5.3 Оцінка інженерної обстановки при повені

Інженерна обстановка при повені виникає при затопленні населених пунктів, промислових, сільськогосподарьских та інших об’єктах, де ведеться діяльність людей. При цьому також можливе виникнення осередків ураження.

Осередком ураження при повені вважається територія, в межах якої утворилися затоплення місцевості, знищення і руйнування будинків, споруд і інших об’єктів. Супроводжується ураженням і загибеллю людей, тварин і врожаю сільськогосподарських рослин, псуванням і знищенням сировини, палива, добрів і т. ін.. Затоплення місцевості відбувається внаслідок руйнування гребель і інших гідродинамічне небезпечних об’єктів, внаслідок паводків, повнів.

Руйнування гребель і інших гідродинамічно небезпечних об’єктів може статися як від дії природних сил (землетруси, лавини, урагани, обвали, зсуви), так і від переливу води через гребінь гребли внаслідок великих повеней, або при втраті ними стійкості, конструктивних дефектах, порушенні правил техніки безпеки при експлуатації і т. ін. При прориві греблі в ній виникає проран від розмірів якого залежить об’єм і швидкість падіння води від верхнього б’єфу в нижній б’єф і параметри хвилі прориву – головного вражаючого фактору цього виду аварії.

Головними характеристиками хвилі прориву, які визначають її руйнівну дію, є глибина і швидкість потоку у даному створі. Максимальна глибина потоку (h) і максимальна його швидкість (V_MAX )залежать від висоти греблі і розмірів(ширини B і глибини H) прорану, гідродинамічних і топографічних умов русла і заплавини ріки.

Значний вплив на обстановку і життєдіяльність населення матимуть і масштаби зон затоплення. Вони залежать від глибини і площі стояння небезпечних рівнів води, площі затоплення, пори року (весна, літо або зима) і ін.

Рисунок 5.3 – Прояви повню в місті

Найефективнішим способом захисту населення при від повеней є евакуація. Перед евакуацій необхідно вимкнути в будинках електроенергію, газ, воду, взяти запас продуктів, медикаментів, документи й вибути за зазначеним маршрутом. У разі раптової повені треба терміново залишити будинок і зайняти найближче безпечне підвищене місце, вивісивши сигнальне біле або кольорове полотнище.

Після спаду води і повернення додому необхідно дотримуватися таких заходів безпеки: не торкатися до електропроводки, не використовувати харчові продукти, що потрапили у воду. Увійшовши до будинку, провітрити його. Вмикати газ та електричну енергію забороняється.

5.3.1 Визначення параметрів хвилі прориву при руйнуванні гребель водосховищ

Головними характеристиками хвилі прориву, які визначають її руйнівну дію, є глибина і швидкість потоку у даному створі. Максимальна глибина потоку (h) і максимальна його швидкість (V_MAX )залежать від висоти греблі і розмірів(ширини B і глибини H) прорану, гідродинамічних і топографічних умов русла і заплавини ріки.

Значний вплив на обстановку і життєдіяльність населення матимуть і масштаби зон затоплення. Вони залежать від глибини і площі стояння небезпечних рівнів води, площі затоплення, пори року (весна, літо або зима) і ін.

Дія хвилі прориву на об’єкті подібна дії ударної хвилі вибуху звичайних вибухових речовин у повітрі, але відрізняється від неї тим, що діючим тілом тут є не повітря, а вода. За критичні параметри хвилі прориву, при яких наступає загибель або тяжке поранення людей, приймається h  1.5 м і V _MAX  2.5 м/ сек.

Вихідними даними при визначенні параметрів хвилі прориву і масштабів зон затоплення є об’єм водосховища, ширина прорану, глибина води перед греблею (глибина прорану). Порядок визначення наступний:

- Спочатку визначають середню швидкість руху хвилі пропуску за таблицею 5.5

- Визначається час спорожнення водосховища: Т = W / N* B *3600,

де W – об’єм водосховища;

N – максимальна витрата води на один метр ширини прорану, м ³/ с *м.

В - ширина прорану або дільниці переливу води через гребінь не зруйнованої греблі. Н – глибина прорану.

Таблиця 5.5 - Залежність максимальної швидкості руху хвилі пропуску і максимальній витрати води від глибини прорану

Н, м	5	10	25	50
V MAX , м/с	2	3	5	7
N, м 3/ с* м	10	30	125	350

Далі визначається висота хвилі пропуску на різній відстані від греблі за таблицею 5.6

Таблиця 5.6 – Орієнтована висота хвилі пропуску і тривалість її проходження при різних відстанях від греблі

Найменування параметра	Відстань від греблі, км.
	1	25	50	100	150	200	250
Висота хвилі пропуску, м	0.25 Н	0.2Н	0.15Н	0.075Н	0.05Н	0.03Н	0.02Н
Тривалість проходження хвилі пропуску, годин	Т	1.7Т	2.6Т	4Т	5Т	6Т	7Т

• Визначається час приходу хвилі пропуску на різних відстанях від греблі: t _ПР = R / V

• На карті або схемі позначають межі зон затоплення, для чого:

- знаходять на карті ізолінії – це лінії, які з’єднують точки місцевості з однаковим перевищенням їх висоти над рівнем моря, такі, що мають перевищення над рівнем моря рівним висоті хвилі пропуску в даної точці;

- по цих ізолініях наносять межі зон затоплення, з’єднуючи ці ізолінії плавною кривою.

• залежності від висоти і швидкості руху хвилі пропуску визначають ступень руйнування різних об’єктів за додатком В2.

Приклад до завдання: Оцінити обстановку на об’єкті, який розташований в зоні катастрофічного затоплення на відстані 15 км. від греблі. Рівень перевищення місцевості, де розташований об’єкт, над рівнем води у річці 1 м. На об’єкті будинки переважно з легким металевим каркасом. Характеристика водосховища:

• глибина можливого прорану - 18м;

• об’єм водосховища - 13 км ³ ;

• можлива ширина прорану - 15м.

Розв’язування:

Максимальну швидкість руху хвилі прориву знаходимо інтерполюванням за таблицею 7.5: V _MAX = 4.06 м/с. Це робиться наступним чином. Для висоти прорану 10м швидкість складає 3м/с, при висоті 25 м вона дорівнює 5м/с. Складаємо пропорцію:

V _{MAX 18м} = 3 + [(5 – 3) / (25 – 10)] * 8 = 3 + 1.06 = 4.06 м/с

Також визначаємо і максимальні витрати води: N = 80.66 м ³ /с *м.

Час спорожнення водосховища Т = 13*10⁹м ³ /(80.66 * 15 * 3600) = 2984.64 годин = 124 доби

Висота хвилі пропуску на відстані 15 км: h = 3.98м.

Час підходу хвилі пропуску t _ПР = 1.1 година.

Можлива висота хвилі прориву на об’єкті дорівнює різниці між висотою хвилі пропуску на об’єкті і перевищенням місцевості над рівнем води в річці – це 2.98м.

За максимальної швидкості хвилі пропуску 4.06м/с і висоті її на об’єкті 2.98 м будинки отримують сильні і середні руйнування, люди, які в цей час будуть знаходитися на відкритий місцевості, можуть загинути.