Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Метуказания_Эксплуатация_СС_ПВ 050313.docx
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
938.25 Кб
Скачать

1.4. Оценка риска аварий гидротехнических сооружений водохранилищ

Согласно [Методические рекомендации…. 2002], опасность аварии на ГТС водохранилищ и накопителей промышленных отходов определяется следующими показателями: 1.1) опасность превышения принятых при обосновании конструкции сооружения природных нагрузок и воздействий; 1.2) обоснованность и соответствие проектных решений современным нормативным требованиям; 1.3) соответствие проекту конструкции сооружения, условий его эксплуатации и свойств материалов сооружения и основания; 1.4) возможные последствия и ущерб при аварии ГТС. Степень опасности по каждому из показателей устанавливается отдельно на том или ином уровне на основании экспертных оценок с учётом приведённых ниже рекомендаций. Степень опасности превышения принятых при расчётном обосновании конструкции сооружения природных нагрузок и воздействий принимается по экспертной оценке на одном из трёх уровней в соответствии с табл. 1.4.1.

Таблица 1.4.1

Опасность превышения принятых при обосновании конструкции сооружения природных нагрузок и воздействий

Степень опасности по показателю

Код

Отличительные признаки

Малая

1

Возможны лишь локальные повреждения элементов конструкций и сооружений, которые могут быть устранены в ходе текущих ремонтных работ

Средняя

2

Возможно разрушение элементов конструкций элементов конструкций или отдельных сооружений, которые могут привести к возникновению аварийной ситуации. Требуется проведение неотложных ремонтных работ, изменения режима эксплуатации объекта

Большая

3

Возможны разрушения конструкций и сооружений, приводящие к прорыву напорного фронта

Степень опасности по показателю 2 устанавливается по одному из 4-х уровней в соответствии с таблицей 1.4.2.

Таблица 1.4.2

Обоснованность и соответствие проектных решений современным нормативным требованиям

Степень опасности по показателю

Код

Отличительные признаки

Отсутствует

0

Полное соответствие современным нормативным требованиям по всем оцениваемым параметрам

Малая

1

В проекте имеются незначительные отклонения от современных нормативных требований

Средняя

2

В проекте имеются значительные ошибки по одному из оцениваемых факторов или существенные отклонения от современных нормативных требований по двум факторам (например, геологическое строение основания не соответствует данным изысканий; объём инженерных изысканий недостаточен)

Большая

3

В проекте имеются грубые ошибки или существенные отклонения от нормативных требований по всем трём основным оцениваемым факторам (грубые ошибки в гидравлических расчётах водосбросных сооружений или расчётах устойчивости откосов плотин из грунтовых материалов и др.)

Степень опасности по показателю 3 устанавливается также по одному из 4-х уровней в соответствии с таблицей 1.4.3.

Таблица 1.4.3

Соответствие проекту конструкции сооружения, условий его эксплуатации и свойств материалов сооружения и основания

Степень опасности по показателю

Код

Отличительные признаки

Отсутствует

0

Полное соответствие современным нормативным требованиям по всем оцениваемым параметрам

Малая

1

Незначительные отклонения от проекта, которые не могут привести к нарушению нормальной работы сооружений, конструкций и элементов

Средняя

2

Существенные отклонения от проекта, которые могут привести к возникновению аварийной ситуации; требуется оценка возможности дальнейшей эксплуатации ГТС в проектном режиме и необходимости проведения тех или иных мероприятий по обоснованию нормативной прочности и устойчивости конструкций и сооружений, пропускной способности водосборов и водоспусков и др. (несоответствие проекту характеристик грунтов или материалов техногенного происхождения в теле или основании плотин и дамб, обусловливающее необходимость проведения поверочных расчётов устойчивости, фильтрационной прочности и др.; несоответствие проекту очертаний откосов плотины или дамбы; несоответствие проекту условий эксплуатации плотины; несоответствие проекту регламента намыва накопителя отходов, уровней воды; несоответствие проекту водного баланса водохранилища; возможность развития химической суффозии грунтов тела и основания плотины или дамбы вследствие изменения химического состава накапливаемых отходов или стоков)

Большая

3

Значительные отклонения от проекта по оцениваемым факторам, которые могут привести к аварии ГТС и прорыву напорного фронта (не полностью соответствуют проекту параметры водосбросных сооружений, при максимальных расчётных паводковых расходов возможно превышение ФПУ, перелив воды через гребень плотины, её размыв и образование волны прорыва и др.; значительное несоответствие проекту материалов сооружений и основания; повышен класс капитальности сооружения, но не проведены работы по оценке соответствия его конструкций новым требованиям)

Степень опасности по показателю 4 устанавливается по одному из 4-х уровней в соответствии с таблицей 1.4.4.

Таблица 1.4.4

Возможные последствия и ущерб при аварии ГТС

Степень опасности по показателю

Код

Отличительные признаки

Масштаб возможной ЧС

Число пострадавших, чел.

Нарушены усл. жизнедеят., чел.

Мат. ущерб, МРОТ

Зона рспрост. ЧС

Силы и средства, привлек. для ликв. ЧС

Малая

1

локальная

Не более 10

Не более 100

Не более 1 тыс.

Не выходит за пределы территории объекта

собственник или экспл. орг.

Средняя

2

местная

Выше 10, но не более 50

Свыше 100, но не более 300

Свыше 1 тыс., но не более 5 тыс.

Не выходит за пределы города, района

Органов местного самооупр.

Большая

3

территориальная

Свыше 50, но не более 500

Свыше 300, но не более 500

Свыше 5 иыс., но не более 0,5 млн.

Не выходит за пределы субъекта РФ

Органов исп. власти субъектов РФ

Очень большая

4

Региональная

Свыше 50, но не более 500

Свыше 500, но не более 1000

Свыше 0,5 млн., но не более 5 млн.

охватывает тер. 2-х субъектов РФ

Органов исп. власти субъектов РФ, оказавшихся в зоне ЧС

Очень большая

4

Федеральная

Свыше 500

Свыше 1000

Свыше 5 млн.

Выходит за тер. 2-х субъектов РФ

То же

Очень большая

4

трансграничная

-

-

-

Выходит за пределы РФ

По решению Правительства РФ, в соотв. с нормами межд. Права

Интегральная количественная оценка опасности ГТС напорного фронта водохранилищ и накопителей отходов, включая возможный ущерб при аварии и образовании волны прорыва, характеризуется коэффициентом опасности , который представляет собой долю (вероятность) от наиболее неблагоприятной обстановки (сочетания показателей опасности) на объекте. При наиболее неблагоприятном сочетании уровней четырёх рассмотренных показателей опасности (интегральный код 3344) коэффициент опасности равен =1, в остальных случаях 0<<1. Численные значения  в зависимости от установленного интегрального кода показателей опасности получены на основе экспертной оценки коэффициентов значимости или «удельного веса» каждого из показателей опасности, а также оценки относительной роли (весовых коэффициентов) каждой из степеней опасности по тому или иному показателю. Количественные оценки этих величин приведены в табл. 1.4.5.

Таблица 1.4.5

Интегральная оценка опасности ГТС

Показатели опасности

Степень опасности

Код

Коэффициент значимости показателя опасности

Опасность превышения природных нагрузок и воздействий

Малая

1

Средняя

2

0,2

Большая

3

Обоснованность и соответствие проектных решений современным нормативным требованиям

Отсутствует

0

Малая

1

Средняя

2

0,2

Большая

3

Соответьствие проекту конструкции сооружения, условий его эксплуатации и свойств материалов сооружения и основания

Отсутствует

0

Малая

1

Средняя

2

0,2

Большая

3

Возможные последствия и ущерб при аварии ГТС

Малая

1

Средняя

2

Большая

3

0,4

Очень большая

4

При этом коэффициент опасности определён из соотношения:

, (1.4.1)

где 0 – нормирующий множитель; i – коэффициент значимости i-го показателя опасности; ai – значение кода i-го показателя опасности. Расчёты значений коэффициента опасности для каждого события, определяемого соответствующим кодом, приведены в табл. 1.4.6.

Таблица 1.4.6

Значения коэффициентов опасности

Код

Код

Код

Код

1001

0,176

1201

0,294

2011

0,294

2211

0,412

1002

0,294

1202

0,412

2012

0,412

2212

0,529

1003

0,412

1203

0,529

2013

0,529

2213

0.647

1004

0,529

1204

0,647

2014

0,647

2214

0,765

1011

0.235

1211

0,353

2021

0,353

2221

0,471

1012

0,352

1212

0,471

2022

0,471

2222

0,588

1013

0,470

1213

0,588

2023

0,588

2223

0,706

1014

0,588

1214

0,706

2024

0,706

2224

0,823

1021

0,294

1221

0,412

2031

0,412

2231

0,529

1022

0,412

1222

0,529

2032

0,529

2332

0,706

1023

0,529

1223

0,647

2033

0,647

2233

0,823

1024

0,647

1224

0,765

2034

0,765

2234

0,941

1031

0,353

1231

0,471

2101

0,235

2301

0,412

1032

0,471

1232

0,588

2102

0,412

2302

0,529

1033

0,588

1233

0,706

2103

0,529

2303

0,647

1034

0,706

1234

0,823

2104

0,647

2304

0,765

1101

0,235

1301

0,353

2111

0,353

2311

0,471

1102

0,353

1302

0,471

2112

0,471

2312

0,588

1103

0,471

1303

0,588

2113

0,588

2313

0,706

1104

0,588

1304

0,706

2124

0,706

2314

0,823

1111

0,294

1311

0,412

2121

0,412

2321

0,529

1112

0,412

1312

0.529

2122

0,529

2322

0,647

1113

0,528

1313

0,647

2123

0,647

2323

0,765

1114

0,647

1314

0,765

2124

0,765

2324

0,882

1121

0,353

1321

0,474

2131

0,471

2331

0,588

1122

0,471

1322

0,588

2132

0,588

2332

0,706

1123

0,588

1323

0,706

2133

0,706

2333

0,823

1124

0,706

1324

0,823

2134

0,823

2334

0,941

1131

0,412

2001

0,235

2201

0,353

3001

0,294

1132

0,529

2002

0,353

2202

0,471

3002

0,412

1133

0,647

2003

0,471

2203

0,588

3003

0,529

1134

0,765

2004

0,588

2204

0,706

3004

0,647

3011

0,353

3101

0,353

3131

0,529

3221

0,529

3012

0,471

3102

0,471

3123

0,647

3222

0,647

3013

0,588

3103

0,588

3133

0,765

3223

0,765

3014

0,706

3104

0,706

3134

0,882

3224

0,882

3021

0,412

3111

0,412

3201

0,412

3231

0,588

3022

0,529

3112

0,529

3202

0,529

3232

0,706

3023

0,647

3113

0,647

3203

0,647

3233

0,823

3024

0,765

3114

0,765

3204

0,765

3234

0,941

3031

0,471

3121

0,471

3211

0,471

3301

0,471

3032

0,588

3122

0,588

3212

0,588

3302

0,588

3033

0,706

3123

0,706

3213

0,706

3303

0,706

3034

0,823

3124

0,823

3214

0,823

3304

0,823

3311

0,529

3314

0,882

3323

0,823

3332

0,765

3312

0,647

3321

0,588

3324

0,941

3333

0,882

3313

0,765

3322

0,706

3331

0,647

3334

1.00

Степень уязвимости ГТС определяется их восприимчивостью к воздействию факторов опасности. Приняты следующие основные показатели ГТС: 2.1) состояние сооружения (по данным инструментальных наблюдений и визуального контроля); 2.2) организация эксплуатации ГТС (соблюдение требований безопасной эксплуатации); 2.3) готовность объекта к локализации и ликвидации ЧС.

Степень уязвимости ГТС по показателю 2.1 устанавливается на одном из 4-х уровней в соответствии с таблицей 1.4.7.

Таблица 1.4.7

Состояние сооружения

Степень уязвимости по показателю 1.2.1

Код

Отличительные признаки

отсутствует

0

Отсутствие каких-либо нарушений конструктивных элементов сооружений и превышения ПДК контролируемых параметров состояния сооружений и их оснований

Малая

1

Наличие локальных повреждений элементов конструкций элементов конструкций и сооружений, которые могут быть устранены в ходе текущих (плановых) ремонтных работ; отсутствие превышения ПДЗ контролируемых параметров состояния

Средняя

2

Существенные разрушения элементов конструкций или отдельных сооружений и/или превышение ПДЗ контролируемых параметров состояния, которые могут привести к возникновению аварийной ситуации. Невозможна работа сооружения в эжкстремальных условиях, предусмотренных проектом: требуется проведение неотложных ремонтных работ, временное изменение режима эксплуатации объекта

Большая

3

Наличие разрушений конструкций и сооружений и/ или превышение ПДЗ контролируемых параметров состояния, обусловливающих возникновение на объекте аварийной ситуации и угрозу прорыва напорного фронта. Дальнейшая эксплуатация сооружения в проектном режиме невозможна и должна быть приостановлена для проведения ремонтно-восстановительных работ, либо гидроузел подлежит ликвидации

Степень уязвимости по показателю 2.2 устанавливается в соответствии с таблицей 1.4.8 на одном из 4-х уровней.

Таблица 1.4.8

Организация эксплуатации ГТС

Степень уязвимости по показателю 2.2

Код

Отличительные признаки

Отсутствует

0

Полное соответствие требованиям безопасной эксплуатации по всем оцениваемым факторам

Малая

1

Незначительные отступления от требований безопасной эксплуатации

Средняя

2

Значительные нарушения требований безопасной эксплуатации

Большая

3

Грубые нарушения требований безопасной эксплуатации

Экспертная оценка готовности объекта и локализации и ликвидации ЧС производится с учётом следующих основных факторов. Степень уязвимости ГТС по показателю 2.3 устанавливается в соответствии с таблицей 1.4.9 на одном из 4-х уровней.

Таблица 1.4.9

Готовность объекта к локализации и ликвидации ЧС

Степень уязвимости по показателю 2.3

Код

Отличительные признаки

Отсутствует

0

Полное соответствие предъявляемым требованиям по всем оцениваемым факторам

Малая

1

Незначительные отступления от предъявляемых требований

Средняя

2

Значительные нарушения

Большая

3

Грубые нарушения

Каждый из рассмотренных показателей уязвимости может проявляться независимо от других, а степень уязвимости ГТС зависит от их комплексного воздействия. Интегральная количественная оценка уязвимости ГТС характеризуется коэффициентом y, который также как коэффициент опасности , представляет собой долю (вероятность) от наиболее неблагоприятной обстановки на объекте по сочетанию показателей уязвимости. Принятый за единицу коэффициент уязвимости y соответствует наиболее неблагоприятному сочетанию показателей уязвимости на объекте и характеризуется интегральным кодом 333. Численные значения коэффициента уязвимости в зависимости от интегрального кода могут изменяться в диапазоне 0y 1. В результате экспертной оценки значимости показателей уязвимости ГТС получены значения коэффициентов, которые приведены в таблице 1.4.10.

Таблица 1.4.10

Интегральная оценка уязвимости ГТС

Показатели уязвимости

Степень уязвимости

Код

Коэффициент значимости показателя уязвимости i

Состояние ГТС по данным инструментальных и визуальных наблюдений

Отсутствует

0

Малая

1

Средняя

2

0,5

Большая

3

Организация эксплуатации ГТС (соблюдение требований безопасной эксплуатации)

Отсутствует

0

Малая

1

Средняя

2

0,3

Большая

3

Готовность объекта к локализации и ликвидации ЧС

Отсутствует

0

Малая

1

Средняя

2

0,2

Большая

3

Оценка коэффициентов уязвимости y выполнена по формуле:

, (1.4.2)

где 0 – нормирующий множитель; i – коэффициент значимости i-го показателя уязвимости; ai – значение кода i-го показателя уязвимости. Расчёты значений коэффициента уязвимости для каждого события, определяемого соответствующим кодом, приведены в табл. 1.4.11.

Таблица 1.4.11

Значения коэффициентов уязвимости

Код

y

Код

y

Код

y

Код

y

000

0,0

020

0,201

100

0,168

120

0,366

001

0,066

021

0,267

101

0,234

121

0,432

002

0,132

022

0,333

102

0,300

122

0,501

003

0,201

023

0,339

103

0,366

123

0,567

200

0,333

220

0,534

300

0,501

320

0,699

201

0,399

221

0,600

301

0,567

321

0,768

202

0,468

222

0,666

302

0,633

322

0,834

203

0,534

223

0,732

303

0,699

323

0,900

010

0,099

030

0,300

110

0,267

130

011

0,168

031

0,366

111

0,333

131

0,534

012

0,234

032

0,432

112

0,399

132

0,600

013

0,300

033

0,501

113

0,468

133

0,666

210

0,432

230

0,633

310

0,600

330

0,801

211

0,501

231

0,699

311

0,666

331

0,867

212

0,567

232

0,768

312

0,732

332

0,933

213

0,633

233

0,834

313

0,801

333

1,00

Оценка риска аварии производится на основании экспертного анализа степени опасности аварии и степени уязвимости ГТС. Степень риска аварии оценивается по принципу пересечения этих событий и количественно выражается коэффициентом риска аварии Ra:

Ra=y, (1.4.3)

где – коэффициент опасности аварии; y – коэффициент уязвимости аварии ГТС. Физический смысл коэффициента Ra состоит в том, что он представляет собой долю от риска, который имеет место на ГТС при наиболее неблагоприятных сочетаниях показателей опасности (код 3334, =1) и уязвимости (код 333, y =1). Степень риска аварии оценивается по величине риска аварии Ra в соответствии с таблицей 1.4.12.

Таблица 1.4.12

Степень риска аварии

Степень риска аварии

Ra

Малая (нормальный уровень безопасности)

Не более 0,15

Умеренная (пониженный уровень безопасности)

Свыше 0,15, но не более 0,3

Большая (неудовлетворительный уровень безопасности)

Свыше 0,3, но не более 0,5

Аварийная ситуация (опасный уровень)

Свыше 0,5

Цель работы:

Закрепить знания по разделам «Целевое назначение и требования по эксплуатации систем и сооружений природообустройства и водопользования» и «Требования по обеспечению безопасности систем и сооружений природообустройства и водопользования» курса «Эксплуатация систем и сооружений природообустройства и водопользования». Научиться проводить оценку риска аварий ГТС водохранилищ и накопителей отходов.

Исходные данные: данные о ГТС (табл. 1.2.1, 1.2.2; рис. 1.2.1).

Задание к работе: согласно выбранному варианту (табл. 1.2.3).

Ход выполнения работы:

  1. ознакомиться с теоретической частью и дополнительной литературой;

  2. согласно выбранному варианту и используя табл. 1.4.1–1.4.12 и результаты упражнения 1.2, 1.3, определить степень риска аварии на ГТС;

  3. оформить работы так же, как и в упражнении 1.1.1.

Дополнительная литература:

  1. Методические рекомендации по оценке риска аварий гидротехнических сооружений водохранилищ и накопителей промышленных отходов / под ред. В.С. Алексеева и Э.М. Хохлатова. – М.: ФГУП НИИ ВОДГЕО, 2002. – 44 с.