СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ОБЪЕКТОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЗОНЫ ЯКУТИИ(НА ПРИМЕРГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ОБЪЕКТОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ГБУ «УЕ ПРМЕЛИОВОДХОЗ» МСХИПП РС (Я))
Рубрики: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Авторы:
1.
Управление по мелиорации земель и сельскохозяйственному водоснабжению министерства сельского хозяйства и продовольственной политики республики саха (Якутия)
Россия
Россия
2.
Омский государственный аграрный университет
Тип:
Статья
Страницы:
с 49
по 54
Статус:
Опубликован
Получено:
25.04.2018
Одобрено:
25.04.2018
Опубликовано:
25.04.2018
Классификаторы:
УДК 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
гидротехнические сооружения объектов сельскохозяйственного водоснабжения, водообеспечение населенных пунктов, низконапорные грунтовые плотины, Центральная зона Якутии, безопасная эксплуатация, потепление климата, температурный режим водохранилищ, криогенные процессы
Аннотация (русский):
В статье рассматриваются результаты исследований современного состояния гидротехнических сооружений объектов сельскохозяйственного водоснабжения Центральной зоны Якутии. Указанная территория относится к региону с острым дефицитом водных ресурсов, который всегда является сдерживающим фактором развития сельскохозяйственного производства. Для решения этой острой проблемы в 80-е гг. прошлого века вдоль малых рек были построены системы гидротехнических сооружений, обеспечивающие технической водой практически все населенные пункты Центральной зоны Якутии. Данные объекты имеют большое значение для обеспечения технической и питьевой водой, а также благоприятным микроклиматом населенных пунктов. При сооружении всех гидротехнических сооружений применялся принцип строительства с сохранением грунтов основания сооружений в мерзлом состоянии. Большинство водоподпорных плотин из-за близкого расположения к населенным пунктам и их каскадного расположения по долинам рек представляют большие техногенные риски. Для изучения данной проблемы проведены натурные и камеральные исследования технического состояния сооружений, объемов программного финансирования эксплуатационных меро- приятий. Результаты исследования показали, что в настоящее время значительная часть гидротехнических сооружений помимо неотложного проведения ремонтных работ и работ по реконструкции требует новых подходов по безопас- ной эксплуатации, обусловленных изменением природно-климатических условий, вреда от землеройных животных, вызывающих снижение степени безопасности сооружений. В целях безопасной эксплуатации сооружений возникает необходимость пересмотра параметров программного финансирования эксплуатационных мероприятий с учетом по- тепления климата, вреда от землеройных животных и других факторов. По результатам исследований предложены рекомендации по дальнейшей безопасной эксплуатации.
В статье рассматриваются результаты исследований современного состояния гидротехнических сооружений объектов сельскохозяйственного водоснабжения Центральной зоны Якутии. Указанная территория относится к региону с острым дефицитом водных ресурсов, который всегда является сдерживающим фактором развития сельскохозяйственного производства. Для решения этой острой проблемы в 80-е гг. прошлого века вдоль малых рек были построены системы гидротехнических сооружений, обеспечивающие технической водой практически все населенные пункты Центральной зоны Якутии. Данные объекты имеют большое значение для обеспечения технической и питьевой водой, а также благоприятным микроклиматом населенных пунктов. При сооружении всех гидротехнических сооружений применялся принцип строительства с сохранением грунтов основания сооружений в мерзлом состоянии. Большинство водоподпорных плотин из-за близкого расположения к населенным пунктам и их каскадного расположения по долинам рек представляют большие техногенные риски. Для изучения данной проблемы проведены натурные и камеральные исследования технического состояния сооружений, объемов программного финансирования эксплуатационных меро- приятий. Результаты исследования показали, что в настоящее время значительная часть гидротехнических сооружений помимо неотложного проведения ремонтных работ и работ по реконструкции требует новых подходов по безопас- ной эксплуатации, обусловленных изменением природно-климатических условий, вреда от землеройных животных, вызывающих снижение степени безопасности сооружений. В целях безопасной эксплуатации сооружений возникает необходимость пересмотра параметров программного финансирования эксплуатационных мероприятий с учетом по- тепления климата, вреда от землеройных животных и других факторов. По результатам исследований предложены рекомендации по дальнейшей безопасной эксплуатации.
Ключевые слова:
гидротехнические сооружения объектов сельскохозяйственного водоснабжения, водообеспечение населенных пунктов, низконапорные грунтовые плотины, Центральная зона Якутии, безопасная эксплуатация, потепление климата, температурный режим водохранилищ, криогенные процессы
гидротехнические сооружения объектов сельскохозяйственного водоснабжения, водообеспечение населенных пунктов, низконапорные грунтовые плотины, Центральная зона Якутии, безопасная эксплуатация, потепление климата, температурный режим водохранилищ, криогенные процессы
Положительная рецензия представлена А. И. Барашковой, доктором биологических наук, старшим научным сотрудником Якутского научно-исследовательского института сельского хозяйства. введение. Сегодня в Центральной зоне Яку- тии проживает 180 984 человека сельского населе- ния, т. е. 19 % от всего населения Республики Саха (Якутия) (959 689 человек), но вместе с тем содер- жится крупного рогатого скота 117 625 голов, т. е. 62 % (188 454 голов), лошадей 113 991, т. е. 62 % (183 889 голов) от всех имеющихся в республике [1-2]. Данная территория орогидрографически не обеспечена качественным и достаточным количе- ством воды как питьевого, так и хозяйственно-тех- нического назначения. Планомерные работы по ре- шению этой острой проблемы начались в 70-80-е гг. ХХ столетия путем организации единой системы гидротехнических сооружений вдоль малых рек для накопления воды в водохранилищах, обеспечиваю- щих водой практически все населенные пункты [3]. Опасным моментом для гидротехнических сооруже- ний является весеннее половодье и наводнения, фор- мируемые летними затяжными дождями (дождевые паводки). В такие периоды нагрузки на сооружения многократно возрастают. Главной опасностью яв- ляется затопление населенных пунктов в случае их прорыва, разрушения. Нормы безопасной эксплуатации гидротехниче- ских сооружений (далее - ГТС) во исполнение поло- жений Федерального закона «О безопасности ГТС» [4] отражены в Требованиях к содержанию правил эксплуатации гидротехнических сооружений [5] и Своде Правил 58.13330.2012 [6], которые устанав- ливают структуру и состав правил эксплуатации, требования, правила и нормы обеспечения безопас- ности ГТС при эксплуатации и предназначены для оценки их технического состояния и обеспечения безаварийной работы. Вопросы влияния темпера- турного режима водохранилищ на гидротехнические сооружения, требования к эксплуатации сооружений в условиях Севера отражены в работах С. П. Готов- цева, И. И. Сыромятникова, М. И. Лоскина [3, 7], Р. В. Чжан [8, 9]. Вопросы организации эксплуатации ГТС на многолетнемерзлых грунтах наиболее фун- даментально изложены в Рекомендациях по проекти- рованию и строительству низконапорных гидроузлов криолитозоны Якутии [10]. Авторами изложены ос- новные нормативные требования к организации экс- плуатации и геокриологического мониторинга ГТС в криолитозоне. Однако изменение природно-кли- матических условий в последние годы, повлекшее изменение водности водохранилищ, мерзлотного со- стояния тел и основания грунтовых насыпных пло- тин требуют более детального изучения современно- го состояния ГТС. цель и методика исследований. С учетом клима- тических, геологических, гидрогеологических условий и других особенностей Центральной зоны Якутии для безопасной эксплуатации ГТС возникает необходимость в совершенствовании методов безопасной экс- плуатации ГТС в зависимости от класса сооружений [11]. В связи с этим в соответствии с положениями [6] ставилась цель изучить современное состояние гидро- технических сооружений объектов сельскохозяйствен- ного водоснабжения Центральной зоны Якутии. результаты исследования. Исследования выпол- нялись в 2016-2017 гг. на ГТС объектов сельскохозяй- ственного водоснабжения, находящихся в оператив- ном управлении ГБУ «Управление по мелиорации зе- мель и сельскохозяйственному водоснабжению» Ми- нистерства сельского хозяйства и продовольственной политики Республики Саха (Якутия); далее - ГБУ «Упрмелиоводхоз» МСХиПП РС (Я). На 1 января 2018 г. в оперативном управлении ГБУ «Упрмели- оводхоз» МСХиПП РС (Я) находилось 190 ГТС во- дохранилищ, которые обеспечивают технической и питьевой водой, а также благоприятным микрокли- матом 73 наслегов в десяти улусах республики. Объ- ем накопленной воды в водохранилищах: девять во- дохранилищ объемом более 5 млн м3, 120 - объемом от 1 до 5 млн м3, 61 - объемом менее 1 млн м3. Напор на водоподпорных сооружениях от 1 до 4 м. В соот- ветствии с критериями [11] являются гидротехни- ческими сооружениями IV класса. Водопропускные сооружения автоматического действия, состоящие из низконапорных насыпных грунтовых плотин, от- крытых, трубчатых водовыпускных и сифонных, а также естественных по рельефам территорий водо- сбросов. При этом из них только 23 (12 %) имеют во- допропускные сооружения капитального характера, остальные построены хозяйственным способом без проектно-сметной документации и в водные годы подвержены большому риску разрушения, представ- ляют реальную угрозу нижерасположенным объек- там народного хозяйства и населенным пунктам. Все эти объекты имеют большое значение в водообеспе- чении населенных пунктов хозяйственно-бытовой и технической водой. Следует отметить, что большин- ство сооружений эксплуатируются более 30-40 лет, следовательно, срок службы подходит к критиче- скому пределу. Особое значение обеспечение без- опасности ГТС имеет после аварий на сооружениях Сири-Холлогос Чурапчинского улуса в 2014 г., Усун- Эбэ Таттинского улуса в 2015 г. В зонах риска толь- ко крупных водохранилищ (объемом более 5 млн м3) расположено 11 населенных пунктов. Надзор за без- опасностью ГТС возложен на Ленское управление Ростехнадзора. Из общего числа ГТС, поднадзор- ных Ленскому управлению Ростехнадзора, проде- кларированы и включены в Российский регистр три потенциально опасных сооружения (Матта Горного улуса, 7-й км Маганского тракта г. Якутска и Куога- лы Чурапчинского улуса), на остальных декларации отсутствуют. На основании проведенных нами натурных и ка- меральных исследований выявлено, что за последние 30-40 лет в Центральной зоне Якутии средняя годо- вая температура воздуха повысилась на 2,0-2,5 °С [12]. В результате этого в Центральной Якутии про- исходит деградация пород ледового комплекса, из- за чего активизируются термоденудационные про- цессы. По берегам практически всех водохранилищ активизировались криогенные процессы, такие как термокарст, термоэрозионные просадки (овраги), сплывы и сползание грунтов. Установлено, что осо- бо опасными элементами являются зоны примыка- ния плотин к элементам долин и участки водосброса сооружений. На гребнях и откосах грунтовых плотин местами образовались колодцы и провалы, которые обычно способствуют резкой активизации эрозион- ных процессов при прохождении сильных ливневых дождей. На многих водохранилищах в результате активизации криогенных процессов происходит раз- рушение береговых линий и расширение их аквато- рий. Также на большинстве обследованных грунто- вых плотин выявлены ондатровые (мускусная кры- са) хатки. Основной проблемой является то, что вход в хатку расположен под водой и снаружи не виден, а гнездовая камера находится выше уровня воды, тем самым внутри грунтовой плотины создается полое пространство, невидимое снаружи, которое при из- менении уровней воды в водохранилище создает ре- альную угрозу разрушения сооружения. В части технического состояния сооружений: в связи с выходом из хозяйственного оборота и нахождением в нерабочем состоянии (разрушены, размыты и т. д.) подлежат ликвидации (списанию) 15 объектов (8 % от общего количества); в связи с потребностью в устройстве водорегу- лирующих сооружений, конструкций по 12 объектам (7 %) необходима реконструкция сооружений (тех- ническое перевооружение). Ориентировочная стои- мость - 140 млн руб.; для обеспечения безаварийной работы гидро- технических сооружений (пропуска паводковых вод) по 36 объектам (19 %) на момент обследования не- обходимо проведение капитального ремонта. Ориен- тировочная стоимость - 280 млн руб.; 83 объекта (44 %) требуют проведения текущего ремонта. Ориентировочная стоимость - 70 млн руб.; 44 объекта (24 %) находятся в удовлетворитель- ном состоянии; грунтовые плотины Заозерная, Ынах куелэ, Ип- подромная, Строда и Ылдьаа Куелэ в Нерюктяинском наслеге Мегино-Кангаласского улуса используются под муниципальные автодороги; ГТС водохранилища Нидьили Арыктахского на- слега Кобяйского улуса используется для регулиро- вания водного режима особо охраняемого природно- го объекта озера Нидьили. Наиболее возможную опасность населенным пун- ктам по месту расположения и техническому состо- янию представляют 33 объекта (18 %), по которым необходимо проведение работ по реконструкции и капитальному ремонту для гарантированного обе- спечения их безопасной эксплуатации в соответ- ствии с требованиями ФЗ № 117-ФЗ [4]. Потребность в финансовых средствах, как видно из вышеуказанных итогов обследований, на рекон- струкцию, текущий и капитальный ремонты соору- жений без учета средств на ликвидацию (списание) ГТС составляет 490 млн руб., из них на неотложные работы по реконструкции и капитальному ремонту 33 объектов - 330 млн руб. Общий объем средств, предусмотренных в 2018 г. по подпрограмме «Разви- тие мелиорации сельскохозяйственных земель» ре- спубликанской целевой программы «Развитие сель- ского хозяйства и регулирование рынков сельско- хозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2012-2020 годы», составляет 232,863 млн руб. Из них затраты на эксплуатацию мелиоративных си- стем составляют 89,044 млн руб. (38 %), подачу воды по групповым водоводам - 62,362 млн руб. (27 %), культуртехнические работы - 48,247 млн руб. (21 %), безопасную эксплуатацию гидротехнических соору- жений объектов сельскохозяйственного водоснаб- жения - 31,403 млн руб. (13 %), комбинированное страхование ГТС и оказание услуг по обязательно- му страхованию гражданской ответственности - 1,805 млн руб. (0,8 %). Эксплуатационные мероприя- тия объектов сельскохозяйственного водоснабжения за последние пять лет, несмотря на ежегодное удоро- жание горюче-смазочных материалов, запасных ча- стей, коммунальных и других услуг, финансируются в сторону убывания. Дополнительно с 2016 г. в виде иных субсидий ежегодно предусматриваются сред- ства на проведение капитального ремонта ГТС в раз- мере 30 млн руб. [13]. Работы по реконструкции со- оружений, находящихся в оперативном управлении ГБУ «Упрмелиоводхоз» МСХиПП РС (Я), проводят- ся в рамках Инвестиционной программы Республики Саха (Якутия) через ГКУ «Дирекция строительства Министерства сельского хозяйства и продоволь- ственной политики Республики Саха (Якутия)». При этом необходимо иметь в виду, что за послед- ние пять лет не проведено ни одного мероприятия по реконструкции сооружений, т. е. при потребности в 330 млн руб. на неотложные работы по реконструк- ции и капитальному ремонту профинансировано все- го 60 млн руб. (18 %) на капитальный ремонт. В связи с продолжительной эксплуатацией и недо- статочными объемами финансирования происходит износ и разрушение основных конструкций сооруже- ний, создается высокая вероятность возникновения чрезвычайных ситуаций, особенно при прохождении весеннего половодья и дождевых паводков. Рис. 1. Гидроузел «Матта» села Бердигестях Горного улуса Республики Саха (Якутия) во время весеннего половодья Fig. 1. Hydraulic node «Matta» in the village of Berdigests of the Mountainous ulus of the Republic of Sakha (Yakutia) during the spring high water Происшедшая в 1990-х гг. реорганизация структу- ры государственного управления водного хозяйства и мелиорации в Республике Саха (Якутия), разгосу- дарствление региональных проектных институтов и потеря в связи с этим части информационного мате- риала о водохозяйственных объектах негативно от- ражаются на организации работ по безопасной экс- плуатации ГТС. Специализированная техника эксплуатирующей организации составляет 43 единицы, в том числе автосамосвалов КАМАЗ - 6 единиц, бульдозеров марки Б-10, Шантуй - 10 единиц, экскаваторов мар- ки ЕТ-16, Хюндай - 24 единицы, фронтальных по- грузчиков - 2 единицы, автокран на базе автомоби- ля Урал - 1 единица. При этом необходимо учесть, что кроме двух автосамосвалов, семи бульдозеров, двух экскаваторов Хюндай и двух фронтальных по- грузчиков, 70 % имеющейся спецтехники выпущены в 1990 - начале 2000-х гг. Обеспеченность штатными единицами механизаторов составляет: автосамосва- лы - 100 %, бульдозеры - 5 %, экскаваторы - 70 %, погрузчики - 50 %, автокран - 100 %. Дефицит штат- ных единиц покрывается услугами аутсорсинга по ФЗ № 44-ФЗ «О контрактной системе в сфере заку- пок товаров, работ, услуг для обеспечения государ- ственных и муниципальных нужд», что отрицатель- но сказывается на качестве предоставляемых услуг и техническом состоянии спецтехники. выводы и предложения. Исходя из проведенных исследований в целях обеспечения безопасной экс- плуатации гидротехнических сооружений объектов сельскохозяйственного водоснабжения, снижения уровня негативного воздействия водных объектов вносим следующие предложения: эксплуатирующие организации должны неукос- нительно соблюдать нормативные требования по безопасной эксплуатации сооружений; следует пересмотреть подпрограмму «Разви- тие мелиорации сельскохозяйственных земель» Го- сударственной программы Республики Саха (Якутия) с учетом потребности финансового обеспечения в соответствии с действующими нормативными тре- бованиями по безопасной эксплуатации ГТС с еже- годным увеличением размера финансирования на ве- личину принятых дефляторов; сохранить выделение средств на финансирование капитального ремонта ГТС в виде иных субсидий; стоит рассмотреть возможность создания едино- го органа управления в области мелиорации земель и сельскохозяйственного водоснабжения на базе ГБУ «Упрмелиоводхоз» МСХиПП РС (Я) с делегирова- нием части полномочий исполнительной власти, с выделением в государственном бюджете РС (Я) финансирования в области мелиорации земель и сельскохозяйственного водоснабжения отдельной защищенной строкой, в том числе отдельного плана инвестиционной программы на реконструкцию, вос- становление и проведение капитального ремонта су- ществующих ГТС; в связи с внесением изменений в Федеральный закон № 117-ФЗ [4] нужно провести работы по пред- декларационному обследованию для уточнения клас- сификации ГТС в соответствии с критериями [11]; с учетом развития термоденудационных про- цессов в ближайшие годы требуется проведение работ по геокриологическому мониторингу гидро- узлов (температурный режим, криогенное строение и льдистость многолетнемерзлых пород, наличие фильтрации и др.) с заложением сети геотермиче- ских и пьезометрических скважин; необходимы усовершенствование и введение новых методов и способов безопасной эксплуатации для превентивной защиты сооружений от землерой- ных животных, интенсификации промерзания тела и основания грунтовых плотин; пересмотр объемов водохранилищ с учетом водопотребления населен- ных пунктов, экологической ситуации и гидрологи- ческого режима малых рек; водохранилища с гидротехническими соору- жениями, имеющие второстепенное значение для экономики и жизнедеятельности населения, а также используемые не по целевому назначению, долж- ны быть переданы муниципальным образованиям и иным органам исполнительной власти для целевого использования.
1. Среднегодовая численность населения по муниципальным образованиям на 01.01.2017 // Официальная статистика территориального органа федеральной службы государственной статистики по Республике Саха (Якутия). Якутск, 2017. URL : http://sakha.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_ts/sakha/ru/statistics/population (дата обращения: 01.04.2018).
2. Показатели численности скота, производства и отгрузки сельскохозяйственной продукции в Республике Саха (Якутия) на 01 января 2018 года : стат. бюл. № 10/19 Территориального органа федеральной службы государственной статистики по Республике Саха (Якутия). Якутск, 2018. С. 6-15.
3. Лоскин М. И. Состояние гидротехнических сооружений объектов сельскохозяйственного водоснабжения Лено-Амгинского междуречья, построенных на ледовом комплексе в условиях потепления климата // Ин- новационные подходы к проблемам и перспективам развития АПК в Республике Саха (Якутия). Воронеж : Издат-принт, 2017. С. 281-290.
4. Федеральный закон от 21 июля 1997 г. № 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений» (последняя редакция) // URL : http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_15265 (дата обращения: 27.03.2018).
5. Требования к содержанию правил эксплуатации гидротехнических сооружений (за исключением судо- ходных и портовых гидротехнических сооружений) : приказ Федеральной службы по экологическому, тех- нологическому и атомному надзору от 2 октября 2015 г. № 395. М., 2015. 13 с.
6. СП 58.13330.2012 «Гидротехнические сооружения. Основные положения». Актуализированная редакция СНиП 33-01-2003. М., 2012. 47 с.
7. Сыромятников И. И., Готовцев С. П., Лоскин М. И. Ухудшение состояния гидротехнических сооружений центральной Якутии как признак глобального потепления климата // Мат. XI Междунар. симпозиума по проблемам инженерного мерзлотоведения. Магадан, 5-8 сентября 2017 г. : тезисы докл. Якутск : Издатель- ство ФГБУН Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН, 2017. С. 328-329.
8. Чжан Р. В. Геокриологические принципы работы грунтовых плотин в криолитозоне в условиях меняюще- гося климата // Фундаментальные исследования. 2014. № 9. С. 288-296.
9. Чжан Р. В. Проектирование, строительство и эксплуатация гидротехнических сооружений низкого напо- ра в криолитозоне (на примере Якутии). Якутск : Издательство Института мерзлотоведения СО РАН, 2000. 160 с.
10. Низконапорные гидрозулы криолитозоны Якутии: рекомендации по проектированию и строительству / ФГБУН Институт мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН. Якутск : Изд-во ФГБУН Институт мерз- лотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН, 2012. С. 62-67.
11. Постановление Правительства РФ от 2 ноября 2013 г. № 986 «О классификации гидротехнических со- оружений» // URL : http://base.garant.ru/70495114 (дата обращения: 27.03.2018).
12. Балобаев В. Т., Скачков Ю. Б., Шендр Н. И. Прогноз изменения климата и мощности мерзлых пород центральной Якутии до 2200 года // География и природные ресурсы. 2009. № 2. С. 50-56.
13. План работ по исполнению государственного задания на 2018 год ГБУ «Управление по мелиорации земель и сельскохозяйственному водоснабжению» Министерства сельского хозяйства и продовольственной политики Республики Саха (Якутия) : приказ ГБУ «Управление по мелиорации земель и сельскохозяйствен- ному водоснабжению» Министерства сельского хозяйства и продовольственной политики Республики Саха (Якутия) № 22-п от 01.02.2018 // Руководитель ГБУ «Управление по мелиорации земель и сельскохозяй- ственному водоснабжению» Министерства сельского хозяйства и продовольственной политики Республики Саха (Якутия). 2018. 4 с.
