профессор Буров В.Н.

доцент Кроличенко В.Ф.

практическое занятие

Оценка последствий Аварии на гидротехническом объекте Методические указания

Цель работы:

1. Изучить теоретические основы оценки гидротехнических объектов по показателю их устойчивости, возможному характеру их разрушения и последствиям воздействия волны прорыва.

2. Ознакомиться с методикой расчета поражающего действия волны прорыва.

3. Приобрести навыки в оценке поражающего действия волны прорыва.

Учебные вопросы:

1. Определить возможный характер и масштабы последствий аварии на гидротехническом объекте.

2. Определить содержание мероприятий по защите населения от поражающего действия волны прорыва и наводнения.

Порядок выполнения работы:

1. Законспектировать теоретические основы аварий на гидротехнических объектах.

2. Получить у преподавателя исходные данные на проведение расчетов или учебный вариант (см. приложение 2).

3. Провести расчеты параметров волны прорыва по форме бланка (см., приложение 3).

4. Нанести на карту рассчитанную зону затопления.

5. Сделать выводы из оценки поражающего действия волны прорыва и зоны затопления по результатам, проведенных расчетов и дать предложения по защите людей в этих зонах.

1. Теоретические основы

   1. Аварии на гидротехнических объектах

Гидротехнический объект – искусственное гидротехническое сооружение или естественное природное образование, способное при разрушении напорных преград создавать волну прорыва в направлении нижнего бьефа. Бьеф – часть реки, канала, водохранилища и др., участков местности, примыкающих к плотине, шлюзу и т.п., выше (верхний бьеф) или ниже (нижний бьеф) по течению. Волна прорыва и разливающиеся массы воды способны на своем пути вызывать человеческие жертвы, разрушать строения и объекты народного хозяйства, наносить материальный ущерб населению и государству.

1. Гидротехнические сооружения

Гидротехнические сооружения – инженерные сооружения, предназначенные для использования водных ресурсов или для борьбы с разрушительным действием воды. Гидротехнические сооружения подразделяются на общие, применяемые при всех видах использования вод: водонапорные (плотины, дамбы и др.), водопроводящие (каналы, трубопроводы и др.), регуляционные (запруды, ограждающие валы, траверсы и др.), и специальные, возводимые для нужд одной отрасли народного хозяйства: гидроэнергетики (водонапорные плотины, дамбы, и др., сооружения водохранилища), атомной и электроэнергетической промышленности (плотины, дамбы охладителей), рыбохозяйства (плотины и дамбы рыбоводных прудов, рыбоподъемники) водного транспорта (шлюзы, судоподъемники и др.), гидромелиоративные (оросительные и осушительные каналы, шлюзы-регуляторы, коллекторы), водоснабжения и канализации (водонапорные башни, резервуары-накопители и др.).

Наибольшую опасность представляют гидротехнические сооружения напорного типа ("реданец"), при разрушении (прорыве) которых создается волна прорыва. К таким сооружениям относятся плотины, дамбы и др., предназначенные для удержания в верхнем бьефе больших объемов воды, измеряемых тысячами куб./метров и даже куб./километрами. Наиболее крупные из гидротехнических сооружений это: Братское водохранилище на реке Ангара – 169,3 куб. км., Красноярское водохранилище на реке Енисей – 73,3 куб./км.

Плотина – основной тип гидротехнического сооружения, перегораживающего реку или иной водоток для подъема уровня воды перед ним с целью создания напора воды на площадь плотины и (или) образования водохранилища, см., рис. 1.

Рис.1 Схема гидроузла

Разрез (а), план (б)

НПУ – нормальный подпорный уровень; h_вб – глубина водоема перед плотиной в верхнем бьефе; h_пл – высота плотины; h_нб – глубина водоема (реки) за плотиной в нижнем бьефе; H – напор гидроузла ; I – ширина водохранилища в створе гидроузла; А – водохранилище; В – река; ОНХ – объект народного хозяйства; ЗТ – возможная зона затопления; L – расстояние от плотины до створа ВП – волна прорыва.

В зависимости от гидротехнического назначения плотины могут быть глухими, предназначенные лишь для преграждения течения воды, и водосборными – для пропуска из водохранилищ избытка стока. В зависимости от использования строительных материалов плотины бывают: грунтовые, каменные, деревянные, бетонные, железобетонные и др., а в зависимости от характера сопротивления сдвигающим усилиям воды: гравитационные, арочные, конрфорсные. В зависимости от высоты плотины их делят на: низконапорные (до 10 м.), средненапорные (от 10 до 50 м.) и высоконапорные (свыше 50 м.) см. рис.2.

Рис.2. Схема плотины в поперечном разрезе:

1. - гребень;

2 – напорная грань;

3 – понур;

4 – зуб (выступ);

5 – низовая грань;

6 – подошва; H – напор плотины