В Сирии масштабный карст вызвал утечки из водохранилища: российский исследователь представил комплексную оценку безопасности плотины

Для гидроузла Рабия-Ашейх в Сирии выполнены комплексные инженерно-геологические, геофизические и расчётные исследования, направленные на оценку последствий масштабного развития карста. В районе каменно-земляной плотины и на территории ложа водохранилища сформировались крупные карстовые воронки. Подземные полости стали путями интенсивной фильтрации, вызывавшей быструю потерю воды из водохранилища и создававшей угрозу безопасности гидротехнических сооружений. На основании результатов обследований разработана геофильтрационная модель, выполнены расчёты устойчивости плотины и подготовлен проект поэтапной реконструкции гидроузла.

Результаты исследования представлены в научной статье Виктора Желанкина, кандидата технических наук, доцента кафедры энергетических и гидротехнических сооружений НИУ «МЭИ». Работа опубликована в третьем номере журнала «Гидротехника» за сентябрь 2026 года.

Объектом исследования стал гидроузел с каменно-земляной плотиной Рабия-Ашейх.

Основная инженерная проблема была связана с развитием карстовых процессов, затронувших территорию размещения гидротехнических сооружений и ложе водохранилища.

Карст развивается при растворении водой определённых горных пород. В результате в массиве могут формироваться расширенные трещины, каналы, полости и зоны ослабления.

При благоприятных геологических и гидрогеологических условиях такие процессы способны приводить к образованию провалов и воронок на поверхности.

Для гидротехнических сооружений карст представляет особую опасность из-за возможного формирования неконтролируемых путей фильтрации.

Если карстовые полости гидравлически связаны с водохранилищем, через них может происходить интенсивная утечка воды.

При этом последствия не ограничиваются потерей полезного объёма водохранилища.

Изменение фильтрационного режима может влиять на напряжённо-деформированное состояние грунтов основания и устойчивость сооружений.

Дополнительная опасность возникает при развитии суффозионных процессов и выносе мелких частиц грунта движущейся водой.

Однако для установления конкретного механизма повреждений необходимо исследовать состав и строение пород, условия движения подземных вод и пространственное положение карстовых полостей.

Именно поэтому оценка безопасности гидроузла Рабия-Ашейх не ограничивалась визуальным обследованием поверхности.

В рамках работы проведён комплекс геологических, геофизических и расчётных исследований.

Одной из задач стало установление механизма развития карстовых процессов и выявление участков повышенной фильтрационной проницаемости.

Для этого требовалось определить особенности строения основания, характеристики грунтов различных слоёв и условия взаимодействия подземных полостей с водохранилищем.

Инженерно-геофизические исследования имеют особое значение при работе с закарстованными массивами.

Подземные пустоты, зоны интенсивной трещиноватости и участки изменения физических свойств пород могут создавать контрасты геофизических параметров.

Использование соответствующих методов помогает уточнять пространственное строение массива между отдельными точками геологических наблюдений.

При этом ни один геофизический метод не позволяет автоматически и без дополнительной интерпретации определить все геометрические и прочностные характеристики карстовой полости.

Поэтому результаты геофизики необходимо сопоставлять с геологическими данными и проверять в рамках общей модели основания.

В опубликованной аннотации исследования не указан полный перечень применённых геофизических методов, а также характеристики измерительной аппаратуры.

Следовательно, при описании выполненных работ нельзя достоверно утверждать, что использовались конкретные схемы электроразведки, сейсморазведки или георадиолокации.

Подтверждено проведение комплексных геофизических исследований, позволивших выявить зоны высокой фильтрационной проницаемости.

На следующем этапе специалисты разработали геофильтрационную модель гидроузла.

Такая модель предназначена для описания движения воды через грунтовый и скальный массив с учётом пространственного распределения фильтрационных свойств.

Для сооружения, расположенного в карстовых условиях, принципиально важно правильно представить высокопроницаемые зоны.

При упрощённом назначении одинаковых характеристик большому объёму основания расчёт может не отражать наличие локальных каналов интенсивной фильтрации.

Поэтому выявление и пространственная привязка таких зон являются необходимой частью обоснования противофильтрационных мероприятий.

На основании разработанной модели выполнены расчёты фильтрации.

Кроме того, исследователи оценили напряжённо-деформированное состояние каменно-земляной плотины совместно с основанием и провели расчёты устойчивости сооружения.

Связанное рассмотрение этих задач необходимо, поскольку фильтрационные процессы могут влиять на эффективные напряжения в грунте, а деформации основания — изменять условия работы конструкции плотины.

Особое внимание было уделено согласованию расчётной модели с результатами натурных наблюдений.

В исследовании выполнена калибровка модели плотины и основания по фактическим данным.

Такой подход позволяет оценивать, насколько принятые расчётные характеристики соответствуют реальному поведению сооружения.

При отсутствии калибровки даже детальная численная модель может давать результаты, существенно зависящие от неуточнённых исходных параметров.

Вместе с тем наличие калибровки не означает полного устранения неопределённости.

В карстовых массивах существенное значение имеет неоднородность распределения трещин и полостей, а отдельные высокопроницаемые каналы могут быть выявлены не полностью.

Поэтому результаты расчётов должны рассматриваться совместно с наблюдениями за фильтрацией и состоянием сооружения.

Важным практическим этапом стали опытные работы по цементации наиболее опасной зоны карстовой воронки на верховом откосе плотины.

Цементация применяется для заполнения трещин, полостей и других зон повышенной проницаемости инъекционным материалом.

Основная цель подобных мероприятий заключается в уменьшении фильтрационных потерь и улучшении состояния отдельных участков грунтового или скального массива.

Однако эффективность инъектирования в карстовых условиях зависит от геометрии полостей, гидравлической связи между ними, характеристик заполняющего состава и режима его нагнетания.

При наличии крупных пустот расход материала может существенно отличаться от ожидаемого для обычного трещиноватого основания.

Кроме того, при выполнении работ необходимо учитывать возможность перемещения инъекционного состава по протяжённым фильтрационным каналам.

Поэтому опытная цементация представляет собой важный этап проверки выбранной технологии непосредственно на объекте.

Она позволяет уточнять реакцию массива и принимать решения о дальнейшем выполнении противофильтрационных работ.

По результатам исследования Рабия-Ашейх проведены опытные работы в наиболее опасной зоне карстовой воронки.

Однако опубликованная аннотация не содержит сведений об объёмах введённого цементного раствора, давлении нагнетания, количестве скважин и достигнутом снижении водопроницаемости.

Поэтому нельзя утверждать, что опытная цементация полностью устранила утечки из водохранилища либо обеспечила определённое процентное снижение фильтрационного расхода.

Подтверждено проведение опытных мероприятий и использование их в составе комплексной работы по повышению безопасности сооружения.

На основании полученных результатов разработаны рекомендации по дальнейшим инженерным мероприятиям.

Кроме того, подготовлен проект поэтапной реконструкции существующих сооружений гидроузла.

Поэтапный подход имеет значение для объектов, где инженерные работы должны учитывать существующее состояние плотины, развитие фильтрационных процессов и ограничения эксплуатации.

При этом из опубликованного описания нельзя установить, какие именно конструктивные мероприятия включены в каждый этап реконструкции и началась ли их реализация.

Следовательно, корректно говорить о разработанном проекте, а не о завершённой реконструкции плотины.

Для инженерно-геологической практики этот кейс интересен сочетанием нескольких методов исследования и обоснования проектных решений.

Первоначально были выявлены крупные карстовые формы и значительные потери воды.

Затем специалисты провели комплексные исследования основания, определили участки повышенной фильтрационной проницаемости и разработали расчётную модель.

После этого выполнены расчёты фильтрации, напряжённо-деформированного состояния и устойчивости сооружения с учётом результатов натурных наблюдений.

Завершающими этапами стали опытная цементация опасной зоны и подготовка мероприятий по реконструкции.

Такая последовательность показывает, почему оценка безопасности плотины на закарстованном основании не может ограничиваться одним видом изысканий или отдельным расчётом.

Необходимо установить пространственную структуру опасных зон, оценить их гидравлическую активность и определить влияние происходящих процессов на сооружение в целом.

Особенно важно разделять мероприятия по уменьшению фильтрационных потерь и меры по обеспечению устойчивости плотины.

Снижение проницаемости отдельной карстовой зоны не обязательно означает, что одновременно устранены все факторы, влияющие на напряжённо-деформированное состояние основания.

Поэтому противофильтрационные мероприятия требуют проверки в общей расчётной схеме гидроузла.

Исследование плотины Рабия-Ашейх представляет собой пример применения комплексных инженерно-геологических и геофизических исследований для обоснования безопасности гидротехнического сооружения, эксплуатируемого в условиях интенсивного карстообразования.

Основной результат работы — установление механизма развития опасных процессов, построение и калибровка расчётной модели, проведение опытной цементации и разработка проекта поэтапной реконструкции.

Количественные показатели фильтрационных потерь, параметры карстовых полостей и эффективность выполненного закрепления должны оцениваться по полному тексту научной публикации и техническим материалам обследования.