Организация контроля безопасности ГТС

Одной из важнейших задач службы эксплуатации ГЭС является обеспечение безопасности гидротехнических сооружений. Последствия аварии на ГЭС, в особенности прорыв напорного фронта, могут быть катастрофическими не только для региона, но и для всего государства. Поэтому обеспечение безопасности ГТС является задачей общегосударственного значения. Деятельность службы эксплуатации по обеспечению безопасности ГТС регулируется Федеральным законом «О безопасности гидротехнических сооружений» (в редакции от 23.07.97 №117 ФЗ).

В Федеральном законе:
- введены основные понятия и определения;
- сформулированы полномочия и обязанности в области безопасности ГТС правительства РФ, органов исполнительной власти субъектов РФ, органов надзора и собственника (службы эксплуатации ГЭС);
- даны принципы страхования гражданской ответственности за причинение вреда и т.д.

Примечание. За последние 30 лет большинство развитых стран мира разработаю собственную законодательную базу обеспечения безопасности ГТС. Например, конгрессом США «Акт о безопасности плотин» был принят в 1973 году после аварии на плотине Титон.

Наибольшая нагрузка и ответственность за обеспечение безопасности ГТС лежит на собственнике гидроэлектростанции. Гидротехнические сооружения ГЭС оснащены специальной контрольно-измерительной аппаратурой (КИА), и в состав эксплуатационного персонала входят специальные подразделения, задача которых - измерение с помощью КИА контролируемых показателей, визуальный осмотр и оценка безопасности ГТС на основе анализа величин контролируемых показателей. На небольших ГЭС натурные наблюдения проводят группы, входящие в состав гидротехнического цеха, на крупных ГЭС - это могут быть лаборатории гидротехнических сооружений на правах цеха.

Понятия безопасность, риск, надёжность и т.п. столь многозначны и употребляются в столь разных ситуациях, что потребовалось их уточнить, конкретизировать применительно к ГТС и включить в текст Федерального закона.

Безопасность гидротехнических сооружений - это свойство гидротехнических сооружений, позволяющее обеспечить защиту жизни, здоровья и законных интересов людей, окружающей среды и хозяйственных объектов.

Согласно статье 8 Федерального закона основное требование к безопасности ГТС - это обеспечение допустимого уровня риска аварий. Допустимый уровень риска аварий - это значение риска аварий гидротехнического сооружения, установленное нормативными документами.

Вычислить количественно уровень и, тем более, задать численно допустимый уровень риска является сложной задачей, не решенной однозначно по настоящее время (ряд предложений на эту тему приводится в гл.10).

Известен ряд предложений по определению такого обобщенного показателя состояния ГТС, как уровень риска. Например, в вероятностной форме риск - вероятность возникновения аварии за определенный период (например, за нормативный срок эксплуатации сооружения). Вероятностный подход к определению допустимого уровня риска должен опираться на статистику отказов конструкций существующих гидротехнических сооружений. Однако ГТС достаточно надежны, аварии на них чрезвычайно редки, конструкции весьма разнообразны, поэтому набрать представительную выборку из числа происшедших аварий на ГТС и по ней назначить допустимый уровень риска для ГТС определенной конструкции практически невозможно. Гораздо большая статистическая информация имеется по чрезвычайным ситуациям (ЧС) природного происхождения (землетрясениям- наводнениям, цунами, торнадо и т.п.). Если сопоставить аварию на ГЭС или АЭС с некоторой природной ЧС (например, землетрясением определенной балльности, вероятность возникновения которого удается корректно вычислить), то в качестве допустимого риска аварии на ГЭС или АЭС можно принять вероятность такую же (или несколько меньшую), чем для сопоставимой природной ЧС. В практике проектирования АЭС такой подход регламентирован. При вероятностном подходе допустимый уровень риска аварии на ГТС принимается равным или меньшим 10~4 (то есть возможна одна авария в 10 тысяч лет).

Поскольку ни одно из предложений по вычислению уровня риска аварии до настоящего времени не стало общепринятым, строгое однозначное определение в законе было опущено и было принято, что:

- на стадии проекта считать уровень риска допустимым, если сооружение запроектировано в соответствии с действующими строительными нормами и правилами;
- на стадии эксплуатации уровень риска считается допустимым, если сооружение отвечает всем требованиям проекта и по всем диагностическим показателям не превышены предельно допустимые (критериальные) значения.

Тем самым, впредь до разработки и внедрения общепринятой методики определения комплексного показателя состояния ГТС - уровня риска аварии, этот показатель непосредственно вычислять не обязательно, однако сформулированы требования, при которых этот показатель считается допустимым.

Отсутствие общепринятого и закрепленного нормами единого для гидроузла в целом количественного показателя уровня риска не означает, что ни в прошлом, ни в настоящее время не производится количественная оценка безопасности ГТС. Количественная оценка безопасности ГТС производится по многим показателям (параметрам) - параметрическая оценка. Измеренные на сооружении показатели (параметры) сравниваются с их прогнозируемыми и предельно допустимыми (критериальными) значениями.

Критерии безопасности гидротехнического сооружения - это предельные значения количественных и качественных показателей состояния гидротехнического сооружения, соответствующие допустимому уровню риска аварии гидротехнического сооружения и утвержденные в установленном порядке федеральными органами исполнительной власти, осуществляющими государственный надзор за безопасностью гидротехнических сооружений.

Контролируемые показатели - это измеренные на данном сооружении с помощью технических средств контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) или вычисленные на основе измерений количественные параметры, а также качественные признаки состояния ГТС, выявляемые путем осмотра сооружений.

Диагностические показатели - это наиболее значимые для оценки безопасности и диагностики состояния ГТС контролируемые показатели, позволяющие дать оценку безопасности и состояния системы «сооружение - основание - водохранилище» в целом или отдельных ее элементов.

Примечание. Техническая диагностика - отрасль технических наук, предназначенная для оценки состояния и надежности технических систем (станков, механизмов, летательных аппаратов) без их остановки и разборки. В различных областях техники техническая диагностика имеет свои особенности и задачи.

Гидротехнические сооружения являются элементами уникального природно-технического комплекса, и для них имеются свои методы технической диагностики, которые будут схематично рассмотрены ниже, в п.9.4.2.

Согласно требованиям Федерального закона каждый гидроузел имеет специальный документ - «Декларацию безопасности», содержащую основные сведения о соответствии гидротехнического сооружения критериям безопасности. Только при наличии «Декларации безопасности», прошедшей государственную экспертизу, сооружение включается в Регистр и собственнику выдается лицензия (разрешение) на эксплуатацию гидроузла. Содержание «Декларации безопасности» устанавливает Правительство Российской Федерации.

Первая редакция «Декларации безопасности» разрабатывается на основе проектных материалов. В дальнейшем раз в пять лет «Декларация» пересматривается, критерии безопасности корректируются и уточняются с учётом данных натурных наблюдений за сооружениями, накопленных в течение пяти лет эксплуатации. Пересмотру «Декларации» предшествует обследование гидротехнических сооружений комиссией экспертов, назначаемой органами надзора.

Примечание. В настоящее время Правительством РФ функции государственного надзора возложены на специальный департамент министерства энергетики РФ (Госэнергонадзор). Органы надзора проводят периодически инспекционные проверки выполнения собственником положений «Декларации».

Оперативный контроль безопасности сооружений, как уже отмечалось, производится эксплуатационным персоналом ГЭС соответствующего цеха либо лаборатории.

Очень важное значение имеет визуальный контроль за гидротехническими сооружениями (наблюдения за состоянием земляных откосов плотин, осмотр поверхностей бетонных и железобетонных конструкций на предмет возникновения трещин, выявление возникающих протечек воды и контроль за изменением существующих выходов фильтрующейся воды, визуальная оценка мутности или её усиления в местах фильтрации и т.п.). Все накопленные данные визуальных наблюдений также являются диагностически ценными параметрами и должны лечь в основу создания экспертных систем.

Важно проводить не только регулярные осмотры надводных сооружений, но и подводные наблюдения за состоянием ГТС (понуры, бетонные массивы, рисбермы, гасительные устройства и т.п.) либо с помощью водолазов, либо с использованием телевизионной техники.

В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон, "Гидроэлектростанции", Красноярск, 2002г.