В период паводка все поверхностные водозаборы были разрушены. В условиях сложного ландшафта территории, геоморфологических и геологических особенностей необходимо расширение строительства крупных водозаборных сооружений на месторождениях подземных вод с целью обеспечения населения качественной питьевой водой.

После прохождения паводка было выявлено загрязнение водоносных горизонтов в долинах рек. Возможно, загрязнение произошло за счет привноса инфильтрационным потоком загрязняющих веществ, попавших в больших количествах в поверхностный сток.

На участке Зеленчукской ГЭС подземные воды приурочены к аллювиальным песчано-галечным отложениям террас р. Кубани и к толще коренных юрских пород. На отдельных участках обводнены делювиальные отложения.

Грунтовые воды. Водоносный горизонт в галечниках поймы и I надпойменной террасы р. Кубани имеет непосредственную гидравлическую связь с рекой и подземными водами коренных пород, подстилающих аллювий, и залегает на глубине до 2 м. Колебания уровня зависят от изменения уреза воды в реке, отличаясь от его отметок на небольшую величину (0,1…0,3 м). Мощность горизонта - порядка 0,5 м.

Грунтовые воды высоких надпойменных террас залегают на глубине от 2 до 6 м. Уровни грунтовых вод в террасовых отложениях обусловливаются положением водоупорных коренных пород. В обрывах террас на контакте четвертичных отложений с плинсбахскими песчаниками и алевролитами образуются многочисленные нисходящие источники с различным дебитом.

Коэффициент фильтрации галечников изменяется в пределах от 4 до 50 м/сут, в зависимости от состава и содержания заполнителя.

По химическому составу грунтовые воды характеризуются как сульфатно-гидрокарбонатные с преобладанием ионов натрия и магния. Минерализация составляет до 1000 мг/л. Воды обладают сульфатной агрессивностью (содержание сульфатов более 250 мг/л) по отношению к бетону. Свободная углекислота в грунтовых водах содержится в количестве 25 мг/л, при смешивании с атмосферными водами грунтовые могут проявлять углекислую агрессивность.

В отложениях неогеновой террасы, поверхность которой возвышается над рекой более чем на 200 м, мощность водоносного горизонта незначительна, его питание происходит исключительно за счет атмосферных осадков.

Водоносные горизонты в коренных породах. Подземные воды содержатся в разновозрастных толщах коренных пород.

Водоносный горизонт выветрелой зоны балкарского комплекса имеет сезонный характер. Циркуляция происходит по густой сети трещин. Вода характеризуется повышенной минерализацией (порядка 2400 мг/л), тип воды сульфатно-натриевый, по содержанию сульфатов (1240 мг/л) сильно агрессивный.

В трещиноватых песчаниках ааленского яруса распространен водоносный горизонт, питающийся за счет инфильтрации атмосферных осадков через перекрывающий маломощный делювиальный слой, состоящий из макропористых суглинков. Разгрузка происходит в виде родников в обрывах, обращенных к балке Малая Андрикота и р. Кубани. Поверхность горизонта находится на глубинах от 9 до 13 м. Относительным водоупором служат породы тоарского яруса. Состав вод сульфатно-кальциево-магниевый с минерализацией порядка 2000 мг/л, по содержанию сульфатов (1000 мг/л) воды сильно агрессивны.

Плинсбахский водоносный горизонт приурочен к трещиноватым песчаникам, переслаивающимся с относительно водоупорными алевролитами и аргиллитами. Условия циркуляции подземных вод здесь сложные. В целом воды имеют напорный характер. Однако по трассе подводящего туннеля и на участке БСР скважинами в отдельных прослоях пород плинсбахского яруса вскрывались безнапорные воды. Сильно расчлененный рельеф местности способствует дренированию подземных вод из отдельных водоносных прослоев. На дневной поверхности на контакте водосодержащих песчаников с алевролитами наблюдаются многочисленные малодебитные источники.

Безнапорные воды плинсбахского горизонта характеризуются как сульфатно-кальциево-магниевые с минерализацией 2000…2500 мг/л, они обладают сульфатной агрессивностью (более 1000 мг/л).

Напорные воды - гидрокарбонатно-хлоридно-натриевые с минерализацией порядка 2000 мг/л, обладающие выщелачивающей агрессивностью. Содержание сульфатов также повышенное.

В целом фильтрационная способность и водообильность коренных пород низкая, лишь песчаники ааленского яруса обладают повышенной водопроницаемостью (коэффициенты фильтрации до 58,5 м/сут). Рухляки в зоне элювия юрских пород характеризуются значением Kф до 1 м/сут. Проницаемость пористых песчаников плинсбахского яруса незначительна, коэффициент фильтрации составляет порядка 0,01…0,05 м/сут. [2]

1.7.4 Физико-геологические процессы

На территории Карачаево-Черкесской Республики экзогенные геологические процессы (ЭГП) имеют широкое распространение и представлены следующими генетическими группами: оползни, обвалы, осыпи, оврагообразование и плоскостной смыв, речная эрозия, подтопление, вторичное засоление почв и грунтов.

Широкое распространение имеют просадочные явления и процессы заболачивания.

Закономерности территориального распределения генетических групп экзогенных геологических процессов, предопределена вертикальной поясностью рельефа, а интенсивность их проявления - геологическими условиями. (Рис.5)[7]

Рисунок 5. Карта активности проявления экзогенных геологических процессов

Территория КЧР характеризуется большим разнообразием геологических формаций от до палеозоя до четвертичного времени и интенсивной тектонической нарушенностью. Разнонаправленные эвстатические движения земной коры в горной и низменной областях региона, высокий сейсмотектонический потенциал, многообразная, зачастую беспорядочная, инженерно-хозяйственная деятельность придают геологическим процессам и явлениям аномально контрастный и разрушительный характер.

Экзогенные геологические процессы наносят ущерб объектам экономики, существенно затрудняют освоение и эксплуатацию объектов и территорий, в значительной мере усложняют и обостряют экологические проблемы региона, выводят из оборота сельхозугодия, разрушают транспортные артерии, гидротехнические объекты и т.д., оказывают негативное, местами разрушительное, воздействие на жилой фонд.

Наибольший ущерб материально-социальной сфере республики приносит воздействие оползневых процессов, процессов подтопления; эрозионно-селевых процессов.

Основными процессами, влияющими на состояние склонов долин и берегов рек в бассейне р. Кубани являются обвально-осыпные и оползневые процессы в совокупности с речной эрозией. Типы, масштабы и активность данных процессов в различных зонах имеют значимые различия и определяются совокупностью геологических, геоморфомологических и климатических факторов.

Так обвально-осыпные процессы в основном развиты в горных зонах долин и на отдельных участках предгорий на пересечении скальных пород Скалистого и Пастбищных хребтов. Интенсивность их развития невысока и не оказывает существенного влияния на состояние берегов.

Оползневые процессы преимущественно развиты в предгорной и равнинной частях территории.. Они локализуются в подножье огромных шлейфов древних обвально-осыпных образований, прерывающих глинистые сланцы средней юры и на уступах террас в долине реки Кубань.

При обвально-осыпных процессах деформирующим горизонтом являются аргиллиты байоского яруса юры. Оползневая активность обусловлена огромным вертикальным давлением перекрывающих толщ и боковой эрозионной деятельностью рек.

Средой развития оползней являются глинистые отложения майкопской серии и их дериваты. Факторами оползнеобразования являются увеличение грунтовых масс за счет разгружающихся подземных вод и поверхностного стока, а также эрозионные расчленения уступов террас и боковая речная эрозия.

В долинах рек бассейна р. Кубани интенсивно проявляются процессы боковой речной эрозии, обусловленной сезонным паводковым периодом режима рек.

В результате выпадения месячной нормы осадков и катастрофического паводка прошедшего 20.06…23.06.2002 года произошла резкая активизация экзогенных геологических процессов, приведшая к многочисленным разрушениям. Наибольшую степень активизации и воздействия на народно-хозяйственные объекты и природную среду имели такие процессы как: речная боковая эрозия, затопления, сели, оползни и в меньшей степени обвально-осыпные явления.

Основной причиной разрушения объектов народного хозяйства явилась боковая эрозия в речных долинах во время схода катастрофического паводка.

Развитие боковой речной эрозии было зафиксировано в г. Усть-Джегута, с. Коста-Хетагурова, а. Джингирик и др.

На южной окраине г. Усть-Джегута, в 0,5км ниже сброса воды со шлюзов Головного водохранилища отмечена активная боковая эрозия по левому берегу р. Кубань на участке протяженность около 500 м.

В 2005 г. ширина бокового размыва составила 20 м. В результате смыто несколько дачных участков, берегозащитные сооружения разрушены.

В станице Красногорской развитие сильной боковой эрозии по правому берегу р. Кубань на участке около 350 м привело к уничтожению известного нарзанного источника. Ширина бокового размыва в 2005 г. колеблется от 5 до 30 м. Следует отметить, что данный участок является потенциально опасным и интенсивным размывом подножия склона активизируются оползни на этом участке в связи с полным отсутствием берегозащитных сооружений.

Объектом, оказавшимся под воздействием интенсивной боковой эрозии правого берега р. Кубань протяженностью 150 м, является участок газопровода в станице Красногорской. В этом месте глубина бокового вреза в 2005 г. составила около 15 м. Газопровод находится в аварийном состоянии. Следует отметить отсутствие берегозащитных сооружений, разрушенных при паводке 2002 г.

В период с 2002 по 2005 г. произошло интенсивное развитие боковой эрозии левого берега р. Кубань длиной около 100 м в селе Коста-Хетагурова, что привело к разрушению участка федеральной автодороги Невинномысск - Домбай. На момент обследования восстановительные работы завершены.

Активная боковая эрозия обеих берегов р. Кубань, приведшая к разрушению автомобильного моста зафиксирована в Карачаевском районе в 9 км от а. Каменномост по автодороге г. Карачаевск - а. Учкулан. Протяженность участка 460 м. Глубина бокового вреза за период 2002-2005 г. достигает 23 м.

Высокий уровень весеннего паводка, достигавшего в большинстве рек неблагоприятных отметок, послужил причиной активного развития речной боковой эрозии в обследованных районах КЧР.

Участок развития овражной эрозии отмечен в с. Важном в 30 м от федеральной автодороги Лермонтов-Домбай. Длина оврага составляет 80 м, ширина 30 м, глубина 10 м. На момент обследования овражная эрозия захватила территорию огородного участка площадью 5х50 м. Овражная эрозия развивается за счет стока с водоотводного лотка ручья, дебитом около 15 л/сек.

Среди неблагоприятных физико-геологических процессов, развитых в районе расположения гидросооружений Зеленчукской ГЭС, наиболее значимыми являются выветривание, просадочность и оврагообразование.

Просадочностью отличаются делювиальные суглинки водораздельных поверхностей. Суглинки характеризуются как лессовидные, макропористые, с коэффициентом просадочности 4,0…6,4 % при нагрузке 3 кг/см2, они залегают непосредственно под почвенно-растительным слоем. Общая мощность просадочных грунтов на большей части водораздельного пространства составляет 2…3 м, редко достигая 6 м. Поверхностные проявления просадочности отсутствуют.

Оврагообразование на рассматриваемой территории развито на левом берегу Кубани. Сильной расчлененностью рельефа характеризуется поверхность водораздела, здесь отмечается множество оврагов и небольших балок, спускающихся к долинам Андрикоты и Кубыша. Борта врезов имеют крутые, иногда почти отвесные склоны. В настоящее время процессы оврагообразования не представляют опасности для существующих и проектируемых сооружений.

Негативные явления, вызванные эрозионной деятельностью воды, наблюдаются в балке Кубыш и связаны с техногенным вмешательством. Здесь происходит размыв отвалов алевролитов, насыпанных при проходке автодорожного туннеля на склоне балки. Поток, постоянно существующий в ее тальвеге, выносит алевролитовый материал к поселку Кумыш. Особенно активно процесс развивается в период снеготаяния и сильных дождей.

Выветриванию подвержены породы юрского возраста. Алевролиты и пачки, состоящие из тонко переслаивающихся песчаников и алевролитов, быстро выветриваются, в особенности при переменном высушивании и увлажнении. Коренные породы разрушаются с образованием мелкой листоватой щебенки, а в конечной стадии процесса - до мелкообломочной глинистой массы. Со способностью к выветриванию связано образование элювиальных отложений. Это явление наблюдалось при проходке туннелей и, особенно, вскрытии котлованов.[6]



2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА СТРОИТЕЛЬСТВА

2.1 Размещение и назначение объекта

Гидротехнический комплекс Зеленчукской ГЭС - ГАЭС деривационного типа расположен на плато Северо-юрской депрессии между реками Б. Зеленчук и Кубань.

Комплекс предназначен для энергетических целей и водоснабжения.

Основные показатели гидроэлектростанции гидроузла:

установленная мощность ГЭС (2 агрегата по 80 МВт)......…….160 МВт;

установленная мощность ГАЭС в турбинном режиме (2 агрегата по 71,5 МВт).....................................................................................………...143 МВт;

располагаемая мощность ГАЭС в турбинном режиме на час прохождения годового максимума нагрузки........…............................122 МВт;

установленная мощность ГАЭС в насосном режиме (2 агрегата по 76 МВт)…………………………………………………………………......152 МВт;

располагаемая мощность ГАЭС в насосном режиме на час прохождения годового минимума нагрузки …....….....……………...147 МВт;

среднемноголетняя выработка ГЭС...…..…….…...........187 млн. кВт.ч;

среднемноголетняя выработка ГАЭС………….....……162,1 млн. кВт.ч

среднемноголетнее энергопотребление ГАЭС…..……206,2 млн. кВт.ч

сметная стоимость строительства……………….4 842 748, 44 тыс. руб.

В состав гидротехнического комплекса входят несколько видов гидротехнических сооружений:

- сооружения напорного фронта - подпорные сооружения, образующие нижнее водохранилище и дамбы бассейна суточного регулирования;

- водопроводящие сооружения - туннели, напорные трубопроводы, водосбросы.

- специальные гидротехнические сооружения - отстойник, шлюз-регулятор (ШР), уравнительные резервуары и здание ГЭС-ГАЭС.

Забор воды осуществляется из трех однотипных водозаборных гидроузлов, расположенных последовательно на реках: Б. Зеленчук, Маруха и Аксаут.

По деривационным сооружениям вода из водозаборных гидроузлов поступает в бассейн суточного регулирования (БСР) и из бассейна по напорным трубопроводам и тоннелям подается в здание ГЭС-ГАЭС, расположенное вблизи русла р. Кубань

Общая площадь гидротехнического комплекса ГЭС-ГАЭС по проекту составляет 989 га (согласно актам отвода земельных участков).

Схема расположения основных гидротехнических сооружений Зеленчукской ГЭС-ГАЭС представлена в Приложении 1.[1]

2.2 Основные причины возможных аварий и общая характеристика возможных материальных и социальных последствий аварии ГТС

Основные опасности, которые могут возникнуть при эксплуатации Зеленчукской ГЭС-ГАЭС - это:

- перелив воды через гребень дамбы БСР с оползанием откосов и образованием волны прорыва в результате нарушения работы дренажной системы и заклинивания затворов водоприемника ГЭС;

- прорыв воды из нижнего аккумулирующего бассейна вследствие разрушения подпорных стенок, разрушения напорных трубопроводов или потери устойчивости здания водоприемника. [1]

2.2.1 Оценка ущербов при прорыве БСР

Расчет вероятного ущерба, который может быть причинен в результате аварии гидротехнических сооружений гидроузла Зеленчукской ГЭС-ГАЭС выполнен в соответствии с Федеральным законом «О безопасности гидротехнических сооружений» от 21 июля 1997 г. № 117-ФЗ и "Правил определения величины финансового обеспечения гражданской ответственности за вред, причиненный в результате аварии гидротехнического сооружения", утвержденных Постановлением Правительства Российской Федерации от 18 декабря 2001 г. № 876.

Расчет базируется на нормативных документах Минэнерго России, в том числе и на “Методике определения размера вреда, который может быть причинен жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварий гидротехнических сооружений предприятий топливно-энергетического комплекса” (методика утверждена приказом МЧС России и Минэнерго России от 29 декабря 2003 №776/508).

При определении величины вероятного ущерба не рассматривались аварии гидротехнических сооружений Зеленчукской ГЭС-ГАЭС, вызванные непреодолимой силой (землетрясением, паводком, ледоходом, волновыми воздействиями, ветровыми и (или) температурными воздействиями, селями, лавинами, камнепадами, оползнями, другими природными воздействиями, а также воздействиями посторонних предметов), если сила и интенсивность такого воздействия превышают значения, на которые рассчитаны гидротехнические сооружения в соответствии с утвержденным в установленном порядке проектом. Не рассматривались аварии, вызванные умыслом потерпевших или выбытием гидротехнических сооружений из собственности владельца в результате противоправных действий других лиц.[8] Расчет ущербов от аварии приведен в табл. 2

Таблица 2

Ущербы от возможной гидродинамической аварии Вычисления проводились в Институте Мособлгидропроект.

Вид ущерба	Величина ущерба, за которую несет ответственность владелец гидроузла (млн. руб Цены указаны на 2007 год.)
Ущерб основным производственным фондам предприятий	-
Ущерб оборотным производственным фондам предприятий	-
Ущерб готовой продукции предприятий	-
Ущерб элементам транспорта и связи (см. 2. а)	3,1
Ущерб жилому фонду и личной собственности граждан	1,50
Расходы на ликвидацию последствий аварии	0,91
Ущербы сельскохозяйственному производству	-
Ущерб от потери леса как сырья	0,03
Экологический ущерб от затопления лесов	0,05
Ущербы лесному хозяйству	0,06
Ущерб окружающей природной среде	0,002
Ущерб водоснабжению населенных пунктов верхнего бьефа	-
Ущерб объектам водного транспорта	-
Ущерб рыбному хозяйству	-
Прочие виды реального ущерба	0,35
Общий реальный ущерб	6,002

1. Сильные разрушения автомобильного моста с длиной пролетного строения 15 м и 1 км дороги в балке Андрикота. В расчете принято, что ущерб от разрушения моста в 10 раз превзойдет ущерб от разрушения автодороги равной длины. Общая балансовая стоимость основных фондов Карачаево-Черкесской республики составила на конец 2001 г. 4,14*10¹⁰ руб, из них 11,3%, то есть 4,68*10⁹ руб., основные фонды предприятий транспорта и связи. С учетом роста основных фондов предприятий на 1,5% в год, на конец 2007 г. стоимость основных фондов предприятий транспорта и связи составит ?5,1*10⁹ руб. Общая длина автодорог республики ?1890 км. Ущерб объектам транспорта и связи

руб.

2. В зону возможного затопления попадают и повреждаются водозаборные сооружения населенных пунктов пос. Правокубанский (3 тыс.чел.), ст-ца Красногорская (1,8 тыс. чел.), с. Важное (1.2 тыс. чел.). В укрупненной методике оценки ущерба от гидродинамической аварии учитывается отдельным пунктом ущерб водозаборным сооружениям верхнего бьефа; разрушение водозаборов нижнего бьефа учитывается как одна из составляющих благоустройства населенных пунктов и входит в ущерб жилому фонду и личной собственности граждан. Однако в данном случае, когда ущерб жилому фонду отсутствует, а ущерб водоснабжению возникает, его следует учесть отдельно. Считаем, что продолжительность восстановления постоянного водоснабжения составит 10 сут., затраты на аварийное водоснабжение одного человека - 25 руб/сут. Общая сумма затрат на организацию аварийного водоснабжения составит 1.5*10⁶ руб. Расходы на восстановление постоянного водоснабжения входят в состав расходов на ликвидацию последствий аварии.

3. В зону затопления попадает ? 50 га лесных угодий. Средний корневой запас древесины составляет 50 м³/га. Осредненное значение минимальных ставок за древесину основных пород для Карачаево-Черкесской республики 21 руб/м³. Ущерб от потери леса как сырья

тыс. руб.

Средний норматив платы за перевод лесных земель в нелесные для Карачаево-Черкесской республики 1,65*10⁵ руб/га. Экологический ущерб от затопления леса:

И_7э=0,06*50*1,65*10⁵=0,50*10⁵ руб. (здесь 0,06 - коэффициент, учитывающий долю утраченных лесных земель и земель, подверженных нарушению из-за затопления земель).

4. В зону затопления попадают очистные сооружения вышеупомянутых населенных пунктов. Количество загрязнений от одного человека в сутки составит 65 г взвешенных веществ, 75 г БПК, 8 г азота аммонийного (нитритов), 3,3 г фосфатов. Норматив платы за сброс соответствующего ингредиента составляет 366 руб/т за взвешенные вещества, 91 руб/т за БПК, 13775 руб/т за нитриты, 1380 руб/т за фосфаты. Время накопления нечистот составляет 15 сут.

И₈=6000*15*(366*65+91*75+13755*8+1380*3,3)/10⁶ ?1500 руб.

5. Водохранилище для водоснабжения населенных пунктов, судоходства, рыбного хозяйства и промышленного рыболовства не используется.

Так как затопление населенных пунктов не происходит, авария не вызывает гибели или ранения людей.[8]

2.2.2 Оценка ущербов при разрушении подпорных сооружений НАБ

При аварии в нижнем бассейне ГЭС-ГАЭС затопление населенных пунктов не произойдет. В связи с этим, в ущерб от аварии не войдут составляющие, определяемые пропорционально населению зон затопления, а именно ущербы жилому фонду и личной собственности граждан, основным и оборотным фондам предприятий, готовой продукции предприятий. В затапливаемой зоне опасные объекты, затопление которых может привести к ущербу окружающей природной среде, отсутствуют. Затопления объектов транспорта и связи, лесов и земель сельхозназначения также не произойдет.

Нижний бассейн ГЭС-ГАЭС не используется для водоснабжения, водного транспорта и рыбного хозяйства, в связи с чем соответствующие ущербы также отсутствуют.

Следовательно, ущерба в результаты аварии на нижнем бассейне ГЭС-ГАЭС не ожидается.



3. ПРОГНОЗ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

3.1 Прогноз влияния Зеленчукской ГАЭС на геологическую среду

Аккумулирующий бассейн в дамбах обвалования проектируется на поверхности V надпойменной террасы. Ее цоколь сложен скальными и полускальными породами плинсбахского яруса нижней юры (J₁p). Верхняя часть террасового разреза представлена валунно-галечниковыми отложениями с песчано-гравийным заполнителем.

Водопроницаемость плинсбахских пород характеризуется средним значением коэффициента фильтрации K_ф=0,1 м/сут, что обеспечивает достаточную водоудерживающую способность ложа проектируемого водохранилища. В конструкции дамбы обвалования предусмотрено устройство суглинистого понура. Суммарный фильтрационный расход из нижнего бассейна составит 30 л/с (2593 м³/сут).

Валунно-галечниковая толща в нижней части обводнена. Уровень грунтовых вод находится на глубине более 3,5 м. Обводненность коренных пород незначительная.

Фильтрационные расчеты, выполненные методом численного моделирования в объемной (трехмерной) постановке, показали, что подтопление территории по внешнему периметру дамб обвалования происходить не будет.

Ограждающие дамбы аккумулирующего водоема расположены на устойчивых грунтах с достаточной несущей способностью. Сопротивление одноосному сжатию песчаников и алевролитов в основании насыпи обвалования составляет в среднем 13 МПа. Условное расчетное давление для валунно-галечниковых грунтов равно R_о=600 кПа (6 кгс/см²).

Фундамент водоприемника и опоры акведука будут расположены на скальном основании и их устойчивость не вызывает опасений.

Создание нижнего бассейна ГАЭС не повлияет на развитие или усиление опасных экзогенных процессов, т.к. их зоны их развития удалены на достаточное расстояние.

Небольшой объем нижнего бассейна ГАЭС 1,2 млн. м³ и напор менее 10 м практически не сказываются на изменении напряженного состояния горного массива и исключают возникновение наведенной сейсмичности, проявляющейся при глубинах водохранилищ более 100 м.[6]

3.2 Воздействие на атмосферный воздух. Характеристика источников загрязнения атмосферного воздуха

В связи с использованием для создания ГАЭС построенных сооружений, кроме водоводов через р. Кубань и нижнего бассейна, воздействие ГАЭС на атмосферный воздух весьма ограничено.

Как производственное предприятие ГАЭС не имеет вредных выбросов в атмосферу, загрязненных сбросов сточных вод и т.п., т.е. является экологически чистым производством. При эксплуатации ГАЭС выброс загрязняющих веществ в атмосферу исключается.

Основное загрязнение атмосферного воздуха происходит в строительный период в результате поступления в него:

- пыли с поверхности карьеров, выработок, отвалов, узлов погрузки, разгрузки и сортировки сыпучих строительных материалов;

- выхлопных газов автомобилей и землеройной техники.

При перемещении пород экскаваторами и бульдозерами образуется пыль. Зона оседания пыли не выходит за пределы 150…200 м от места проведения работ.

Основное воздействие объекта строительства на состояние воздушного бассейна связано с загрязнением атмосферного воздуха химическими и физическими факторами, в результате применения автотранспортной и строительной техники.

Транспортные выбросы, содержащие взвешенные и газообразные загрязняющие вещества, характеризуются классом опасности, валовым выбросом и максимально разовым выбросом загрязняющих веществ.

При работе двигателей строительной техники и автотранспорта в атмосферу выделяется сажа, сернистый ангидрид, окись азота, двуокись азота, окись углерода и углеводороды.

В результате проведенных расчетов были получены следующие максимальные концентрации загрязняющих веществ, создаваемые источником в приземном слое атмосферного воздуха: диоксид азота - до 0,318 ПДК, оксид углерода - до 0,405 ПДК, сажевые частицы - до 0,002 ПДК.[6]

3.3 Шумовое воздействие Зеленчукской ГАЭС на окружающую среду

Основными источниками шума при постройки и эксплуатации ГАЭС являются грузовой автотранспорт, строительные машины и буровзрывные работы, во время строительных работ.

Автотранспорт

Эквивалентный уровень звука составляет 49,3 дБА, что ниже допустимой величины (55 дБА).

Строительная техника

Внешний шум бульдозеров и экскаваторов лежит в пределах от 85 до 94 дБА. Для расчета принимаем эквивалентный уровень звука 94 дБА. На расстоянии 150 м уровень звука от работы техники с учетом снижения шума с расстоянием (36 дБА), затуханием в воздухе (2 дБА) и влиянием покрытия территории (3 дБА) составит 53 дБА, что ниже допустимой величины (55 дБА).

Расчет показывает, что строительство объекта не окажет негативного шумового воздействия на ближайшую территорию.

Буровзрывные работы

При проведении буровзрывных работ опасная зона для людей по разлету кусков породы по проекту принимается 300 м. В связи с этим, при производстве буровзрывных работ на участках выемки, должно выполняться с укрытием взрываемого блока двумя слоями металлической сетки Рабитца. При использовании укрытия размер опасной зоны уменьшается до 100 м. В целях ограничения возможного разлета породы на указанных участках, высота взрываемого уступа принимается не выше 4 м., порядок инициирования рядов скважин должен минимизировать возможность разлета кусков породы при взрыве в сторону охраняемых объектов. Учитывая незначительное количество мелких фракций в гравийно-галечном грунте, запрещается выполнять им забойку заряженных скважин. Забойку скважин следует выполнять привозным песком. На период производства взрывов линии электропередач, попадающие в опасную зону, должны быть отключены. Движение транспорта по автодорогам перекрывается на границах опасной зоны.[6]

3.4 Воздействие на земельные ресурсы

Под строительство нижнего бассейна ГАЭС отводится 20 га земли, отнесенной к категории земель промышленности, энергетики, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, земель для обеспечения космической деятельности, земель обороны, безопасности и земель иного специального назначения, а также небольшая часть земель водного фонда.

Площадка размещения нижнего бассейна представляет собой равнинный участок с низкопродуктивными землями с мелкодерновидной растительностью. В настоящее время эта территория используется под пастбища для скота, а также как свалка близлежащими населенными пунктами. Поэтому расчистка территории от свалок мусора благоприятно повлияет на санитарное состояние территории. [5]

4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

Необходимость проведения комплексного экологического мониторинга при строительстве и эксплуатации Зеленчукской ГЭС-ГАЭС обуславливается системой взаимодействия сооружений с окружающей средой. Целью мониторинга является обеспечение экологической безопасности, предупреждение и предотвращение возможных аварийных ситуаций в период строительства и эксплуатации станции.

В задачи мониторинга входит:

- наблюдения за взаимодействием ГАЭС с различными компонентами окружающей природной среды;

- отслеживание режимов развития неблагоприятных и опасных техно-природных процессов в районе размещения объекта;

- оценка экологической ситуации в целом, прогнозе дальнейшего развития;

- подготовка управляющих решений по предупреждению негативных последствий.

Система мониторинга должна отвечать принципам комплексности, системности, непрерывности и преемственности.

Система комплексного экологического мониторинга в районе ГАЭС устанавливается на весь период строительства объекта и на период его эксплуатации.

Система комплексного экологического мониторинга должна включаеть:

- геоэкологический мониторинг;

- организация инструментального и визуального контроля;

- создание, ведение и хранение базы данных;[6]

Санитарно-гигиенический, ландшафтный, мониторинг почв, мониторинг атмосферы, акустический, и другие виды мониторинга в данной программе исключены, так как влияние объекта незначительно либо отсутствует в принципе.

По каждому виду мониторинга составляется заключение о состоянии того или иного компонента, выявляются тенденции развития. Проводится оценка опасности дальнейшего неблагоприятного развития наблюдаемых процессов.

В зависимости от опасности прогнозируемого развития процесса должны разрабатываться рекомендации по осуществлению тех или иных мероприятий, направленных на стабилизацию развития процесса.

Структурно-функциональная система должна обеспечить информационное взаимодействие между природоохранными органами различного уровня и подготовку необходимых информационных материалов в различной форме представления и для различного уровня пользователей информации.

4.1 Геоэкологический мониторинг

Геоэкологический мониторинг - это основная часть комплексного экологического мониторинга, предназначенная для оценки, контроля и прогнозирования изменения строения, свойств и состава геологической среды под влиянием антропогенных и природных факторов.

Геоэкологический мониторинг должен состоять из двух частей:

- мониторинг водных объектов;

- мониторинг экзогенных геологических процессов;

4.1.1 Мониторинг водных объектов

Мониторинг водных объектов осуществляется в целях:

- своевременного выявления и прогнозирования развития негативных процессов, влияющих на качество и состояние водных объектов, разработки и реализации мер по предотвращению вредных последствий этих процессов;

- оценки эффективности осуществляемых водоохранных мероприятий;

- информационного обеспечения управления и контроля в области использования и охраны поверхностных и подземных вод.

Мониторинг водных объектов включает:

- регулярные наблюдения за состоянием водных объектов, количественными показателями поверхностных и подземных вод;

- сбор, хранение, пополнение и обработку базы данных;

- создание и ведение банков данных;

- оценку и прогнозирование изменений состояния водных объектов, количественных показателей поверхностных и подземных вод.[6]

Для выполнения вышеперечисленных целевых задач строятся наблюдательные скважины, посты наблюдения за уровнем поверхностных вод.

Реальным фактором существенного влияния на окружающую среду является создание нижнего аккумулирующего бассейна наливного типа.

Фильтрационный поток через дно и ограждающие дамбы бассейна будет служить постоянным источником питания грунтовых вод. В результате этого гидрогеологические условия территории, прилегающей к бассейну, могут значительно измениться.

Принимая во внимание эти обстоятельства, необходимо организовать режимные наблюдения за уровнем грунтовых вод в зоне влияния аккумулирующего водоема ГАЭС, а также дать прогноз фильтрации из нижнего бассейна. Для этого необходимо создать пьезометрическую сеть и вести по ней регулярные измерения.

Прогноз фильтрации из нижнего бассейна

С целью определения максимально возможных фильтрационных потерь и глубины залегания уровня грунтовых вод по внешнему контуру дамб обвалования, были выполнены расчеты методом численного моделирования. В основу составления геофильтрационной модели расчетной области фильтрации положены данные о геологическом строении площадки, проницаемости горных пород, положении зеркала подземного потока, принятой конструкции ограждающих дамб.

Фильтрационная задача решалась в трехмерной (объемной) постановке с использованием программного комплекса «Visual Modflow v 4.0». (рис. 6)

Рисунок 6. Пространственная визуализация результатов моделирования фильтрации из нижнего аккумулирующего бассейна Зеленчукской ГЭС-ГАЭС

Прим. Составитель Добрина Полина

Общая площадь участка, принятого к моделированию пространственной геофильтрации, составила 725х745 м (529000 м²).

В расчетах принимались значения характеристик фильтрации согласно таблице 4.

Таблица 4

Характеристики фильтрации грунтов.

№ п/п	Стратигра-фический индекс	Грунты	Коэффициент фильтрации м/сутки
1	J1p	Песчаники и алевролиты в дне бассейна	Ко=0,1 м/сут
2	aQIII	Валунно-галечниковые отложения V террасы	Кг=20 м/сут
3	th	Грунты отсыпки из деловой выемки	Кз=20 м/сут
4	th	Суглинки, уложенные с уплотнением в понур	Кп=0,005 м/сут (вариант - 0,01 м/сут)
5	th	Железобетонные стенки дамбы	0,00001 м/сут

Условный водоупор принят на абсолютной отметке 675 м, при этом общая мощность проницаемого основания составила 90 м.

С использованием модели выполнено несколько вариантов фильтрационных расчетов при разных условиях. В них в разных сочетаниях изменялись: водопроницаемость суглинистого понура (К_ф=0,005 м/сут и К_ф=0,01 м/сут), а также напорный уровень в водохранилище, который принимался равным 763,5 и 765 м.

Полученные данные показывают, что максимальный полный фильтрационный расход составляет 2593,3 м³/сут или 30 л/с . Он получен при условиях, что уровень воды в бассейне находится на отметке 765,0 м, а коэффициент фильтрации суглинков понура равен 0,01 м/сут. ( рис. 7)

Максимальная отметка свободной поверхности фильтрационного потока за контуром ограждающей дамбы составляет 756,4 м. Она устанавливается на западной границе бассейна при уровне воды в бассейне 765 м и коэффициенте фильтрации понура 0,01 м/сут. Минимальная глубина залегания депрессионной поверхности составляет 1,2 м и отмечена у северной границы дамбы обвалования. На большей части территории за внешним контуром бассейна горизонт грунтовых вод будет залегать на глубине более 3 м. (рис. 7)

Фильтрационные расчеты, выполненные методом численного моделирования в объемной (трехмерной) постановке, показали, что в зону подтопления попадет один жилой дом.

На случай негативных изменений уровня грунтовых вод на отдельных участках территории необходимо предусмотреть натурные наблюдения за уровнем грунтовых вод в зоне влияния нижнего бассейна в виде режимной сети пьезометрических скважин. Пьезометрические скважины должны быть пробурены с учетом направления потока подземных вод. Вдоль северной ограждающей дамбы рекомендуется установить 5 пьезометров. В южном направлении установить 3 пьезометра. Вдоль восточной дамбы 4 пьезометра, и около западной ограждающей дамбы пробурить 1 скважину. (Рис. 8)

Рисунок 7. Результаты моделирования пространственной геофильтрации из нижнего бассейна ГАЭС.

Прим. Составитель: Институт Гидропроект

Рисунок 8. Участок нижнего бассейна ГАЭС и пьезометрическая сеть скважин.

4.1.2 Мониторинг экзогенных геологических процессов

Мониторинг ЭГП предусматривает наблюдения за неблагоприятными природными процессами (оползни, обвалы, оврагообразование, подтопления, суффозия) в зоне действия сооружений Зеленчукской ГЭС-ГАЭС.

Для выявления всех этих процессов должно производиться инженерно-экологическое маршрутное обследование в масштабе 1:50000.

При камеральной обработке полевых материалов по маршрутному обследованию составляется инженерно-экологическая карта масштаба 1:50000, где наносятся все сооружения, выявленные неблагоприятные процессы и точки замера расходов и отбора проб из естественных родников и ручьев ниже сооружений.[6]

Среди неблагоприятных физико-геологических процессов, развитых в районе расположения БСР, наиболее значимыми являются выветривание, просадочность и оврагообразование.

Просадочностью отличаются делювиальные суглинки водораздельных поверхностей. Суглинки характеризуются как лессовидные, макропористые, с коэффициентом просадочности 4-6,4% при нагрузке 3 кг/см², они залегают непосредственно под почвенно-растительным слоем. Общая мощность просадочных грунтов на большей части водораздельного пространства составляет 2-3 м, редко достигая 6 м. Поверхностные проявления просадочности отсутствуют.

Оврагообразование на рассматриваемой территории развито на левом берегу Кубани. Сильной расчлененностью рельефа характеризуется поверхность водораздела, здесь отмечается множество оврагов и небольших балок, спускающихся к долинам Андрикоты и Кубыша. Борта врезов имеют крутые, иногда почти отвесные склоны. В настоящее время процессы оврагообразования не представляют опасности для существующих и проектируемых сооружениий.

Негативные явления, вызванные эрозионной деятельностью воды, наблюдаются в балке Кубыш и связаны с техногенным вмешательством. Здесь происходит размыв отвалов алевролитов, насыпанных при проходке автодорожного туннеля на склоне балки (рис. 9.). Поток, постоянно существующий в ее тальвеге, выносит алевролитовый материал к поселку Кумыш. Особенно активно процесс развивается в период снеготаяния и сильных дождей.

Рисунок 9. Отвал алевролитов в балке Кубыш

Выветриванию подвержены породы юрского возраста. Алевролиты и пачки, состоящие из тонко переслаивающихся песчаников и алевролитов, быстро выветриваются, в особенности при переменном высушивании и увлажнении. Коренные породы разрушаются с образованием мелкой листоватой щебенки, а в конечной стадии процесса - до мелкообломочной глинистой массы. Со способностью к выветриванию связано образование элювиальных отложений. Это явление наблюдалось при проходке туннелей и, особенно, вскрытии котлованов.

Создание нижнего бассейна ГАЭС не повлияет на развитие или усиление опасных экзогенных процессов, т.к. их зоны их развития удалены на достаточное расстояние. [2]

4.2 Организация инструментального и визуального контроля

Для предотвращения аварийных ситуаций, а также для поддержания ГТС в рабочем режиме, следует организовать инструментальный и визуальный контроль за ГТС.

Наблюдения за осадками сооружений.

Наблюдения за осадками гидротехнических сооружений (нивелировку) следует проводить два раза в год. Точность измерений определяется погрешностью приборов и составляет 2 мм. По материалам наблюдений строятся графики осадок точек сооружений во времени. [1]

Наблюдения за местными деформациями земляных сооружений.

Все данные визуальных наблюдений за местными деформациями сооружений должны заноситься в журнал визуальных наблюдений и отмечаться условными знаками на крупномасштабных развертках сооружений.

Наблюдения за относительными перемещениями соседних сооружений.

В период эксплуатации следует вести наблюдения за изменениями конструктивных швов. Все результаты наблюдений заносят в соответствующую ведомость.

Фильтрационные наблюдения должны производятся:

- а положением кривой депрессии, направлением, величиной и скоростями фильтрационного потока, а также наличием очагов фильтрации в теле земляных сооружений и выносом грунта из него;

- за работой противофильтрационных и дренажных устройств.

Во время наблюдения за работой обратных фильтров определяется эффективность их работы, анализируется изменение положения кривых депрессии во времени. Наблюдения за расходами фильтрационных вод заносятся в журнал.

Наблюдения за химическим составом и температурой подземных вод не проводятся. [1]

4.2.1 Перечень контролируемых показателей состояния ГТС

КИА КИА-контрольно-измерительная аппаратура дамбы БСР.

В рамках проекта эксплуатируемых сооружений БСР Зеленчукской ГЭС была предусмотрена следующая КИА:

- пьезометры для наблюдения за фильтрационным режимом;

- плиты-марки и опорные репера для измерения осадок дамб геодезическими методами.

Визуальные наблюдения:

- состояние откосов и гребня дамб, просадки, подвижки, оползни, трещины;

- состояние крепления откосов - разрушение крепления, просадка, оползание;

- состояние водоотводных кюветов, проложенных по бермам;

- размывы откосов, берегов и др.

Уровень воды в верхнем бассейне измеряется мерными рейками.

На водоприемнике БСР установлена КИА в виде высотных марок и опорных реперов для измерения геодезическими методами осадок сооружения водоприемника, а также щелемеров для измерения относительных перемещений сооружения водоприемника по деформациям межсекционных швов.

Визуальные наблюдения ведутся за проявлениями повреждений в виде трещин, протечек, повреждений поверхности бетона в зонах переменного уровня, отслоения защитного слоя бетона, коррозии арматуры и др.

КИА подпорных стенок водоприемника БСР.

Осадки и смещения стенок контролируются по щелемерам и высотным маркам.

На подпорных стенках предусматривается проведение визуальных наблюдений за проявлениями повреждений в виде трещин, протечек, повреждений поверхности бетона в зонах переменного уровня воды, отслоения защитного слоя бетона, коррозии арматуры и др.

Водоприемник-водовыпуск нижнего бассейна ГАЭС оснащается 4-мя высотными марками, расположенными по углам сооружения. На подпорных стенках нижнего бассейна устанавливаются 14 щелемеров на участке, где будет устроен суглинистый экран, и 30 шт. на стороне бассейна, идущей вдоль реки. Щелемеры фиксируют относительные перемещения подпорных стенок, а их марки могут быть использованы как обычные высотные марки при нивелировке для контроля осадок.

Новые щелемеры устанавливаются на подпорных стенках нижнего бассейна. 14 шт. на участке, где будет устроен суглинистый экран, и 30 шт. на стороне бассейна, идущей вдоль реки.

Пункты замера расходов дренажных вод устраиваются на 4-х водовыпусках из дренажа дамбы БСР и на выпуске из дренажа напорного трубопровода. [1]



ВЫВОДЫ

Создание нижнего бассейна ГАЭС не повлияет на развитие или усиление опасных экзогенных процессов, т.к. их зоны их развития удалены на достаточное расстояние.

Небольшой объем нижнего бассейна ГАЭС 1,2 млн. м³ и напор менее 10 м практически не сказываются на изменении напряженного состояния горного массива и исключают возникновение наведенной сейсмичности, проявляющейся при глубинах водохранилищ более 100 м.

Как производственное предприятие ГАЭС не имеет вредных выбросов в атмосферу, загрязненных сбросов сточных вод.

Загрязнение оксидом азота, бензином, керосином и диоксидом серы и другими веществами, которые выбрасываются при работе строительной техники, не внесет значительного вклада в загрязнение атмосферы.

Т.к. все гидроагрегаты находятся внутри здания электростанции, шумовое загрязнение во время эксплуатации ГАЭС отсутствует, поэтому основными источниками шума являются строительная техника и буровзрывные работы, проводимые во время строительства. не окажет негативного шумового воздействия на ближайшую территорию.

Под строительство ГАЭС отводится земельный участок общей площадью 20 га.

В процессе строительства необходимо предусмотреть снятие и восстановление почвенного слоя. Глубина снятия плодородного слоя устанавливается в зависимости от мощности гумусового слоя. Снимаемый плодородный слой целесообразно применить для восстановления нарушенных и малопродуктивных земель.

Результаты расчетов прохождения волны прорыва при разрушении ограждающей дамбы БСР показали, что эта волна не приведет к затоплению населенных пунктов и промышленных объектов, однако на некоторых участках может привести к разрушению мостов, автомобильных дорог, повреждению водозаборов и лесов. Кроме того, образующийся селевой поток может перегородить русло р. Кубань и существенно изменить рельеф поймы на участке выноса.

В результате прохождения волны прорыва при аварии в районе нижнего аккумулирующего бассейна вся вода будет аккумулирована в проектируемое водохранилище Верхне-Красногорской ГЭС.

Для обеспечения экологической безопасности, а также предупреждения и предотвращение возможных аварийных ситуаций в период строительства и эксплуатации станции, необходимо организовать сеть наблюдательных пунктов, на которых будут наблюдаться изменения в окружающей среде и состояние сооружений ГТС.

Реальным фактором существенного влияния на окружающую среду является создание нижнего аккумулирующего бассейна наливного типа.

Фильтрационный поток через дно и ограждающие дамбы бассейна будет служить постоянным источником питания грунтовых вод. В результате этого гидрогеологические условия территории, прилегающей к бассейну, могут значительно измениться.

Фильтрационные расчеты, выполненные методом численного моделирования в объемной (трехмерной) постановке, показали, что в зону подтопления попадет один жилой дом.

Принимая во внимание эти обстоятельства, необходимо организовать режимные наблюдения за уровнем грунтовых вод в зоне влияния аккумулирующего водоема ГАЭС, а также дать прогноз фильтрации из нижнего бассейна. Для этого необходимо создать пьезометрическую сеть и вести по ней регулярные измерения.

Среди неблагоприятных физико-геологических процессов, развитых в районе расположения БСР, наиболее значимыми являются выветривание, просадочность и оврагообразование.

Для выявления всех этих процессов должно производиться инженерно-экологическое маршрутное обследование в масштабе 1:50000.

При камеральной обработке полевых материалов по маршрутному обследованию составляется инженерно-экологическая карта масштаба 1:50000, где наносятся все сооружения, выявленные неблагоприятные процессы и точки замера расходов и отбора проб из естественных родников и ручьев ниже сооружений.

По каждому виду мониторинга должно составляется заключение о состоянии того или иного компонента, выявляются тенденции развития. А так же проводится оценка опасности дальнейшего неблагоприятного развития наблюдаемых процессов.

В зависимости от опасности прогнозируемого развития процесса должны разрабатываться рекомендации по осуществлению тех или иных мероприятий, направленных на стабилизацию развития процесса.

Структурно-функциональная система должна обеспечить информационное взаимодействие между природоохранными органами различного уровня и подготовку необходимых информационных материалов в различной форме представления и для различного уровня пользователей информации.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Декларация безопасности гидротехнических сооружений Зеленчукской ГЭС-ГАЭС [Книга] / авт. Рубин О. Д. Ильин Ю. А., Нефедов А. В., Булыгин Р. В., Стока П. П., Прыганов С. П., Иськов Ю. Г., Ермоленко В. И.. - Черкесск : ОАО Зеленчукские ГЭС, 2007.

2. Инженерно-геологические условия [Раздел книги] / авт. Ременяк М. Б. Юдкевич А. И. // Природные условия / авт. книги Ременяк М. Б. Юдкевич А. И.. - Москва: ОАО Институт Гидропроект, 2007. - Т. IV.

3. Критерии безпасности ГТС ЗЕЛЕНЧУКСКОЙ ГЭС-ГАЭС [Книга] / авт. Рубин О. Д. Лисичкин С. Е., Пономарев Д. И., Мукашов Р. З.. - Москва : ООО «ЦСКТЭ», 2007.

4. Основные сооружения ГАЭС [Книга] / авт. Фельдман Б. Н. Стока П. П., Алфимова О. Д., Кощеева Л. М.. - Дедовск : ОАО Мособл гидропроект, 2007. - Т. VI.

5. Охрана окружающей среды [Книга] / авт. Фельдман Б. Н. Стока П. П.. - Дедовск : ОАО Мособлгидропроект, 2007. - Т. XIII.

6. Оценка воздействия на окружающую среду [Книга] / авт. Фельдман Б. Н. Стока П. П.. - Дедовск : ОАО Мособлгидропроект, 2007. - Т. I : стр. 237.

7. Природные условия [Книга] / авт. Ременяк М. Б. Юдкевич А. И.. - Москва : ОАО Институт Гидропроект, 2007. - Т. IV.

8. Расчет размера вреда, который может быть причинён жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварии гидротехнических сооружений Зеленчукской ГЭС-ГАЭС [Отчет] / авт. Рубин О. Д. Ильин Ю. А.. - Москва: ООО «ЦСКТЭ», 2007.

9. СНиП 11-01-95. Пособие по разработке раздела "Охрана окружающей среды" к "Инструкции о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений".. - [б.м.] : ГП "ЦЕНТРИНВЕСТПРЕКТ", 2000 г..

10. Социальная и Экологическая безопасность гидротехнических объектов: оценка риска и принятие решений. [Книга] / авт. Векслер А.Б. Ивашинцов Д.А., Стефанишин Д.В.. - Санкт-Петербург: Изд-во ОАО "ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 2002.



ПРИЛОЖЕНИЕ №1

Прим. Составитель Добрина Полина

Размещено на Allbest.ru