16+
Регистрация
РУС ENG
http://www.eprussia.ru/epr/421-422/2664929.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 17-18 (421-422) сентябрь 2021 года

Уникальности главного практика: экспериментальная база Государственного гидрологического института

Единственный в России научный практик, который вот уже 102 года исследует воднохозяйственный комплекс страны, — Государственный гидрологический институт в Санкт-Петербурге показал свою главную экспериментальную базу в поселке Ильичево Ленинградской области. Несмотря на почтенный возраст, институт сохраняет и приумножает уникальные технологии исследований, аналогов которым человечество пока не придумало.

Гидрологические исследования и экспертные заключения нужны любому строящемуся объекту — будь то мост, автомагистраль или электростанция, которые возводятся в зоне рек, водохранилищ и даже на ледяных просторах Арктики. Для информации: 20% Санкт-Петербурга занято водой, а с учетом прилегающей зоны Невской губы доля водной поверхности — 50%, это значит, что половина Северной столицы испытывает потребность в постоянном гидрологическом мониторинге. А если вспомнить беспрецедентные по масштабам наводнения последних лет, то роль гидрологической науки возрастает кратно — она может предсказать «поведение» любой реки путем моделирования. Этим занимается главная экспериментальная база ГГИ в Ильичево. В перечне выполненных проектов — более 150 отечественных и зарубежных объектов.


Эталон водного потока

Экспериментальная база включает в себя несколько лабораторий. Первая — лаборатория метрологии и стандартизации — проводит поверку средств измерения. Здесь находится государственный эталон скорости водного потока.

Как рассказал Олег Герасимчик, заведующий лабораторией метрологии и стандартизации ФГБУ «ГГИ», этот участок построен в 1960-е годы, пережил несколько этапов модернизации, но все еще сохраняет высокий технический потенциал. Участок включает в себя прямой бассейн длиной 140 метров, вдоль бассейна расположен рельсовый путь, по нему движутся буксировочные машины. Кстати, одна из машин, предназначенная для поверки скорости водного потока, сошла с конвейера Ленинградского завода еще в советское время. До сих пор машина полностью исправна и работает с ничтожно малыми погрешностями воспроизведения скорости — в пределах 0,5%. Второй канал эталона занимает американская автоматизированная система — гидрометрическая эталонная автоматизированная (ГЭАС) с точностью воспроизведения скорости 0,06%.

Поверка средств измерений — непрерывный процесс, в зависимости от поступающих заявок от управления Росгидромета или сторонних организаций. Лаборатория аккредитована Федеральной службой аккредитации. Здесь ежегодно поверяется около 1000 средств измерений. Результаты поверок открыты для всех на портале ГГИ или на бумажном носителе, по заявке.

«Принцип работы эталона прост: поверяемое оборудование или испытываемое средство измерения (например, для определения характеристик) согласно методике поверки устанавливается в воду на определенную глубину, буксировочная машина разгоняется до заданной скорости, допустим, 1м/с, и проходит 12-метровый участок с такой скоростью, при этом регистраторы на буксировочной машине фиксируют скорость машины и скорость, которую выдает поверяемое средство измерения, — пояснил процесс Олег Герасимчик. — После этого поверяющий специалист обрабатывает результаты измерений, оформляет протокол, пишет погрешности и, соответственно, признает годным средство измерения или выдает извещение о непригодности оборудования».

Нехитрый процесс измерений вот уже несколько десятилетий остается неизменным. Технические инновации в таких поверочных операциях тоже могут применяться, например радарные измерители скорости, но более проверенных и точных, чем буксировочная машина, все еще нет.


Непредсказуемость русла

На базе в Ильичево проводятся также исследования в русловой лаборатории и лаборатории метрологии и стандартизации. Известно, что раньше здесь велись также аэрокосмические исследования. Сейчас растет интерес к болотным исследованиям — в районе базы в Ильичево модернизируется существующая болотная станция, которая будет вести наблюдения за верховыми болотами, это уникальные исследования, представляющие большой интерес для российских и мировых ученых. Несмотря на то что в современной науке наступило время роста математического моделирования и его сторонники говорят, что это наиболее эффективный способ изучения водных объектов, физическое моделирование все-таки более точно определяет характер движения жидкостей.

«Легче изучать законы движения звезд, чем жидкостей, — заметил Виктор Католиков, заведующий отделом русловых процессов ФГБУ ГГИ. — Физическое моделирование часто давало результат даже больший, чем мы можем знать, — законы движения жидкости сами воспроизводят эти данные».




Эта лаборатория создана по принципу замкнутой оборотной водной системы и оснащена большим экспериментальным залом для пространственного моделирования водных объектов площадью 1500 кв. метров со всем технологическим оборудованием, необходимым для строительства моделей и проведения экспериментов на них. Кроме того, есть так называемый лотковый зал с тремя гидравлическими лотками разного размера: 100 м, 50 м и 25 м, в зависимости от требований заказчика они решают разные задачи. Сейчас, например, в лаборатории исследуются модели реки Дунай (Венгрия) в районе водозабора АЭС. Здесь ведутся экспериментальные исследования гидравлических условий функционирования водоподводящих каналов к проектируемым новым блокам АЭС. Используется стандартная методика, но в условиях повышенных требований к метрологическому обеспечению измерения в ходе экспериментов всех гидравлических параметров. По словам Виктора Католикова, железобетонная модель русла венгерского Дуная полностью передает черты реальной реки. Задача специалистов института в рамках этих лабораторных испытаний — оценить, будет ли обеспечена подача воды в каналы при минимальных расходах Дуная, и сейчас там изучается возможность расширения канала.

Еще одна лабораторная модель принадлежит реке Лене в районе Якутска, на ней проводят экспериментальные исследования механизма формирования ледовых заторов в створе строящегося автомобильного моста через эту реку и оценивается воздействие проектируемого мостового перехода на гидравлические условия прохождения половодий.

Кстати, в 2020 году ГГИ в рамках государственного контракта «Исследование и комплексный анализ факторов опасного развития гидрологической обстановки и разработка научно-обоснованных рекомендаций для предотвращения катастрофических паводков и обеспечения безопасности территорий Тулунского района Иркутской области» выполнил на модели реки Ия в районе г. Тулун комплекс экспериментальных исследований гидравлических условий прохождения катастрофического паводка в июле 2019 года. Это позволило выяснить особенности морфологического строения долины реки в районе Тулуна, обусловившие столь высокие уровни воды и гидравлические причины разрушительного воздействия паводка на жилые кварталы города. В итоге были сформулированы предложения по оптимальным методам защиты и параметрам защитных сооружений города.

В списке модельных испытаний объектов лаборатории немало ГЭС, хотя, по словам Виктора Католикова, ГГИ менее всего занимается гидроэнергетическими объектами, поскольку они находятся в ведомстве «Гидропроекта» и ВНИИГ. На модели Майкопской ГЭС изучается характер размыва почвы в районе решетки плотины и даже найден способ борьбы с такими явлениями. Специалистами ГГИ рекомендованы к установке бетонные тетраподы для защиты берегов и сооружение дополнительного бокового сброса.

Как отметил Виктор Католиков, изучение процессов формирования рек — достаточно интересное дело, особенно в период паводков, которые в реальных условиях имеют особенность происходить стремительно и преимущественно в ночное время. А на лабораторной модели можно задавать любые временные режимы и исследовать их с разных точек зрения.




«Акустикой» — по воде

По мнению специалистов, не исключено, что в ближайшем будущем надо готовиться к катастрофическим паводкам, статистические методы прогнозирования уже не подходят. На экспериментальной базе Государственного гидрологического института могут предсказать и такие явления. Так, в лаборатории гидрологических приборов и… на реально существующей реке на территории экспериментальной базы специалисты измеряют величину расхода воды, или количество воды, протекающее за единицу времени на данном участке створа реки. С помощью специального прибора и метода доплерографии специалисты фиксируют основные параметры реки и скорость ее течения, затем данные анализируются и эксперты формулируют заключение о наличии рисков и необходимости противопаводковых мероприятий. Кто знает, возможно, именно эти инновации вместе с прошлыми уникальными технологиями сыграют главную роль в борьбе с буйством воды.

Гидроэнергетика , Наука,

Уникальности главного практика: экспериментальная база Государственного гидрологического институтаКод PHP" data-description="" data-url="https://www.eprussia.ru/epr/articles/unikalnosti-glavnogo-praktika-eksperimentalnaya-baza-gosudarstvennogo-gidrologicheskogo-instituta.htm"" data-image="https://www.eprussia.ru/upload/iblock/2ce/2ce7fac513f5f2fe92387466921ed223.jpg" >

Отправить на Email


Похожие Свежие Популярные