Задание 2

Тема: Прогнозирование и оценка последствий гидродинамических аварий

К водохранилищам относятся водоемы емкостью более 1 млн.м³ в зависимости от местности все водохранилища подраз­деляются на равнинные, предгорные, горные и высокогорные.

Водохранилища характеризуются следующими показателями:

а) размерами, наиболее важными из них являются объем и площадь водного зер­кала, а также глубина.

По размерам водохранилища подразделяются на крупнейшие, очень крупные, крупные, средние, небольшие и малые.

По глубине водохранилища делятся на: исключительно глубокие, очень глубо­кие, глубокие, средней глубины, неглубокие и мелководные.

б) подпор уровня воды у плотин Н, в зависимости от решаемой задачи эта величина Н может называться по-разному:

• в качестве характеристики водохранилище – подпор уровня воды у плотины;

• в качестве характеристики прудов – максимальная глубина перед плотиной;

• для объектов, находящихся в нижнем бьефе и далее, ниже плотин, это – высота стояния воды до прорыва, создающая напор в случае прорыва плотины.

Гидротехническим сооружением (ГТС) называется инженерное сооружение, построенное для решения тех или других водохозяйственных задач. Они подраз­деляются на две категории: общие и специальные.

Важным элементом любого гидросооружения является плотина с водопропускными и другими устройствами» на ГТС постоянно действуют:

По конструктивным признакам и условиям статистической работы все плотины классифицируются на:

• гравитационные плотины, устойчивость которых обеспечивается не только их собственным весом.

• контрфорсные плотины, устойчивость которых обеспечивается не только весом самой плотин, но и весом воды в объеме призмы

• арочные плотины, работающие как свод, поставленный на торец и упираю­щийся своими пятками в скальные берега.

Гидродинамические аварии относятся к техногенным чрезвычайным ситуа­циям, вызывающим наводнения

При разрушении гидротехнических сооружений (плотин, запруд и т.д.) образуются: волна прорыва, характеризуемая высотой гребня h, м, и скоростью U, м/с, и зоны наводнения и затопления на местности.

Гидродинамическая авария – это происшествие, связанное с разрушением гидротехнического сооружения или его частей с последующим неуправляемым перемещением больших масс воды.

Для характеристики гидродинамических аварий используются следующие специальные термины:

Проран – узкий проток в теле плотин; косе; отмене в дельте реки и спрямленный участок, возникший в результате размыва излучины в половодье.

Ширина прорана зависит от материала плотины и типа реки. Относительный безразмерный параметр прорана В_пр (отношение ширины прорана к ширине плотины) для различных типов плотин (кроме арочных) в зависимости от типа реки принимается следующим: для равнинных рек В_пр = 0,2; для предгорных рек В_пр = 0,25; для горных рек В_пр = 0,5 и для арочных плотин В_пр = 1,0.

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

Бьеф – участок реки между двумя соседними плотинами на реке или участок ка­нала между двумя шлюзами.

Верхний бьеф – часть реки выше подпорного сооружения.

Нижний бьеф – часть реки ниже подпорного сооружения.

Задача: Водохранилище в равнинной местности емкостью W = 50 млн.м³, напор уровня воды у плотины Н = 30 м, ее ширина В_пл = 50 м, в нижнем бьефе русла реки на расстояниях от плотины L₁ = 50 км и L₂ = 200 км соответственно располагаются населенный пункт, здания которого построены из кирпича, к плавучий док.

Спрогнозировать и оценить последствия гидродинамической аварии на плотине водохранилища для населенного пункта и плавучего дока.