Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лаб. и прак. занятия по курсу БЖД (14.02.11).doc
Скачиваний:
132
Добавлен:
02.05.2015
Размер:
17.07 Mб
Скачать

2. Прогнозирование поражающего действия волны прорыва и зон затопления

Прогнозирование поражающего действия волны прорыва плотины как искусственного, так и естественного происхождения осуществляется в целях определения возможного характера и масштаба последствий аварии. Результаты прогноза выявляют содержание и объем мероприятий защиты населения и объектов народного хозяйства от поражающего действия волны прорыва и последующего затопления местности.

  1. Высота (h) и скорость (v) волны прорыва определяются по формуле:

, м; , м/с;

где: Ah, Bh, Av, Bvкоэффициенты аппроксимации, зависящие от высоты плотины (hпл), гидравлического уклона водной поверхности (i) и размера ожидаемого прорыва (B);

L – удаление рассматриваемого створа плотины.

  1. Средняя скорость потока воды (Vср) определяется по формуле:

, м/c

где:- эквивалентный коэффициент шероховатости подстилающей поверхности по створу;

hзат – максимальная высота затопления участка местности по створу (определяется по карте), м;

i – уклон поверхности воды (определяется по карте);

hср – высота затопления участка местности при его полном формировании (определяется по карте), м;

  1. Время затопления территории (τ) рассчитывается по формуле:

, час

где: hмвысота участка местности к уровню воды в межень, м.;

h – высота волны прорыва, м.;

tгр – время прихода гребня волны прорыва в створ, час, (табл. 7)

tфр - время прихода фронта волны прорыва в створ, час, (табл. 7)

β– гидротехнический коэффициент плотины, (табл. 5).

Таблица 5

Значения гидротехнического коэффициента β

iL/hпл

Высота плотины в долях от средней глубины реки в нижнем бьефе (hс)

hпл=10hс

hпл=20hс

0,05

15,5

18

0,1

14,0

16

0,2

12,5

14

Продолжение табл. 5

0,4

11,0

12

0,8

9,5

10,8

1,6

8,3

9,9

3

9,9

9,6

5

7,6

9,3

Таблица 6

Коэффициенты аппроксимации Ah, Bh, Av, Bv

В

hпл, м

Значения коэффициентов при уклонах

Ah

Bh

Av

Bv

Ah

Bh

Av

Bv

Ah

Bh

Av

Bv

1

20

100

90

9

7

70

50

13

10

40

18

16

21

40

280

150

20

9

180

76

24

12

110

30

32

24

80

720

286

39

12

480

140

52

16

300

60

62

29

150

880

500

79

15

1240

234

100

21

780

106

116

34

250

4000

830

144

19

2600

370

174

25

1600

168

208

40

0,5

20

128

204

11

11

92

104

13

23

56

51

18

38

40

340

332

19

14

224

167

23

25

124

89

32

44

80

844

588

34

17

544

293

43

31

320

166

61

52

150

2140

1036

62

23

1280

514

79

38

940

299

113

62

250

4520

1976

100

28

2600

830

130

46

1840

490

187

79

0,25

20

140

192

8

21

60

100

11

33

40

38

15

43

40

220

388

13

21

192

176

21

36

108

74

30

50

80

880

780

23

21

560

320

41

41

316

146

61

65

150

2420

1456

41

20

1360

572

77

51

840

172

114

89

250

4740

2420

67

16

2800

932

126

62

1688

452

191

116

Таблица 7

Время прихода гребня волны (tгр) и фронта (tфр) прорыва в рассматриваемый створ, час.

L, км

hпл=22 м

hпл=40 м

hпл=80 м

tгр

tфр

tгр

tфр

tгр

tфр

tгр

tфр

tгр

tфр

tгр

tфр

5

0,2

1,8

0,2

1,2

0,1

2

0,1

1,2

0,1

1,1

0,1

0,2

10

0,6

4,

0,6

2,4

0,3

3

0,3

2

0,2

1,7

0,1

0,4

20

1,6

7

2

5

1

6

1

4

0,5

3

0,4

1

40

5

14

4

10

3

10

2

7

1,2

5

1

2

80

13

30

11

21

8

21

6

14

3

9

3

4

150

33

62

27

43

18

40

15

23

7

17

6

9

Пример:

Требуется определить параметры волны прорыва в створе, расположенном на расстоянии L=5 км, от плотины: h – максимальную высоту волны прорыва, м; v – максимальную скорость потока, м/с; vср – среднюю скорость потока воды в рассматриваемой точке (створа), м/с; - время установившегося затопления или время прекращения прироста воды в расчетном створе(L=5 км), час.

Исходные данные: характеристика размеров прорана B=0,5 уклон водной поверхности ,глубина предполагаемого затопления hзат=8 м; высота участка местности над уровнем воды в реке в межень hм=2 м; высота плотины hпл=80м; средняя высота затопления участка при его полном формировании hср=4м.

В ходе решения задачи определяются расчетные параметры tгр, tфр – время добегания волны прорыва; коэффициенты аппроксимации Ah, Bh, Av, Bv; n – эквивалентный коэффициент шероховатости в створе.

Решение:

  1. Находим высоту h и скорость v волны прорыва в створе плотины со стороны нижнего бьефа:

;

Определяем по таблице 6 коэффициенты аппроксимации для B=0,5; ;hпл =80м: Ah=320; Bh=166; Av=61; Bv=52, тогда

=4,45м; =0,858м/с

  1. Среднюю скорость потока Vср в расчетном створе определяем с учетом шероховатости подстилающей поверхности:

Тогда средняя скорость потока составит:

=1,36 м/c

  1. Определяем время установившегося затопления , ч.

, ч,

где значение коэффициента β берется из таблицы 5. Для вхождения в табл. 5 значение параметра

Из табл. 5 ясно, что значение величины β для =80 м находится между 18,0 и 16,0. В нашем примере высота плотины в 4 раза превышает среднюю глубину реки в районе створа, т.е.. Интерполяция дает значение

Тогда:

Ответ: h=4.45 м; V=0.858м/c; Vср=1,36м/с; =57,8мин.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.