Характеристика нижегородского региона по гидродинамической опасности. Расчет размеров зон поражений

Федеральное агентство по образованию Министерства образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное  учреждение высшего  профессионального  образования 

ВОЛГО-ВЯТСКАЯ  АКАДЕМИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ  СЛУЖБЫ 

                                       Дзержинский филиал 
 

Кафедра гуманитарных и социальных дисциплин 
 

    Контрольная работа 

    по  дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» 
 

    «Характеристика нижегородского региона по гидродинамической опасности. Расчет размеров зон поражений» 

                                                           Специальность:080105.65

   Финансы и кредит 

                                                                            Выполнила студентка

    ОО гр.09-ФОД-1

                                                                          Мясникова Евгения Витальевна

Оценка за контрольную:____

_________________________

(подпись руководителя, дата)

                                                                         Научный руководитель:

                                                                  к.п.н. доцент

                                                                 Поляков Евгений Артурович  
 
 
 
 

                                     г. Дзержинск 

                                             2011  г. 

Содержание 

1. Общее понятие о гидротехнических сооружениях и их классификация
2. Состояние гидротехнических сооружений РФ
3. Чебоксарское водохранилище

• Характеристика различных вариантов завершения строительства гидроузла
• Последствия возможного подъема уровня водохранилища
• Затопление земель
• Переселение населения
• Подтопление и затопление территории Нижнего Новгорода и Дзержинска
• Общественная реакция и позиция региональных властей

Список литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Общее понятие о гидротехнических сооружениях и  их классификация

Все гидротехнические сооружения (ГТС) делятся на две категории:

1. Общие ГТС, применяемые в двух или нескольких различных отраслях водного хозяйства.
2. Специальные ГТС, используемые только в одной отрасли водного хозяйства.

Категории гидротехнических сооружений:

Общие ГТС

Водоподпорные – создающие подпор воды, например, в устье реки(сюда относятся плотины и некоторые дамбы, работающие как плотины)

водопроводящие  – искусственные русла (каналы, туннели, лотки, трубопроводы) 

регуляционные – устраиваемые с целью регулирования  режима водного потока, защиты его 

дна и берегов  от размыва и т.д.  

Специальные ГТС

Гидроэнергетические – здания ГЭС, уравнительные резервуары, строящиеся при ГЭС, и т.д. 

Гидросооружения водного транспорта – судоходные шлюзы, судоподъемники, пристани, набережные, маяки, лесосплавные лотки и т.д. 

Гидросооружения водоснабжения и канализации  – особые водоподъемники, насосные станции, очистные сооружения и т.д. 

Гидросооружения для целей инженерной мелиоризации –гидромелиоративные сооружения (особые водоподъемники, шлюзы-регуляторы, дренажные  устройства и т.д.) 

Сооружения рыбного  хозяйства – рыбоходы, рыбоводные пруды и т.д.  

[1, стр. 179] 

Сейчас существует множество гидротехнических сооружений. Наиболее важным видом является плотина с водопропускными и другими устройствами, создаваемыми при ней. Очень часто некоторые из вышеперечисленных сооружений приходится группировать в комплексы, их называют гидроузлами. Например, бывают сложными речные гидроузлы на равнинных реках, в них обычно входит плотина, здание ГЭС, судоходный шлюз, какой либо водозабор (например, для орошения земель) и многое другое. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Состояние гидротехнических сооружений РФ

В мире построено  свыше 100 тыс. подпорных гидротехнических сооружений, в том числе около 35 тыс. больших и малых плотин. Многие крупные подпорные сооружения эксплуатируются уже длительное время (30-50 лет и более), именно после этого срока возрастает вероятность аварии и разрушения плотины.

Практика показывает, что невозможно со стопроцентной  вероятностью гарантировать безаварийную эксплуатацию напорных гидротехнических объектов.

Основным видом  повреждений является разрушение бетонных поверхностей конструктивных элементов  сооружений, расположенных в зоне переменного уровня воды, нарушение  целостности водогасительных устройств  и креплений в нижних бьефах, в  отдельных случаях с подмывом и опусканием бетонных плит и крепления  откосов. Состояние гидротехнических сооружений в нашей стране у специалистов давно вызывает тревогу.

[1, стр. 182]

Два года назад на полном серьезе рассматривался вопрос о закрытии кафедры гидротехнических сооружений в МИСИ. Кафедра гидротехнических сооружений в этом институте была одной из лучших в стране. Вспомним хотя бы строительство Асуанской плотины, где выпускники этого института проектировали и строили сложный комплекс гидротехнических сооружений. К сожалению вопрос о закрытии кафедры стоит до сих пор – нет студентов, некого учить. А это значит, что данная специальность не востребована. К сожалению, кроме узких специалистов это никого не интересует, ведь всеми специальными инженерно-техническими предприятиями у нас руководят экономисты, юристы, но не инженеры. Гидротехнические сооружения выполняют две задачи: снабжают население и предприятия электроэнергией и питьевой водой. Все эксплуатационные расходы входят в тариф на электроэнергию и водоснабжение, включая ремонтные работы, а за счет амортизационных отчислений накапливаются средства на восстановление сооружений. И тут вступают в дело наши замечательные директора – руководители этих предприятий. Бог дал им сооружения, которые приносят прибыль, естественное желание увеличить эту прибыль и быть лучшим менеджером в стране. Как решить эту задачу? Элементарно: собирать полностью все денежные средства со всех потребителей, отключая особо упрямых. И минимизировать затраты.

Первая задача решается легко. Водоканалы в свое время, если по техническим причинам не могли  отключить абонента от системы водоснабжения, отсоединяли его от канализации.

Вторая задача, по мнению руководителей, решается также очень просто: зачем тратить деньги на ремонт, ведь можно получить сверхдоход, а сооружения выдержат, ГУЛАГ их построил хорошо, а когда наступит час икс, можно эти предприятия, а может и всю систему, раздать частным инвесторам - пусть повышают тарифы.

Эксплуатационники прекрасно знают, что десять - пятнадцать лет, а в нашем случае и все  двадцать, сооружения можно вообще не ремонтировать, но зато потом…

А что потом? Чагинская подстанция? Ну и что, кто  за это ответил? Саяно-Шушенская  ГЭС? Ну и что? Кто за это ответил? Отключения половины Санкт Петербурга? Ну и что? Сети изношены, денег нет, ответственности нет. А позвольте  спросить, даже по официальным данным в РАО ЕС России были огромные прибыли, которые они распределяли между  своими акционерами. Возникает вопрос: а почему не вкладывали в ремонтные  работы, почему не модернизировали? Откуда прибыль? Её не должно быть. Ведь основная доля сооружений, действительно, поострена  еще при ГУЛАГе. Вот, что хотели, то и получили.

К сожалению, последние  крупные аварии, для современных  эксплуатационников дают один вывод: ребята, продолжайте в том же духе, отвечать никто не будет, все спишем. При  такой постановке вопроса аварии, и достаточно серьезные, будут продолжаться. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Чебоксарское  водохранилище

Чебоксарское  водохранилище, на р. Волга (Марий-Эл, Чувашия и Нижегородская обл.). Образовано плотиной одноименной ГЭС. Заполнение началось в 1980 г. По проекту пл. 2190 км², объем 13,85 км³, длина 341 км, наиб. ширина 16 км. Предназначалось для сезонного регулирования стока. Однако из-за активного противодействия ряда организаций и населения заполнение вдхр. в 1982 г. было приостановлено на отметке ниже проектной на 5 м. Поэтому в наст. время пл. Чебоксарского водохранилища составляет 1080 км², объем 4,60 км³

Пуск ГЭС при  пониженном напоре (отметка 61 м) был  осуществлён 31 декабря 1980 года. В целях  обеспечения навигации весной 1981 года уровень был повышен до 63 м. Подъём уровня водохранилища до проектного уровня (отметка 68 м), изначально запланированный на 1987 год, сдерживался сначала неготовностью комплекса инженерной защиты, затем — разногласиями между регионами по поводу уровня водохранилища. В настоящее время водохранилище и инженерная защита функционируют на непроектных отметках, что привело к возникновению ряда проблем:

• ГЭС используется не более чем на 60 % проектной мощности, ежегодная недовыработка электроэнергии составляет 1,43 млрд кВт·ч. Длительная работа гидроагрегатов ГЭС на непроектном напоре приводит к их ускоренному износу;
• стратегическая задача по созданию Единой глубоководной системы Европейской части России оказалось не реализованной. На участке от Городца до Нижнего Новгорода (около 60 км) не обеспечивается необходимая гарантированная глубина 4 метра, кроме этого, не обеспечивается нормальное функционирование шлюзов Чебоксарской ГЭС. В итоге данный участок речные суда проходят с двадцатипроцентным недогрузом в течение двух суток, а пассажирские суда пропускаются только в течение 3 часов в сутки, когда производятся повышенные сбросы с Нижегородской ГЭС^]. Следующие транзитом крупнотоннажные суда вынуждены сгружать часть грузов на суда с меньшей осадкой, проходить мелководный участок (при этом очередь на шлюзование достигает двух недель), после чего вновь грузиться. Такая ситуация приводит к значительным экономическим потерям.
• водохранилище имеет большую фактическую площадь мелководий (31,5 % вместо 20,7 % проектных), что не соответствует санитарным нормам и приводит к ухудшению качества воды;
• не обеспечивается нормальная работа водозаборов в нижнем бьефе гидроузла вследствие недостаточного уровня минимального санитарного стока;
• не завершено строительство системы инженерной защиты, что привело к подтоплению 3500 га территории и 536 жилых строений;
• не решена проблема подтопления Заречной части Нижнего Новгорода, где в настоящее время по причинам, не связанным с Чебоксарской ГЭС, подтоплено около 33 % территории. Проект Чебоксарской ГЭС подразумевал создание дренажной системы для ликвидации существующего и возможного подтопления, однако её строительство не было завершено;
• происходит разрушение возведённых защитных сооружений, не рассчитанных на работу на отметке 63 м;
• водохранилище не имеет полезной емкости и не может осуществлять регулирование стока в интересах всей системы Волги, в частности, в интересах обводнения Волго-Ахтубинской поймы;
• отсутствие полезной ёмкости водохранилища может привести к крупным затоплениям в нижнем бьефе гидроузла в случае сильных паводков;
• не организована водоохранная зона водохранилища, что ведёт к усилению его загрязнения и несанкционированной застройке зоны затопления и подтопления;
• омертвлены значительные средства, вложенные в сооружения портов, водозаборов, систем инженерной защиты, рассчитанных на работу при проектной отметке.

[2]

В связи с  этим я рассмотрю различные варианты завершения строительства Чебоксарского гидроузла.

Характеристики  различных вариантов  завершения строительства  гидроузла

К настоящему времени  существуют несколько вариантов  завершения строительства Чебоксарского  гидроузла: поднятие водохранилища  до проектной отметки 68 м с обустройством зоны затопления (с возможным строительством автодорожного моста выше Нижнего Новгорода), поднятие водохранилища до отметки 65 м с обустройством зоны затопления и одновременным строительством низконапорного транспортного гидроузла, совмещённого с автомобильным переходом, и обустройство зоны затопления на существующей отметке 63 м с одновременным строительством низконапорного транспортного гидроузла, совмещённого с автомобильным переходом. Предлагаемый двумя вариантами низконапорный гидроузел согласно проектным проработкам должен размещаться в районе посёлка Большое Козино. Состав сооружений гидроузла:

• водосливная плотина;
• водосброс-регулятор;
• земляная плотина;
• струенаправляющая дамба;
• однониточный однокамерный судоходный шлюз с подходными каналами и причально-направляющими сооружениями в них;
• водослив-регулятор в рукаве Никольском.

Гидроузел при  напоре около 5 м должен поднимать уровень воды в верхнем бьефе до отметки 68 м (образуя небольшое водохранилище с незначительными площадями затопления) и решить таким образом проблему недостаточных глубин на участке Большое Козино — Городец. Кроме того, через напорные сооружения гидроузла предусмотрено строительство автомобильного перехода. Стоимость сооружения гидроузла в ценах 2006 года оценивается в 39,6 млрд руб (без стоимости автомобильного перехода.

[2]

Последствия возможного подъёма уровня водохранилища

Некоторыми общественными^, в том числе и природоохранными организациями, а также рядом общественных, религиозных деятелей и чиновников высказываются опасения различных неблагоприятных последствий, которые могут возникнуть вследствие подъёма уровня водохранилища до проектной отметки 68 м.

Затопление  земель

Высказываются предположения, что подъём уровня водохранилища  приведёт к чрезвычайно большим  потерям земли (в Нижегородской  области — 168 000 га, в Марий Эл — треть территории республики). Согласно официальным данным, изложенным в «Обосновании инвестиций завершения строительства Чебоксарского гидроузла» в зоне затопления, сильного подтопления и берегопереработки при подъёме уровня водохранилища до отметки 68 метров оказывается 127 427 га земель, в том числе 4037 га пашни, 20 962 га пастбищ, 8611 га сенокосов, 1754 га земель приусадебных участков, 43 926 га лесов, 12 526 га кустарников. В том числе, Нижегородская область теряет 68 359 га земель (0,9 % её площади), республика Марий Эл — 43 225 га (1,9 %), Чувашия — 15 913 га (0,9 %). Землеотвод выводимых из оборота земель был произведён в 1975—1980 годах. К концу 1980-х годов были проведены предусмотренные проектом компенсационные мероприятия, предусматривающие повышение продуктивности незатопляемых сельскохозяйственных угодий путём проведения мелиоративных работ и освоения новых земель. Одновременно в 1980-х годах была проведена лесосводка и лесоочистка территории, однако за прошедшее время очищенные площади вновь заросли лесом и кустарником, в связи с чем предусмотрено повторное проведение лесоочистки территории, а также реализация компенсационных мероприятий. Во время строительства было выполнено переустройство инфраструктуры (линии электропередач, связи, дороги, мосты), в связи с чем затраты на данные мероприятия в проекте завершения строительства гидроузла не предусмотрены.

Значительные  объёмы земель защищены от затопления путём строительства инженерных защит (дамб, дренажей, насосных станций). В частности, на территории Чувашии  построены и эксплуатируются  инженерные защиты Сосновской сельхознизины (300 га), Ядринской сельхознизины (1000 га), на территории Марий Эл — Озеро-Руткинской сельхознизины (3230 га) и района посёлка Юрино (2800 га), на территории Нижегородской области — Фокинской (6250 га), Курмышской (5277 га) и Лысковской (2044 га) сельхознизин. В то же время в результате неправильной эксплуатации и отсутствия ухода часть элементов инженерных защит (в частности, дренажи, насосные станции) не функционируют в проектном режиме, что снижает эффективность инженерных защит в целом. Построены защитные дамбы, но не достроена дренажно-осушительная сеть и насосные станции на инженерных защитах Великовской (4189 га), Кстовской (2314 га) и Борской (1834 га) сельхознизин Нижегородской области — сток с защищаемых территорий осуществляется через прораны и временные водопропускные трубы в дамбах. В случае поднятия водохранилища до проектной отметки планируется произвести достройку систем инженерных защит, а также ремонт ранее введённых в эксплуатацию защит.

Переселение населения

Некоторые источники  высказывают предположения, что  при подъёме уровня водохранилища  потребуется переселение значительного  количества людей (только в Марий  Эл — 19 500 человек)^[31]. Согласно проекту, строительство Чебоксарского гидроузла в той или иной степени затрагивает 125 населённых пунктов. Часть из них (в частности, города Чебоксары, Козьмодемьянск, Ядрин, Лысково, Бор) защищены системами инженерной защиты, часть перенесена на новое место. Все мероприятия по переносу населённых пунктов и переселению населения выполнялась исходя из отметки водохранилища 68 метров. Однако, процесс переселения населения не был завершён, и по состоянию на 2006 год в зоне планируемого затопления проживало 994 человека (450 человек в Чувашии, 242 человека в Марий Эл и 302 человека в Нижегородской области). При этом в настоящее время все они живут в зонах существующего подтопления или паводкового затопления, и их переселение необходимо при любом принятом уровне водохранилища, в том числе и существующем.

Подтопление и затопление территории Нижнего Новгорода  и Дзержинска

Высказываются опасения, что подъём уровня водохранилища  вызовет подтопление или даже затопление Заречной части Нижнего  Новгорода. Эта часть города находится  на надпойменных террасах и частично на пойме рек Волги и Оки, с  отметками поверхности 69—80 м (то есть выше проектного уровня водохранилища — 68 м), и соответственно в зону постоянного затопления Чебоксарского водохранилища не попадает. Вовлечение в застройку низменных и заболоченных земель, неудовлетворительная инженерная подготовка местности (отсутствие дождевой канализации и дренажей) привело к тому, что от 20 до 33 % территории этой части города находятся в подтопленном состоянии (глубина залегания грунтовых вод выше 3 м). При отметке 63 м водохранилище не оказывает какого-либо влияния на процессы подтопления. При подъёме уровня до 68 метров реки Волга и Ока в районе Нижнего Новгорода становятся частью водохранилища, что приведёт к существенному подъёму уровня воды в межень (до 4,5 м по сравнению с существующими значениями) и увеличению площади подтопления на 900—1260 га, или на 26—40 %. Проектом строительства Чебоксарского гидроузла было предусмотрено создание инженерных защит Заречной части Нижнего Новгорода (берегоукрепления, закрытых и открытых дренажей, насосных станций, оборудование дождевой канализации) с целью устранения существующего и предотвращения нового подтопления. К настоящему времени эти работы в большинстве своём не выполнены. Проектом завершения строительства гидроузла предусматривается проведение данных работ независимо от принятой отметки водохранилища. Стоимость работ по созданию инженерных защит Нижнего Новгорода, согласно проектным разработкам, оценивается в 20 млрд рублей в ценах 2006 года. Кроме того, на территории Нижнего Новгорода в случае подъёма уровня водохранилища будет затоплен остров Гребнёвские пески в устье реки Оки, находящийся в паводкоопасной зоне и периодически полностью затапливаемый при сильных половодьях. В настоящее время остров не застроен, земли находятся в муниципальной собственности.

При повышении  уровня водохранилища на Автозаводской  линии метрополитена потребуется  проведение дополнительных мероприятий  по снижению эффекта всплытия станций  и изменению режима работы водоотливных установок. Возрастут расходы на водопонижение и на строительство  конструкций защиты станций и  тоннелей от гидростатического давления.

В ходе весеннего  половодья, уровень Волги в районе Нижнего Новгорода может достигать  отметки 72 метра и более (максимальная отметка уровня воды, зафиксированная  в ходе половодья 1926 года, составляла 75,6 м), что на 4 метра выше проектного уровня Чебоксарского водохранилища. Отметка уровня воды 72 м фиксировалась в 1994 году, в 2005 году вода поднималась до отметки 71 метр. При подъёме водохранилища до отметки 68 м максимальные уровни воды во время половодья практически не изменятся.

Высказываются опасения, что в случае заполнения водохранилища до проектной отметки  в Оку могут попасть высокотоксичные  отходы из отстойников города Дзержинска. Однако, Дзержинск расположен вне  зоны влияния водохранилища на отметках 80—100 м.

Общественная реакция и позиция региональных властей

Вопрос поднятия уровня Чебоксарского водохранилища  до проектной отметки поддерживается руководством Чувашии и критикуется  руководством Марий Эл и особенно Нижегородской области. В качестве альтернативы повышению проектной  отметки Чебоксарской ГЭС до 68 м руководством Нижегородской области и Министерством транспорта лоббируется проект строительства низконапорного транспортного гидроузла, совмещённого с автодорожным мостом через Волгу в районе посёлка Большое Козино, что позволит реализовать проект по сооружению северной объездной дороги вокруг Нижнего Новгорода.

В Нижнем Новгороде  различными организациями периодически проводятся митинги, сборы подписей и другие мероприятия с целью  выражения протеста против планов подъёма  уровня водохранилища. В частности, 15 мая 2007 года на площади Ленина в  Нижнем Новгороде рядом организаций  был организован пикет. 26 мая 2010 года на площади Минина и Пожарского прошёл митинг, организованный местным отделением партии «Справедливая Россия», одновременно ряд пикетов и сбор подписей организовали КПРФ и «Объединённый гражданский фронт». В июне 2010 года местная экологическая организация «Дронт» также организовала сбор подписей на Театральной площади города. 29 августа 2006 года было опубликовано обращение Архиепископа Нижегородского и Арзамасского Георгия к властям Нижегородской области с призывом отказаться от подъёма уровня водохранилища. Альтернативный вариант со строительством низконапорного гидроузла также вызывает критику экологических организаций, а также руководства Чувашии. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы

1. «Безопасность жизнедеятельности» Л.А. Михайлов 2005 г. Москва
2. http://ru.wikipedia.org