Мониторинг геологической среды - Королев В.А.
ISBN 5-211-03344-2
Скачать (прямая ссылка):
опасными инженерными объектами являются и высокогорные водохранилища, так как прорыв плотины вследствие землетрясений, крупных оползней, аварий может привести к катастрофическим последствиям. Из этого следует особая значимость мониторинга в районах водохранилищ.
При организации мониторинга геологической среды в районах крупных гидротехнических сооружений в первую очередь необходимо учитывать их конструктивные особенности и размещение. Гидротехнические сооружения (гидроузлы) состоят, как правило, из комплекса сооружений: энергетических (ГЭС), транспортных (каналы, водоводы, шлюзы и др.), водозаборных. При комплексном использовании рек в состав гидроузлов входят также и различные вспомогательные сооружения (перемычки, дороги, ЛЭП, жилищные поселки и др.). Весь этот комплекс оказывает техногенное воздействие на геологическую среду территории гидроузла, и он должен приниматься в расчет при организации сети мониторинга. Согласно И.А. Парабучеву (1992), в систему мониторинга гидротехнических сооружений должны непременно включаться и комплексные натурные наблюдения за самим сооружением. Кроме того, в зависимости от сложности природно-геологических условий гидроузлы по своей конструкции создаются трех основных типов: низконапорные гидроузлы; гидроузлы с приплотинной ГЭС и деривационные гидроузлы (ГАЭС).
На многих крупных реках построено по нескольку (8-12) гидроузлов, в результате чего они превращаются в систему искусственных водохранилищ с зарегулированным стоком. В России к таким рекам относятся прежде всего Волга, Кама, Ангара и Енисей. Для таких каскадных гидроузлов актуальность создания мониторинга наибольшая.
Особенности изменений геологической среды районов гидротехнических сооружений определяются инженерно-геологическими условиями территорий и типом гидротехнического сооружения. Строительство ГЭС с водонапорными или водоудерживающими плотинами всегда связано с созданием водохранилищ. Местоположение створа плотины выбирают с учетом многих условий, среди которых одно из первостепенных состоит в том, чтобы при равных положениях нормального подпорного уровня (НПУ) воды у плотины ограничить до минимума площадь затопления и подтопления прилегающей к водохранилищу территорий, населенных пунктов и пр. Тем не менее, как бы ни был удачен выбор створа и планировочного решения, создание водохранилища, особенно крупного, всегда оказывает существенное влияние на окружающую среду, вносит существенные изменения в инженерно-геологические условия прилегающих территорий.
Зона влияния водохранилища пропорциональна его размеру — площади зеркала воды. Наиболее крупные водохранилища образуются при строительстве ГЭС на равнинных реках.
Так, площадь Рыбинского водохранилища на Волге составляет 4,5 тыс. км2, Куйбышевского — 5,6 тыс. км2, Волгоградского — 3,5 тыс. км2.
Для различных крупных гидротехнических сооружений область техногенного воздействия на геологическую среду начинает формироваться уже на начальных этапах строительства. Область взаимодействия построенной плотины и массива горных пород в общем случае по данным Л.А. Молокова (1982) охватывает больший объем пород, чем в период строительства гидротехнического сооружения. При этом нельзя рассматривать воздействие только одной плотины на массив пород, не учитывая одновременно воздействия на массив и водохранилища. Воздействие на массив горных пород оказывают совместно плотина, масса воды в водохранилище, фильтрационный поток в обход примыканий и в основании плотины, подтопление склонов долины, взвешивающее воздействие воды и др. В целом же общая зона воздействия будет определяться наложением или взаимодействием зон разуплотнения-уплотнения пород, областью колебания естественных и искусственных уровней подземных вод, зоной возможных фильтрационных деформаций, зоной ослабления устойчивости склона.
При организации системы мониторинга в районах крупных гидротехнических сооружений основными наиболее общими задачами исследований, по И.А. Парабучеву (1992) являются:
определение границ области влияния сооружений на геологическую среду;
выявление участков, наиболее активно реагирующих на техногенное воздействие гидротехнических сооружений;
установление основных причин, изменяющих свойства и состояние пород в области взаимодействия их с сооружением, изучение механизма влияния указанных факторов на среду, сами сооружения или условия производства строительных работ, выработка критериев безопасности работы сооружения;
контроль за динамикой природных и техногенных процессов, прогноз и предупреждение опасных геодинамических процессов.
В зоне влияния водохранилищ возникает комплекс неблагоприятных инженерно-геологических процессов и явлений, которые должны быть в центре внимания наблюдательной сети мониторинга. Среди них необходимо выделить:
постоянное затопление территорий городов, населенных пунктов, дорог, сельскохозяйственных площадей и пр.;
более значительное и продолжительное затопление территорий в периоды половодий и паводков, чем до строительства водохранилища;
подтопление территорий и расположенных на них сооружений в результате развития подпора уровня подземных вод;
