невідповідності (порушення) технічного стану об’єкта умовам безпечної роботи. Оцінювання за показниками першої групи проводиться за наступними параметрами: об’єм води, напір, кількість людей в зоні можливого ураження, величина можливих збитків, геологічні умови, можливість розташованої нижче за течією ГТС утримувати прорив верхньої водойми, гідрологічні розрахунки пропуску максимальних витрат паводкових вод, наявність у фронті прориву екологічно небезпечних об’єктів, площа затоплення (підтоплення). До параметрів оцінювання за другою групою включають: паспортні дані водойми, проектна документація на ГТС, технічний стан, процеси просідання та зміщення, стан верхового та низового укосів, процеси фільтрації води, стан водоскидів та водовипусків, наявність та роботу дренажних пристроїв, дані контрольновимірювальної апаратури, протифільтраційні пристрої, зони зчленування тощо. Дана інформація представляється у вигляді двомірного графіка, що надає змогу відображати отримані показники одночасно по всім досліджуваним об’єктам та проводити порівняльну оцінку споруд за сучасних умов експлуатації. Представлена, також, доцільність графічного відображення найбільш вразливих категорій технічного стану ГТС та їх складових елементів. Впровадження даної системи дозволить приймати ефективні управлінські рішення на стадіях експлуатації та прогнозування стану геосистеми у часі. Даний підхід обґрунтовує вибір дамб, що потребують першочергового покращення технічного стану та мають пріоритет під час надходження коштів на проведення ремонтно-відновлювальних робіт.

Purpose. The objective of the research is to develop an approach to operational assessment of the safety level of low-pressure hydrotechnical structures (HTS) basing upon the expert and analytical estimation; to analyze key advantages and disadvantages of the available methods and to determine possibilities of their use in terms of low-pressure earth dams. Research methodology is based upon the statistical data concerning accident rate and environmentaleconomic losses of both national and world practice of HTS operation, analytical, computational, and graphic methods as well as on the field studies performed in terms of low-pressure dams of hydroeconomic purposes. Results. To implement the developed approach, simultaneous assessment according to two groups of parameters is proposed: group one – possible risks and hazard level due to an accident rate; group two – assessment of the incompliance of technical conditions of the object with the technical conditions of safe operation. Results of the assessment make it possible to demonstrate the obtained data in the form of two-dimension graph that helps both represent the parameters simultaneously in terms of all the objects under study and perform comparative estimation of both environmental and operational safety of the structures under modern operational conditions. Expediency of graphic representation of the most vulnerable parameters of technical condition of a hydroengineering structure and its constituents has been substantiated. Originality. Implementation of that system will make it possible to make efficient managerial decisions in the operational stage and predict conditions of the geosystem in time. The methodology may be a part of the monitoring system which is to be implemented for hydroengineering structures in terms of small and medium-sized rivers to improve the level of environmental (technogenic) safety of the neighbouring areas during HES operation. Practical value. The developed approach substantiates the selection of dams which are of top priority as for improvement of their technical condition and receiving allocated funds for their repair and recovery. References – 12; tables – 2; figures – 3.