Изменение климатических и экологических условий в последние годы сопровождается повышением водности рек, оцениваемым Гидрометом в 16% за последние 10 лет. Это, а также антропогенные изменения на водосбросных бассейнах, увеличивает вероятность прохождения паводков, считавшихся ранее редко повторяющимися. Как правило, катастрофические условия возникают и развиваются на      сооружениях неожиданно и быстро, при этом одновременно, в силу экстремальных внешних условий (отключение энергоснабжения, нарушения коммуникаций, связи и т.д.), оказывается невозможным выполнение ряда функций, обеспечивающих предотвращение аварии. В дополнение к этому ветхое состояние большинства малых и средних  плотин делают вероятность аварий с плотинами и создание чрезвычайных ситуаций весьма высокой. Это подтверждается ежегодными авариями на ряде плотин в различных регионах России.

 

            Главной опасностью при этом является перелив потока через гребень плотин и дамб и неуправляемый их размыв, приводящий к трагическим последствиям. Перелив через гребень плотины, как правило, вызывается превышением расхода притока над пропускной способностью водосбросных сооружений, неграмотной эксплуатацией водосбросов, неисправностью затворного оборудования или невозможностью его нормального функционирования в экстремальных условиях высоких, быстро нарастающих паводков, а также ветхостью и неудовлетворительным состоянием самих плотин и дамб.

 

            Зачастую укрепление и ремонт дамб и плотин проводятся технически безграмотно, не специалистами, что не исключает повторения чрезвычайных ситуаций. В последнее    время установилась практика вложения средств не в профилактику и реконструкцию сооружений, а в ликвидацию последствий чрезвычайных ситуаций, что в десятки раз     дороже.

Одним из надежных средств предотвращения разрушения плотин является применение лабиринтных переливных водосбросов и автоматических вододействующих затворов, не требующих энергоснабжения, управления и обслуживания.

Такие технические решения разработаны в Центре гидравлических исследований ОАО «НИИЭС» совместно с ООО «НПП «АКВАРИУС» и внедрены на Хоробровской ГЭС, построенной на реке Нерль в Ярославской области специально для этой цели (фото 1, 2).

Фото 1.

 

Фото 2.

Лабиринтный нерегулируемый водослив является прогрессивным решением. Он позволяет существенно увеличить пропускную способность при тех же напорах и не требует обслуживания. Через него беспрепятственно пропускается лед во время ледохода. Для пропуска экстремальных паводков в комплексе с лабиринтным водосливом могут быть установлены автоматические вододействующие затворы типа "плавкая вставка" (фото 3).

Фото 3.

 

            При достижении уровнем  верхнего бьефа заданной предельной отметки они опрокидываются, освобождая пролет для пропуска расхода воды. Эта заданная предельная отметка обычно соответствует паводковому расходу редкой повторяемости (2...0,2%). Авторами этого типа затворов, французской фирмой «Гидроплюс», разработан вариант затворов одноразового действия, т.е. после опрокидывания в нижний бьеф они не возвращаются, а заменяются  новыми.  Это является оправданным  по сравнению с  необходимостью оснащения плотины подъемным оборудованием для возвращения затвора.

 

Эти затворы выполняют также роль нерегулируемого (в заданных пределах) поверхностного водослива, пропускная способность которого может быть увеличена более чем в 2 раза по сравнению с простым водосливом за счет увеличения длины водосливной грани затвора и его обслуживанием.

С целью оптимизации конструкции и расширения области применения этого типа затворов в Центре гидравлических исследований ОАО «НИИЭС» совместно со специалистами ООО «НПП «АКВАРИУС» и фирмы «HYDROPLUS» разработана и испытана на Хоробровской ГЭС конструкция многоразового автоматического затвора с плоским щитом (фото 4).

Фото 4.

 

Эти затворы автоматически укладываются на порог при достижении уровнем верхнего бьефа заданной отметки и могут быть подняты вручную или простыми такелажными средствами после пропуска паводка. Эти затворы также прошли успешные испытания и в зимних условиях и во время пропуска паводка на плотине Хоробровской ГЭС.

 

            Все эти решения позволят при сравнительно небольших затратах значительно уменьшить риск прорыва плотин и дамб и исключат разрушительные наводнения в руслах рек.