СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ УСТОЙЧИВОСТИ ДАМБ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Дамбы являются важнейшими элементами гидротехнических сооружений, играющими ключевую роль в регулировании водных потоков, защите территорий от затоплений, а также в обеспечении водоснабжения и гидроэнергетики. Безопасная эксплуатация и устойчивость дамб напрямую связаны с техногенной, экологической и социальной безопасностью регионов. Поэтому вопросы оценки их устойчивости приобретают особую актуальность на фоне изменения климата, увеличения интенсивности осадков, сейсмической активности и старения существующего фонда плотин.

Современные подходы к обеспечению устойчивости дамб включают интеграцию различных методов: геотехнический мониторинг, численное моделирование, дистанционное зондирование, а также обязательное соблюдение национальных и международных нормативных документов. Геотехнический мониторинг представляет собой систематическое наблюдение за физико-механическим состоянием тела плотины и её основания. Применение автоматизированных систем мониторинга позволяет в реальном времени отслеживать такие параметры, как деформации, поровое давление, сдвиги и фильтрация. Всё шире используются геоэлектрические методы, например, электротомография, позволяющие получать пространственные изображения распределения влажности и плотности в теле дамбы, что значительно повышает эффективность прогноза её состояния [6].

Другим важным направлением является численное моделирование, которое позволяет создавать виртуальные модели дамб с учётом геометрии, инженерно-геологических условий и нагрузки. Наиболее распространены методы конечных элементов и конечных разностей. С их помощью моделируется поведение плотины при различных сценариях, включая экстремальные осадки, колебания уровня воды и сейсмические воздействия. Международная комиссия по большим плотинам в бюллетене № 148 приводит рекомендации по выбору сейсмических параметров, что особенно важно для оценки сейсмостойкости плотин [4, 5].

Дистанционное зондирование, включая спутниковую интерферометрию (InSAR) и лазерное сканирование (LiDAR), также активно внедряется в мониторинг дамб. Эти технологии позволяют выявлять малые деформации земной поверхности и отклонения в структуре плотин, которые невозможно зафиксировать традиционными методами. Использование БПЛА с геодезическими модулями повышает точность наблюдений и позволяет охватывать труднодоступные участки. Применение облачных технологий и интернета вещей (IoT) в системах мониторинга позволяет интегрировать данные с различных источников и оперативно передавать их в центры анализа для принятия решений.

Важнейшим аспектом является соблюдение нормативных требований. В Республике Казахстан оценка устойчивости и проектирование гидротехнических сооружений регламентированы строительными нормами СН РК 3.04-01-2018 «Гидротехнические сооружения», СН РК 3.04-03-2018 «Основания гидротехнических сооружений» и СН РК 3.04-09-2018 «Гидротехнические сооружения речные». Эти документы определяют требования к выбору строительных материалов, расчётам устойчивости склонов, основаниям плотин, а также к эксплуатации и техническому надзору.

На международном уровне, кроме ICOLD, важную роль играют рекомендации Комиссии по безопасности хвостохранилищ, приведённые в ICOLD Bulletin No. 194. Они касаются как проектирования, так и регулярного инспекционного контроля и обновления моделей риска, что особенно актуально в условиях изменения климата и деградации материалов плотин.

Одной из современных тенденций в этой области является переход к концепции управления жизненным циклом гидротехнического сооружения, где устойчивость рассматривается не как разовый показатель, а как динамическая характеристика, требующая постоянной корректировки и наблюдения. Это требует применения цифровых двойников дамб — компьютерных моделей, которые интегрируют все доступные данные: геологические, конструктивные, эксплуатационные и метеорологические. Такой подход позволяет в реальном времени оценивать поведение сооружения и прогнозировать потенциальные аварийные ситуации.

Нельзя не отметить важность управления рисками. В рамках международных инициатив, таких как Sendai Framework for Disaster Risk Reduction, устойчивость гидротехнических сооружений рассматривается в контексте общей стратегии снижения риска бедствий. Это обязывает эксплуатирующие организации учитывать не только технические, но и социальные, экономические и экологические последствия возможных аварий. В Казахстане внедрение таких подходов пока находится на стадии формирования, но с развитием законодательной базы и цифровой инфраструктуры ожидается значительное продвижение.

Таким образом, современные методы оценки устойчивости дамб строятся на междисциплинарном подходе, включающем использование геофизики, геотехники, цифровых технологий и строгого нормативного регулирования. Комплексное применение геотехнического мониторинга, численного моделирования, дистанционного зондирования и цифровых двойников, подкреплённое соблюдением национальных и международных стандартов, является залогом устойчивости гидротехнических сооружений и их безопасной эксплуатации в долгосрочной перспективе. Повышение уровня квалификации специалистов, развитие нормативной базы и интеграция новых технологий обеспечат переход к устойчивому управлению водными ресурсами в условиях современных вызовов.