4. Гидросооружения

Проектирование, строительство, эксплуатация

На Дальнем Востоке, в частности в Амурской области, начиная с 70-х годов, при проектировании и строительстве оросительных систем, позволяющих выращивать овощные и кормовые с/х культуры в открытом грунте с высокой урожайностью, гидросооружения (ГТС) применяли в составе водохранилищных узлов. 

Наряду с самими грунтовыми плотинами, они являлись неотъемлемыми их элементами, обеспечивая проектный уровень воды (НПУ — нормальный подпорный уровень) в водохранилище (ВДХР) для последующей подачи её в в оросительные каналы. Под термином «проектный уровень» понимался такой, который мог за счёт дождей формироваться (накапливаться) в течение ряда лет так, чтобы в 75-90 случаев (годах) из 100 этого объёма воды хватало для проведения орошения на всей площади. Та избыточная влага, которая во влажные годы не вмещалась в искусственный водоём, могла, переливаясь через гребень плотины, разрушить её и затопить нижерасположенную территорию (нижний бьеф). Поэтому в теле плотины предусматривалось водосбросное сооружение, которое через приёмную часть своевременно принимало и сбрасывало излишки воды в отводящий канал, не допуская перелива. 

«Примечание» — Не соблюдение указанных требований предусматривать водосбросные гидросооружения при строительстве и эксплуатации плотин, дамб для накопления, хранения воды, любых жидких отходов (золошлаковых, пульпы и т.п.) как правило, приводит не только к значительным имущественным ущербам, но и к человеческим жертвам. Свидетельством тому являются неоднократные сообщения СМИ о разрушении плотин и дамб и гибели людей как в прошлые годы, так и в текущем, 2019 году.

Работа таких ГТС зависит от правильно выбранной конструкции и мер по техническому обслуживанию в период эксплуатации. Поэтому представляет интерес сравнить их технологическое состояние за многолетний период (более 30-35 лет), учитывая, что допустимый срок службы укладывается в эти пределы. В качестве примера рассмотрим сооружения на ранее построенных в 1974-1976 гг. водохранилищах (ВДХР) систем орошения в сёлах Чигири и Грибское Благовещенского района Амурской области. 

Водосбросное сооружение в селе Грибское Благовещенского района

Начало строительства гидросооружения пришлось на 1976 год. Для пропуска проектного (расчётного) расхода воды 105 куб.метров в секунду был выбран водосброс с широким порогом (24 м) и тремя ступенями высотой 1,0 м. Ниже, на рис. 1, показан его вид в начале строительства.

Используемые элементы

В качестве основных элементов гидросооружения при устройстве его боковых стенок, а также переливных ступеней, применялись металлические шпунты длиной 6,5 м, представленные на рис. 2 — ниже.

Погружение их в почвогрунт производили забивкой, с помощью сваебойки. Длина шпунтин 6,5 м обеспечивала прохождение границы промерзания (2,7-3,0 м) в районе строительства и исключала тем самым деформации конструкции от морозного пучения. Соединение шпунтин между собой замковым соединением Ларсена препятствовало свободному проникновению фильтрационной влаги в основание сооружения, лишая её возможности образовывать промоины, протечки и другие разрушения.

Для беспрепятственного проезда по грунтовой плотине в месте устройства водосброса был запроектирован и построен ж/б мост из сборных конструкций, левая часть которого показана на рис. 1.

В следующем 1977 году водосбросное сооружение выглядело следующим образом, см. рис. 3;

А это его вид зимой 1977 года.

Несмотря на 28-летний срок с момента строительства водосбросного сооружения, оно продолжает справляться со своей основной задачей — поддерживать уровень воды в водохранилище на проектном уровне и своевременно отводить лишний её объём,не допуская перелива через гребень плотины.

Учитывая более 34-летний срок эксплуатации водосбросного сооружения Грибского ГТС с 1976 года, в преддверии прохождения интенсивных ливневых осадков (июль — август) было проведено укрепление водосливной части (флютбета) камнем различной фракции (см. рис. 6).

Как известно, летом 2013 года в Амурской области прошло катастрофическое наводнение, повторяемость которого превышает одного случая в столетний период. Несмотря на такую запредельную водную нагрузку Грибское сбросное сооружение успешно выдержала такое испытание, обеспечив сохранность тела и гребня плотины своевременным отводом паводковых вод.

На фото ниже показано исправное состояние водохранилища, сохраняющее границы, объём и площадь зеркала водной поверхности.

Рис. 7 — Общий вид Грибского водохранилища — июнь 2018 г.