Научная статья на тему 'Основные поражающие факторы гидродинамической аварии на малых водозаборах гидротехнических сооружений'

Основные поражающие факторы гидродинамической аварии на малых водозаборах гидротехнических сооружений Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
5120
57
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Основные поражающие факторы гидродинамической аварии на малых водозаборах гидротехнических сооружений»

ОСНОВНЫЕ ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ АВАРИИ НА МАЛЫХ ВОДОЗАБОРАХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Е.З. Арифуллин, Н.И. Попов, , к.т.н., доцент, А.В. Калач, д.х.н., профессор ФГБОУ ВО Воронежский институт МЧС России

Гидродинамический опасный объект (ГОО) - сооружение или естественное образование, создающее разницу уровней воды до и после него. К ГОО относятся гидротехнические сооружения, пруды, малые водозаборы, водосбросы напорного фронта и естественные плотины.

В настоящее время в России значительное количество водохранилищ за 4050 и более лет эксплуатации имеют значительный износ, а их оборудование физически и морально устарело. Для таких сооружений сроки эксплуатации 30 и более лет являются критическими по условиям обеспечения безопасности. По данным мировой статистики, именно при эксплуатации объектов более 30—40 лет возрастает вероятность аварий гидротехнических сооружений. Положение усугубляется еще тем, что в последнее время идет активная незаконная застройка периодически затапливаемых территорий гидроузлов, чем создается предпосылка к созданию чрезвычайных ситуаций в этих зонах, особенно в паводковый период или при возникновении гидродинамической аварии.

Гидродинамическая авария, возникающая на гидротехнических сооружениях (ГТС), малых водозаборах связанная с распространением большой скорости воды и создающая угрозу возникновения техногенной чрезвычайной ситуации с экологическим и материальным ущербом.

Авария на ГТС может произойти из-за воздействия сил природы (землетрясения, ураганы, обвалы, оползни и т.д.), конструктивных дефектов, нарушения правил эксплуатации, воздействия паводков, разрушения основания, недостаточности выбросов и т.д., а в военное время - как результат воздействия по ним средств поражения.

При прорыве плотины в ней образуется проран, от размеров которого зависят объем и скорость падения вод верхнего бьефа в нижний бьеф ГОО и параметры волны прорыва.

Катастрофическое затопление, являющееся следствием гидродинамической аварии, заключается в стремительном затоплении местности волной прорыва.

Масштабы последствий гидродинамических аварий зависят от параметров и технического состояния гидроузла, характера и степени разрушения плотины, объемов запасов воды в водохранилище, характеристик волны прорыва и катастрофического наводнения, рельефа местности, сезона и времени суток происшествия и многих других факторов. Основными поражающими факторами катастрофического затопления являются: волна прорыва, характеризующая высотой волны и скоростью движения, и длительность затопления.

Прорыв плотин приводит к затоплению местности. Зона затопления

11

образуется следующим образом. Волна прорыва в своем движении вдоль русла реки непрерывно изменяет высоту, скорость движения, ширину и другие параметры. Эта волна имеет зоны подъема уровней воды и зоны их спада, которые называются фронтом волны прорыва. Фронт волны прорыва может быть очень крутым при перемещении больших волн на участках, близких к разрушенному ГТС, и относительно пологим на значительном удалении от него.

Вслед за фронтом волны прорыва высота ее начинает интенсивно увеличиваться, достигая через некоторое время максимума, превышающего бровки берегов реки, в результате чего начинается затопление пойм. При этом образуются косые течения, которые формируют так называемый головной клин, имеющий в плане форму криволинейного треугольника.

После прекращения подъема уровней по всей ширине потока наступит более или менее длительный период движения, близкий к установившемуся. Этот период будет тем длительнее, чем больше объем водохранилища. Последний фазой образования зоны затопления является спад уровней. После прохождения волны прорыва остается переувлажненная пойма и сильнодеформированное русло реки, так как скорость воды в волне может превышать расчетные неразмывающие скорости для грунтов, слагающих дно реки и поймы.

Таким образом, развитие чрезвычайных ситуаций на объектах ГТС, малых водозаборов расположенных вблизи населенных пунктов являются чрезвычайно-опасными и острыми по размеру экологического и материального ущерба

Список использованной литературы

1. Основы моделирования чрезвычайных ситуаций: учеб. пособие/ В.Г. Шаптала, В.Ю. Робдолуцкий; под общ. Ред. В.Г. Шапталы. - Белгород: издательство БГТУ, 2010 166 с.

2. СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования. / Госстрой России. - М: ФГУП ЦПП, 2004.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.