Автор Инж. Даниела Станкулова – Предприятие „Язовири и каскади”
Бързото развитие на язовирното строителство в България през петдесетте години на миналия век налага създаването на специализирана организация за техническа и стопанска експлоатация на големите язовири и каскади в нашата страна. Така се поставя началото на организирания технически контрол върху състоянието и сигурността на тези изключително важни за икономиката на страната и в същото време отговорни и потенциално опасни съоръжения, тяхната експлоатация, поддържане и ремонт, както и ефективното и рационално използване на водните ресурси в Република България.
Създава се предприятие „Язовири и каскади”, което стопанисва 43 язовирни стени, 671 км тунели и канали и над 500 водохващания. Това са изключително скъпи, сложни и разнообразни съоръжения, към чиято експлоатация се поставят високи изисквания за сигурност и икономичност. Съгласно съвременните разбирания за мониторинг на големи язовирни стени в тях се изгражда контролно-измерителна система, която има предназначение да възпроизвежда измерителна информация в почти реално време за ключови инженерни параметри, свързани със сигурността на язовирните стени.
Протичащите в язовирните стени явления и процеси в зависимост от тяхната специфика на изграждане се контролират и анализират с помощта на:
 геодезическа контролно-измерителна система;
 отвесови устройства;
 контролно-измерителна система (КИС) за следене на относителните премествания на блоковете един спрямо друг;
 филтрационна КИС и др.
Съставни части от КИС са още системата от външни пиезометри, метеорологичните станции, рейковите водочети, нивомерните устройства и т.н.
Измерваните параметри, които са свързани пряко с безопасната експлоатация, са следните: Преместванията на точки от короната, тялото, основата и опорните блокове на язовирната стена са най-важните величини, отразяващи състоянието на съоръжението от гледна точка на сигурност­та му. Те се измерват основно с прави, обратни отвеси и чрез системата за геодезични наблюдения.
Филтрационното налягане под основната фуга, измервано посредством пиезометри, е друг важен параметър, свързан с безопасността на стената. То дава информация за състоянието на противофилтрационните елементи – инжекционната завеса и дренажната система.
Относителните премествания между отделните блокове се измерват с деформетри. Напреженията, деформациите и температурите в тялото на бетонните стени се регистрират чрез телепресметри, телетензометри и телетермометри. Слягането на земнонасипните и каменнонасипните язовирни стени се следи с уреди за налягане, земен натиск и натискомери.
В етапа на редовна експлоатация се провежда технически контрол върху язовирните стени и съоръженията към тях, въз основа на който се оформя съответна документация. Изискванията за гарантиране на сигур­ност­та на язовирните стени и съоръженията към тях се определят в Проекта за експлоатация и поддържане и в Инструкциите за експлоатация.
Експлоатацията на язовирните стени в системата на НЕК ЕАД се осъществява съгласно редица нормативни документи: Правилник за техническа експлоатация на язовирни стени и ХТС към ВЕЦ, ТЕЦ и АЕЦ, приет на Технически съвет на НЕК ЕАД с протокол от 20.11.2002 г., Наредба № 9 за техническа експлоатация на електрически централи и мрежи от
2004 г., Наредба № 13 за условията и реда за осъществяване на техническата експлоатация на язовирните стени и съоръженията към тях от 29.01.2004 г. и др.
Сигурността на язовирните стени и съоръженията към тях в условията на експлоатация се оценява чрез наблюдение и контрол на показатели за: 1. Конструктивната им сигурност; 2. Технологичната им сигурност; 3. Влиянието им върху околната среда.
Конструктивната сигурност е способността на язовирните стени и съоръженията към тях и основата им
да запазват:
- Обща и местна якост, носеща способност;
- Обща устойчивост;
- Филтрационна устойчивост;
- Пукнатиноустойчивост;
- Коравина;
- Якост на умора;
- Мразоустойчивост;
- Корозионна устойчивост;
- Износоустойчивост;
- Температурна устойчивост;
- Устойчивост срещу биокорозия.
Технологичната сигурност е способността на язовирните стени и съоръженията към тях да изпълняват основните си функции според показатели за:
1. Геометрично съответствие с проекта (кота било язовирна стена, най-висока кота противофилтрационно устройство, коти водно ниво, напор, наклони, пропускна способност и др.);
2. Съответствие на свойствата на материалите (якост, водоплътност, градиенти на напора, коефициент на филтрация);
3. Технологичен срок на експлоатация. Контролираните в периода на експлоатация параметри се сравняват с проектните и прогнозираните стойности, получени въз основа на данни от предходни наблюдения и измервания.
От 1996 г. е въведен контрол с помощта на статистически метод на резултатите от измерените хоризонтални премествания на някои точки от короната на стената. За целта се изчислява преместването им и полученият резултат се сравнява с действително измерената стойност. Получените разлики от ±3 мм напълно удовлетворяват изискванията за оценка на състоянието на съоръжението и контрол на работата на експлоатационния персонал.
Предприятие „Язовири и каскади”, осъществяващо техническата експлоатация, осигурява безопасна работа на язовирните стени и съоръженията към тях, като:
1. Изпълнява Програмата за технически контрол, спазва Инструкциите за експлоатация на язовирните стени и съоръженията към тях и длъжностните инструкции на работните места;
2. Извършва поддръжка и ремонт на язовирните стени и съоръженията към тях, поддържа в изправност комуникационните и пътните връзки с държавната и общинската пътна мрежа, транспортната техника и производствено-складовата база;
3. Поддържа актуализиран авариен план на всеки язовирен район, чиято главна цел е да създаде основа за организация и ръководство на действията на персонала при аварийни и други критични ситуации, както и при аварии. Аварийният план съдържа като приложение Инструкция за действията на експлоатационния персонал при преминаване на висока вълна. Важна съставна част на аварийния план и инструкцията е редът и начините за оповестяване на Постоянната ведомствена комисия по бедствия и аварии, както и общинските и държавните органи, ангажирани със защитата на населението при бедствия. Основен проблем при провеждане на висока вълна е проводимостта на речните корита след хидротехническото съоръжение, които са обрасли с дървесна и храстова растителност. Тези непочистени корита не позволяват изпробването на основните изпускатели при реални условия.
Поддържа в готовност и наличност авариен резерв от материали и резервни части;
4. Извършва обработка на данните за наблюдаваните явления, получени от метеорологичния,
хидрологичния и техническия мониторинг;
5. Извършва огледи на горен и долен участък;
6. Изготвя анализи за техническото състояние на язовирните стени и съоръженията към тях;
7. Извършва технически прегледи на експлоатационното състояние на язовирните стени и съоръженията към тях и на горния и
долния участък;
8. Извършва извънреден технически преглед на техническото състояние след настъпване на извънредно събитие;
9. Периодично провежда тренировки за действие при аварийни условия и актуализира.
 Създаване на скала за експресна оценка на състоянието и устойчивостта на аварийния план за действие.
Направените промени в нормите за проектиране на сгради и съоръжения в сеизмични райони от 1987 г. и от 2007 г. доведоха до значително увеличение на сеизмичното натоварване, което трябва да се отчита както при проектирането на нови, така и при експлоатацията на съществуващи язовирни стени.
Във връзка с измененото сеизмично райониране на страната се извършва поетапна проверка на сигурността на сеизмичен риск на язовирните стени, стопанисвани от НЕК ЕАД „Язовири и каскади”. До момента са изследвани следните язовирни
стени:
 Оценка на сеизмичния риск на язовирна стена „Антонивановци” (сега „Въча”), май 1997 г., изготвена от „Енергопроект” ЕАД, „Хидроенергетика” и „Риск инженеринг” ООД, съгласно Фар Проект В9107-01-15-(2).
 Статичен и динамичен анализ на язовирна стена „Чаира”, август 1994 г., изготвен от „Енергопроект” ЕАД - дирекция „Хидроенерге-
тика”.
 Оценка на сеизмичната стабилност на язовирна стена „Чаира”,
1994 г.
 Вероятностен анализ на сеизмичната сигурност при сеизмични въздействия на язовирна стена „Кърджали”, декември 2003 г.
 Вероятностен анализ на сеизмичната сигурност на язовирна стена „Студен кладенец”, април 2004 г.
 Изследване каменнонасипна язовирна стена „Белмекен“ на сеизмични въздействия, юли 1993 г.
 Стабилитетни изследвания на язовирна стена „Белмекен“ – Изчисляване устойчивостта на откосите и определяне преместването на парапета и короната – в два етапа, юли 2006 г.
Анализът на сеизмичния риск за язовирните стени показва, че не са нужни преки инженерни мерки (укрепване) за намаляване на риска. Въпреки това, за да може да се анализира действителното динамично поведение на язовирните стени при сеизмични въздействия, в предприятие „Язовири и каскади” започва подготовка за проектиране и изграждане на сеизмични мониторингови системи на някои от най-отговорните язовирни стени.
Предназначение и основни цели при инсталиране на сеизмична мониторингова система:
Регистрациите на мониторинговата система могат да служат за:
 Преоценка на сеизмичния хазарт в района на язовира;
 Оценка на реалните сеизмични въздействия, с които е била въздействана стената по време на евентуално земетресение;
 Дефиниране обхвата на необходимите мерки за оценка на състоянието на стената в зависимост от силата на сеизмичното въздействие, или т.нар. постсеизмични мероприятия;
 Калибриране на изчислителните модели, използвани при анализите на язовирната стена.
В момента се предприемат действия за изграждане на сеизмична мониторингова система на язовир „Искър”. Впоследствие ще се разшири периметърът на язовирите за инсталиране на такива системи, като на втори етап такава система ще бъде изградена на язовир „Кърджали”.
Създаването на система за непрекъснат сеизмичен мониторинг на язовирна стена „Искър” се налага поради следните основни причини:
 Наличието на система за непрекъснат сеизмичен мониторинг ще даде възможност за оценка на поведението на язовирната стена при всяко конкретно земетресение. Получената чрез системата информация може да бъде използвана както за оперативна преценка на ситуацията с оглед предприемане на незабавни мерки за ограничаване на опасността от човешки жертви и материални щети, така и с оглед на превантивна дейност за същото в дългосрочен мащаб;
 Съгласно действащата Наредба № 13 за условията и реда за осъществяване на техническата експлоатация на язовирните стени и съоръженията към тях от 2004 г., наблюденията и измерванията по техническия им мониторинг (включващ и сеизмични въздействия) са задължителни;
Главната цел на проекта е:
 Въз основа на информация от непрекъснати във времето натурни измервания на сеизмичната активност в района и на реакцията на язовирната стена, да се повиши степента на сигурност при експлоатацията на язовир „Искър” при земетресение;
Специфичните цели на проекта за създаване на Системата за сеизмичен мониторинг (ССМ) са следните:
1. При всяко земетресение да се предоставят данни както за сеизмичното събитие, така и за динамичното реагиране на язовирната стена, които да се използват за оперативна оценка на риска в района на язовира и необходимостта от
предприемане на незабавни и последващи мерки за неговото намаляване;
2. При всяко сеизмично събитие да се дава експресна оценка на състоянието на стената и нейната устойчивост;
3. Да се създаде база данни от измервания на основните параметри на сеизмичното въздействие върху язовирната стена, както и за параметрите на реагиране на язовирната стена при земетръс, която да се поддържа и периодично да се актуализира и др.

Основните очаквани резултати от проекта са:
 Създаване на инструменталната част на системата за сеизмичен мониторинг на язовирната стена;
 Определяне на основните динамични характеристики на язовирната стена; стената при сеизмични въздействия.
В случай на нарушаване на изправното състояние на язовирните стени и съоръженията към тях лицето, осъществяващо техническата експлоатация, е длъжно:
При констатиране на повреда да извърши извънреден технически преглед и анализ на техническото състояние и да предложи вида и обема на ремонтните работи; Видът, обемът и графиците за извършване на ремонтните работи се определят въз основа на протоколите от
прегледите за състоянието на язовирните стени и съоръженията към тях и/или от решенията на експертните технически съвети. Приемането на язовирните стени и съоръженията към тях след ремонт се извършва от комисия с протокол, който се предава за съхранение в регистъра. Реконструкцията на язовирните стени и съоръженията към тях се изпълнява по утвърдени работни проекти и в съответствие с действащата нормативна уредба. Документацията по всички видове реконструкции се съхранява в регистър. В своята дългогодишна дейност предприятие „Язовири и каскади” е овладявало успешно много ремонтно-възстановителни ситуации, благодарение на които язовирните стени и съоръженията към тях, стопанисвани от предприятието, нямат съществени експлоатационни проблеми и са в изправно техническо състояние, изпълняват предназначението си и се експлоатират без ограничения.