Эксплуатация и мониторинг систем и сооружений

В. П. САПЦИН 

 
 
 

ЭКСПЛУАТАЦИЯ  И  МОНИТОРИНГ 

СИСТЕМ  И  СООРУЖЕНИЙ 

 
 
 
 

Учебное пособие 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Йошкар-Ола 

2016 

УДК 628.8 (075.8) 
ББК  38.778 
         С 30 

 

Рецензенты: 

доктор технических наук, профессор кафедры строительных 
технологий и автомобильных дорог ПГТУ М. Г.  Салихов; 
доктор технических наук, профессор кафедры технологии 

и оборудования лесопромышленных производств ПГТУ Е. М. Царев 

 
 

Печатается по решению 

редакционно-издательского совета ПГТУ 

 

 
 
 
 

Сапцин, В. П.  

С 30      Эксплуатация и мониторинг систем и сооружений: учебное по
собие / В. П. Сапцин. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2016. – 148 c. 
ISBN 978-5-8158-1632-9 

 

Приведены основные сведения об условиях эксплуатации и мониторинга 

систем и сооружений. Рассмотрена схема наблюдений за параметрами систем 
и сооружений, оперативного предсказания момента перехода в предельное состояние. Дано принципиальное отличие мониторинга состояния от мониторинга параметров для принятия эксплуатационных решений и дальнейшего 
управления. Приведены основные приборы для проведения мониторинга. 

Для студентов направления подготовки 20.03.02 «Природообустройство и 

водопользование» (профиль «Комплексное использование и охрана водных 
ресурсов»), а также аспирантов, магистрантов и работников проектных организаций. 

 

УДК 628.8 (075.8) 

ББК 38.778  

 

ISBN 978-5-8158-1632-9 
©  Сапцин В.П., 2016 
©  Поволжский государственный  
технологический университет, 2016 

ВВЕДЕНИЕ 

 
Строительство гидротехнических сооружений является одной из 

основных социально-экономических задач любого общественного 
строя, цель которого – удовлетворение возрастающих материальных 
потребностей человека на базе рационального использования природных ресурсов и развития производительных сил. 

До сих пор считается, что рационально следует использовать толь
ко истощаемые полезные природные ресурсы, такие как нефть, газ, 
уголь, различные руды и т.п., забывая о не менее важных, на первый 
взгляд, неистощаемых ресурсах: воздухе и воде. С развитием общества 
вода все более и более вовлекается в сферу производства. Природа и 
человечество образуют взаимосвязанную систему. Рост водопотребления вызывает увеличение сброса сточных вод. Решение этой проблемы 
повлечет за собой вложение новых средств в сферу водохозяйственного строительства, создание новых водохранилищ, развитие и совершенствование очистных сооружений, так как даже при сохранении 
естественных природных поверхностных водотоков (рек) необходимо, 
по крайней мере, десятикратное разбавление уже очищенных сточ- 
ных вод. 

Практически все построенные в России гидроузлы имеют ком
плексное значение. Их водохранилища используются для орошения земель (водных мелиораций), водоснабжения, защиты от наводнений, 
обеспечения гарантированных глубин для работы водного транспорта 
(судоходства, лесосплава), рыборазведения. 

Изучение дисциплины «Эксплуатация и мониторинг систем и со
оружений» предполагает посещение лекций (30 часов), практических 
занятий (30 часов), а также внеаудиторную работу (48 часов). Студенты-бакалавры выполняют зачетное задание. Итоговый контроль – экзамен. 

Настоящее учебное пособие написано не с целью заменить лекци
онный курс по дисциплине «Эксплуатация и мониторинг систем и сооружений». Общение с преподавателем на лекциях, практических занятиях поможет студенту разобраться с проблемами охраны окружающей 
природной среды, выяснить, как избежать аварийного состояния соору

жения путем мониторинга гидротехнических сооружений. Курс достаточно сложный, объяснить существо вопроса на бумаге довольно трудно. А лекционные и практические занятия, особенно консультации при 
выполнении зачетного задания способствуют более глубокому освоению дисциплины. 

Автор искренне благодарен рецензентам доктору технических наук, 

профессору кафедры технологии и оборудования лесопромышленного 
производства Е.М. Цареву и доктору технических наук, профессору кафедры строительных технологий и автомобильных дорог М.Г. Салихову, ценные замечания и пожелания которых были учтены при окончательной подготовке рукописи к печати. 

 

1. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И МОНИТОРИНГ СИСТЕМ 

И СООРУЖЕНИЙ: ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 

 
 
Эксплуатация мелиоративных систем и отдельно расположенных 

гидротехнических сооружений представляет собой комплекс технических, организационных и хозяйственных мероприятий, обеспечивающих содержание в исправном состоянии мелиоративной сети, сооружений и оборудования, а также периодический их осмотр, проведение 
планово-предупредительных ремонтов, выявление и ликвидацию аварий, регулирование водного режима почв, руководство и контроль за 
подготовкой водопользователями мелиоративной сети и сооружений к 
работе в вегетационный период [44]. 

Слова «монитор» в переводе с латинского означает «предостерега
ющий». Мониторинг – специально организованное, систематическое 
наблюдение за состоянием объектов, явлений, процессов с целью их 
оценки, контроля или прогноза. 

Мониторинг имеет и другие значения, связанные с его функцио
нальным назначением. 

Мониторинг технического состояния гидротехнических сооруже
ний – система регулярных инструментальных и визуальных наблюдений 
за показателями работы и технического состояния сооружений, за проявлением и развитием опасных для сооружений техногенных и природных процессов и явлений, проводимых по определенной программе с 
целью объективной оценки эксплуатационной надежности и безопасности сооружений, своевременной разработки и проведения ремонтных 
мероприятий. 

Мониторинг параметров – наблюдение за какими-либо параметра
ми. Результат мониторинга параметров представляет собой совокупность измеренных значений параметров, получаемых на неразрывно  
примыкающих друг к другу интервалах времени, в течение которых 
значения параметров существенно не изменяются. 

Мониторинг веб-сайтов – процесс проверки работоспособности и 

тестирования параметров доступности сайта или веб-сервиса в сети Ин

тернет. Специальные сервисы мониторинга сайтов имитируют действия 
тысяч посетителей, для того чтобы посмотреть, как ресурс реагирует на 
посещаемость и использование различного функционала. При обнаружении какой-либо неисправности сервис посылает веб- мастеру сигнал, 
благодаря чему специалист сможет в короткие сроки восстановить работоспособность собственного ресурса. 

Мониторинг состояния – наблюдение за состоянием объекта для 

определения и предсказания момента перехода в предельное состояние. 
Результат мониторинга состояния объекта представляет собой совокупность диагнозов составляющих его субъектов, получаемых на неразрывно примыкающих друг к другу интервалах времени, в течение которых состояние объекта существенно не изменяется. 

Принципиальным отличием мониторинга состояния от мониторинга 

параметров является наличие интерпретатора измеренных параметров в 
терминах состояния – экспертной системы поддержки принятия решений о состоянии объекта и дальнейшем управлении. 

Мониторинг систем слежения и охранно-пожарной сигнализа
ции – процесс непрерывного, автоматизированного сбора информации 
поступающей от охранно-пожарной сигнализации и систем слежения 
ГЛОНАСС/GPS, установленных на объектах всех видов собственности. Целью мониторинга систем слежения и охранно-пожарной сигнализации является своевременное доведение поступивших сигналов 
«Тревога» должностным лицам соответствующих частных организаций и государственных служб (охрана, полиция, МЧС, медицина, техническим специалистам и пр.) для осуществления необходимых действий и плановых мероприятий по защите как жизни и здоровья работников (клиентов), так и сохранности имущества находящегося на 
объекте. 

Мониторинг критически важных и опасных объектов – процесс 

интрументального автоматизированного круглосуточного наблюдения 
за отдельными параметрами объекта. Целью мониторинга является 
предупреждение чрезвычайных ситуаций и повреждения или разрушения объектов. Основным отличием этого вида мониторинга является то, что в процессе мониторинга отслеживаются деформации и сдви

ги объекта и отдельных его элементов, что позволяет предотвратить 
наступление негативного события, а не проинформировать экстренные 
службы о случившимся ЧП. Мониторинг осуществляется с помощью 
оптических, лазерных и геофизических методов и инструментов. 

 
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 

 
1. Что понимается под термином «эксплуатация»? 
2. Как трактуется смысл «мониторинга»? 
3. Чем отличается мониторинг состояния от мониторинга параметров? 
4. Что понимается под мониторингом веб-сайтов? 
5. Чем полезен мониторинг для народного хозяйства? 

2. ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ 

 
 
2.1. Задачи эксплуатации оросительных систем. Обязанности  

работников службы эксплуатации 

 
Основными задачами эксплуатации оросительных си
стем  являются: 

- содержание в исправном (надлежащем) состоянии, принятие мер 

по предупреждению повреждений оросительных систем и отдельных их 
элементов; 

- распределение воды, изъятой из водных объектов, между водопо
требителями в соответствии с установленными лимитами и графиками 
водоподачи;  

- ведение учета орошаемых земель, контроля за их мелиоративным 

и техническим состоянием оросительных систем; 

- повышение технического уровня и работоспособности, совершен
ствование оросительных систем. 

В соответствии с основными задачами обязанности работников 

службы эксплуатации  следующие: 

- организация, своевременное и качественное проведение постоян
ного надзора, осмотра и наблюдений за состоянием и работой оросительных систем, их периодических обследований и ремонтов; 

- разработка и осуществление графиков забора воды из водных объ
ектов и подачи ее в пункты выдела водопотребителям; 

- обеспечение рационального использования оросительной воды, 

борьба с ее потерями и непроизводительными сбросами; 

- организация достоверного измерения и учета воды, изымаемой из 

водных объектов и подаваемой водопотребителям; 

- предупреждение засоления и заболачивания орошаемых земель, 

осуществление мероприятий по улучшению их мелиоративного состояния; 

- защита оросительной системы и орошаемых земель от размыва и 

затопления водами половодья (паводка); 

- участие в работе, проводимой органами управления земельными 

ресурсами и землеустройства по учету земель; 

- внедрение прогрессивных технологий, достижений науки и техни
ки отечественного и зарубежного опыта; 

- разработка и проведение комплекса мероприятий по охране окру
жающей природной среды. 

 
 

2.2. Организация водопользования и водопотребления 

 
В соответствии со статьями Водного кодекса РФ, организации, осу
ществляющие эксплуатацию оросительных систем, являются водопользователями, которым представлены права пользования водными объектами. Они используют водные объекты для обеспечения нужд водопотребителей и осуществляют свою деятельность в соответствии с 
лицензией на водопользование и договором пользования водным объектом. 

Организации, осуществляющие эксплуатацию оросительных си
стем, проводят специальное водопользование с применением сооружений, технических средств и устройств для изъятия воды из водных объектов и распределения ее между водопотребителями для нужд сельскохозяйственного производства и удовлетворения других потребностей. 

Распределение между водопотребителями производится на основе 

лимитов водопотребителя, графиков водоподачи и договоров с водопотребителями. 

Лимиты водопотребления на определенный период времени (год, 

вегетационный сезон и т.п.) и календарный график подачи воды устанавливаются исходя из намеченной площади полива сельскохозяйственных культур, оптимального поливного режима применительно к 
природным условиям данной зоны, технического состояния оросительной сети и мелиоративного состояния орошаемых угодий и утверждаются соответствующими органами исполнительной власти. 

Объем изъятия (забора воды) из водного объекта в целом по ороси
тельной системе определяется на основании утвержденных лимитов 

отдельных водопотребителей с учетом потерь в магистральной и распределительной сети. 

Организации, осуществляющие эксплуатацию оросительных си
стем, водопользователи и водопотребители обязаны: 

- рационально использовать водные объекты, соблюдать условия, 

установленные лицензией на водопользование и договором пользования 
водным объектом; 

- не нарушать прав других водопользователей и водопотребителей, а 

также нанесение ущерба хозяйственным и иным объектам; 

- содержать в исправном состоянии оросительную, коллекторно
дренажную и сбросную сеть, гидротехнические и другие водохозяйственные сооружения и технические устройства; 

- своевременно осуществлять мероприятия по предупреждению и 

устранению аварийных и других чрезвычайных ситуаций; 

- вести в установленном порядке первичный учет забираемых, ис
пользуемых и сбрасываемых вод и представлять отчетность в установленные сроки; 

- соблюдать установленный режим использования водоохранных 

зон. 

 
 

2.3. Организация первичного учета воды 

 
Одним из основных условий правильной эксплуатации ороситель
ных систем и рационального использования воды является надлежащая 
организация системы первичного учета и измерения воды. 

На оросительных системах проведение работ по учету и измерению 

воды возлагается на специальную службу эксплуатационной гидрометрии (метрологическую службу) в составе организации, осуществляющей эксплуатацию системы. 

Основные задачи метрологической службы следующие: 
- систематические наблюдения за расходами, уровнями и другими 

характеристиками водного потока в пунктах водозабора, распределения, 
выдела и сброса воды с представлением оперативных сведений руководству оросительной системы;