БЕЗОПАСНОС ТЬ ПЛОТИН И НАСЕ ЛЕНИЯ НИЖНЕГО БЬЕФА
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПЛАН ОСНАЩЕНИЯ
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ
АППАРАТУРОЙ
(ТИПОВОЙ ПЛАН)
МАРТ 2021
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПЕРЕДОВОЙ ПРАКТИКИ ПО
БЕЗОПАСНОСТИ ПЛОТИН
О Глобальной Практике по Водным Ресурсам
Начавшая свою деятельность в 2014 году, Глобальная Практика по Водным
Ресурсам группы Всемирного Банка в рамках единой платформы объединяет
механизмы финансирование, управление знания и механизмы реализации.
Объединяя глобальные знания Банка с инвестициями в страны, эта модель
создает больше экономического потенциала для преобразовательных
решений, с целью оказания помощи странам в устойчивом росте.
Посетите нашу веб-страницу по адресу www.worldbank.org/water или следите за
нашими новостями в социальной сети Twitter по адресу @WorldBankWater.
О Глобальном Партнерстве в области Водной
Безопасности и Санитарии (GWSP)
Данная публикация стала возможной благодаря поддержке Глобального
партнерства в области водной безопасности и санитарии (GWSP). GWSP – это
многосторонний донорский трастовый фонд, администрируемый Глобальной
практикой Всемирного банка по водным ресурсам и финансируемый
Министерством иностранных дел и торговли Австралии, Федеральным
министерском финансов Австрии, Фондом Билла и Мелинды Гейтс,
Министерском иностранных дел Дании, Министерством иностранных
дел Нидерландов, Министерском экономических отношений и цифровой
трансформации Испании (MINECO), Шведским агентством международного
сотрудничества и развития, Государственным секретариатом Правительства
Швейцарии по экономическим вопросам, Швейцарским агентством по развитию
и сотрудничеству, и Агентством США по Международному Развитию.
Посетите нашу веб-страницу по адресу www.worldbank.org/gwsp или следите за
нашими новостями в социальной сети Twitter по адресу @TheGwsp.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПЛАН ОСНАЩЕНИЯ КОНТРОЛЬНО-
ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРОЙ
(ТИПОВОЙ ПЛАН)
MAPT 2021
© 2023 Международный Банк Реконструкции и Развития / Всемирный Банк
1818 H Street NW, Washington, DC 20433
Телефон: 202-473-1000; веб-сайт: www.worldbank.org
Данный документ был первоначально опубликован Всемирным банком на английском языке в 2021 году. В случае
расхождений преимущественную силу должен иметь исходный язык.
Данная публикация является результатом работы сотрудников Всемирного банка при участии сторонних органи-
заций. Содержащиеся в настоящем документе выводы, толкования и заключения принадлежат его авторам и не
обязательно отражают мнения Всемирного банка, его Совета Исполнительных Директоров или правительств,
которые они представляют.
Всемирный банк не гарантирует точность данных, содержащихся в настоящей публикации. Национальные гра-
ницы, цвета, обозначения и прочая информация, помещенная на картах в настоящей публикации, не являются
выражением мнения Всемирного банка относительно юридического статуса какой-либо территории и не означают
подтверждения или признания какой-либо территории таких границ.
Права и Разрешения
Материалы, содержащиеся в данной публикации, охраняются авторским правом. Поскольку Всемирный банк при-
ветствует распространение своих публикаций, данная работа может быть воспроизведена полностью или частично
в некоммерческих целях при условии указания полной ссылки на эту работу.
Данное Приложение 2: План Оснащения Контрольно-измерительной Аппаратурой (Типовой План) является
дополнительным документом к Рекомендации по применению передовой практики по Безопасности Плотин.
Ссылка на данный документ должна оформляться следующим образом: World Bank. 2021. “Good Practice Note on
Dam Safety – Appendix 2: Instrumentation Plan (Sample Framework).” World Bank, Washington, DC.
Любые вопросы относительно прав и лицензий, включая производственные права, следует направлять по адресу:
Издательский Отдел Всемирного Банка, The World Bank Group, 1818 H Street NW, Washington, DC 20433, USA;
факс: 202-522-2625; электронная почта: pubrights@worldbank.org.
Дизайн обложки: Билл Праглуски, Critical Stages, LLC.
Приложение 2
План оснащения контрольно-измерительной
аппаратурой (Типовой План)
Введение
В данном типовом плане приведены основные элементы Плана Оснащения Контрольно-Измерительной
Аппаратурой (ПОКИА), в частности: система и программа мониторинга контрольно-измерительной аппаратурой;
сбор, анализ и отчет данных, полученных от измерительных устройств. В приложении А приведено примерное
содержание ПОКИА.
ПОКИА является одним из четырех планов обеспечения безопасности, применимым к категории крупных плотин1
в соответствии с Социально-Экологическими Принципами Всемирного Банка, Социально-Экологическим
Стандартом – 4 и Приложением 1 к Рекомендации по применению передовой практики по Безопасности Плотин.
В список планов входят: (а) План осуществления надзора за строительством и обеспечения качества работ
(ПНСиОК), (b) План оснащения контрольно-измерительной аппаратурой (ПОКИА), (c) План эксплуатации и тех-
нического обслуживания (ПЭиТО) и (d) План аварийной готовности (ПАГ). В цикле реализации проек-
тов Всемирного Банка ПОКИА требуется перед проведением тендера как часть документации по детальному
проектированию и тендерной документации. Часть информации касательно порядка и периодичности сбора дан-
ных для мониторинга, их обработки, анализа, отчетности и работ по техническому обслуживанию, могут быть
включены или дополнены в ПЭиТО.
Ключевые характеристики плотины
В плане должны быть представлены основные характеристики плотины, в частности:
•• Назначение, тип, высота, длина плотины по гребню, объем водохранилища и т.д.;
•• Тип, пропускная способность и условия эксплуатации водосбросных сооружений и т.д.;
••
Основные характеристики сопутствующих объектов (например, электрогенераторной станции, водозабора
и т.д.);
•• Информация о площади водохранилища и водосбора;
•• Основные потенциальные источники опасности;
•• Расположение плотины и подъездных путей.
В соответствии с СЭС4 - Приложение 1, пункт 2, категория охватывает “крупные плотины” и “малые плотины”, которые могут создавать риски для безо-
1
пасности или, в течение срока эксплуатации потенциально могут стать “крупными плотинами”
Приложение 2: План оснащения контрольно-измерительной аппаратурой 1
Назначение контрольно-измерительной аппаратуры
Основная цель контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) - измерение, сбор и анализ данных об основных
физических параметрах плотины и связанных с ней сооружений для того, чтобы: (a) оценить их работу и функци-
онирование, (b) обнаружить потенциальные дефекты и неисправности на ранней стадии, и (c) подтвердить функ-
ционирование сооружений в соответствии с проектом.
В ПОКИА должно быть четко прописан необходимый объем контрольно-измерительной аппаратуры для монито-
ринга и оценки безопасной работы плотины и сопутствующих сооружений в период строительства и наполнения
водохранилища, а также в течение всего срока эксплуатации. Для максимально раннего выявления аномалий и
изменений в работе плотины, которые могут свидетельствовать об ухудшении состояния или неисправности соо-
ружения и объектов плотины, данные мониторинга должны анализироваться и интерпретироваться для своевре-
менного реагирования. Хотя КИА не могут заменить регулярные визуальные осмотры, они предоставят критически
важные данные для проверки работы плотины и ее состояния. Контрольно-измерительные приборы также могут
быть использованы для проверки проектных предположений и для определения потенциальных режимов аварий.
Следовательно, при проектировании контрольно-измерительной системы (КИС) для каждой плотины важно учи-
тывать потенциальные опасности и режимы аварий.
Объем и требования к измерительным приборам
Объем и требования к КИС должны соответствовать типу и размеру плотины, методу строительства, условиям и
характеристикам места строительства. Следует тщательно определить тип, количество и характеристики необхо-
димых приборов мониторинга с учетом особых условий плотины, процессов, связанных с функционированием
плотины, требуемых параметров для мониторинга, типа и размера плотины, состояния основания, технологии
строительства, возможностей приборов и диапазона измерений, требуемой степени точности и уровня надежно-
сти, порядка монтажа и так далее.
Для выбора и определения требований к КИА следует применять подход, основанный на учете потенциальных
рисков. Это достигается путем определения ситуаций, при которых может произойти авария или нарушение
режима работы. Следовательно, КИС должна быть спроектирована таким образом, чтобы отслеживать эксплуата-
ционные характеристики плотины и основные показатели аномальных режимов, ведущих к потенциальной
аварии.
КИС должна быть простой, надежной, точной и автономной, устойчивой к условиям строительства и эксплуата-
ции, и защищённой от неправильного обращения. Датчики должны быть простыми в установке, калибровке,
обслуживании и эксплуатации. Система КИА должна включать достаточное количество приборов для измерения
параметров, критически важных для безопасности плотины, и предусматривать определенное резервирование на
случай отказа приборов или для сверки показаний. Также можно рассмотреть возможность внедрения автоматизи-
рованной системы мониторинга для более частого измерения основных параметров безопасности плотины, таких,
как уровень воды в водохранилище, пьезометрические уровни, фильтрационные потоки и уровень мутности, для
повышения качества и надежности системы мониторинга.
2 Приложение 2: План оснащения контрольно-измерительной аппаратурой
Управление жизненным циклом КИС
Степень интенсивности мониторинга состояния плотины при различных нагрузках должна быть наиболее высо-
кой на начальных этапах жизни проекта (первое наполнение водохранилища и первые годы после ввода в эксплу-
атацию). В этот период подтверждается правильность большинства принятых решений во время проектирования
и строительства.
В период эксплуатации плотины может потребоваться установка дополнительных приборов для оценки и под-
тверждения безопасности плотины. Дополнительные приборы могут быть установлены в результате выявления
инженерами по безопасности плотины изменений условий, анализа состояния или рекомендаций, полученных в
результате инспекций по безопасности плотин.
Измерительные приборы могут иметь разные сроки службы. Малоинерционные приборы, к примеру, имеют более
короткий срок службы. B целях обеспечения безопасности и надежности плотин при эксплуатации необходимо
всегда иметь соответствующий мониторинг и КИС. КИС, рассчитанная на длительный период, должна быть вне-
дрена не позднее завершения испытаний во время первого заполнения резервуара. Для этого в КИС должен соблю-
даться баланс между малоинерционными приборами с коротким сроком службы и более долговечными
приборами.
Исходя из проектных ожиданий, план управления жизненным циклом должен содержать программу мероприятий
по пересмотру и восстановлению КИС в заранее определенных интервалах в течение всего срока реализации про-
екта. Таким образом, ПОКИА должен периодически пересматриваться и обновляться в соответствии с приобре-
тенным опытом.
Программа Мониторинга КИА
Стандартные показатели состояния и типы приборов
В таблицах А.1 и А.2 приведены ключевые параметры, характеризующие состояние бетонных и каменно-
набросных плотин, часто включаемые в программу мониторинга. В таблицах также приведены основные типы и
расположение КИА для мониторинга ключевых показателей состояния.
ТАБЛИЦА А.1. Основные параметры, характеризующие состояние, и КИА для бетонных плотин
Параметры, характеризующие Стандартное размещение
состояние Тип КИА наблюдательных точек
Фильтрационное • Манометр противодавления • Зона контакта плотины с основанием
противодавление • Вибрационный проволочный пьезометр • Основание плотины
• Устой плотины
Фильтрационный поток • Водомерные лотки • Подошва низового откоса плотины
• Подошва устоя
• Смотровые и дренажные галереи
Деформации • Деформометры • Гребень плотины
• Щелемеры и трещиномеры • Устой плотины
• Секции плотины
Приложение 2: План оснащения контрольно-измерительной аппаратурой 3
ТАБЛИЦА А.2. Основные параметры, характеризующие состояние, и КИА для земляных и
каменно-набросных плотин
Параметры, характеризующие Стандартное размещение
состояние Тип КИА наблюдательных точек
Поровое давление • Шахтные пьезометры • Тело плотины
• Гидравлический пьезометр со спаренными • Основание плотины
трубками • Устой плотины
• Вибрационный проволочный пьезометр
Фильтрационный поток • Водомерные лотки • Подошва низового откоса плотины
• Нефелометр • Подошва устоя
Деформации • Деформометры • Гребень плотины
• Геодезический контроль осадок и • Устой плотины
перемещений
Следует отметить, что перечень приборов мониторинга, приведенный в этих таблицах, не является исчерпываю-
щим, и может потребоваться проведение наблюдений других ключевых показателей состояния. Выбор показате-
лей для мониторинга следует осуществлять индивидуально для каждой конкретной плотины. В частности,
плотины в сейсмически активных районах должны быть оборудованы акселерографами на уровне гребня и фун-
дамента для записи состояния плотины при землетрясениях.
Периодичность мониторинга
Типичные интервалы мониторинга и наблюдений приборами приведены в таблице A.3. Периодичность наблюде-
ний для каждой плотины должна определяться после консультации с квалифицированными специалистами по
безопасности плотин, а также с учетом типа плотины или основания, конкретных требований к мониторингу
ключевых показателей плотины, потенциальных рисков и т.д.
Установка и Техническое Обслуживание
Установка, Калибровка и Испытание
Установка, калибровка и проверка работоспособности измерительных приборов должна осуществляться в соот-
ветствии с руководством по эксплуатации прибора для получения надежных и точных данных. Монтаж и наладка
приборов для натурных наблюдений должны осуществляться специалистами согласно проектной документации
по размещению КИА. Исполнительно-техническая документация по установке и калибровке, должна храниться в
надежном месте, и при возможности должна быть интегрирована в саму систему мониторинга.
Техническое обслуживание
ПОКИА должен включать в себя программу технического обслуживания. В программе должен быть описан ком-
плекс мероприятий по техническому надзору и обслуживанию КИС и КИА, и периодичность этих мероприятий
для поддержания приборов в работоспособном состоянии. Иногда необходимость в обслуживании может быть
выявлена в процессе анализа данных. Для того, чтобы специалисты, оценивающие данные, могли предупредить
специалистов по КИА о необходимости проведения технического обслуживания, необходимо создать механизм
обратной связи. Регулярное выполнение программы профилактического обслуживания может предотвратить мас-
штабные ремонтные работы и обеспечить надежность измерений. Записи выполнения работ по техническому
4 Приложение 2: План оснащения контрольно-измерительной аппаратурой
ТАБЛИЦА А.3. Типичные интервалы мониторинга и наблюдений КИА
Уровень риска
Состав и виды натурных
наблюдений Низкий Средний Высокий
Рутинные обследования Ежемесячно Еженедельно Ежедневно
Уровень воды водохранилища Во время рутинных Непрерывное Непрерывное/
обследований Телеметрическое
наблюдение
Фильтрация Во время рутинных Ежемесячно - Ежедневно
обследований Ежедневно
Кривая депрессии/противодавление
Деформометрические наблюдения Каждые 10 лет Каждые 5 лет Ежегодно
Измерение количества осадков Как правило, не Ежедневно Ежедневно - ежечасно
требуется
Сейсмометрические наблюдения Как правило, не По мере По мере необходимости
требуется необходимости
Мутность фильтрата По мере необходимости Раз 6 месяцев или год Ежемесячно
Примечание: Периодичность мониторинга и наблюдений определяется в соответствии с классификацией рисков, указанных в 7-главе
Рекомендации по Применению Передовой Практики по Управлению безопасностью плотин с учетом рисков.
обслуживанию должны быть задокументированы, чтобы обеспечить необходимую информацию для обновления
плана технического обслуживания, периодичности технического обслуживания и обеспечения требуемых
ресурсов.
Сбор, Анализ и Отчет Данных
Сбор, Обработка и Хранение Данных
Процедура сбора, контроля качества и хранения данных должна быть указана при проектировании и установке
приборов с особым учетом метода сбора данных (ручная или автоматизированная система сбора данных), требуе-
мой частоты мониторинга и объема хранения данных, доступных человеческих и финансовых ресурсов для сбора
и анализа данных.
При необходимости использования большего количества приборов или если своевременная передача показаний
считается критически важной для безопасности плотины, может быть целесообразно установить специальную
автоматизированную система опроса контрольно-измерительной аппаратуры (АСО КИА). Она должна быть раз-
работана индивидуально с учетом количества и типа приборов, подлежащих мониторингу.
Данные приборов, а также записи визуальных наблюдений должны быть введены в защищенную от несанкциони-
рованных манипуляций АСО КИА. Рекомендуется использование специальных программ для регистрации, обра-
ботки данных КИА и других записей наблюдений, представления и интерпретации всех данных в нужном формате.
Для плотин низкого риска можно использовать обычные электронные таблицы, но для плотин среднего и высокого
риска стоит рассмотреть использование АСО КИА. В любом случае, данные должны быть легко доступны, легкие
в использовании, храниться в надежном месте и периодически обновляться.
Приложение 2: План оснащения контрольно-измерительной аппаратурой 5
Анализ и интерпретация данных
Анализ и интерпретация данных являются основой для: (a) понимания функционирования и производительности
плотины, (b) выявления потенциального развития дефектов и нарушений, и (c) проверки состояния и определения
необходимости технического обслуживания КИС.
Для интерпретации данных записей приборов и трендов требуются квалифицированные инженеры. Обучение
необходимо для наращивания потенциала специалистов, эксплуатирующих плотину. Недостаточный уровень зна-
ний по сбору и оценке данных является основным источником рисков при первом заполнении водохранилища и
при длительной эксплуатации.
Исходные данные, поступающие от приборов, обычно не представлены в единицах или в форматах, подходящих
для анализа и оценки. Данные должны быть преобразованы с использованием соответствующих инженерных фор-
мул в инженерные единицы, подходящие для анализа и оценки. Исходные данные должны проходить проверку для
выявления и удаления аномальных значений, которые могут возникнуть из-за проблем с приборами.
Оценка производительности и состояния проводится путем анализа отклонений данных и трендов от ожидаемой
общей производительности при преобладающих условиях уровня воды в водохранилище и погодных условиях
(температура и количество осадков) с использованием инженерных моделей плотины, разработанных в ходе про-
ектирования. Презентация данных для облегчения оценки обычно включает графики временной зависимости,
диаграммы рассеяния между двумя параметрами или между приборами с известной взаимосвязанностью и так
далее. Презентация данных для облегчения оценки обычно включает графики временной зависимости, диаграммы
рассеяния между двумя параметрами или между приборами с известной взаимосвязанностью и так далее. Графики
данных позволяют специалистам (a) сравнивать фактическое и прогнозируемое функционирование сооружений,
(b) выявлять ошибки в полученных данных, (c) оценивать тренды и периодические воздействия параметров мони-
торинга, (d) сравнивать различные показатели производительности по нескольким приборам и (e) прогнозировать
состояния сооружений.
Важно развивать организационный потенциал компании оператора плотины для развития технического персо-
нала, умеющего анализировать данные приборов, путем организации соответствующих программ обучения. В
качестве альтернативы необходимо рассмотреть возможность привлечения сторонних организаций для оказания
таких технических услуг и предусмотреть это в бюджете. Это должно быть привязано к ПЭиТО.
Отчет Данных
Специалисты по безопасности плотины должны регулярно отчитываться перед руководством по безопасности
плотины, освещая результаты анализа и оценки данных мониторинга с точки зрения состояния безопасности пло-
тины и ее функционирования, а также выдавать рекомендации по ремонту и восстановлению.
Система также должна включать возможность создания уставок сигнализации и предупреждения по наблюдае-
мым параметрам, при превышении которых немедленно начинается детальная проверка, информируется руковод-
ство и специалисты по безопасности плотины для обеспечения дальнейшей целостности плотины.
6 Приложение 2: План оснащения контрольно-измерительной аппаратурой
Приложение A: Стандартное содержание
ПОКИА
1. Введение
2. Основные характеристики плотины
2.1. Основные характеристики плотины и прилегающих сооружений
2.2. Общие условия и потенциальные опасности
3. Программа и система мониторинга КИА
3.1. Назначения КИА
3.2. Объем и требования к измерительным приборам
3.3. Управление жизненным циклом КИС
Программа Мониторинга КИА (Основные параметры, характеризующие состояние, типы КИА, интервалы
3.4.
мониторинга)
3.5. Установка и техническое обслуживание
4. Управление данными
4.1. Сбор, Обработка и Хранение Данных
4.2. Анализ и интерпретация данных
4.3. Отчет Данных
Приложения
Карты, чертежи, графики, контрольные листы и т.д. должны быть приложены в качестве приложений, включая
следующие (примеры):
•• Перечень всех приборов мониторинга (типы, количество, местоположение, основные характеристики и т.д.)
•• Планы расположения приборов и исполнительно-технические чертежи
•• Таблица интервалов мониторинга и наблюдений КИА
•• Паспорта и руководства пользователей производителей приборов мониторинга
Приложение 2: План оснащения контрольно-измерительной аппаратурой 7
SKU W22052