Potvyniai, nuošliaužos, Gedimino kalnas ir hidrotechnika

Potvyniai, nuošliaužos, Gedimino kalnas ir hidrotechnika

Pernai nuo Vilniaus ir Lietuvos simbolio – Gedimino kalno nuslinko kelios nuošliaužos, kurias sukėlė intensyvus požeminio vandens judėjimas ir krituliai. Po gausių liūčių pernai taip pat neišvažiuojamais tapo keliai, vandenyje atsidūrė derlius, ūkininkai skaičiavo didžiulius nuostolius, ypač dėl nesutvarkytos melioracijos sistemos, kuri nepašalino vandens pertekliaus, be to, vasarą buvo patvinę Vilniaus, Kauno, Šiaulių, Panevėžio ir kitos intensyviai urbanizuotos teritorijos. Kaip išvengti nuošliaužų dėl užmirkusių šlaitų, kokie pagrindiniai melioracijos sistemos defektai ir kaip juos pašalinti, kodėl paviršinio vandens nuotakynas neatlaiko didėjančios apkrovos? Į šiuos klausimus atsakymo ieško ir sprendimus siūlo hidrotechnikos specialistai.

Kaip susijusios Gedimino kalno nuošliaužos ir hidrotechnika? Viena iš svarbiausių nuošliaužų susidarymo priežasčių – hidrogeologinės (bei hidrologinės) sąlygos. Dėl paviršinio ar požeminio vandens įtakos pasikeičia molingų gruntų konsistencija ir stiprumas, šlaite veikia hidrodinaminis slėgis, o kontraforsinėje dalyje slūgsančius gruntus veikia filtracinio srauto jėgos. Lietuvos klimatinės sąlygos yra gana permainingos – dažni krituliai, sausus orus dažnai keičia drėgnas oras, dažni užšalimo ir atšilimo ciklai. Dėl esančių tuštumų (dėl ledo, supuvusių kelmų, urvus rausiančių žvėrių ir pan.) šlaite kaupiasi vanduo, gruntas įmirksta ir pradeda šliaužti.

Sukurtas Gedimino kalno šlaito stabilumo modelis

Gedimino kalno šlaitai yra slinkę ne kartą, iš jų didesnės nuošliaužos buvo 1396, 2000, 2004, 2008 metais, o 2016 m. šlaitai slinko net kelis kartus: šiaurinis šlaitas – vasarį ir spalį, pietinis šlaitas – gruodį. 2017 m. kalnui pavojų sukėlė kelios nuošliaužos pietrytinėje pusėje (kovo 7 d., liepos 1 d. ir spalio 12 d.). Lapkričio 3 d. pietinio šlaito sandūroje su vakariniu šlaitu, veikiausiai požeminio vandens iškrovos vietoje, atsirado apie 25 kub. m technogeninio grunto su velėna nuošliauža. Lapkričio 4 d. rytiniame Gedimino kalno šlaite atsivėrė technogeninio grunto ir velėnos sluoksnio nuošliauža.

Geofiltracijos įvertinimas hidrotechnikų darbe dažnas. Kompiuterine GEOSTUDIO SLOPE/W programa buvo sukurtas ir Gedimino kalno šiaurės vakarų šlaito modelis. Šlaito stabilumo modelyje nagrinėtas potencialiai nepalankiausias variantas – esant pilnai užmirkusiems visiems gruntams.

Pagal modeliavimo rezultatus Gedimino kalno šiaurės vakarų šlaito stabilumo koeficientas K visais nagrinėtais atvejais mažesnis už 1 (K≤1), t. y. šlaitas gali bet kada nušliaužti, todėl reikalingos šlaito stabilumo didinimo priemonės, pavyzdžiui, šlaitą sudarančių piltinių gruntų stiprinimas, paviršinio vandens sutvarkymas, drenažas.

Hidrotechnikos statiniai ir kiek jų turime?

Hidrotechnikos statiniai (HTS) – statiniai ir įrenginiai vandens ištekliams naudoti bei aplinkai nuo žalingo vandens poveikio saugoti. Šiems statiniams priklauso ne tik užtvankos, dambos, hidroelektrinės, melioracijos statiniai, bet ir kiti HTS požymius atitinkantys inžineriniai statiniai.

Iki 1990 m. Lietuvoje buvo pastatyta per 1100 užtvankų, kurių tvenkinių plotai didesni kaip 0,5 ha, iš jų 414 tvenkinių, kurių plotai didesni kaip 5 ha, be to, 617 užtvankų priskirtos potencialiai pavojingų hidrotechnikos statinių kategorijai. Visų šių hidrotechnikos statinių priežiūrai reikalingi specialistai-inžinieriai, išmanantys vandens aplinkos specifiką.

Kuo ypatingi hidrotechnikos statiniai? Tvenkiniai, vandens saugyklos, kuriuose įrengti HTS, užima pakankamai didelius plotus, pavyzdžiui, Kruonio hidroakumuliacinė elektrinė, Kauno hidroelektrinė ir pan. Sugriuvus pagrindiniams hidrotechnikos statiniams (išlaikantiems vandens ar grunto slėgį), galimos labai sunkios, net katastrofinės avarijos – potvyniai, užtvindymai, dideli materialiniai nuostoliai ir kt.

Potvynis 2010 m. ties Kaunu

HTS yra nuolat veikiami bangų, ledo, atmosferos kritulių, temperatūros, saulės radiacijos ir kitų aplinkos veiksnių, todėl skirtingo poveikio zonose gali būti naudojamos skirtingų medžiagų ir savybių konstrukcijos. HTS nuolat veikia oro ir vandens aplinka, o tai lemia filtracijos, kavitacijos, turbulentinio tekėjimo ir kitus specifinius reiškinius. Ypač svarbu įvertinti filtracijos rūšis ir priemones, pavyzdžiui, drenažą, leidžiančias apsisaugoti nuo nepageidaujamos filtracijos.

Sovietmečiu užtvankos buvo bent minimaliai prižiūrimos ir jų techninė būklė nekėlė didesnių problemų. Nuo 1990 m. dalis užtvankų neteko juos prižiūrinčių šeimininkų, statinių būklė ėmė sparčiai blogėti, be to, priežiūrai buvo skiriama vis mažiau lėšų. Keliose užtvankose įvyko avarijos: 1996 m. Šaukoto užtvankos (Radviliškio raj.) avarija, 2005 m. Kretingos užtvankos (Kretingos raj.) avarija, 2007 m. Virvytė ties Luoke (Telšių raj.) pralaužė hidroelektrinės užtvankos krantą, 2011 m. įvyko Žlibinų užtvankos (Plungės raj.) avarija, 2013 m. Degučių užtvankos (Šilutės raj.), 2014 m. Bartašo užtvankos ties Krekenava (Panevėžio raj.), 2016 m. Dvariūkų hidroelektrinės užtvankos (Pakruojo raj.) avarijos ir pan. Bešeimininkių ir neprižiūrimų kai kurių blogesnės būklės užtvankų tvenkiniai buvo iš viso išleisti.

Norint išvengti avarijų būtina užtikrinti ne tik tinkamą HTS priežiūrą, bet ir pats HTS projektas turi būti tinkamai parengtas, o tą gali padaryti tik kvalifikuoti projektuotojai ir techninės priežiūros darbuotojai.

Kur ruošiami Hidrotechnikos specialistai?

Kauno miškų ir aplinkos inžinerijos kolegijoje (KMAIK) hidrotechnikos specialistai ruošiami Aplinkos inžinerijos fakulteto Hidrotechninės statybos katedroje, kuriai šiuo metu vadovauja doc. dr. Ernesta Liniauskienė.

Studijuodami KMAIK pagal studijų programą “Hidrotechninė statyba“ studentai gali pasirinkti tokias specializacijas:

Pastatų vidaus inžinerinės sistemos;
Lauko inžineriniai tinklai;
Atsinaujinančių išteklių energetika.

Šios specializacijos suformuotos, atsižvelgiant į darbo rinkos paklausą, todėl studentai žino, kad baigę studijas yra laukiami vandens ūkio statybos konsultavimo bei projektavimo įmonėse, vandensaugos ir aplinkosaugos administravimo institucijose, pastatų vidaus ir lauko inžinerinių tinklų įrengimo ir priežiūros įmonėse, taip pat savivaldybių administracijų padaliniuose, kuruojančiuose statybos ir melioracijos darbus bei kt.

Hidrotechninės statybos studijų programos absolventai taip pat gali dirbti vadovaujantį ar inžinerinį techninį darbą hidrotechnikos statinių projektavimo (pvz., žuvininkystės statinių, tvenkinių ir kt.), statybos priežiūros ir valdymo, vandens tiekimo ir nuotekų šalinimo bei atliekų tvarkymo įmonėse, taip pat hidrografinio tinklo priežiūros ir aplinkos apsaugos tarnybose ar įmonėse, užsiimančiose atsinaujinančių energijos išteklių (hidroenergija ir kt.) naudojimo įrenginių projektavimu bei statyba.

Baigę profesinio bakalauro studijas toliau hidrotechnikos žinias kolegijos auklėtiniai gali gilinti „Hidrotechninės statybos inžinerijos“ antrosios pakopos (magistrantūros) studijose Aleksandro Stulginskio universitete.

Dr. Raimondas Šadzevičius, KMAIK Hidrotechninės statybos katedros docentas

Vitas Damulevičius, KMAIK Hidrotechninės statybos katedros lektorius

Foto V. Danisevičius