Контроль безопасной эксплуатации гидротехнических сооружений русловых средненапорных гидроэлектростанций

• Автор: Фисенко, Виталий Фёдорович
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 218 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. Состояние вопроса

1.1. Нормативное обеспечение безопасности гидротехнических сооружений, организация их безопасной эксплуатации
1.2. Особенности эксплуатации гидротехнических сооружений русловых средненапорных ГЭС.

1.3. Боткинская ГЭС на реке Кама, геология района, гидрология реки,

компоновка сооружений, особенности проекта.

Выводы по главе 1 .

2. Русловые процессы в нижнем бьефе и их влияние на уровень безопасности ГТС.

2.1. Русловые процессы в нижнем бьефе Воткинской ГЭС, местные деформации крепления нижнего бьефа.
2.2. Экспериментальные исследования гидравлического режима в нижнем бьефе Воткинской ГЭС.
2.3. Мероприятия по ликвидации нарушений крепления нижнего бьефа и экспериментальные исследования придонных скоростей в нижнем бьефе Воткинской ГЭС.
2.4. Мероприятия по ликвидации размывов дна отводящего канала и нарушения крепления низового откоса земляной плотины
Выводы по главе 2
3. Фильтрационный режим грунтовых плотин, его значение для безопасности гидросооружений.
3.1. Конструкционные особенности земляных плотин Воткинской
3.2. Изменение фильтрационного режима земляных плотин Воткинской ГЭС
3.3. Исследование хсмогенного заиления марганецсодержащими отложениями дренажного коллектора пойменных земляных плотин Воткинской ГЭС.
3.4. Мероприятия по повышению уровня безопасности грунтовых плотин Воткинской ГЭС.
Выводы по главе 3
4. Организация натурных наблюдений за состоянием эксплуатируемых ГТС
4.1. Виды натурных наблюдений
4.2. Диагностические показатели состояния бетонных сооружений
4.3. Диагностические показатели состояния грунтовых плотин.
4.4. Назначение критериальных значений показателей состояния
сооружений К1 и К2.
Выводы по главе 4.
5. Определение уровня безопасности ГТС, роль систем мониторинга в обеспечении его нормального уровня.
5.1. Анализ причин аварий и виды разрушений плотин.
5.2. Оценка безопасности гидротехнических сооружений Боткинской ГЭС по различным современным методикам.
5.3. Экспертная диагностическая компьютерная система мониторинга безопасности состояния ГТС.
5.4. Система автоматизации инструментальных наблюдений за состоянием
бетонных сооружений на Боткинской ГЭС
Быводы по главе 5
Заключение.
Литература


Н. впервые применил в решении задач фильтрации аналогию между стационарным движением воды в пористой среде и движением постоянного электрического тока в проводящей среде, что привело к созданию и развитию метода электрогидродииамической аналогии. До настоящего времени этот метод является основным для решения фильтрационных задач, в которых рассматриваются гсомстри1чески сложные расчётные схемы, включающие неоднородные (в фильтрационном смысле) области []. Методы решения фильтрационных задач представлены в работах следующих авторов: Васильева И. А. [5], Киселёв П. Г. [2], Огурцов А. И. [J, Ничипорович А. А. [], Розанов Н. П. [], Слисский С. М. [2], Чугаев Р. Р. [5] и др. Дальнейшие исследования фильтрационных процессов, их влияния на надёжность сооружений приведены в работах авторов: Гусев В. П. [], Борткевич С. В. [], Касимов А. Р. [], Красильников H. A. [], Ляпичев Р. Н. [], Малаханов В. В. [, ,4], Перонян В. С. [], Стефанишин Д. В. [4], Рассказов Л. Ронжин И. С. [6], Свернард Ю. К. [9], Горелик Л. В. [9], Яшкуль Д. М. [9], Павич М. П. [], Стулькевич А. В. [], Малышев Л. И. [], Щетинина А [], Джансен Р. Б. [6], Пенман А. Д. М. Большое влияние на безопасную эксплуатацию гидротехнических сооружений оказывают процессы переработки берегов и трансформации русел рек в нижних бьефах гидроузлов. При возведении подпорных речных сооружений гидроузлов происходит изменение естественного режима реки, выражающееся во внутригодовом, а иногда и многолетнем перераспределении жидкого стока, в задержке твёрдого стока водохранилищем, во внутрисуточных колебаниях расходов и уровней при осуществлении регулирования мощности ГЭС. Это приводит к изменению руслового процесса в нижнем бьефе гидроузла. Преобладающие в естественных условиях обратимые деформации русла, обусловленные транзитным транспортом наносов, поступающих с площади водосбора, после возведения гидроузла сменяются необратимыми деформациями, в которых обычно преобладает размыв. Обычно этот процесс происходит во время строительства при стеснении русла перемычками на участке, примыкающем к гидроузлу. Этот участок превращается в зону питания наносами осветлённого потока [). При дальнейшей эксплуатации гидроузла зона переформирования распространяется вниз по течению. В ряде случаев переработка берегов и размывы русел в нижних бьефах гидроузлов могут угрожать безопасности гидротехнических сооружений [, 0, 4, 0, 8, 1]. Карьерные разработки оказывают существенное влияние на процессы трансформации русел нижних бьефов ГЭС и понижение их уровней [, , , 1, 0]. Извлечение грунта, не восполняемое в зоне общего размыва поступлением наносов и верховых участков реки, приводит не только к местному понижению дна водотока, но также интенсифицирует размыв дна выше и ниже карьера. Антроповский В. И.[2,3]; Ассарин А. Е.[4,1); Баранова Н. С.[ 1]; Бобинский Е. Васильев А. Б.[ 1]; Векслер А. Б. [,,,,,]; Варывдин А. В.[,]; Губиладзе Д. О.[,|; Гиргидов А. Д. [], Данилевский А. А.[]; Дебольекий В. К.[,]; Джумалова Н. Т.[]; Доненберг В. М.[,,]; Кавешников Н. Т.[,]; Кавешников А. Т.[,]; Каганов Я. Щ]; Карасёв И. Ф.[]; Киселёв П. Г.[3]; Колисниченко С. Г. []; Конкина Н. Г.[]; Коротков В. Е. []; Малов А. А.А. Пехтин В. А.[ 0]; Попова К. С.[ 4]; Серов А. А.[0|; Слисский С. М.[2]; Терентьев Л. И.[1]; Товбич О. В. []; Троицкий В. Щ0]; Фисснко В. Ф.[ ,]; Чугаев Р. Р.[5]; Цвик А. М.[]. Анализ статистики аварий и повреждений гидротехнических сооружений показывает, что вероятность даже крупных аварий и разрушений любых плотин, в том числе и самых современных, не может быть полностью устранена. Очевидна необходимость применения современных методов анализа разнообразной накопленной и вновь поступающей оперативной информации о возможных причинах снижения уровня безопасности. На этой основе должна быть обеспечена необходимая оперативность и объективность процедур контроля и оценки состояния эксплуатируемых плотин. Сведение риска аварии к минимуму является задачей, решаемой как при проектировании и строительстве, так и при эксплуатации плотин. Основная трудность оценки риска связана с необходимостью оперативного анализа и обобщения большого объема разнородной и разномасштабной количественной (результаты расчетов, данные инструментальных, в т.