ГОСТ Р 22.1.11-2002 Мониторинг состояния водоподпорных гидротехнических сооружений и прогнозирование возможных последствий гидродинамических аварий на них.
Демонстрационный фрагмент текста:
УДК 658.382.3:006.354 Группа Т58
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Безопасность в чрезвычайных ситуациях
МОНИ ТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ВОДОПОДПОРНЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ (ПЛОТИН) И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВОЗМОЖНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ АВАРИЙ НА НИХ
Общие требования ГОСТ Р 22.1.11-2002
Safety in emergencies. Monitoring of water sustaining hydraulic constructions (dams) and forecasting of possible consequences of hydrodynamic accidents on them.
General requirements
OKC 13.110 ОКСТУ 0022
Дата введения 2003—07—01 Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Всероссийским научно-исследовательским институтом по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций (ВНИИ ГОЧС) МЧС РФ при участии специалистов Научно-исследовательского института энергетических сооружений (НИИЭС), доработан с участием рабочей группы специалистов Технического комитета по стандартизации ТК 71 «Гражданская оборона, предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций»
ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 71 «Гражданская оборона, предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций»
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 24 октября 2002 г. № 389-ст
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
4 Стандарт разработан в обеспечение реализации Федерального Закона «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера»
Ключевые слова', чрезвычайные ситуации, мониторинг, прогнозирование, состояние ГТС, контролируемые и диагностические показатели состояния ГТС, прогнозируемые последствия аварий на ГТС, методы, способы и технические средства контроля и наблюдения
Содержание
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Определения
4 Основные положения
5 Общие требования к системе мониторинга состояния водоподпорных гидротехнических сооружений (плотин)
6 Общие требования к системе прогнозирования возможных последствий гидродинамических аварий на водоподпорных гидротехнических сооружениях (плотинах)
Приложение А Термины и пояснения, необходимые для понимания текста стандарта
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает общие требования к составу и содержанию работ по мониторингу состояния водоподпорных гидротехнических сооружений (ГТС) (плотин) и их оснований как потенциальных источников техногенной чрезвычайной ситуации, а также общие требования к прогнозированию возможных последствий чрезвычайных ситуаций, вызываемых гидродинамическими авариями на указанных сооружениях.
Настоящий стандарт устанавливает перечни:
основных наблюдаемых и контролируемых в процессе мониторинга показателей состояния водоподпорных ГТС (плотин) как потенциально опасных объектов, основных прогнозируемых характеристик возможных последствий гидродинамических аварий на водоподпорных ГТС (плотинах).
Стандарт обязателен для организаций и предприятий, осуществляющих мониторинг состояния водоподпорных ГСТ (плотин), и для организаций, осуществляющих прогнозирование и предупреждение чрезвычайных ситуаций, вызванных гидродинамическими авариями на этих сооружениях.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 22.0.05—97/ГОСТ Р 22.0.05—94 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения ГОСТ 22.1.01—97/ГОСТ Р 22.1.01—95 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование. Основные положения ГОСТ 22.1.02—97/ГОСТ Р 22.1.02—95 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование. Термины и определения ГОСТ 19185—73 Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения
ГОСТР 22.0.02—94 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Термины и определения основных понятий СНиП 2.02.02—85 Основания гидротехнических сооружений
СНиП 2.06.01—86 Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования СНиП 2.06.05—84 Плотины из грунтовых материалов СНиП 2.06.06—85 Плотины бетонные и железобетонные
3 Определения
В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 гидротехническое сооружение, ГТС, водоподпорное гидротехническое сооружение, верхний бьеф, нижний бьеф, дамба, плотина, напор, подпор, состояние ГТС, подтопление, затопление: По ГОСТ 19185.
3.2 чрезвычайная ситуация, ЧС, источник чрезвычайной ситуации, безопасность в чрезвычайной ситуации, опасность в чрезвычайной ситуации, предупреждение чрезвычайной ситуации: По ГОСТ Р 22.0.02.
3.3 источник техногенной чрезвычайной ситуации, гидродинамическая авария: По ГОСТ 22.0.05.
4 Основные положения
4.1 Мониторинг состояния водоподпорных ГТС сооружений (плотин) и прогнозирование чрезвычайных ситуаций, вызванных гидродинамическими авариями на ГТС, является составной частью системы государственного мониторинга и прогнозирования ЧС (по ГОСТ 22.1.01 и ГОСТ 22.1.02).
4.2 Мониторинг состояния водоподпорных ГТС осуществляет собственник ГТС или эксплуатирующая организация.
4.3 Все требования по вопросам мониторинга следует учитывать в составе проектов ГТС, включая технические решения для их реализации и финансовое обеспечение.
4.4 Прогнозирование возможных последствий гидродинамических аварий осуществляют проектная организация на стадии разработки проекта ГТС и органы, специально уполномоченные на решение задач в области защиты населения и территории от чрезвычайных ситуаций на реках и водоемах.
4.5 Техническая информация о водоподпорных ГТС должна быть служебной или закрытой согласно требованиям соответствующих документов органов безопасности.
5 Общие требования к системе мониторинга состояния водоподпорных гидротехнических сооружений (плотин)
5.1 Мониторинг состояния водоподпорных ГТС осуществляют в целях обеспечения безопасной эксплуатации ГТС, безопасности населения и территорий, прилегающих к нижним и верхним бьефам плотин.
5.2 Мониторинг состояния водоподпорных ГТС осуществляют постоянно с установленной периодичностью по основным контролируемым показателям в соответствии с программой наблюдений.
5.3 Для ГТС I, II и III классов, как правило, используют автоматизированные системы контроля их состояния (АСК). ГТС IV класса оснащают контрольно-измерительной аппаратурой при специальном обосновании. В случае невозможности создания АСК на сооружениях этих классов применяют информационно-диагностические системы контроля с ручным вводом данных наблюдений.
5.4 Мониторинг состояния водоподпорных ГТС должен включать:
- регулярные взаимоувязанные контрольные наблюдения за состоянием ГТС, их оснований, береговых сопряжений в нижнем и верхнем бьефах,
- сбор, накопление и хранение данных наблюдений,
- создание и ведение базы данных наблюдений,
- сопоставление измеренных значений диагностических показателей состояния ГТС с их критериальными значениями,
- оперативную оценку состояния ГТС, их оснований и береговых сопряжений,
- информирование органов, заинтересованных в безаварийном состоянии ГТС на местном (локальном), региональном (территориальном) и федеральном уровнях.
5.5 Основные характеристики, отражающие необходимые исходные данные о водоподпорных ГТС, приведены в таблице 1.
Таблица 1 — Перечень основных характеристик, отражающих исходные данные о водоподпорных ГТС
Наименование реки, гидроузла и ГТС | Местоположение (административная единица), географические координаты (широта, долгота) | Размеры ГТС, м | Минимальная отметка высоты основания ГТС, м, БСВ* | Материал тела ГТС | Породы основания ГТС | Класс ГТС | Генеральный проектировщик ГТС | Год ввода ГТС в эксплуатацию | Собственник ГТС | ||
Высота | Длина по напорному фронту | Ширина | |||||||||
ПО по гребню основанию | |||||||||||
* БСВ — Балтийская система высот. Исчисление абсолютных высот местности (высоты основания ГТС) в метрах от среднего уровня Балтийского моря, принятое за начало счета на топографических картах Российской Федерации. | |||||||||||
5.6 Основные показатели состояния водоподпорных гидротехнических сооружений, контролируемых в процессе мониторинга
5.6.1 Перечень основных показателей нагрузок и воздействий на ГТС включает в себя (СНиП 2.06.01):
- гидростатическое давление со стороны верхнего и нижнего бьефов,
- температуру сооружений и грунтового массива в основании, примыкания сооружений поверхностных и подземных вод и воздуха в верхнем и нижнем бьефах ГТС (среднесуточную),
- давление наносов (уровень, физико-механические характеристики),
- давление льда на сооружение и механическое оборудование,
- показатели сейсмического воздействия на сооружения.
5.6.2 Перечень основных показателей состояния водоподпорных гидротехнических сооружений и развития опасных процессов в грунтовых массивах, контролируемых в процессе мониторинга, включает в себя (СНиП 2.02.02, СНиП 2.06.01, СНиП 2.06.05, СНиП 2.06.06):
- вертикальные (осадки) и горизонтальные перемещения сооружений и их оснований,
- напряжения в сооружениях и их основаниях (бетон, арматуру, грунт и др.),
- контактные напряжения в подошвах, на вертикальных и наклонных поверхностях бетонных ГТС,
- раскрытие межсекционных швов бетонных и железобетонных ГТС,
- взаимные смещения по межсекционным швам бетонных и железобетонных ГТС,
- величину раскрытия трещин, межблочных швов в бетонных и железобетонных ГТС и в грунтовом массиве,
- величину раскрытия трещин по контакту бетонной плотины со скальным основанием,
- поровое давление и интенсивность его рассеивания в водоупорных элементах грунтовых плотин и оснований,
- (фильтрационные расходы, поступающие в дренажные устройства или выходящие на дневную поверхность,
- отметки депрессионной поверхности (фильтрационного потока в теле грунтовых сооружений и береговых примыканиях,
- пьезометрические напоры в теле сооружения, основании и береговых примыканиях,
- пьезометрические градиенты,
- характеристики размыва русла в нижнем бьефе ГТС,
- характеристики отложения насосов в водохранилище перед ГТС,
- вертикальные и горизонтальные смещения оползневых и потенциально неустойчивых массивов в примыканиях, верхнем и нижнем бьефах ГТС.
5.6.3 Состав, наименование и способы измерения показателей состояния ГТС, контролируемых в процессе мониторинга, приведен в таблице 2.
Таблица 2 — 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* | Результат мониторинга | |
Значение измеренного показателя К | Критериальное значение показателя Кь К2 ** | |||||
1 Бетонные ГТС (гравитационные, контрфорсные, арочные плотины) | Вертикальные перемещения (осадки) сооружения и его основания, мм | Нивелирование поверхностных марок | Поверхностные марки, рабочие и фундаментальные реперы | 2 раза в год | ММ | ММ |
Г оризонтальные перемещения сооружения и его основания, мм | Триангуляция, визирование по створам, светодальномерные наблюдения | Рабочие реперы, визирные марки, марки для с ветодапь номерных наблюдений | Тоже | мм | ММ | |
Напряжения в сооружении и его основании, кг/см2, МПа | Дистанционные измерения деформаций, напряжений в сооружении и его основании | Измерительные преобразователи линейных деформаций, силы струнного тала | 1 раз в месяц | кг/см2, МПа | кг/см2, МПа | |
Контактные напряжения в подошвах бетонного сооружения, кг/см2, МПа | Дистанционные измерения силы на контролируемую площадь | Измерительные преобразователи силы струнного топа | Тоже | кг/см2, МПа | кг/см2, МПа | |
Раскрытие межсекционных швов сооружения, мм | Дистанционные измерения раскрытия шва | Измерительные п реобразователи линейных перемещений струнного типа | 3 раза в месяц | ММ | ММ | |
Взаимные смещения секций по межсекционным швам сооружения, мм | Прямые измерения взаимного смещения секций плотины | Модернизированный щелемер, штангенщелемер | Тоже | мм | мм | |
Величина простирания трещины по контакту сооружения со скалой, мм | Дистанционные измерения раскрытия шва по контакту сооружения со скалой | Измерительные преобразователи линейных перемещений струнного типа | » | мм | мм | |
Раскрытие трещин и межблочных швов в сооружении, мм | Дистанционные измерения раскрытия трещин, межблочных швов | Измерительные преобразователи линейных деформаций, перемещений струнного топа | » | мм | мм | |
Температура бетона сооружения и его основания, °С | Дистанционные измерения температуры бетона | Измерительные п реобразователи температуры струнного типа | » | "С | “С | |
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 п реобразователи уровня жидкости, мерная рейка | » | л/с | л/с | |
Пьезометрические напоры в основании | Прямые или дистанционные | Измерительные преобразователи | ||||
сооружения и | измерения | давления струнного | » | м | м | |
береговых | пьезометрических | типа, образцовые | ||||
примыканиях, м | уровней в основании сооружения | манометры | ||||
Пьезометрические | Вычисляются по | - | ||||
градиенты в основании | измеренным напорам в основании | 3 раза в месяц | Безразмерная величина | Безразмерная величина | ||
сооружения, безразмерно | сооружения | |||||
Параметры | Измерения в | Сейсмометрическая | ||||
сейсмических | ждущем | аппаратура | ||||
колебаний | автоматическом | |||||
сооружения и его основания (частота, Гц, период собственных колебаний, с) | режиме ускорений, амплитуды колебаний | Постоянно | Гц, с | Гц, с | ||
Характеристики | Прямые измерения | Эхолоты, мерные | ||||
размыва русла в | воронки размыва с | ленты | ||||
нижнем бьефе | помощью эхолота | 1 раз в год | м, м2 | м, м2 | ||
(глубина, м, площадь воронки размыва, м2) | или водолазов | |||||
Разрушение бетона в | Прямые измерения | Деформометр на базе | ||||
зоне переменного | глубины разрушения | индикатора часового | 2 раза в год | ММ | ММ | |
уровня, мм | бетона | типа | ||||
Разрушение бетона | Прямые измерения | Тоже | ||||
вследствие | глубины разрушения | |||||
реакционных свойств крупного заполнителя бетона, мм | бетона | Тоже | мм | мм | ||
2 Сооружения из | Вертикальные | Нивелирование | Поверхностные, | |||
грунтовых | перемещения | поверхностных | глубинные марки, | |||
материалов (плотины, | (осадки) гребня | марок, глубинных | рабочие и | 2 раза в год | мм | мм |
дамбы и т. п.) | сооружения и его | марок | фундаментальные | |||
основания, мм | реперы | |||||
Горизонтальные | Триангуляция, | Рабочие и | ||||
смещения гребня | визирование по | фундаментальные | ||||
сооружения, мм | створам, | реперы, визирные | Тоже | мм | мм | |
светодальномерные | марки, марки для | |||||
наблюдения | с ветод ал ь номерных измерений | |||||
Поровое давление в | Дистанционные | Измерительные | ||||
водоупорных | измерения перового | преобразователи | ||||
элементах | давления в | давления струнного | 3 раза в месяц | МПа | МПа | |
сооружения и его | водоупорных | типа | ||||
основания, МПа | элементах | |||||
сооружения | ||||||
Фильтрационные | Дистанционные | Измерительные | ||||
расходы, | измерения расходов | преобразователи | ||||
поступающие в | или прямые | уровня жидкости, | ||||
дренажные | измерения отметок | ультразвуковые | Тоже | л/с | л/с | |
устройства или | уровня воды на | расходомеры, | ||||
выходящие на поверхность, л/с | мерном водосливе | мерные рейки | ||||
Отметки | Дистанционные | Измерительные | ||||
депрессионной | измерения | преобразователи | ||||
поверхности | пьезометрических | давления струнного | ||||
фильтрационного | уровней или прямые | типа, напорные и | ||||
потока в теле | измерения отметок | безнапорные | м | м | ||
сооружения, | пьезометрических | пьезометры, | ||||
береговых | уровней | образцовые | ||||
примыканиях, м | манометры, хлопушки, уровнемеры | |||||
Градиенты напора в | Вычисляются по | - | ||||
водоупорных | измеренным | |||||
элементах | пьезометрическим | 3 раза в месяц | Безразмерно | Безразмерно | ||
Hdi юрам в | ||||||
основания, | сооружении и его | |||||
безразмерно | основании | |||||
Температура | Дистанционные | Измерительные | ||||
сооружения и его | измерения | преобразователи | ||||
основания, °С | температуры | температуры | Тоже | "С | "С | |
сооружения и его основания | струнного типа | |||||
Параметры | Измерения в | Сейсмометрическая | ||||
сейсмических | ждущем | аппаратура | ||||
колебаний | автоматическом | |||||
сооружения и его | режиме ускорений, | Постоянно | Гц, с | Гц, с | ||
основания (частота, Гц, период собственных колебаний, с) | амплитуды колебаний | |||||
Наличие грифонов в | Измерения | Мерный водослив с | ||||
нижнем бьефе за | фильтрационного | рейкой для |
сооружением, л/с | расхода | измерения уровня воды над водосливом | 3 раза в месяц | л/с | л/с | |
Наличие зон на низовом откосе с ярко-зеленым травяным покровом, м2 | Измерения площади зон | Рулетка | Тоже | м2 | м2 | |
Появление проседочных воронок на гребне и откосах плотины, см, м3 | Измерение диаметра, площади и глубины воронки | » | » | см, м2 | см, м2 | |
Появление продольных и поперечных трещин на гребне плотины, м, мм | Измерение протяженности и раскрытия трещин | » | » | м, мм | м, мм | |
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 | мм | мм |
Г оризонтальные смещения оползневых и потенциально неустойчивых массивов, мм | Триангуляция, светодальномерные наблюдения | Реперы, марки | Тоже | мм | мм | |
Уровень грунтовых вод в оползневых и потенциально неустойчивых массивах, м | Измерения пьезометрических уровней | Пьезометры, уровнемеры, хлопушки | 1 раз в месяц | м | м | |
Появление оползневых и просадочных трещин, м, см | Зарисовка, измерение протяженности, ширины, глубины | Рулетка | 3 раза в месяц | м, см | м, см | |
Наличие зон избыточного увлажнения, м2 | Измерение площади водопроявлений | Рулетка | Тоже | м2 | м2 | |
Наличие сосредоточенных выходов подземных вод в нижнем бьефе, п/с | Измерение фильтрационного расхода | Мерный водослив | Раз в сутки | л/с | л/с | |
Наличие суффозионного выноса грунта, г/л | Измерение количества взвеси | Мерный сосуд | 3 раза в месяц | г/л | г/л | |
Наличие просадочных и суффозионных воронок, м | Зарисовка, измерение количества и размеров воронок | Рулетка | Тоже | м | м | |
Наличие криогенных деформаций, м | Характер деформации, размеры, площадь распространения | » | Раз в год | м | м | |
* Исходя из опыта для каждого сооружения периодичность измерений назначается в зависимости от класса ГТС, их состояния, периода эксплуатации и других факторов. ** Оперативную оценку состояния ГТС проводят на основе сопоставления измеренных значений диагностических показателей К с их критериальными значениями К-| и Kz- При К<К-\ состояние ГТС считают нормальным, при К, <2 — потенциально опасным, при К>2 — предаварийным. | ||||||
6 Общие требования к системе прогнозирования возможных последствий гидродинамических аварий на водоподпорных гидротехнических сооружениях (плотинах)
6.1 Прогнозирование возможных последствий гидродинамических аварий на водоподпорных ГТС осуществляет проектная организация и организации, специально уполномоченные федеральными органами исполнительной власти на его проведение в целях обеспечения безопасности ГТС, населения и территорий, прилегающих к нижним бьефам плотин с учетом изменения параметров бьефов.
6.2 Прогнозирование развития, масштабов возможных последствий гидродинамических аварий на врдоподпорных ГТС включает
- прогнозирование степени разрушения ГТС,
- прогнозирование параметров волны прорыва, образующейся при разрушении ГТС,
- прогнозирование поставарийного состояния русла и поймы в возможной зоне затопления,
- сбор, хранение и обработку исходных данных для уточнения прогноза вследствие изменения условий жизнедеятельности в нижнем бьефе,
- прогнозирование последствий аварий для населения и территории в зоне возможного затопления.
6.3 Перечень основных прогнозируемых параметров аварии (волны прорыва) на водоподпорных гидротехнических сооружениях, определяющих размеры бедствия и ущерб в зоне возможного затопления, приведен в таблице 3.
Наименование параметров волны прорыва | Характер воздействий волны прорыва |
1 Ширина прорана в ГТС, м | Степень затопления и разрушений, потерь |
2 Максимальная глубина затопления от волны прорыва в нижнем бьефе гидроузла, м | То же |
3 Максимальная скорость течения воды в волне прорыва в нижнем бьефе гидроузла, м/с | Степень разрушений |
4 Время добегания фронта волны прорыва до створа объекта воздействия (время начала затопления объекта), ч | Количество пострадавшего населения, безвозвратные и санитарные потери. Материальный ущерб |
5 Время достижения максимальной высоты волны прорыва, ч | То же |
6 Температура воды в волне прорыва, °С | Степень воздействия на живые организмы, потери |
7 Время существования волны прорыва. Продолжительность затопления, ч, сут | Величина общего ущерба. Санитарно-гигиеническое и эпидемическое состояние территории в зоне затопления |
8 Величина падения уровня воды в верхнем бьефе, м | Состояние местности в верхнем бьефе |
Для того, чтобы добавить комментарий, авторизуйтесь.