ГОСТ Р 22.1.11-2002 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг состояния водопроводных гидротехнических сооружений (плотин) и прогнозирование возможных последствий гидродинамических аварий на них. Общие требования.
ГОСТ
Р 22.1.11-2002
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Безопасность в чрезвычайных ситуациях
МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ВОДОПОДПОРНЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ (ПЛОТИН) И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВОЗМОЖНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ
ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ АВАРИЙ НА НИХ
Общие требования
ГОССТАНДАРТ РОССИИ
Москва
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
Приложение А Термины
и пояснения, необходимые для понимания текста стандарта
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Безопасность в
чрезвычайных ситуациях
МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ
ВОДОПОДПОРНЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ (ПЛОТИН) И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВОЗМОЖНЫХ
ПОСЛЕДСТВИЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ АВАРИЙ НА НИХ
Общиетребования
Safety in emergencies.
Monitoring of water sustaining hydraulic constructions (dams) and forecasting
of possible consequences of hydrodynamic accidents on them.
General requirements
Датавведения 2003-07-01
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
ГОСТ Р 22.0.02-94 Безопасность в чрезвычайных
ситуациях. Термины и определения основных понятий
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
* 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
Наличие сосредоточенных выходов подземных вод в
нижнем бьефе, л/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 суффозионньгх воронок, м
Зарисовка, измерение количества и размеров воронок
Рулетка
То же
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 К1и K2.
При К £
К1состояние
ГТС считают нормальным, при К1
< К £ К2 - потенциально опасным,
при К > К2 - 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
водоподпорных 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.
Таблица 3 - Перечень основных прогнозируемых
параметров гидродинамической аварии (волны прорыва) на водоподпорных ГТС
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
9 Скорость падения уровня воды в верхнем
бьефе, м/ч
То же
6.4 Основные характеристики возможных последствий гидродинамических
аварий на водоподпорных гидротехнических сооружениях
6.4.1
Перечень основных характеристик возможных последствий гидродинамических аварий
на водоподпорных ГТС, прогнозируемых и контролируемых в процессе мониторинга,
приведен в таблице 4.
Таблица 4 - Перечень основных характеристик возможных
последствий гидродинамических аварий на водоподпорных ГТС
Наименование типовых* объектов, попадающих в
зону возможного затопления (ЗВЗ), в том числе комплексы объектов, элементы
Количество и размер объекта в ЗВЗ
Степень разрушения объекта в ЗВЗ (слабая,
средняя, сильная или %)
Прогнозируемый ущерб в ценах текущего года,
тыс. (млн.) рублей
Единиц
Размеры объектов
Длина, м, км
Ширина, м, км
Площадь, км2, га
Другие размерности
Величина ущерба
Стоимость восстановления
1 Размер зоны
возможного затопления (ЗВЗ) (территорий):
протяженность, км
ширина (средняя), км
площадь, км2
высота максимальных уровней
воды, м, БСВ
2 Продолжительность затопления в ЗВЗ, ч, сут
3 Населенные пункты:
сельские, дачные поселения
городского типа поселения
деревянные здания
кирпичные здания
панельные здания
административные здания
социально-бытовые здания
Незастроенные территории (усадьбы, огороды, выгоны, пустыри, луга и
т. п.), км2
15 Гидротехнические сооружения: (плотины, дамбы, каналы и т.п.):
железобетонные, шт./пог. км
каменные, шт./пог. км
деревянные, шт./пог. км
грунтовые (земляные), шт./пог. км
пристани, ед. причалы, молы, шт./пог. км
паромные переправы, ед.
16 Медицинские оздоровительные учреждения:
лечебные учреждения, ед.
аптеки, ед.
санатории, ед.
дома отдыха, ед.
пансионаты, ед.
кемпинги, туристические базы, ед.
детские лагеря, ед.
17 Другие хозяйственные объекты:
фермы, ед.
скотные дворы (загоны), ед.
леспромхозы, ед.
лесничества, ед.
заповедники, км2
18 Поставарийное состояние территории, верхних и нижних бьефов гидроузлов:
затопление наносами, заиление
обрушение деформация берегов
деформация русел и пойм рек
затопление загрязняющими веществами
загрязнение источников водоснабжения
другие нарушения
*
Перечень (наименование) типовых объектов в зонах возможного затопления может
изменяться и дополняться в зависимости от сложившейся обстановки.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)
Термины и пояснения, необходимые для
понимания текста стандарта
1 проран:Возникшая в результате аварии брешь
(отверстие) в теле плотины, через которую проходит непроектный излив воды из
водохранилища.
2 время начала затопления
объекта:Период времени между
началом гидродинамической аварии и началом затопления объекта, расположенного в
нижнем бьефе.
3 время добегания волны до
створа нижнего бьефа:Период
времени между началом гидродинамической аварии и началом подъема уровня в
данном створе нижнего бьефа.
4 створ:Вертикальная плоскость, перпендикулярная к
оси потока.
5 максимальная отметка воды в
точке нижнего бьефа:Максимальное
за период затопления значение высотной отметки воды в створе на местности,
расположенной в нижнем бьефе, подвергшейся затоплению.
6 максимальная глубина воды в
точке нижнего бьефа:Максимальное
за период затопления значение глубины в точке на местности, расположенной в
нижнем бьефе, подвергшейся затоплению.
7 максимальная скорость течения
в точке нижнего бьефа:Максимальное
за период затопления значение скорости течения воды в точке на местности,
расположенной в нижнем бьефе, подвергшейся затоплению.
8 продолжительность затопления
в точке нижнего бьефа:Период
времени между началом затопления в точке на местности, расположенной в нижнем
бьефе, и ее осушением.
9 состояние гидротехнического
сооружения:Характеристика ГТС по
совокупности его количественных и качественных показателей.
10 последствия аварии на ГТС:Совокупность нарушений нормальных условий
жизни и деятельности людей на объекте, территории (в зоне ЧС), выраженная в
людских и материальных потерях (в ущербе).
11 контролируемые показатели:Измеренные на сооружении с помощью
технических средств или вычисленные на основе измерений количественные характеристики,
а также качественные характеристики состояния ГТС.
12 безопасность
гидротехнических сооружений:Свойство
ГТС, позволяющее обеспечить защиту жизни, здоровья и законных интересов людей,
окружающей среды и хозяйственных объектов.
13 критерии безопасности
гидротехнического сооружения:Предельные
значения количественных и качественных показателей состояния ГТС и условий его
эксплуатации, соответствующие допустимому уровню риска аварии, и утвержденные в
установленном порядке федеральными органами исполнительной власти,
осуществляющими государственный надзор за безопасностью ГТС.
14 диагностические показатели:Наиболее значимые для диагностики и оценки
состояния ГТС контролируемые показатели, позволяющие дать оценку состояния
системы «сооружение - основание - водохранилище».
15 уровень критериальных
диагностических показателей К1:Предупреждающий уровень значений
диагностических показателей, при достижении которого устойчивость, механическая
и фильтрационная прочность ГТС и его основания, а также пропускная способность
водосбросных и водопропускных сооружений еще соответствуют условиям нормальной
эксплуатации.
16 уровень критериальных
диагностических показателей К2:Второй (предельный) уровень значений диагностических показателей, при
превышении которого эксплуатация ГТС в проектных режимах недопустима.
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