Лазерное сканирование и построение точной обмерной 3D модели обвалоопасных склонов вблизи Зеленчукской ГЭС

Московскому проектному институту для целей подготовки проекта укрепления склонов вблизи Зеленчукской ГЭС-ГАЭС потребовалась точная трёхмерная модель обвалоопасных горных склонов, находящихся в непосредственной близости от электростанции.

На участке в 12 га нашему Заказчику потребовалось произвести съёмку обрывистых склонов с шагом измерений между точками измерения не больше 3 мм и пологих склонов с шагом не больше 2 см. Вполне естественно, что такую съёмку необходимо было выполнять с применением технологии 3D лазерного сканирования, поскольку только она позволяет за относительно небольшое время производить обмерные работы в таком большом объёме. В качестве исполнителя этих работ была выбрана инженерная компания «НГКИ», обладающая внушительным многолетним опытом лазерного сканирования, в том числе и на объектах энергетики и промышленности. По результатам съёмки требовалось создать точную обмерную триангуляционную модель склонов.

Зеленчукская ГЭС-ГАЭС: история и наши дни

Зеленчукская ГЭС-ГАЭС расположена в Северо-Кавказском федеральном округе в Карачаево-Черкесской Республике, на территории Зеленчукского и Карачаевского районов, близ посёлка Кумыш. Строительство ГЭС началось здесь ещё в далёком 1974 году, однако в 1989 году оно было приостановлено по причине сложной экономической и социальной обстановки в стране. Продолжили возведение электростанции только в 1998 году. С 2002 года, уже после завершения строительства ГЭС, остался неиспользованным строительный задел для гидроагрегатов №3 и №4. Глубоко изучив данную проблему, специалисты Зеленчукской ГЭС совместно с АО «Мособлгидропроект» в 2007 году разработали интереснейший проект Зеленчукской ГЭС-ГАЭС — гидроэлектростанции и гидроаккумулирующей электростанции. Разработчиками этого проекта было принято уникальное решение по размещению нижнего бассейна ГАЭС на правом берегу реки Кубань, что позволило создать требуемый уровень нижнего бьефа станции для обратимых насос-турбин, используя для этих целей естественный ландшафт местности.

В 2011 году было развёрнуто строительство, а также заключены договоры на поставку основного оборудования, такого как насос-турбины, двигатели-генераторы, силовые трансформаторы, другое. Гидроагрегаты Зеленчукской ГАЭС были торжественно введены в эксплуатацию уже 23 декабря 2016 года. Мощность обновлённой электростанции составила 300/160 МВт в турбинном/насосном режимах соответственно. Зеленчукская ГЭС-ГАЭС является первым и при этом принципиально новым гидротехническим объектом в России, где применены оборудование и сооружения с напорами воды 220–230 метров. Принцип действия такой станции таков, что в ночное время, когда нагрузки на энергосистему минимальны, гидроагрегаты ГАЭС работают в режиме насосов, перекачивая воду из нижнего бассейна в бассейн суточного регулирования, тогда как утром и вечером, в период пиковых нагрузок в энергосистеме региона, эта вода используется для выработки электроэнергии.

Лазерное сканирование и 3D моделирование склонов гор вблизи электростанции

После получения заказа на проведение съёмки обвалоопасных склонов вблизи Зеленчукской ГЭС-ГАЭС специалисты нашей компании с лазерным сканером Leica ScanStation P20 отправились на объект. С запада и юго-запада станция соседствует с красивейшими горами, склоны которых общей площадью 12 га и предстояло снять при помощи технологии лазерного сканирования.

Для обеспечения точности модели обширного и практически пустынного участка территории, лишённого ориентиров, нашими специалистами было решено построить каркасную сеть привязочных сканов. Точки стояния для этих сканов были точно привязаны геодезистом с помощью электронного тахеометра. С целью обеспечения высокой детальности итоговой 3D модели обрывистых склонов по плотным облакам точек лазерного сканирования на камеральной стадии работ нашими специалистами была построена триангуляционная mesh-модель склонов.

Лазерное сканирование местности в общей сложности заняло 15 рабочих дней бригады из двух наших специалистов. На камеральной стадии было произведено построение 3D моделей обоих участков (пологого и обрывистого), и вся эта работа была выполнена за 30 рабочих дней, а полученные модели были с благодарностью приняты Заказчиком.

Трудности, затянувшиеся более чем на 3 месяца, были напрямую связаны с тем, что помимо трёхмерных моделей, которые были реально необходимы для целей проектирования, Заказчик потребовал отчёт о топографо-геодезических изысканиях. Однако так вышло, что наши специалисты, которые имели большой опыт подготовки такой документации, были в этот момент буквально завалены работой по моделированию производственных корпусов нефтехимического завода и практически жили за рабочим местом. Нагружать их дополнительной работой было невозможно, а сроки были крайне сжатыми в обоих проектах. По этой причине данная, фактически формальная часть работ по подготовке отчёта о топографо-геодезических изысканиях превратила жизнь нашего менеджера проекта в сущий ад на целых 3 месяца. В результате пришлось привлечь специалистов из партнёрской организации, которая профессионально занимается именно топографо-геодезическими изысканиями, и это стало спасительным выходом из сложившейся ситуации.

Специалисты инженерного предприятия «НГКИ» имеют богатый опыт проведения инженерных изысканий в различных отраслях промышленности и энергетики, а также производят съёмку местности для целей её 3D моделирования или составления топографических планов. Обмеры выполняются с использованием инновационной технологии лазерного сканирования, которая позволяет очень существенно снизить временные затраты на получение точной и актуальной информации об объекте съёмки. Данная технология даёт возможность достаточно быстро, но при этом с высочайшей точностью и беспрецедентной подробностью определить фактические размеры, геометрию и реальное положение объектов. По полученным результатам проведённых обмерных работ наши инженеры составляют точные обмерные чертежи или же выполняют построение каркасных, твердотельных или триангуляционных mesh моделей объектов или их отдельных частей — в зависимости от поставленной Заказчиком задачи. Более подробно ознакомиться со всеми видами работ, которые наша компания выполняет в этом сегменте рынка, а также узнать, какие отчётные материалы в результате получает Заказчик, вы сможете на следующих страницах раздела «Услуги»:

— «Обмерные работы и инженерные изыскания на объектах промышленности, энергетики и инфраструктуры»;
— «Топографо-геодезические и инженерно-геодезические изыскания, построение геодезических сетей».