Прогнозування параметрів хвилі прориву ГТС та її вплив на ОЕ

За останні 70 років відбулося більше тисячі аварій на великих гідротехнічних спорудах, в основному в наслідок руйнування підвалини греблі (40%), перевищення розрахункового витрачення водоскиду, тобто переливу води через гребінь греблі (23%), слабкість конструкцій (12%) і нерівномірні опади (10%).

Аварія на гідротехнічній споруді (ГТС), коли вода поширюється з великою швидкістю, що створює загрозу виникнення надзвичайної ситуації техногенного характеру — має назву гідродинамічної аварії.

Вихідні дані для розрахунків включають:

L — віддаленість створу об'єкта від ГТС, км.; L = 5 км В — відносна величина, яка залежить від розміру прорану та греблі; В = 0,75.

h₀ — глибина річки у нижньому б'єфі (НБ), м; h₀ = 4 м.

i — гідравлічний схил місцевості (і = 10^-3 відповідає перевищенню в 1 м на L=1000 м);

h_m — висота міста об'єкта, який потрапляє в зону затоплення, м; h_m = 2,9 м.

H_р — висота греблі; H_р = 40 м Послідовність оцінки обстановки при проходженні хвилі прориву та затоплені наступна:

1. Визначаємо час приходу фронту (tфр) та гребеня (tгр) хвилі прориву до об'єктів за таблицею 1:

t_фр= 0,1 ;t_гр = 1,2.

2. Визначаємо час затоплення tзат за формулою:

= 1,2 — 0,1 = 1,1 год.

3. Визначаємо висоту (h), м, та швидкість (Vфр), м/с, хвилі прориву за формулами:

м.

м/с де A_h, B_h, A_v, B_v — коефіцієнти, які залежать від H_p, i, В (таблиця 2).

A_h= 117; B_h= 59; A_v= 32; B_v= 34.

h = 117 / (59 + 5)^½ = 14,6 м.

Vфр = 32 / (34 + 5) ^½ = 5,1 м/с.

4. Визначаємо ступінь руйнування наземних та причальних споруд в залежності від глибини hг та швидкості Vфр потоку (таблиця 3).

= 14, 6 + 4 = 18,6 м промислові будівлі з важким металевим каркасом — повне руйнування;

промислові будівлі з легким металевим каркасом — повне руйнування;

цегляні двоповерхові будинки — повне руйнування;

дерев’яні одно поверхневі будинки — повне руйнування;

кранове обладнання — повне руйнування;

залізничні колії - повне руйнування;

автопарк — повне руйнування;

5. Визначаємо частку ушкоджених об'єктів на затоплених територіях (таблиця 4).

Для екстраполяції процента пошкоджень при інших швидкостях потоку використовуємо перевідний коефіцієнт: К_с = 0,27· V_фр + 0,07= 0,27· 5,1+ 0,07=1,4.

Затоплення підвалів = 15 · 1,4 = 21%.

Порушення дорожнього руху = 30 · 1,4 = 42%.

Руйнування вуличних бруківок = 0 · 1,4 = 0%.

Зупинка служби в портах = 50 · 1,4 = 70%.

Припинення переправ = 30 · 1,4 = 42%.

Пошкодження захисних дамб = 0 · 1,4 = 0%.

Руйнування і змив дерев’яних будівель = 7 · 1,4 = 9,8%.

Руйнування малих цегляних будинків = 0 · 1,4 = 0%.

Пошкодження блочних бетонних будинків і промоїни фундаментів = 0 · 1,4 = 0%.

Зниження капітальності на одну ступінь:будинків класу 1−3 = 0 · 1,4 = 0%будинків класу 3 і вище = 10 · 1,4 = 14%.

Припинення електропостачання = 80 · 1,4 = 100%.

Припинення телефонного зв’язку = 85 · 1,4 = 100%.

Пошкодження систем газо — та водопостачання = 0 · 1,4 = 0%.

Загибель врожаю = 0 · 1,4 = 0%.