Гидротехнические сооружения находятся в сложных условиях эксплуатации, обусловленных их значительными объемами, взаимодействием с основанием, воздушной и водной средами, воздействием волн, льда, атмосферных осадков, температуры, солнечной радиации, землетрясений и т. д. Тяжелые катастрофические последствия возможных аварий гидротехнических сооружений, особенно работающих под напором воды, предъявляют повышенные требования к их надежности.
Надежностью сооружения (изделия) называется свойство сооружения выполнять свои функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени — срока службы (ГОСТ 13377-75). Основными эксплуатационными показателями гидротехнических сооружений являются: параметры конструктивной надежности — устойчивость, прочность, водонепроницаемость, морозостойкость и др.; технологические параметры — напор, расход водообеспечения, выработка электроэнергии и др.; факторы архитектурного соответствия назначению сооружения — форма конструкций, фактура их поверхности, цвет, освещение и пр.; параметры экономичности возведения и эксплуатации — стоимость укладки 1 м3 бетона или грунта, процент армирования бетона, стоимость 1 кВт-ч электроэнергии или 1 м3 воды и др.
Надежность закладывается на стадии проектирования при расчетах гидротехнических сооружений на устойчивость, прочность, фильтрацию и т. п. В процессе строительства надежность сооружения обеспечивается выполнением требований проекта, использованием высококачественных материалов и соблюдением технологии производства работ.
Эксплуатация надежно запроектированных и качественно построенных гидротехнических сооружений со временем может быть нарушена в результате постепенного износа — «старения» сооружения под воздействием непредвиденных стихийных и чрезвычайных природных факторов или вследствие нарушения правил его технической эксплуатации, т. е. произойдет отказ сооружения. Отказом называют событие, после появления которого эксплуатационные показатели сооружения (напор, пропускная способность, выработка электроэнергии и т. д.) ‘выходят за допустимые пределы. Надежность сооружения можно оценивать тремя основными характеристиками: безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью.
Безотказность — это способность сооружения не иметь отказов в течение требуемых интервалов времени при его эксплуатации в заданных условиях. Численно безотказность характеризуется вероятностью безотказной работы сооружения.
Свойство сооружения длительно сохранять (с возможными перерывами на ремонт) свои эксплуатационные показатели в заданных пределах до момента разрушения или другого предельного состояния называется долговечностью сооружения. Численно долговечность характеризуется сроком службы сооружения, который определяется в зависимости от условий обеспечения безопасности или экономических соображений. Различают физическую и моральную (технологическую) долговечность. Физическая долговечность определяется физическими и техническими характеристиками сооружений: прочностью, устойчивостью, водонепроницаемостью и т. д. Моральная долговечность зависит от соответствия сооружения современным требованиям по своему назначению или технологическому процессу, происходящему в нем.
Приспособленность сооружения к предупреждению, обнаружению и устранению отказов называется его ремонтопригодностью. Численно ремонтопригодность характеризуется временем, которое потребуется на предупреждение, отыскание места, причин отказа и его устранение.