Мeтод и средства контрoля водорастворимыx основaний гидротехничеcких сооpужений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат наук Нурмагомедов Тимур Низамудинович

• Нурмагомедов Тимур Низамудинович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Нурмагомедов Тимур Низамудинович

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКОГО АППАРАТА В ОБЛАСТИ КОНТРОЛЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ОСНОВАНИЙ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

1.1. Анализ причин разрушения водорастворимых оснований гидротехнических сооружений

1.2. Контроль состояния гидротехнических сооружений, возведенных на водорастворимых основаниях

1.3. Исследование особенностей растворения и выноса солей в водорастворимых основаниях гидротехнических сооружений

1.4. Комплексная методика обоснования рациональных параметров системы контроля водорастворимых оснований гидротехнических сооружений

1.5. Постановка цели и задач исследования

Выводы по первой главе

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА КОНТРОЛЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ОСНОВАНИЙ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Выводы по второй главе

3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ ВОДОРАСТВОРИМОГО ОСНОВАНИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ

3.1. Теоретическое обоснование выбора инструментального метода контроля

3.2. Исследование электрохимических свойств гипсовых растворов

Выводы по третьей главе

4. РАЗРАБОТКА СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ЗА ФИЛЬТРАЦИЕЙ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

4.1. Обоснование параметров проектирования средства контроля

4.2. Исследование электрофизических свойств гипсовых растворов

4.3. Разработка математической модели средства контроля

4.4. Разработка макетов средства контроля

Выводы по четвертой главе

5. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ОСНОВАНИЙ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

5.1. Структура информационной системы

5.2. Алгоритм работы информационной системы

5.3. Применение информационно-измерительной системы для предупреждения чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях

Выводы по пятой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Приложение

Приложение

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Мeтод и средства контрoля водорастворимыx основaний гидротехничеcких сооpужений»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Устойчивое функционирование гидротехнических сооружений (ГТС) на территориях, неблагоприятных в инженерно-геологическом отношении, в частности - при наличии в основании среднерастворимых солей (гипс, ангидрид, известняки), требует особого внимания к надежности оснований. Основной из причин аварий (более 60 % случаев) на ГТС (гидроэлектростанциях, плотинах, дамбах и т.д.) является разрушение или осадка основания вследствие возникновения неконтролируемой фильтрации, развития суффозионных процессов, образования пустот.

Галогенные формации, в состав которых входят сульфаты - гипсы и ангидриты, на территории РФ занимают площадь около 7 млн км2 (около 40 % территории). Гидротехническое строительство в этих регионах ведут при наличии в разрезе основания растворимых пород, что создает условия для развития карстовых и суффозионных процессов. После возведения плотины размыв пород в основании может активизироваться в результате увеличения напоров, возрастания скорости фильтрации пресных вод из водохранилища, а также раскрытия трещин. Неблагоприятными факторами являются: гидратация ангидрита, которая сопровождается изменением структуры и текстур пород; формирование сульфатных вод, агрессивных к бетону; высокая растворимость гипсов и ангидритов; литологическая, гидрогеологическая и гидрогеохимическая неоднородность массива пород основания.

В связи с этим наблюдение и заблаговременное предупреждение процессов растворения и выноса солей и разрушения вследствие этого основания ГТС посредством разработки новых методов и средств контроля является актуальной научно-технической задачей.

Степень разработанности темы исследования. Основоположником изучения фильтрационных процессов и автором первых работ по гидродинамике подземных вод является французский ученый А. Дарси (1856 г.). Исследованиями в области установления закономерностей растворения солей при фильтрационных

процессах занимались Л. Бруннер, К. Вагнер, В. Нерист, А.Б. Здановский, С. Толочко, А.Н. Щукарев и др. Растворение пород оснований ГТС в процессе строительства и эксплуатации изучали Н.Н. Веригин, Б.С. Шержуков, С.Н. Нумеров, Ф.М. Бочевер, А.Н. Патрашев, А.С. Малышев, В.М. Шестаков, В.П. Недрига и др.

Первые экспериментальные исследования растворения гипса в при-родных водах были выполнены Ю.В. Порошиным, А.А. Турцевым, А.М. Кузнецовым, П.К. Уэйлом. В дальнейшем исследования скорости растворения гипса и загипсованных пород проводили В.Т. Науменко, Н.М. Маслов, В.Н. Жиленков, В.П. Недрига, Г.Н. Покровский, А.Е. Орадовская, Г.И. Баренблат, Ю.П. Желтов и др. Из зарубежных исследователей весомый вклад в изучении данного вопроса внесли работы П. Зиблера, С. Вагнера, Дж. Кирпатрика, А. Лаптона.

Следует отметить работы в области прогнозирования выщелачивания гипса в основаниях ГТС, выполненных А.Н. Патрашевым и Н.Х. Арутюняком (1941), которые впервые позволили рассмотреть фильтрацию в гипсоносных основаниях как источник ЧС.

Большой вклад в развитие отечественных автоматизированных технических средств и систем контроля за деятельностью фильтрационных вод в основаниях зданий и сооружений внесли: К.П. Латышенко, А.В. Бугров, Б.И. Герасимов, М.С. Грилихес, В.И. Ермаков, Ю.П. Жуков, В.А. Заринский, А.И. Идзиковский, М.М. Захаров, А.П. Крешков, М.В. Кулаков, Б.А. Лопатин, Б.К. Филановский, П.И. Стальнов, Е.А. Худякова и др.

Цель работы. Совершенствование системы контроля водорастворимых оснований гидротехнических сооружений за счет разработки метода и средств контроля.

Для достижения данной цели необходимо решить задачи:

1. Выполнить анализ научно-методического аппарата в области контроля состояния водорастворимых оснований ГТС.

2. Разработать метод контроля за состоянием водорастворимых оснований ГТС, качественные, количественные и динамические показатели развития процесса растворения и выноса солей.

3. Обосновать выбор инструментального метода контроля за состоянием водорастворимого пласта.

4. Исследовать электрохимические свойства (ЭХС) гипсовых растворов для подтверждения эффективности выбранного экспериментального метода и его информативного параметра.

5. Исследовать электрофизические свойства (ЭФС) гипсовых растворов для обоснования параметров средства контроля (СК).

6. Разработать математические модели, блок-схему и макеты СК, исследовать их метрологические характеристики.

7. Разработать структуру и адаптивный алгоритм работы информационно-измерительной системы (ИИС) контроля водорастворимых оснований ГТС.

Объект исследования - водорастворимое основание ГТС.

Предмет исследования - метод и средства контроля водорастворимого основания ГТС.

Научная новизна работы.

1. Предложена комплексная методика обоснования рациональных параметров системы контроля водорастворимых оснований ГТС, обеспечивающая автоматизацию процедуры контроля и увеличивающая безопасность ГТС, за счет: а) разработки нового метода контроля природной среды; б) теоретического обоснования и экспериментального подтверждения работоспособности выбранного инструментального метода контроля; в) разработки СК с улучшенными эксплуатационными характеристиками; г) создания структуры и адаптивного алгоритма работы системы контроля природной среды.

2. Разработан метод контроля водорастворимых оснований ГТС, предусматривающий определение общего объема пустот, образующихся в результате растворения и выноса солей, за счет измерения солесодержания, расхода и температуры подземных вод.

3. Исследованы ЭХС гипсовых растворов, что позволило определить зависимость удельной электрической проводимости (УЭП) от концентрации и температуры.

4. Исследованы ЭФС гипсовых растворов, изучены зависимости активной Я и реактивной X составляющих общего сопротивления Ъ„ тангенса угла диэлектрических потерь tg 0 от частоты, позволяющие определить рациональные параметры СК.

5. Получены и исследованы математическая модель низкочастотного кондуктометра и его метрологических характеристик.

6. На основе предложенного метода и СК разработаны структура и адаптивный алгоритм работы ИИС, что позволяет непрерывно контролировать состояние водорастворимого основания ГТС.

Теоретическая значимость работы.

1. Определена зависимость УЭП от общего солесодержания и температуры подземных сульфатных вод.

2. Выполнено описание качественных (коэффициент риска размыва пород основания 0; критериальные соотношения, характеризующие состояние ГТС по объему пустот в основании), количественных (масса т вынесенных солей при фильтрации за время объем образующихся пустот А^Пустот; время, в течение которого объем пустот достигнет критических значений ¿крит) и динамических (скорость изменения объема пустот $дупустот , направление развития суффозионного

процесса Яду 0 т) показателей процесса растворения и выноса солей и развития

чрезвычайной ситуации фильтрационного характера.

3. На основе теории принятия решений в нечетких условиях по схеме Беллмана-Заде и многокритериального анализа при неравновесных критериях (стоимость измерения, его длительность и достоверность) из 40 вариантов методов контроля природной среды обоснован выбор кондуктометрии.

4. Разработаны структура и адаптивный алгоритм опроса кондуктометрических датчиков ИИС контроля водорастворимых оснований,

позволяющий в режиме реального времени контролировать показатели процесса растворения и выноса солей и развития ЧС фильтрационного характера, которые будут положены в основу нормативно-технической документации в области обеспечения безопасной эксплуатации ГТС.

Практическая значимость работы.

1. Разработаны блок-схема и макеты частотных кондуктометров, предназначенных для контроля за фильтрационными процессами в водорастворимом основании ГТС.

2. Предложена архитектура ИИС контроля водорастворимых оснований ГТС.

3. Разработаны предложения по применению ИИС контроля на ГТС для предотвращения крупномасштабных ЧС.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Комплексная методика обоснования рациональных параметров системы контроля водорастворимого основания ГТС.

2. Метод контроля водорастворимых оснований ГТС, качественные, количественные и динамические показатели развития процесса растворения и выноса солей.

3. Результаты исследования ЭФС и ЭХС гипсовых растворов.

4. Математическая модель частотного ^С-кондуктометра и полученные на ее основе метрологические характеристики.

5. Структура и адаптивный алгоритм работы ИИС контроля состояния водорастворимых оснований ГТС на основе предложенного метода контроля и разработанного СК.

Область исследования. Содержание диссертации соответствует п. 1. «Научное обоснование новых и усовершенствование существующих методов аналитического и неразрушающего контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», п. 3. «Разработка, внедрение и испытания приборов, средств и систем контроля природной среды, веществ, материалов и изделий, имеющих лучшие характеристики по сравнению с прототипами», п. 6 «Разработка алгоритмического и программно-технического обеспечения процессов обработки

информативных сигналов и представление результатов в приборах и средствах контроля, автоматизация приборов контроля» паспорта специальности 05.11.13 «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий».

Методы исследования. Основным методом исследований, использованном в данной диссертационной работе, является системно-структурный метод, который позволяет определить последовательность действий по установлению структурных связей между рациональными параметрами системы контроля. Для решения взаимосвязанных научных задач использован анализ и обобщение научных результатов, ранее полученных другими авторами, метод анализа иерархий, экспериментальные исследования с последующей математической обработкой результатов, методы структурной и параметрической оптимизации, математическое моделирование, методы теории алгоритмов, теории информации с использованием ПЭВМ и др. методы.

Личный вклад состоит в получении результатов, изложенных в диссертации. Автор лично разработал комплексную методику обоснования рациональных параметров системы контроля водорастворимых оснований ГТС, методику выбора инструментального метода контроля разрушения водорастворимого основания ГТС. Проводил все эксперименты по определению ЭФС и ЭХС гипсовых растворов различной степени насыщения. Разработал метод контроля водорастворимых оснований ГТС, математическую модель, блок-схему, макеты СК, исследовал их метрологические характеристики. Предложил структуру и алгоритм работы ИИС контроля оснований ГТС.

Достоверность полученных результатов обеспечивается методологией проведения исследований, основанной на применении апробированных научных методов, проведением спланированных экспериментов, точностью теоретических и экспериментальных исследований, статистической достоверностью формулируемых положений, на основе которых выполняется построение моделей.

Внедрение. Результаты диссертационного исследования использованы в практической деятельности ГУ МЧС России по Самарской области (г. Самара), в ФГУП Главное военно-строительное управление №2 7 (г. Москва), в АО «КРОКУС»

(г. Москва), в администрации Абатского МР Тюменской области, в ООО «Ташерон» (г. Москва), а также в учебном процессе ФГБВОУ ВО АГЗ МЧС России (г. Химки).

Апробация. Основные результаты диссертационного исследования доложены и обсуждены на: Межд. н.-практ. конф. «Национальная стратегия по снижению рисков ЧС в Республике Беларусь на 2019-2030 годы» (Белоруссия, г. Минск, УГЗ, 2018 г.); IX, X, XI Межд. н.-тех. конф. «Актуальные проблемы пожарной безопасности, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций» (Казахстан, г. Кокшетау, КТИ, 2018, 2019, 2020 гг.); ХХ1Х Межд. н.-практ. конф. «Предотвращение. Спасение. Помощь», (РФ, Химки, АГЗ МЧС России, 2019 г.); VII Межд. н.-практ. конф. «Исторические аспекты, актуальные проблемы и перспективы развития гражданской обороны» (Казахстан, г. Кокшетау, КТИ, 2019 г.); 4-й Межд. н. конф. перспективных разработок молодых ученых (РФ, г. Курск, ЮЗГУ, 2019 г.).

Публикации результатов исследований. Результаты диссертационного исследования опубликованы в 1 монографии и 18 научных статьях, в том числе в 7 изданиях, включенных в перечень ВАК (2 из них - в журналах по специальности 05.11.13) и 2 статьи в изданиях, включенных в Web of Science. В рамках диссертационного исследования выполнены 1 магистерская диссертация и 3 ВКР. Результаты диссертационной работы включены в 3 научно-практические работы и 1 учебное издание.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 109 источников и приложений. Работа изложена на 153 страницах, содержит 60 рисунков и 39 таблиц.

1. АНАЛИЗ НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКОГО АППАРАТА В ОБЛАСТИ КОНТРОЛЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ОСНОВАНИЙ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

1.1. Анализ причин разрушения водорастворимых оснований гидротехнических сооружений

1.1.1 Анализ основных причин чрезвычайных ситуаций на гидротехнических

сооружениях

Начало XXI века в истории развития человеческого общества характеризуется ростом количества различных ЧС природного и техногенного характера. Это приводит к дестабилизации экономики страны, росту прямых и косвенных ущербов, увеличению количества пострадавших от различных бедствий. По статистическим данным МЧС России, в период 2010-2020 гг. в РФ от опасных природных (более 850 ЧС) и техногенных (более 1800 ЧС) процессов погибло около 6000 человек и пострадало более 10 млн граждан.1

Наиболее опасен риск возникновения ЧС на крупных ГТС - плотинах, дамбах, водохранилищах, и др.

По состоянию на 31.12.2019 г. количество ГТС, поднадзорных Ростехнадзору, составило 29964 единиц. Из них 844 ГТС жидких промышленных отходов, 568 ГТС топливно-энергетического комплекса, 28552 ГТС водохозяйственного комплекса [42].

По данным Минприроды, количество аварий на ГТС в РФ превышает среднее мировое значение в 2,5 раза. На ГТС в процессе эксплуатации воздействуют водный поток, статические и гидродинамические нагрузки, колебания температур, коррозия металлов, гниение деревянных конструкций, выщелачивание бетона, карстовые и суффозионные процессы в основании. Значительный возраст ряда сооружений и недостаточный объем финансирования на содержание ГТС являются

1 Не учитываются потери при пожарах, площадь которых менее 25 га, а также автомобильные аварии, где количество жертв менее 5 человек.

основной причиной их низкого технического состояния (75 % действующих ГТС находятся в эксплуатации от 50 до 176 лет) [75].

Разрушение ГТС происходит в результате воздействия природных сил (землетрясения, фильтрация, старение оборудования) или человеческого фактора (диверсия, ошибки при проектировании, строительстве или эксплуатации, и др.)

Катастрофические аварии за всю историю эксплуатации ГТС наблюдались во многих странах. ЧС на ГТС возникали в Китае (на реках Янцзы и Хуанхэ), США (Сент Френсис, Титон; плотины на Миссури и Миссисипи), Италии, Индии, Франции, Бразилии, Южной Корее и др.

По данным International Commission on Large Dams (ICOLD) в настоящее время в мире сооружено и эксплуатируются более 45000 плотин, более 60 % из них являются грунтовыми. Как показывает практика, наиболее надежными являются железобетонные плотины, а наибольший риск возникновения ЧС наблюдается на земляных плотинах (табл. 1.1).

Таблица 1.1 - Статистика аварий на плотинах

Тип плотины Аварии, %

Земляная плотина 53

Бетонная гравитационная 23

Защитные дамбы из местных материалов 4

Железобетонная арочная 3

Плотины других типов 17

ВСЕГО 100

Основными причинами аварий на ГТС являются: разрушение основания, прохождение через сооружения сверхрасчетных расходов воды, а также конструктивные дефекты сооружения.

Одной из причин разрушения основания плотины является развитие фильтрационных процессов и разрушительная деятельность подземных вод (рис. 1.1). При проектировании и строительстве ГТС возникают ситуации, когда в основании залегают растворимые соли - каменная соль, гипс, ангидрит, известняк, доломит, грунты смешанного состава. Форма их залегания различна - в виде

пластов, отдельных линз, а также массивов водопроницаемых или водоупорных пород, содержащих растворимые включения.

- Разрушение основания

- Недостаточная пропускная способность водосбросов

- Конструктивные дефекты и дефекты материалов

■ Неравномерная осадка

- Высокое пороговое давление в намытой плотине

- Военные действия

- Неправильная эксплуатация

- Сползание откосов

Рисунок 1.1 - Причины аварий на ГТС

1.1.2. Роль фильтрационных вод в процессе разрушения оснований

гидротехнических сооружений

Особую опасность представляет содержание в породах основания среднерастворимых солей (рис. 1.2, 1.3) - гипсов, известняков, ангидритов, каменной соли и др. Эти соли обладают особенностями растворения в грунтовых водах (табл. 1.2), которые будут рассмотрены далее.

Таблица 1.2 - Растворимость солей в дистиллированной воде

Вещество (общая формула) Растворимость, г/л Максимальная растворимость в условиях оснований ГТС, г/л

ша 263,00 385,60

CaSO4 • 2H2O 2,01 20,00

CaCOз 0,013 0,126

Интерес к данным солям обоснован тем, что при особых термобарохимических условиях в основании ГТС процесс их выщелачивания может ускориться в десятки раз, что может стать причиной крупномасштабной ЧС.

Основными процессами растворения и выноса солей являются: выпор грунта [35], суффозия [72], контактный размыв [82], кольматация, отслаивание [83].

Деятельность фильтрационных вод в основании ГТС

Потери воды из Снижение КПД ГЭС,

водохранилища каналов и др.

Значительные

Подъем уровня Необходимость экономические потери

грунтовых вод строительства дополни- —

тельных дренажей

Засоление почв

Подтопление и заболачивание территорий

Развитие карстовых и суффозионных процессов

Образование пустот в основаниях зданий и сооружений, приводящих к их осадке или обрушению

Размыв основания ГТС

Разрушение ГСИ

Возникновение ЧС (локального, муниципального или регионального уровня)

Рисунок 1.2 - Последствия деятельности фильтрационных вод в основаниях ГТС

Рисунок 1.3 - Карстовая и суффозионная опасность на территории РФ [59]

В процессе эксплуатации ГТС необходимо учитывать изменение размеров полостей в результате растворения их стенок за расчетный срок службы сооружения Тп = 50 - 200 лет (рис. 1.4). При достижении полостью некоторого критического пролета Ь™ происходят обрушение кровли и образование провала.

Рисунок 1.4 - Схематическое представление об опасности развития карста и обрушения кровли хлоридных, сульфатных или карбонатных пород: а - начало появления полости; б - время Т, за которое происходит увеличение размеров полости Ь™ до критических; в - достижение критических размеров полости и обрушение кровли; 1 - почва; 2 - 3 - рыхлые породы (пески, глины и др.); 4 - карстующие (хлоридные, сульфатные, карбонатные)

породы; 5 - полость.

Размыв основания ГТС вследствие растворения и выноса солей, возникают из-за низкого уровня инженерно-геологического обоснования при проектировании ГТС. Это приводит к неправильной оценке надежности, прочности пород и их фильтрационных свойств, что является причиной ошибочного выбора места возведения ГТС, определения его типа и особенностей строительных работ. Во время эксплуатации ГТС подобные аварии являются следствием низкого уровня оперативности и достоверности используемых систем контроля оснований.

1.2. Контроль состояния гидротехнических сооружений, возведенных на

водорастворимых основаниях

1.2.1 Нормативно-правовые основы контроля состояния гидротехнических

сооружений

Основным нормативно-правовым документом в Российской Федерации, закрепляющий основы обеспечения комплексной безопасности в сфере эксплуатации ГТС, является Федеральный закон от 21 июля 1997 г. № 117-ФЗ (ред. от 29.07.2018) "О безопасности гидротехнических сооружений" [81]. Настоящий Федеральный закон регулирует отношения, возникающие при осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при проектировании, строительстве, эксплуатации, капитальном ремонте, реконструкции, консервации и ликвидации ГТС, устанавливает обязанности органов государственной власти, собственников гидротехнических сооружений и эксплуатирующих организаций по обеспечению безопасности гидротехнических сооружений.

Оценка уровня безопасности осуществляется в соответствии со следующими требованиями Постановления Правительства РФ от 02.11.2013 г. № 986 «О классификации гидротехнических сооружений»:

- I класс - ГТС чрезвычайно высокой опасности;

- II класс - ГТС высокой опасности;

- III класс - ГТС средней опасности;

- IV класс - ГТС низкой опасности.

В комплекс мероприятий по поддержанию уровня безопасности на ГТС входят:

- оценка безопасности ГТС;

- определение соответствия состояния ГТС;

- определение уровня квалификации работников эксплуатирующей организации, в соответствии с требованиями к обеспечению безопасности ГТС, установленным законодательством Российской Федерации;

- оценка технической исправности данных сооружений, путем сравнения значений диагностических показателей (параметров) с их прогнозируемыми и критериальными значениями;

- оценка уровня риска.

В соответствии с ФЗ от 21.07.97 г. № 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений» существуют также следующие типы оценки безопасности ГТС, приведенные в табл. 1.3.

Таблица 1.3 - Уровни безопасности ГТС

Уровень Описание

Надежное (работоспособное) Состояние, при котором сооружение соответствует всем требованиям нормативных документов и проектной документации при воздействии нагрузок основного сочетания, значения контролируемых показателей состояния сооружений не превышают соответствующих критериев безопасности 1-го уровня, сооружение можно эксплуатировать без разработки каких-либо мероприятий, повышающих безопасность его эксплуатации.

Удовлетворительное (частично неработоспособное) Состояние, при котором значение хотя бы одного контролируемого показателя стало больше (меньше) соответствующих критериев безопасности 1 -го уровня, но значения контролируемых показателей состояния сооружений не превышают (не менее) соответствующих критериев безопасности 2-го уровня и сооружение находится под действием нагрузок и воздействий, не превышающих предусмотренные проектом значения нагрузок особого сочетания

Предаварийное (предельное) Состояние, при котором сооружение имеет повреждения или дефекты, при которых оно не может эксплуатироваться при воздействии основного сочетания нагрузок в виду угрозы аварии, и (или) сооружение находится под воздействием особого сочетания нагрузок, превышающих допускаемые проектом значения с угрозой аварии, и (или) появляются признаки прогрессирующего развития деструктивных процессов, необратимо ведущих к аварии

При осуществлении мер по обеспечению безопасности руководствуются Федеральным законом от 21.07.1997 г. № 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений», в котором установлены общие требования к обеспечению безопасности гидротехнических сооружений:

1) обеспечение допустимого уровня риска аварий ГТС;

2) представление деклараций безопасности ГТС;

3) осуществление федерального государственного надзора в области безопасности ГТС;

4) непрерывность эксплуатации ГТС;

5) осуществление мер по обеспечению безопасности ГТС, в том числе установление критериев их безопасности, оснащение ГТС техническими средствами в целях постоянного контроля за их состоянием, обеспечение необходимой квалификации работников, обслуживающих гидротехническое сооружение;

6) необходимость заблаговременного проведения комплекса мероприятий по максимальному уменьшению риска возникновения чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях;

7) ответственность за действия (бездействие), которые повлекли за собой снижение безопасности ГТС ниже допустимого уровня.

Федеральным органам исполнительной власти ответственным за безопасность на гидродинамических объектах также вынесены следующие требования:

- предупреждение, выявление и пресечение нарушений обязательных требований посредством организации и проведения проверок;

- принятие мер по пресечению и (или) устранению последствий выявленных нарушений;

- деятельность по систематическому наблюдению за исполнением обязательных требований, анализу и прогнозированию состояния исполнения указанных требований при осуществлении юридическими лицами, индивидуальными предпринимателями своей деятельности.

Для достижения удовлетворительного уровня защищенности объектов лицам, эксплуатирующим ГТС установлены следующие регламентирующие документы:

1. Портовые гидротехнические сооружения (ГОСТ Р 54523 - 2011).

2. Гидротехнические сооружения (СНиП 2.06.01-86).

3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Контроль состояния водоподпорных ГТС (плотин) и прогнозирование возможных последствий гидродинамических аварий на них (ГОСТ Р 22.1.11-2002).

Контроль состояния ГТС и прогнозирование последствий ЧС является составной частью системы государственного контроля и прогнозирования ЧС (ГОСТ 22.1.01-95, ГОСТ Р 22.1.02-95, ГОСТ Р 22.1.11-2002 и др.) [9 - 15]. Система контроля и прогнозирования ЧС, согласно ГОСТ 22.1.01-95, состоит из следующих основных элементов:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нурмагомедов Тимур Низамудинович, 2021 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Аналоговые и цифровые интегральные схемы/Под ред. С.В. Якубовского. -М.: Советское радио, 1984. - 335 с.

2. Арефьев, Н.В. Анализ и оценка развития аварийных ситуаций на инженерных объектах / Н. В. Арефьев, С. Н. Добрынин, Д. А. Ивашинцов, Т. С. Тихонова. - СПб.: ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 2000. - 39 с.

3. Баренблат Г.И., Желтов Ю.П. Об основных уравнениях фильтрации однородных жидкостей в трещиноватых породах // Докл. АН СССР, 1960, т. 132, № 3. - С. 545 - 548.

4. Бондаренко В.Г. RC-генераторы синусоидальных колебаний. - М.: Связь, 1976. - 208 с.

5. Бугров А.В. Высокочастотные емкостные преобразователи и приборы контроля качества. - М.: Машиностроение, 1982. - 96 с.

6. Валуев Н.П., Латышенко К.П, Пушкин И.А. Физико-химические методы анализа. Учебник. - Химки: АГЗ МЧС России, 2014. - 236 с.

7. Веригин Н.Н. О кинетике растворения солей при фильтрации воды в грунтах // Сб. статей «Растворение и выщелачивание горных пород». - М.: Госстройиздат, 1957. - С. 24 - 34.

8. Веригин H.H. О растворении пластов горных пород в подземных водах. // Сб.тр. // ВОДГЕО. - М.,1964. - Вып. 6. - С. 7 - 9.

9. Волков О.Ю. Практикум по радиоэлектронике: аналоговые схемы. - М.: Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 2016. - 84 с.

10.Волков С. Генераторы прямоугольных импульсов на МОП-элементах. - М.: Энергоатомиздат, 1981. - 230 с.

11.Гондельберг Л.М. Импульсные устройства. - М.: Радио и связь, 1981. - 168 с.

12.Горбунова. К. А. Карст гипса СССР. Учебное пособие по спецкурсу. Изд. Пермского ун-та.1977, 84 с.

13.Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е.А. Козловского. 1984 - 1991.

14.ГОСТ 13350 - 78 Анализаторы жидкости кондуктометрические ГСП. Общие технические условия (с Изменениями N 1, 2, 3, 4)

15.ГОСТ Р 8.000 - 2000 Государственная система обеспечения единства измерений.

16.ГОСТ Р 8.736 - 2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения.

17.ГОСТ Р 50.2.021 - 2002 ГСИ. Эталонные растворы удельной электрической проводимости жидкостей. Методика приготовления и первичной поверки.

18. ГОСТ 22171 - 90 Анализаторы жидкости кондуктометрические лабораторные. Общие технические условия. [Электронный ресурс] - Режим доступа: hTTp://docs.cnTd.ru/documenT/1200024060.

19.ГОСТ Р 22.0.01 - 94 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Основные положения.

20.ГОСТ Р 22.0.06 - 95 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Источники природных ЧС. Поражающие факторы. Номенклатура параметров поражающих воздействий.

21.ГОСТ Р 22.1.01 - 95 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Контроль и прогнозирование. Основные положения

22.ГОСТ Р 22.0.05 - 99 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Предупреждение природных ЧС. Термины и определения.

23.ГОСТ Р 22.1.08 - 99 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Контроль и прогнозирование опасных гидрологических явления и процессов.

24.ГОСТ Р 22.1.11 - 2002 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Контроль состояния водоподпорных гидротехнических сооружений (плотин) и прогнозирование возможных последствий гидродинамических аварий на них. Общие требования

25.ГОСТ Р 22.8.09 - 2014 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Требования к расчету уровня безопасности, риска и ущерба от подтопления градопромышленных территорий.

26.ГОСТ 25100 - 2011 Грунты. Классификация

27.ГОСТ 26.011 - 80 Средства измерений и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические непрерывные входные и выходные (с Изменениями N 1, 2).

28.ГОСТ 26.010 - 80 Средства измерений и автоматизации. Сигналы частотные электрические непрерывные входные и выходные.

29.ГОСТ 26.014 - 81 Средства измерений и автоматизации. Сигналы электрические кодированные входные и выходные.

30.ГОСТ 31770 - 2012 Мед. Метод определения электропроводности / [Электронный ресурс] - Режим доступа: hTTp://docs.cnTd.ru/documenT/-1200100955.

31.ГОСТ 4517 - 2016 Реактивы. Методы приготовления вспомогательных реактивов и растворов, применяемых при анализе

32.ГОСТ 8.292 - 2013 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Кондуктометры жидкости лабораторные. Методика поверки.

33.ГОСТ 8.457 - 2015 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Государственная поверочная схема для средств измерений удельной электрической проводимости жидкостей.

34.Графов Б.М., Укше Е.А. Электрохимические цепи переменного тока. «Наука», М., 1973. - 128 с.

35.Денисов А.А., Стрельцов С.А. Влияние технологических режимов функционирования биореактора на кольматацию фильтрующих погружных пластин // Дост. науки и техники АПК, №6, 2010. - С. 70 - 72.

36.Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Аналитическая химия. Физико-химические методы анализа. - М.: Высшая школа, 1991. - 256 с.

37.Кавтарадзе А.И., Латышенко К.П. Частотные кондуктометры (моделирование и разработка). Сб. н. тр. «Системы и средства автоматизации потенциально опасных производств». - СПб: СПбТИ, 1993. - с. 47 - 51.

38.Кавтарадзе А.И., Латышенко К.П., Хмелинская Н.В. Автоматические частотные кондуктометры. Тез. VIII Межд. симпозиума «Техника экологически чистых производств в XXI веке». - М.: МГУИЭ, 2004. - с. 218 - 220.

39.Калашник А. И., Запорожец Д.В., Калашник Н.А. Идентификация фильтрационно-деформационных процессов в теле ограждающей дамбы хвостохранилища // Вестник Кольского научного центра РАН, № 2, том 13, 2013. - С. 13 - 17.

40.Калустян, Э. С. Диагностика технического риска напорных сооружений водохозяйственных систем / Э. С. Калустян. - М. : [б. и.], 2001. - 74 с.

41.Керкис Е. Е. Методы изучения фильтрационных свойств горных пород. - Л., «Недра», 1975. - 231 с.

42.Карабанов П.В., Анисимов В.В. Суффозия - актуальная геотехническая проблема // Вестник МГСУ, №2, 2008. - С. 163 - 168.

43.Кирюхин В.А. Общая гидрогеология: Учебник для студентов вузов. - СПб., Санкт-Петербургский государственный горный ин-т им. Г.В. Плеханова (технический ун-т) 2008 г. - 440 с.

44.Климентов П.П., Богданов Г.Я. Общая гидрогеология. Учебник. - Москва: Недра, 1977. - 357 с.

45.Кузина А.Д., Рагулин К.Г. Фильтрационная прочность оснований гидротехнических сооружений. / Международный научный электронный журнал «Синергия наук. - Санкт-Петербург: - 2017.- № 16. - С. 196 - 199.

46.Кузнецов Ю.И., Логгинов А.С., Митрофанов В.П. Усилители и RC-генераторы низкой частоты на транзисторах и интегральных схемах. Учебное пособие. - М.: Физический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова, 2009. - 99 с.

47.Латышенко К.П. Автоматизация измерений, контроля и испытаний: учебник для студ. учреждений высш. проф. образования. - М. : Издательский центр «Академия», 2012. - 320 с.

48. Латышенко, К.П. Метрология и измерительная техника. Микропроцессорные анализаторы жидкости / К.П. Латышенко, Б.С. Первухин. - М.: Юрайт, 2016. - 203 с.

49. Лопатин Б.А. Теоретические основы электрохимических методов анализа. -М.: Высшая школа, 1975. - 296 с.

50.Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. - М.: Химия, 1989. - 448 с.

51. Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа вод. - М.: Химия, 1973. -376 с.

52.Маслов Н.Н., Науменко В.Г. Условия устойчивости напорных сооружений на загипсованных толщах // Сб. статей «Растворение и выщелачивание горных пород». - М.: Госстройиздат, 1957. - С. 71 - 82.

53.МРР - 9.1.02 - 18. Сборник 9.1. Методика расчета стоимости проектных, научных, нормативно-методических, и других видов работ (услуг) на основании нормируемых трудозатрат.

54.МУ 34 - 70 - 114 - 85 Методические указания по применению кондуктометрического контроля для ведения водного режима электростанций

55.Нестеров, М.В. Гидротехнические сооружения : учебник - 2-е изд., испр. и доп. - Минск : Новое знание ; М. : ИНФРА-М, 2014. - 600 с.

56.Никифоров В.В., Диниус Я.И., Бахарева Н.С. Прогноз несущей способности грунтов при строительстве городского коллектора // Фундаментальные исследования, №10 - 14, 2013. - С. 3171 - 3175.

57.Нурмагомедов Т.Н. Исследование неконтролируемой фильтрации в растворимых основаниях гидротехнических сооружений. / Национальная стратегия по снижению рисков ЧС в Республике Беларусь на 2019-2030 годы: сб. материалов межд. н.-практ. конф. - Минск: УГЗ, 2018. - С. 27 - 30.

58.Нурмагомедов Т.Н. Исследование фильтрации в основаниях гидротехнических сооружений для предупреждения чрезвычайных ситуаций / Химки: ФГБВОУ ВО АГЗ МЧС России, 2020. - 160 с.

59.Нурмагомедов Т.Н. Карстовая опасность в карбонатных основаниях гидротехнических сооружений. Сб. мат. IX Межд. н.-тех. конф. «Актуальные проблемы пожарной безопасности, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций». - Кокшетау, КТИ, 2018. - С. 196 - 199.

60.Нурмагомедов Т.Н. Изученность фильтрационных процессов разрушения гипсосодержащих пород оснований гидротехнических сооружений. Сб. мат. IX Всеросс. н.-практ. конф. «Пожарная безопасность: проблемы и перспективы». - Воронеж: ВФ ИПСА ГПС МЧС России, 2018. - С. 681 - 684.

61.Нурмагомедов Т.Н. Электрофизические параметры и особенности выщелачивания карбонатных пород в основаниях гидротехнических сооружений / Национальная стратегия по снижению рисков ЧС в Республике Беларусь на 2019-2030 годы: сб. материалов межд. науч.-практ. конф. -Минск: УГЗ, 2018. - С. 30 - 32.

62.Нурмагомедов Т.Н., Авчиханова С.М. Нормативно-правовые основы обеспечения безопасности гидротехнических сооружений / Евразийский юридический журнал. - Москва: МГЮА. 2019. № 11. - С. 361 - 364.

63.Нурмагомедов Т.Н., Латышенко К.П. Разработка способа контроля состояния водорастворимого основания гидротехнического сооружения для предупреждения чрезвычайной ситуации // Южно-Сибирский научный вестник. - 2020, № 5. - С. 74 - 79.

64.Нурмагомедов Т.Н., Латышенко К.П. Разработка алгоритма работы системы мониторинга водорастворимых оснований гидротехнических сооружений // Омский научный вестник. 2020, № 5 (173). - С. 84 - 88.

65.Нурмагомедов Т.Н., Латышенко К.П. Исследование растворения карбонатных работ в основаниях гидротехнических сооружений. Сб. мат. IX Всеросс. н.-практ. конф. «Пожарная безопасность: проблемы и перспективы». - Воронеж: ВФ ИПСА ГПС МЧС России, 2018. - С. 515 - 518.

66.Нурмагомедов Т.Н., Латышенко К.П. Обоснование выбора информативного параметра контроля выщелачивания карбонатных пород в основаниях гидротехнических сооружений. Сб. мат. IX Межд. н.-тех. конф. «Актуальные проблемы пожарной безопасности, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций». - Кокшетау, КТИ, 2018. - С. 162 - 165.

67.Нурмагомедов Т.Н., Латышенко К.П., Дружинин В.П., Смирнов Б.П. Обоснование параметров технического средства контроля за карстово-суффозионными процессами в основании гидротехнического сооружения // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2020. № 1 (44). - С. 39 - 48.

68.Нурмагомедов Т.Н., Латышенко К.П., Батырев В.В., Смирнов Б.П. Обоснование выбора оптимального метода контроля разрушения водорастворимого основания гидротехнического сооружения / Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2020. №2 2 (45). - С. 63 - 74/

69.Нурмагомедов Т.Н., Латышенко К.П., Сианисян Э.С. Исследование импеданса сульфатных подземных вод методом электрохимической спектроскопии / Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. Ростов-на-Дону: ЮФУ. 2019. № 4. - С. 91 - 97.

70.Нурмагомедов Т.Н. Стасишин Л.А. Информационная система контроля фильтрации в основаниях гидротехнических сооружений. - Сборник трудов секции № 16 ХХ1Х Межд. н.-практ. конф. «Предотвращение. Спасение. Помощь», 21 марта 2019 года. - Химки: ФГБВОУ ВО АГЗ МЧС России. -2019. - С. 101 - 105.

71.Нурмагомедов Т.Н., Сианисян Э.С. Электрохимический метод контроля растворения и выноса гипса в основаниях гидротехнических сооружений. / Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. Ростов-на-Дону: ЮФУ. 2019. № 2 - С. 60 - 66.

72.Орехов В.В., Хохотва С.Н., Алексеев Г.В. Математическое моделирование изменения гидрогеологического режима территории в результате строительства подземного комплекса // Вестник МГСУ, № 4, 2016. - С. 52 -61.

73. Основы аналитической химии. В 2 т. Т. 2 : учеб. для студ. Учреждений высш. проф. Образования / [Н.В. Алов и др.] ; под ред. Ю.А. Золотова. - 5-е изд. стер. - М. : Издательский центр «Академия», 2012. - 416 с.

74.Основы радиофизики. А.А. Белов, Г.В. Белокопытов, Ю.И. Кузнецов, А. С. Логгинов, И.В. Иванов, К.С. Ржевкин; под ред. А.С Логгинова. - М.: Изд-во УРСС, 1996.

75.Петрография. Основы кристаллооптики и породообразующие минералы : учебник для вузов / А. А. Маракушев, А. В. Бобров, Н. Н. Перцев, А. Н. Феногенов. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : Издательство Юрайт, 2018. - 307 с.

76.Порошин Ю. В. К вопросу о скорости растворения гипса подземными водами. Ежемес. Горьковск. краев, упр. единой гидрометеорол. службы СССР, вып. 2 - 3(38 - 39), 1934.

77.РД 52.24.495 - 2005 Водородный показатель и удельная электрическая проводимость вод. Методика выполнения измерений электрометрическим методом. - Ростов-на-Дону: ГУ "Гидрохимический институт", 2005. [Электронный ресурс] - Режим доступа: ЬТТр://ёосв.спТё.ги/ёосишепТ/1200044036.

78.РД 52.24.495 - 2017 Водородный показатель вод. Методика измерений потенциометрическим методом. [Электронный ресурс] - Режим доступа: ЬТТр://ёосв.спТё.ги/ёосишепТ/556500353.

79.РД 153-39.0-066-00. Единичные расценки на геофизические услуги в горизонтальных скважинах, пробуренных на нефть и газ

80.РД 153-34.2-21.342-00. Методика определения критериев безопасности гидротехнических сооружений

81.Российская Федерация. Законы. О безопасности гидротехнических сооружений [Текст]: ФЗ от 23.06.1997, № 117-ФЗ.

82.Розанов Н.П., Бочкарев Я.В., Лапшенков В.С. и др. Гидротехнические сооружения. - М.: Агропромиздат, 1985. - 432 с.

83. Разработка и создание комплекса мероприятий по обеспечению безопасности гидротехнических сооружений. Методические указания. [Электронный ресурс]. URL: hTTp://foraenergy.ru/3-1-1-priekspluaTacii-gidroTexnicheskix-sooruzhenij.

84. Рекомендации по оценке инженерно-геологических свойств элювия карбонатных грунтов и учету их изменения при строительстве // ПНИИИИС Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1986. - 32 с.

85.Родионов Н. В. Инженерно-геологические исследования в карстовых районах. М., Госгеолтехиздат, 1958.

86.Российский регистр гидротехнических сооружений [Электронный ресурс]. Режим доступа: hTTp://waTerinfo.ru/gTs.

87. Сведения о чрезвычайных ситуациях, происшедших на территории Российской Федерации. Материалы с сайта mchs.gov.ru.

88.Сведения о чрезвычайных ситуациях, происшедших на ГТС. [Электронный ресурс - материалы с сайта mchs.gov.ru].

89. Скворцов Г. Г. О скорости развития карста в гипсах. В кн.: Вопросы изучения подземных вод и инженерно-геологических процессов. М., Изд. АН СССР, 1955.

90.СП 58.13330.2012 Гидротехнические сооружения. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 33-01-2003.

91. СП 23.13330.2011 Основания гидротехнических сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.02-85.

92. СП 39.13330.2012 Плотины из грунтовых материалов. Актуализированная редакция СНиП 2.06.05-84*.

93.СП 40.13330.2012 Плотины бетонные и железобетонные. Актуализированная редакция СНиП 2.06.06-85.

94.Справочник базовых цен на инженерные изыскания для строительства. Инженерно-геологические и инженерно-экологические изыскания

95.СТО РусГидро 02.03.119 - 2015. Гидротехнические сооружения гидроэлектростанций. Методические рекомендации по выполнению многофакторных исследований.

96.СТО 70238424.27.140.035 - 2009. Гидроэлектростанции. Контроль и оценка технического состояния гидротехнических сооружений в процессе эксплуатации. Нормы и требования

97.СТО 70238424.27.140.037 - 2009 Гидроэлектростанции. Научное обоснование создания гидроэнергетических объектов. Нормы и требования

98.Тер-Мартиросян З.Г. Вопросы механической суффозии в гидротехническом, промышленном и гражданском строительстве // Вестник МГСУ, № 4 - 2, 2010. - С. 301 - 309.

99. Трофимов B.T. Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984 - 1991.

100. Штернина Э. Б. Растворимость гипса в водных растворах солей. Известия сектора физико-химического анализа Ин-та общей и неорганической химии АН СССР, т. 17, 1949.

101. Физика пласта: Учебное пособие / Авт.-сост. Т.Б. Кочина, В.Н. Спиридонова, Н.Н. Родионцев, И.А. Круглов. - Нижневартовск: Изд-во Нижневарт. гос. ун-та, 2017. - 214 с.

102. Эксплуатация и контроль систем и сооружений: учебное пособие / С.М. Чудновский, О.И. Лихачева ; М-во обр. и науки РФ ; Вологод. гос. ун-т. - Вологда : ВоГУ, 2016. - 147 с.

103. Шехтман Ю.М. Неустановившийся приток жидкости к горизонтальной дрене с заполнением. - Инж.ж., 1961, № 3, С.169 - 172.

104. ОогЬииоуа K. A. Geological factors in the development of gypsum-halite karst on the territory of the USSR. Abstr. of papers VI Intern. Congress of Speleology. - Olomouc, 1973.

105. Horikoshi K., Takahashi A. Suffusion-induced change in spatial distribution of fine fractions in embankment subjected to seepage flow // Soils and Foundations, Vol. 55, Issue 5, 2015. - Pp. 1293 - 1304.

106. Ke L., Takahashi A. Experimental investigations on suffusion characteristics and its mechanical consequences on saturated cohesionless soil // Soils and Foundations, Vol. 54, Issue 4, 2014. - Pp. 713 - 730.

107. Ke L., Takahashi A. STrength reduction of cohesionless soil due to internal erosion induced by one-dimensional upward seepage flow // Soils and FoundaTions, Vol. 52, Issue 4, 2012. - Pp. 698 - 711.

108. Ping Wang, Pozdniakov S.P., Shestakov V.M. Optimum experimental design of a monitoring network for parameter identification at riverbank well fields // Journal of Hydrology, Vol. 523, April 2015, - Pp. 531 - 541.

109. Satoa M., Kuwanob R. Suffusion and clogging by one-dimensional seepage tests on cohesive soil // Soils and Foundations, Vol. 55, Issue 6, 2015. -Pp. 1427 -1440.

Приложение 1

Состав, наименование и способы измерения показателей состояния ГТС, контролируемых в процессе мониторинга (инструментальные и визуальные наблюдения)

Тип ГТС Основные контролируемые показатели состояния ГТС Способ измерения контролируемого показателя Технические средства измерения контролируемого показателя Ориентировочная периодичность измерения

1 Бетонные ГТС (гравитационные, контрфорсные, арочные Вертикальные перемещения (осадки) сооружения и его основания, мм Нивелирование поверхностных марок Поверхностные марки, рабочие и фундаментальные реперы 2 раза в год

плотины) Горизонтальные перемещения сооружения и его основания, мм Триангуляция, визирование по створам, светодальномерные наблюдения Рабочие реперы, визирные марки, марки для светодальномерных наблюдений То же

Напряжения в сооружении и его основании, кг/см2, МПа Дистанционные измерения деформаций, напряжений в сооружении и его основании Измерительные преобразователи линейных деформаций, силы струнного типа 1 раз в месяц

Контактные напряжения в подошвах бетонного сооружения, кг/см2, МПа Дистанционные измерения силы на контролируемую площадь Измерительные преобразователи силы струнного типа То же

Раскрытие межсекционных швов сооружения, мм Дистанционные измерения раскрытия шва Измерительные преобразователи линейных перемещений струнного типа 3 раза в месяц

Взаимные смещения секций по межсекционным швам сооружения, мм Прямые измерения взаимного смещения секций плотины Модернизированный щелемер, штангенщелемер То же

Величина простирания трещины по контакту сооружения со скалой, мм Дистанционные измерения раскрытия шва по контакту сооружения со скалой Измерительные преобразователи линейных перемещений струнного типа

Раскрытие трещин и межблочных швов в сооружении, мм Дистанционные измерения раскрытия трещин, межблочных швов Измерительные преобразователи линейных деформаций, перемещений струнного типа

Температура бетона сооружения и его основания, °С Дистанционные измерения температуры бетона Измерительные преобразователи температуры струнного типа

Фильтрационные расходы, поступающие в дренажные устройства или выходящие на поверхность, л/с Дистанционные измерения расхода или прямые измерения отметки уровня воды на мерном водосливе Измерительные преобразователи уровня жидкости, мерная рейка

Тип ГТС

Основные контролируемые показатели состояния ГТС

Способ измерения контролируемого показателя

Технические средства измерения контролируемого показателя

Ориентировочная периодичность измерения

Пьезометрические напоры в основании сооружения и береговых примыканиях, м

Прямые или дистанционные измерения пьезометрических уровней в основании сооружения

Измерительные преобразователи давления струнного типа, образцовые манометры

Пьезометрические градиенты в основании сооружения, безразмерно

Вычисляются по измеренным напорам в основании сооружения

3 раза в месяц

Параметры сейсмических колебаний сооружения и его основания (частота, Гц; период собственных колебаний, с)

Измерения в ждущем автоматическом режиме ускорений, амплитуды колебаний

Сейсмометрическая аппаратура

Постоянно

Характеристики размыва русла в нижнем бьефе (глубина, м; площадь воронки размыва, м2)

Прямые измерения воронки размыва с помощью эхолота или водолазов

Эхолоты, мерные ленты

1 раз в год

Разрушение бетона в

зоне переменного _уровня, мм_

Прямые измерения

глубины разрушения бетона

Деформометр на базе индикатора часового типа

2 раза в год

Разрушение бетона вследствие реакционных свойств крупного заполнителя бетона, мм

Прямые измерения

глубины разрушения бетона

То же

То же

2 Сооружения из грунтовых материалов (плотины, дамбы и т.п.)

Вертикальные перемещения (осадки) гребня сооружения и его основания, мм

Нивелирование поверхностных марок, глубинных марок

Поверхностные, глубинные марки,

рабочие и фундаментальные _реперы_

2 раза в год

Горизонтальные смещения гребня сооружения, мм

Триангуляция, визирование по створам, светодальномерные наблюдения

Рабочие и фундаментальные реперы, визирные марки, марки для светодальномерных _измерений_

То же

Поровое давление в водоупорных элементах сооружения и его основания, МПа

Дистанционные измерения порового давления в водоупорных элементах сооружения

Измерительные преобразователи давления струнного типа

3 раза в месяц

Фильтрационные расходы, поступающие в дренажные устройства или выходящие на поверхность, л/с

Дистанционные измерения расходов

или прямые измерения отметок

уровня воды на мерном водосливе

Измерительные преобразователи уровня жидкости, ультразвуковые расходомеры, мерные _рейки_

То же

Отметки депрессионной поверхности

Дистанционные измерения пьезометрических

Измерительные преобразователи давления струнного типа,

Тип ГТС Основные контролируемые показатели состояния ГТС Способ измерения контролируемого показателя Технические средства измерения контролируемого показателя Ориентировочная периодичность измерения

фильтрационного потока в теле сооружения, береговых примыканиях, м уровней или прямые измерения отметок пьезометрических уровней напорные и безнапорные пьезометры, образцовые манометры, хлопушки, уровнемеры

Градиенты напора в водоупорных элементах сооружения основания, безразмерно Вычисляются по измеренным пьезометрическим напорам в сооружении и его основании 3 раза в месяц

Температура сооружения и его основания, °С Дистанционные измерения температуры сооружения и его основания Измерительные преобразователи температуры струнного типа То же

Параметры сейсмических колебаний сооружения и его основания (частота, Гц, период собственных колебаний, с) Измерения в ждущем автоматическом режиме ускорений, амплитуды колебаний Сейсмометрическая аппаратура Постоянно

Наличие грифонов в нижнем бьефе за сооружением, л/с Измерения фильтрационного расхода Мерный водослив с рейкой для измерения уровня воды над водосливом 3 раза в месяц

Наличие зон на низовом откосе с ярко-зеленым травяным покровом, м2 Измерения площади зон Рулетка То же

Появление просадочных воронок на гребне и откосах плотины, см, м2 Измерение диаметра, площади и глубины воронки

Появление продольных и поперечных трещин на гребне плотины, м, мм Измерение протяженности и раскрытия трещин

3 Грунтовые массивы в примыканиях, в верхнем и нижнем бьефах Вертикальные смещения в оползневых и потенциально неустойчивых массивах, мм Нивелирование поверхностных и глубинных марок Поверхностные и глубинные марки 4 раза в год

Горизонтальные смещения оползневых и потенциально неустойчивых массивов, мм Триангуляция, светодальномерные наблюдения Реперы, марки То же

Уровень грунтовых вод в оползневых и потенциально неустойчивых массивах, м Измерения пьезометрических уровней Пьезометры, уровнемеры, хлопушки 1 раз в месяц

Появление оползневых и просадочных трещин, м, см Зарисовка, измерение протяженности, ширины, глубины Рулетка 3 раза в месяц

Тип ГТС Основные контролируемые показатели состояния ГТС Способ измерения контролируемого показателя Технические средства измерения контролируемого показателя Ориентировочная периодичность измерения

Наличие зон избыточного увлажнения, м2 Измерение площади водопроявлений Рулетка То же

Наличие сосредоточенных выходов подземных вод в нижнем бьефе, л/с Измерение фильтрационного расхода Мерный водослив Раз в сутки

Наличие суффозионного выноса грунта, г/л Измерение количества взвеси Мерный сосуд 3 раза в месяц

Наличие просадочных и суффозионных воронок, м Зарисовка, измерение количества и размеров воронок Рулетка То же

Наличие криогенных деформаций, м Характер деформации, размеры, площадь распространения Раз в год

Приложение 2

А) Годограф импеданса тестовой системы в насыщенном растворе гипса c

частицами.

Т

Рисунок А1 - Диаграмма Найквиста !т^) от Re(z)

104 _I_I_I........I_I_I........I_I_I......

102

103 104 Frequency

105

-30 -20

со

ш -10 £

0

10

J_I_I........I_I_I........I_I_I......

102

103 104 Frequency

105

Рисунок А2 - Боде (модуль и угол сдвига фаз)

Pt Freeq Z' (Ю Z" (Ь) Maq Phase Bias Ampl Time Range Error

1 50000 10724 -5377.3 11997 -26.633 0 0.01 5.18 5 0

2 35984.29 11960 -4392.6 12741 -20.167 0 0.01 6.81 5 0

3 25897.37 12730 -3449.9 13189 -15.163 0 0.01 9.68 6 0

4 18637.97 13224 -2507.7 13460 -10.738 0 0.01 11.31 6 0

5 13413.48 13599 -1939.5 13737 -8.1168 0 0.01 12.93 6 0

6 9653.489 13705 -1510.2 13788 -6.2882 0 0.01 14.56 6 0

7 6947.477 13744 -1072 13786 -4.4599 0 0.01 16.18 6 0

8 5000 13844 -810.09 13363 -3.3489 0 0.01 17.81 6 0

9 3598.428 14014 -776.7 14036 -3.1723 0 0.01 19.42 6 0

10 2589.737 13893 -316.16 13897 -1.3036 0 0.01 21.18 6 0

11 1863.797 14017 -286.33 14020 -1.1702 0 0.01 22.93 6 0

12 1341.348 14064 -329.22 14068 -1.341 0 0.01 24.68 6 0

13 965.3489 13809 -80.14 13809 -0.33251 0 0.01 26.43 6 0

14 694.7477 13919 -59.775 13919 -0.24605 0 0.01 28.28 6 0

15 500 13995 -154.58 13996 -0.63283 0 0.01 31.68 6 0

16 359.8428 13933 -111.1 13933 -0.45686 0 0.01 33.31 6 0

17 258.9737 13980 -104.4 13980 -0.42787 0 0.01 34.92 6 0

18 186.3797 14014 81.616 14014 0.33368 0 0.01 36.56 6 0

19 134.1348 13903 36.469 13903 0.15029 0 0.01 38.13 6 0

00 м

Б) Годограф импеданса тестовой системы в насыщенном растворе гипса без

частиц.

Рисунок Б1 - Диаграмма Найквиста !т^) от Re(z)

104

j_i_i........i_i_i........i_i_i......

102

103 104 Frequency (Hz)

105

-30

-20

eg

"E -10

0

10

j_i_i........i_i_i........i_i_i......

102

103 104 Frequency (Hz)

Рисунок Б2 - Боде (модуль и угол сдвига фаз)

105

Таблица Б. Информация по точкам измерений Годограф импеданса тестовой системы в насыщенном растворе гипса без

частиц

Pt Freeq Z' (Ю Z" (Ь) Maq Phase Bias Ampl Time Range Error

1 50000 10409 -5168.3 11621 -26.405 0 0.01 5.2 5

2 35984.29 11656 -4216.5 12395 -19.887 0 0.01 6.82 5 0

3 25897.37 12772 -3365.1 13208 -14.761 0 0.01 9.7 6 0

4 18637.97 13253 -2562 13498 -10.941 0 0.01 11.32 6 0

5 13413.43 13552 -1953.3 13692 -8.2038 0 0.01 12.95 6 0

6 9653.489 13643 -1405.3 13715 -5.881 0 0.01 14.57 6 0

7 6947.477 13756 -1015.3 13793 -4.2212 0 0.01 16.2 6 0

8 5000 13771 -759.56 13792 -3.157 0 0.01 17.82 6 0

9 3598.423 13867 -436.42 13874 -1.8026 0 0.01 19.45 6 0

10 2589.737 13837 -445.56 13844 -1.8443 0 0.01 21.2 6 0

11 1863.797 13887 -352.93 13891 -1.4558 0 0.01 22.95 6 0

12 1341.348 13922 -234.84 13924 -0.96639 0 0.01 24.7 6 0

13 965.3489 13938 -120.81 13939 -0.49661 0 0.01 26.45 6 0

14 694.7477 13921 -132.3 13922 -0.5445 0 0.01 28.2 6 0

15 500 14024 3.1018 14024 0.012673 0 0.01 31.57 6 0

16 359.8423 13937 16.546 13937 0.068021 0 0.01 33.2 6 0

17 258.9737 13925 -31.844 13925 -0.13103 0 0.01 34.82 6 0

18 186.3797 13959 -233.99 13961 -0.96034 0 0.01 36.45 6 0

19 134.1348 14076 -31.84 14076 -0.1296 0 0.01 38.07 6 0

В) Годограф импеданса тестовой системы раствора гипса 50%го насыщения

Рисунок В1 - Диаграмма Найквиста !т^) от Re(z)

104

J_I_I........I_I_I........I_I_I......

102

103 104 Frequency (Иг)

105

-30 -20

со

ю -10 .с

0

10 _|_|_|........I_I_I........I_I_I......

ч2 „л3 ЛГ\4 а п5

102

103 104 Frequency (Иг)

105

Рисунок В2 - Боде (модуль и угол сдвига фаз)

Pt Freeq Z' (а) Z" (Ь) Maq Phase Bias Атр1 Тте Range Еггог

1 50000 10420 -5339 11703 -27.13 0.01 5.23 5

2 35984.29 11709 -4296.8 12472 -20.151 0 0.01 6.85 5 0

3 25897.37 12832 -3573.3 13320 -15.561 0 0.01 9.73 6 0

4 18637.97 13533 -2638.9 13788 -11.034 0 0.01 11.35 6 0

5 13413.43 13795 -2041.9 13945 -8.4196 0 0.01 12.98 6 0

6 9653.489 13982 -1397.8 14052 -5.709 0 0.01 14.6 6 0

7 6947.477 13948 -1112 13992 -4.5582 0 0.01 16.23 6 0

8 5000 14135 -796.43 14157 -3.2249 0 0.01 17.85 6 0

9 3598.428 14175 -572.11 14187 -2.3112 0 0.01 19.46 6 0

10 2589.737 14146 -450.77 14153 -1.8251 0 0.01 21.23 6 0

11 1863.797 14241 -310.37 14244 -1.2485 0 0.01 22.98 6 0

12 1341.343 14262 -329.96 14266 -1.3253 0 0.01 24.73 6 0

13 965.3489 14243 -145.74 14249 -0.58605 0 0.01 26.48 6 0

14 694.7477 14261 -221.46 14263 -0.88968 0 0.01 28.23 6 0

15 500 14340 -195.45 14341 -0.78088 0 0.01 31.6 6 0

16 359.8428 14137 -120.73 14138 -0.48929 0 0.01 33.23 6 0

17 258.9737 14313 -40.267 14313 -0.16119 0 0.01 34.85 6 0

18 186.3797 14176 57.974 14176 0.23431 0 0.01 36.48 6 0

19 134.1348 14299 -72.748 14299 -0.2915 0 0.01 38.1 6 0

Г) Годограф импеданса тестовой системы раствора гипса 30%го насыщения

Рисунок Г1 - Диаграмма Найквиста !т^) от Re(z)

104

j_I_i........i_i_i........i_i_i......

102

103 104 Frequency (Hz)

105

-30 -20

03

ш -10 .c

0

10

J_I_I......I_I_I_I......I_I_I_I......

102

103 104 Frequency (Hz)

Рисунок Г2 - Боде (модуль и угол сдвига фаз)

105

Pt Freeq Z' (Ю Z" (Ь) Maq Phase Bias Ampl Time Range Error

1 50000 10248 -5154.6 11471 -26.702 0 0.01 5.21 5 0

2 35984.29 11446 -4325.5 12236 -20.702 0 0.01 6.84 5 0

3 25897.37 12976 -3615.5 13470 -15.569 0 0.01 9.71 6 0

4 18637.97 13560 -2614 13810 -10.911 0 0.01 11.34 6 0

5 13413.48 13756 -2113.8 13917 -8.736 0 0.01 12.96 6 0

6 9653.439 13994 -1457.2 14070 -5.9448 0 0.01 14.59 6 0

7 6947.477 14158 -1039.4 14196 -4.1988 0 0.01 16.21 6 0

8 5000 14189 -806.62 14212 -3.2537 0 0.01 17.84 6 0

9 3598.428 14170 -567.1 14131 -2.2918 0 0.01 19.45 6 0

10 2589.737 14250 -394.05 14255 -1.584 0 0.01 21.09 6 0

11 1863.797 14197 -296.97 14200 -1.1983 0 0.01 22.34 6 0

12 1341.348 14118 -211.37 14120 -0.85775 0 0.01 24.59 6 0

13 965.3489 14200 -104.47 14200 -0.42152 0 0.01 26.34 6 0

14 694.7477 14310 -129.74 14311 -0.51945 0 0.01 28.09 6 0

15 500 14198 70.005 14198 0.2825 0 0.01 31.46 6 0

16 359.8428 14353 26.161 14353 0.10443 0 0.01 33.09 6 0

17 258.9737 14493 2.0489 14493 0.0081 0 0.01 34.71 6 0

18 186.3797 14236 130.48 14237 0.52513 0 0.01 36.34 6 0

19 134.1348 14243 43.583 14243 0.17532 0 0.01 37.95 6 0

Д) Годограф импеданса тестовой системы раствора гипса 15 %го насыщения

Z'

Рисунок Д1 - Диаграмма Найквиста !т^) от Re(z)

104

j_i_i........i_i_i........i_i_i......

102

103 104 Frequency (Hz)

105

-30

-20

CD

ш -10

0

10

J_I_I......I_I_I_I......I_I_I_I......

102

103 104 Frequency (Hz)

Рисунок Д2 - Боде (модуль и угол сдвига фаз)

105

Pt Freeq Z' (а) Z" (Ь) Maq Phase Bias Атр1 Тте Range Еггог

1 50000 10162 -5215.3 11422 -27.17 0 0. 01 5.21 5 0

2 35984.29 11408 -4238.3 12170 -20.381 0 0.01 6.84 5 0

3 25897.37 13036 -3477.5 13492 -14.936 0 0.01 9.71 6 0

4 18637.97 13545 -2767.2 13825 -11.546 0 0.01 11.34 6 0

5 13413.48 13919 -1989.7 14060 -8.1352 0 0.01 12.96 6 0

6 9653.489 14005 -1476.9 14083 -6.0199 0 0.01 14.59 6 0

7 6947.477 14087 -1169.5 14135 -4.7458 0 0.01 16.21 6 0

8 5000 14152 -888.63 14130 -3.593 0 0.01 17.84 6 0

9 3598.423 14174 -602.78 14137 -2.4352 0 0.01 19.46 6 0

10 2589.737 14215 -471.79 14223 -1.9009 0 0.01 21.21 6 0

11 1863.797 14246 -344.37 14250 -1.3847 0 0.01 22.96 6 0

12 1341.348 14332 -133.97 14333 -0.53556 0 0.01 24.71 6 0

13 965.3489 14292 -98.725 14292 -0.39578 0 0.01 26.46 6 0

14 694.7477 14227 -196.67 14228 -0.79199 0 0.01 28.21 6 0

15 500 14213 -369.23 14218 -1.4883 0 0.01 31.59 6 0

16 359.8428 14260 -116.81 14260 -0.46932 0 0.01 33.21 6 0

17 258.9737 14211 -51.689 14211 -0.2084 0 0.01 34.84 6 0

18 186.3797 14202 -150.54 14203 -0.60731 0 0.01 36.46 6 0

19 134.1348 14168 5.3678 14163 0.023728 0 0.01 38.09 6 0

Е) Годограф импеданса тестовой системы воды без добавления гипса

Т

Рисунок Е1 - Диаграмма Найквиста !т^) от Re(z)

104

J_I_I........I_I_I........I_I_I......

102