Аварии на гидротехнических сооружениях

Нарушения целостности конструкций неизбежно приводят к различ­ного рода авариям. Гидродинамическая авария - это происшествие, свя­занное с выходом из строя (разрушением) гидротехнического сооруже­ния или его частей с последующим неуправляемым перемещением боль­ших масс воды.

 

На территории России эксплуатируется более 30 000 водохранилищ и несколько сотен накопителей промышленных стоков и отходов. Более 50 лет гидротехнические сооружения на 200 водохранилищах и 56 нако­пителях отходов эксплуатируются без реконструкции, некоторые нахо­дятся в аварийном состоянии. По мнению специалистов, общее число гидродинамически опасных объектов составляет 815, численность на­селения, проживающего в зонах непосредственной угрозы жизни и здо­ровью при возможных авариях на этих объектах, превышает 7 млн че­ловек. Однако прежде чем говорить об авариях, необходимо познако­миться с некоторыми специальными терминами.

Проран - узкий проток в теле (насыпи) плотины, косе, отмели в дельте реки или спрямленный участок реки, возникший в результате размыва излучины в половодье.

Прорыв плотины - начальная фаза гидродинамической аварии, т. е. процесса образования прорана и неуправляемого потока воды водохрани­лища из верхнего бьефа, устремляющегося через проран в нижний бьеф.

Бьеф - участок реки между двумя соседними плотинами или учас­ток канала между двумя шлюзами.

Вехний бьеф - часть реки выше подпорного сооружения (плотины, шлюза).

Нижний бьеф - часть реки ниже подпорного сооружения.

 

Причины и виды гидродинамических аварий

На ГТС постоянно воздействует водный поток, колебания температур, льды, наносы, статистические и гидродинамические нагрузки, про­исходят стирания поверхности, коррозия металлов, выщелачивание бе­тона, гниение деревянных конструкций.

Разрушение (прорыв) гидротехнических сооружений происходит по следующим причинам:

Ø в результате действия сил природы (землетрясений, ураганов, раз­мывов плотин);

Ø износа и старения оборудования;

Ø конструкторских ошибок;

Ø некачественного выполнения строительных работ;

Ø нарушения правил эксплуатации;

Ø воздействий человека (нанесение ударов различными видами ору­жия).

Разрушения ГТС Можно классифицировать по ряду следующих факторов:

1) разрушения конструкций, находящихся в верхнем бьефе, подхо­дящим потоком воды и ледоходом;

2) размыв земляных плотин переливающимся потоком;

3) размыв откосов русла реки и поймы в результате перепада воды, вызва

нного стеснением сечения поймы;

4) разрушение конструкций и местный размыв в русле реки пото­ком, сбрасываемым через водосброс;

5) повреждение деревянных сооружений фильтрующимся потоком;

6) разрушение земляных сооружений и склонов берегов в результа­те изменения геологических условий;

7) недостаточности водосбросов;

8) прочие разрушения, разрушения материала гидротехнических сооружений.

Из 300 аварий плотин (сопровождающихся их прорывом) в различ­ных странах за 175 лет в 35% случаев причиной аварий было превыше­ние расчетного максимального сбросного расхода, т.е. перелив воды через гребень плотины.

Последствия гидродинамических

Аварий и меры защиты

Последствиями гидродинамических аварий являются:

- повреждение и разрушение ГТС и кратковременное или долговре­менное прекращение выполнения ими своих функций;

- поражение людей и разрушение сооружений волной прорыва;

- затопление обширных территорий.

Основными поражающими факторами катастрофического затопле­ния выступают:

- разрушительная волна прорыва-,

- водный поток;

- спокойные воды, затопляющие территорию суши и объекты.

Воздействие волны прорыва во многом аналогично воздействию воздушной ударной волны, образующейся при взрыве, но отличающей­ся от нее тем, что действующим телом в этом случае является вода.

Волна прорыва в своем движении вдоль русла реки непрерывно изме­няет высоту, скорость движения, ширину и другие параметры. Она имеет фазы подъема уровня воды и последующего спада уровня. Фаза интенсив­ного подъема уровня воды является фронтом волны прорыва. Фронт вол­ны прорыва может быть крутым при перемещении волны прорыва на участках русла, близких к разрушенному гидродинамически опасному объекту

(ГОО), и относительно пологим - на значительном удалении от него.

Вслед за фронтом волны прорыва высота ее начинает интенсивно возрастать, достигая через некоторый промежуток времени максимума, называемого гребнем волны прорыва. В результате подъема воды про­исходит затопление поймы и прибрежных участков местности.

Площадь и глубина затопления зависят от параметров волны проры­ва и топографических условий местности. После прекращения подъема наступает более или менее длительный период движения потока, близ­кий к установившемуся. Этот период тем длительнее, чем больше объем водохранилища. Последней фазой образования зоны затопления явля­ется спад уровней воды.

После прохождения волны прорыва русло реки обычно сильно дефор­мируется вследствие большой скорости течения воды в волне прорыва.

Разрушительное действие волны прорыва является результатом рез­кого изменения уровня воды в нижнем и верхнем бьефе при разрушении напорного фронта.

Волной прорыва может быть разрушено большое количество зданий и сооружений, находящихся в зоне ее действия. Степень их разрушения зависит от высоты подъема уровня воды и скорости течения, а также от характеристик самого здания (сооружения) и его основания.

Из-за крупных гидродинамических аварий гибнут люди, прерывает­ся подача электроэнергии в энергетические системы. Кроме того, разру­шаются или оказываются под водой населенные пункты, выводятся из строя коммуникации и другие элементы инфраструктуры, нарушается жизнедеятельность населения и производственно-экономическая дея­тельность предприятий, наносится большой ущерб природной среде, в том числе в результате изменений ландшафта.

Вторичными последствиями гидродинамических аварий являют­ся загрязнения воды и местности веществами из разрушенных (затоп­ленных) хранилищ, промышленных и сельскохозяйственных предприя­тий, массовые заболевания людей и животных. Вторичными последстви­ями также могут быть пожары - из-за обрывов и короткого замыкания электрических кабелей и проводов; оползни, обвалы вследствие размы­ва грунта и т.д.

Долговременные последствия гидродинамических аварий связаны с остаточными факторами затопления - наносами, загрязнениями, из­менением ландшафта и других элементов природной среды.

Последствия аварий выражаются с помощью показателей матери­ального ущерба.

Материальный ущерб оценивается числом единиц разрушенных, поврежденных, вышедших из строя объектов и сооружений, а также в денежном выражении.

К прямому ущербу относят:

- повреждение и разрушение ГТС, жилых, производственных зданий, железных и автомобильных дорог, ЛЭП и связи, мелиоративных систем;

- гибель скота и сельскохозяйственных культур; -уничтожение и порча сырья, топлива, продуктов питания, кормов,

удобрений;

- затраты на временную эвакуацию населения и перевозку матери­альных ценностей в незатапливаемые места;

- смыв плодородного слоя почвы и занесение почвы песком, глиной и камнями.

К косвенному ущербу относят:

- затраты на приобретение и доставку в пострадавшие районы про­дуктов питания, одежды, медикаментов, строительных материалов и техники, кормов для скота;

- сокращение выработки промышленной и сельскохозяйственной продукции, замедление темпов развития народного хозяйства;

- ухудшение условий жизни местного населения;

- невозможность рационального использования территории, нахо­дящейся в зоне возможного затопления.

Важными мерами защиты от гидродинамических аварий являются:

- уменьшение максимального расхода воды путем перераспределе­ния стока во времени;

- регулирование паводковых стоков с помощью водохранилищ; ук­репление и своевременный ремонт ГТС, ограждающих дамб (валов);

- проведение берегоукрепительных и дноуглубительных работ, под­сыпка низких мест.

К оперативным предупредительным мерам относят:

- оповещение населения об угрозе аварии;

- заблаговременная эвакуация населения, сельскохозяйственных жи­вотных, материальных и культурных ценностей из потенциально затап­ливаемых зон;

- частичное ограничение или прекращение функционирования пред­приятий, организаций, учреждений, расположенных в зонах возможно­го затопления, защита материальных ценностей.

---

Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 1486; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!