Аварии на гидротехнических сооружениях (прорывы плотин). Аварии на гидротехнических сооружениях и их последствия Аварии на гидротехнических сооружениях примеры в мире

Вода относится к наиболее опасным и непредсказуемым природным явлениям. Людям, чтобы обезопасить свои поселения и при этом иметь необходимый запас воды, приходится строить специальные гидротехнические сооружения. Они создают разницу в гидроуровнях. До сооружения располагается верхний бьеф (высокий уровень воды), а после – нижний.

Плотина Гувера

Плотины и относятся к наиболее распространенным . Можно встретить также запруды и . Все они являются потенциально опасными и требуют постоянного контроля со стороны соответствующих организаций.

В результате их разрушения или поломки происходит большой неконтролируемый выброс воды, в результате чего возникает чрезвычайная ситуация сопряженная с гибелью людей, животных и многочисленными разрушениями. Это называется (определение и презентация в энциклопедии сайт).

Что делать в такой ситуации, к каким последствиям нужно быть готовым и можно ли ее предупредить, рассмотрим в данной статье.

Причины возникновения

Разрушение плотины или дамбы может происходить по естественным причинам или из-за деятельности человека. К природным силам, способным вызвать прорыв гидротехнического объекта относятся: землетрясения, паводки, сильные и продолжительные ливни, ураганы, оползни. Естественная коррозия бетонных конструкций также способна привести к аварии, но сейчас чаще всего распространены грунтовые плотины.

Различные неточности в проектировании, ошибки при сооружении объектов, дефекты материала или его низкое качество, взрывы, диверсии, военные действия вблизи гидродинамических сооружений относятся к причинам, которые связаны с человеческой деятельностью.

При обнаружении хоть малейшего риска прорыва плотины производят действия по ее укреплению и предотвращению прорыва. Во время весенних паводков осуществляется регулярный сброс воды из объекта.

Потоки воды

В зависимости от объема и силы выброшенной воды различаются следующие виды гидродинамических аварий:

Прорыв сооружения с возникновением сильных волн, приводящих к затоплению обширных территорий
Прорыв плотины или дамбы, в результате чего наступает прорывный паводок (кратковременное, но интенсивное поднятие уровня воды в водотоке).
Авария, приводящая к отложению речных наносов на большой местности и разрушению плодородного слоя почвы.

В большинстве случаев спад уровня воды на затопленных территориях наступает спустя 4 часа, в некоторых случаях необходимо ждать пару суток.

Последствия и поражающие факторы

В результате гидродинамической аварии происходит затопление местности, часто сравнимое с катастрофой. Образовавшаяся волна стремительно обрушивается на местность, расположенную в низине.

К главным поражающим факторам в таких ситуациях относят:

силу потока;
возникающую волну;
а также спокойные воды, разрушающе действующие на сельскохозяйственные объекты.

Силу волны при прорыве сооружения можно сравнить с ударной воздушной волной от взрыва. Однако не каждое затопление становится катастрофичным. Для получения статуса чрезвычайной ситуации учитывается его длительность, глубина, границы зоны возможного подтопления, а также высота волны и скорость потока должна быть максимальной.

К первичным последствиям гидродинамических аварий относятся:

массовая гибель и многочисленные потери животных и людей;
разрушение зданий и важных коммунальных объектов;
перерывы в подаче электроэнергии;
прекращение функционирования ирригационных или других водохозяйственных систем (а также объектов прудового рыбного хозяйства);
разрушение или затопление населенных пунктов и промышленных предприятий;
выведение из строя коммуникаций и других элементов инфраструктуры;
гибель посевов и скота;
выведение из хозяйственного оборота сельскохозяйственных угодий;
нарушение жизнедеятельности населения и производственно-экономической деятельности предприятий;
утрата материальных, культурных и исторических ценностей;
нанесение ущерба природной среде (в том числе в результате изменений ландшафта);
гибель людей.

Последующими, вторичными последствиями можно назвать:

и местности веществами из разрушенных (затопленных) хранилищ промышленных и сельскохозяйственных предприятий, приводящими к развитию инфекций и эпидемий среди населения;
массовые заболевания людей и сельскохозяйственных животных;
аварии на транспортных магистралях;
оползни и обвалы.

В зоне катастрофы могут возникать частые пожары из-за обрыва и повреждения линий электропередачи. Обвалы и оползни также становятся последствием аварии в результате сильного размыва грунтового слоя.

Существуют и остаточные явления прорыва гидротехнического сооружения долговременного характера. Это изменение ландшафта, экологии, снижение плодородия почвы.

Как себя вести в зоне ЧС

В местностях с риском прорыва дамб заранее предусматривается система предварительного оповещения, а также создается план эвакуации с указанием пунктов сбора. Для оповещения используются сирены, гудки, громкоговорители, а также средства массовой информации (радио, телевидение).

Жителям, проживающим внизу нижнего бьефа, следует заранее ознакомиться с наиболее удобным . Чаще всего они прокладываются к ближайшим возвышенным точкам на данной местности. В каждом доме на такой экстренный случай должен быть приготовлен рюкзак с необходимым минимальным набором вещей, у людей в погонах такой комплект называется “тревожный чемоданчик” о Вы можете прочитать в нашей статье.

Как следует себя вести, если вы услышали оповещение о прорыве плотины и приближении потока воды?

Необходимо придерживаться следующих рекомендаций четко и без паники:

Обходим дом и выключаем полностью водоснабжение, перекрываем подачу газа и электричества.
Делаем (ели заранее не подготовили) запас чистой воды и еды. Все упакуйте в герметичную упаковку.
На нижних этажах следует укрепить, а лучше забить гвоздями двери и окна.
Все ценные предметы перенесите на более высокое место (чердак, 2 этаж)
Возьмите документы, аптечку, вещи и отправляйтесь к назначенному для вашего района пункту сбора для массовой эвакуации.

В случае, если катастрофа застала вас врасплох, то попробуйте укрыться от надвигающейся волны. Для этого вполне подойдет любое место на возвышенности (дерево, верхний этаж здания, крыша дома).

Обязательно обращайте внимание на само здание. Оно должно быть устойчивым и без разрушений, способным выдержать удар воды. Оказавшись в воде, пытайтесь удержаться на поверхности, используя плавающие предметы. Опасайтесь острых, стеклянных предметов.

Сигнал Угроза катастрофического затопления

В ситуации затопления вашего дома, поднимитесь на крышу и подавайте постоянно сигнал о своем присутствии в жилище. Можно повесить яркую ткань. В темное время суток подойдет фонарик или экран телефона.

Четко контролируйте свои запасы питьевой воды и пищи. Помните, что помощь к вам может прийти только спустя 1-2 дня. Не употребляйте продукты, которые были подтоплены. Они могут вызвать отравление.

Действия после аварии

Вернувшись домой, следует быть предельно осторожными и внимательными. Прежде чем войти в жилище, снаружи осмотрите стены и крышу на предмет сильных повреждений или разрушений. Откройте двери и окна, чтобы проветрить помещение.

В первую очередь проверьте газовое оборудование на исправность. Не прибегайте к использованию открытого огня, пока не убедитесь в отсутствии утечки газа, о Вы можете прочитать в нашей статье. Все коммунальные системы (электропроводка, водопровод, канализация) также следует подвергнуть тщательному осмотру. Лучше, если это сделает специалист.

Воду следует откачивать постепенно. Не забудьте про подвал и колодец. Перед тем, как начать уборку, жилище следует просушить.

Для того чтобы подобные аварии происходили как можно реже следует при строительстве водоудерживающих объектов обеспечить их высокое качество и надежность. С этой целью в 1997 году был принят , который закрепляет ответственность уполномоченных лиц и регулирует все вопросы касательно безопасности этих конструкций.

Самой основной предупредительной мерой гидродинамических аварий является постоянное наблюдение за состоянием плотин, а также тесное сотрудничество с метеорологическими службами.

Гидротехнические сооружения предназначены для использования водных ресурсов для нужд человека, а также для борьбы с разрушительным воздействием водной стихии на жизнедеятельность человека. По своему предназначению гидротехнические сооружения подразделяются на водопроводные (плотины, дамбы и т. п.), водопроводящие (каналы, трубопроводы, тоннели и др.), регуляционные (полузапруды, ограждающие валы и т. п.), водозаборные, водосбросовые и специальные (здания гидроэлектростанций (ГЭС), шлюзы, судоподъёмники и др.).
В настоящее время на территории Российской Федерации эксплуатируется более 30 тыс. водохранилищ и несколько сотен накопителей промышленных стоков и отходов. Имеется около 60 крупных водохранилищ ёмкостью более 1 млрд м 3 .
К основным потенциально опасным гидротехническим сооружениям относятся плотины, водозаборные и водосбросовые сооружения и шлюзы.
Водозаборное сооружение – это гидротехническое сооружение для забора воды из источника питания (реки, озера, подземного источника) с целью использования её для нужд гидроэнергетики, водоснабжения или орошения полей.
Водосбросовые сооружения – гидротехнические сооружения, предназначенные для сброса излишней (паводковой) воды из водохранилища, а также пропуска воды в нижний бьеф. (Бьеф – часть водоёма, реки, канала. Верхний бьеф расположен по течению выше водонапорного сооружения (плотины, шлюза), нижний бьеф – ниже водонапорного сооружения.)
Шлюз – это сеть сооружений для подъёма или опускания судов с одного уровня воды (реки, канала) на другой. Наиболее крупные шлюзы имеют ширину свыше 30 м и длину до нескольких сотен метров.
Гидродинамические аварии на указанных сооружениях могут привести к катастрофическим последствиям, так как все эти гидротехнические сооружения располагаются, как правило, в черте или выше крупных населённых пунктов и являются объектами повышенного риска. Возникновение гидродинамической аварии на таком объекте может привести к катастрофическому затоплению обширных территорий и образованию зоны катастрофического затопления.
Запомните!
Гидродинамическая авария – это чрезвычайная ситуация, связанная с выходом из строя (разрушением) гидротехнического сооружения или его части и неуправляемым перемещением больших масс воды, несущих разрушения и затопления обширных территорий.
Зона катастрофического затопления – это зона затопления, возникшая в результате гидродинамической аварии, случившейся на гидротехническом сооружении, в пределах которого произошли массовые потери людей, сельскохозяйственных животных и растений, значительно повреждены или уничтожены здания и различные сооружения.
Гидродинамические аварии на гидротехнических сооружениях могут возникнуть вследствие действия сил природы (землетрясения, ураган, разлив, разрушение плотины паводковыми водами) или воздействия человека (нанесение ударов современными средствами поражения по гидротехническим сооружениям и диверсионных актов), а также из-за конструктивных дефектов или ошибок в проектировании и эксплуатации гидротехнических сооружений.
Это должен знать каждый
Основными последствиями крупных гидродинамических аварий являются:

o повреждения и разрушения гидротехнических сооружений, кратковременное или долговременное прекращение выполнения ими своих функций;

o поражение людей и разрушение сооружений волной прорыва, образовавшейся в результате разрушения гидротехнического сооружения и имеющей высоту от 2 до 12 м и скорость движения от 3 до 25 км/ч (в горных районах может доходить до 100 км/ч);

o катастрофическое затопление обширных территорий и значительного количества городов и сёл, объектов экономики, длительное прекращение судоходства, сельскохозяйственного и рыбопромыслового производства.

Статистика
В настоящее время гидротехнические сооружения на 200 водохранилищах и 56 накопителях отходов эксплуатируются без существенной реконструкции более 50 лет, а это увеличивает вероятность возникновения на них гидродинамических аварий.
По данным МЧС России
История знает несколько примеров катастрофических последствий аварий на гидротехнических сооружениях из-за разрушения плотины.
Если разрушается плотина, то вода с большой скоростью и напором устремляется вниз по течению реки. Образуется так называемая волна прорыва, которая и является основным поражающим фактором гидродинамической аварии.

Гидротехнические сооружения - это объекты, создаваемые с целью использования кинетической энергии воды (ГЭС), охлаждения систем в технологических процессах, мелиорации, защиты прибрежных территорий (дамбы), забора воды для водоснабжения и орошения, рыбозащиты, регулирования уровня воды, обеспечения деятельности морских и речных портов, для судоходства (шлюзы).
Следует различать такие понятия, как запруда, плотина, гидроузел. Запруда обычно создает подъем воды, но не имеет стока или он весьма ограничен. Плотина - сооружение, тоже создающее напор воды, но почти с постоянным ее стоком. Гидроузел представляет собой систему сооружений и водохранилищ, связанных единым режимом водопере-тока.
Весьма опасно разрушение плотин, так как при этом действуют два фактора: волна прорыва и зона затопления, каждый из которых имеет свою характеристику и для людей представляет опасность. Прорыв может произойти из-за воздействия сил природы (землетрясения, урагана, обвала, оползня), конструктивных дефектов, нарушения правил эксплуатации, воздействия паводков, разрушения основания, недостаточности водосбросов, а в военное время - в результате воздействия средств поражения.
При прорыве в плотине или в другом сооружении образуется проран, от размеров которого зависят объем, скорость падения воды и параметры волны прорыва - основного поражающего фактора этого вида аварий.

Разрушительное действие волны прорыва заключается главным образом в движении больших масс воды с высокой скоростью и таранного действия всего того, что перемещается вместе с водой (камни, доски, бревна, различные конструкции).
Высота и скорость волны прорыва зависят от гидрологических и топографических условий реки. Например, для равнинных районов скорость волны прорыва колеблется от 3 до 25 км/ч, а для горных и предгорных мест имеет величину порядка 100 км/ч. Лесистые участки замедляют скорость и уменьшают высоту волны. Прорыв плотин приводит к затоплению местности и всего того, что на ней находится, поэтому строить жилые и производственные здания в этой зоне запрещено.
Причины крупных аварий гидротехнических сооружений различны, но чаще всего они происходят из-за разрушения основания.

Введение

Родиной самых первых гидротехнических сооружений (ГТС) можно назвать Древний Египет, где до наших дней сохранились остатки одного из самых ранних гидротехнических сооружений – плотины Сад Эль-Кафар, которая была построена приблизительно между 2950 и 2750 гг. до н. э. Еще в древних цивилизациях жизненно важным фактором было управление водными ресурсами с целью обеспечения орошения и водоснабжения. Поэтому площадь водного зеркала создаваемых водохранилищ постоянно увеличивалась, а после 1915 г. стало возможным создание водохранилищ с площадью водного зеркала более 100 кв. км, в результате изменений в технологии земляных и бетонных работ, позволивших возводить крупные и сравнительно дешевые сооружения. Но бум гидротехнического строительства приходится на последние 30-40 лет, когда было построено более 85 % всех существующих в мире плотин.

Ежегодно на земном шаре вступают в эксплуатацию несколько сот новых водоемов – водохранилищ с общей площадью, превосходящей акваторию десяти Азовских морей. Сейчас не так уж много рек, на которых нет хотя бы подобного сооружения. Так, «в России построено и находится в эксплуатации свыше 3 тыс. водохранилищ». Ежегодно в строй вступает от 300 до 500 новых водохранилищ. Многие крупные реки планеты – Волга, Ангара, Миссури, Колорадо, Парана и др. – превращены в каскады водохранилищ.

Однако создание водохранилищ имеет негативную сторону. С одной стороны, они объективно нужны для социально-экономического развития общества, для снабжения населения водой, продовольствием, энергией, в борьбе с наводнениями и т.д. С другой – оказывают отрицательное воздействие на природу и хозяйство речных долин выше и ниже створа плотин, а также являются источником возможной угрозы жизни населения, проживающего ниже створа гидроузла, и нанесению большого материального ущерба, т.е. являются потенциально опасными объектами.

Подпорные гидротехнические сооружения довольно надежны и долговечны – многие из них функционируют десятки и даже сотни лет. Однако материалы мировой статистики и события недавних лет свидетельствуют о том, что аварии на гидроузлах возможны, они могут привести к повреждению и разрушению плотин и примыкающих к ним сооружениям.

Последствия аварии водохранилища (например, прорыв большой плотины на реке) могут быть исключительно велики. В отличие от промышленных, транспортных и других сооружений, ущерб от аварий которых во многих случаях оценивается стоимостью восстановления разрушенных частей самого сооружения, ущерб от аварии подпорного гидросооружения обычно во много раз превосходит его стоимость. Это объяснятся тем, что при этом, помимо человеческих жертв, разрушаются и другие сооружения на реке и её берегах, парализуется деятельность предприятий целых районов, базировавшихся на данном гидросооружении, восстановление же последнего требует обычно ряда лет. Это обстоятельство заставляет считать гидросооружения весьма ответственными сооружениями, проектирование, строительство и эксплуатация которых требует исключительного внимания.

Как часто всё же происходит авария с гидротехническими сооружениями? «Французские специалисты дают такой ответ на этот вопрос. Начиная с VIII в. каждые 5 лет разрушалась 1 плотина. За сорокалетний срок, предшествовавший 1975 г., количество аварий значительно увеличилось и составляло примерно 1 катастрофу в среднем с 50 человеческими жертвами каждые 15 месяцев. Причиной этого является строительство всё более высоких плотин с большими водохранилищами в сложных природных условиях».

Гидротехнические объекты могут быть источником колоссальных бедствий и не по причине непосредственного разрушения сооружений. К примеру, спустя несколько лет после окончания строительства высотной плотины и заполнения водой водохранилища «Вайонт» в Италии, 9 октября 1963 г. 240 млн. куб. м меловых пород оторвались от горы Ток и сместились в водохранилище. Только 15 сек. понадобилось для полного заполнения грунтом чаши водохранилища, выплёскивания воды на противоположный склон на высоту 260 и 100 м над плотиной. Плотина осталась стоять, но… только мертвым памятником трём тысячам жертв, погибших в этой катастрофе. В результате разрушен г. Лонжерон.

Создание и эксплуатация водохранилищ вызывают также значительные изменения в природе и хозяйстве речных долин, на прилегающих к ним территориям, в долинах ниже плотин и в приустьевых участках морей и озер, в которые впадают зарегулированные водохранилищами реки. Однако следует отметить, что значительные или заметные изменения в окружающей среде вызывают преимущественно крупные и некоторые средние водохранилища. Влияние небольших и малых водохранилищ на природу и хозяйство территории, обычно невелико, а нередко и положительно.

«Проблема потенциальной опасности гидротехнических сооружений в Башкортостане весьма актуальна. В республике около 1500 различных гидротехнических сооружений; некоторые из них находятся в аварийном состоянии или просто бесхозными».

Так, 7 августа 1994 г. произошла авария на плотине Тирлянского водохранилища в бассейне реки Белой в РБ, когда после интенсивных дождей из-за изношенности механизмов не удалось открыть все отверстия берегового водосброса (работало только одно) и вода из переполненного водохранилища устремилась через гребень земляной плотины, которую разрушило в течение нескольких часов (семиметровая волна прорыва снесла поселок Тирлян, погибли 28 человек). В результате, жители населенных пунктов, расположенных в районе каких-либо ГТС, стали с некоторой опаской и паническим недоверием относится к данному виду сооружений на реках.

Как уже говорилось выше, бум строительства ГТС пришелся на последние 30-40 лет. В этот же период, с 1950 – 1961гг., были построены и ГТС Павловской ГЭС.

Павловский гидроузел был построен в целях комплексного использования водных ресурсов реки Уфы, с учетом перспективного развития энергопотребления, водоснабжения и судоходства. Водохранилище используется для перевозки пассажиров, сухогрузов, нефтепродуктов, леса, лесоматериалов и в целях рекреации. На его берегах расположено 11 учреждений отдыха: турбазы, базы отдыха, детские и спортивные лагеря.

В комплекс Павловского гидроузла входят водоподпорные, водопроводящие, судоходные и другие сооружения, повреждения которых могут привести к возникновению чрезвычайных ситуаций, поскольку от их надежности зависит не только работа Павловской ГЭС, но и функционирование хозяйственных и промышленных объектов региона. Ниже створа водоподпорных сооружений головного узла, в 5-10 км от створа, расположены населенные пункты Красный Ключ, Нижняя Павловка, Яман-Елгинский ЛПХ, Кировка.

Согласно статье 21 п.2 Федерального закона «О безопасности гидротехнических сооружений» принятого Государственной Думой 23 июня 1997 года «гидротехнические сооружения, которые находятся в эксплуатации при вступлении в силу настоящего Федерального закона, вносятся в Российский регистр гидротехнических сооружений в безусловном порядке без представления деклараций безопасности гидротехнических сооружений». Следовательно, гидротехнические сооружения Павловской ГЭС находятся в российском регистре ГТС с момента вступления в силу вышеупомянутого Федерального закона и на них распространяются требования, предъявляемые этим законом к ГТС.

Одним из требований к ГТС, предъявляемых Федеральным законом, является предоставление Декларации безопасности – основного документа, который содержит сведения о соответствии гидротехнического сооружения критериям безопасности. «Декларация необходима для организации контроля за соблюдением мер безопасности, оценки достаточности и эффективности мероприятий по предупреждению и ликвидации ЧС на промышленном объекте. Он является документом, где отражаются характер и масштабы опасностей на промышленном объекте и мероприятия по обеспечению промышленной безопасности и готовности к действиям в техногенных чрезвычайных ситуациях. Обязательному декларированию безопасности подлежат проектируемые и действующие промышленные объекты, имеющие в составе особо опасные производства, а также гидротехнические сооружения, хвостохранилища (отходы производств) и шлаконакопители, на которых возможны гидродинамические аварии».

Учитывая вышеизложенное и во исполнение требований ФЗ «О безопасности ГТС», Павловская ГЭС была включена в перечень объектов электроэнергетики, подлежащих декларированию безопасности в 1998 году (совместный приказ Минтопэнерго России и МЧС России от 31 декабря 1997 г. №461/792), и к 29 сентября 1999 г. Декларация безопасности ГТС Павловской ГЭС была разработана.

Из сведений, представленных в декларации, можно сделать вывод, что гидротехнические сооружения находятся в работоспособном состоянии и условия их эксплуатации соответствуют действующим нормам и правилам. Уровень безопасности ГТС оценивается как «нормальный». Представленная информация о мерах по локализации и ликвидации чрезвычайных ситуаций, защите от них населения и территорий позволяет сделать вывод, что Павловская ГЭС готова в случае необходимости к ликвидации и локализации чрезвычайных ситуаций.

Павловская ГЭС имеет в необходимом объеме лицензии на осуществление видов деятельности, связанных с обеспечением безопасности. На гидроузле существует группа наблюдений за состоянием ГТС в количестве 3 человек, которая осуществляет надзор за безопасностью ГТС в объеме и сроки удовлетворяющие требованиям руководящих документов, а также спасательная группа в количестве 50 человек.

Однако проблема повышения устойчивости функционирования любых ГТС в современных условиях приобретает все большее значение в связи с:

· снижением трудовой и технологической дисциплины на всех уровнях;

· высоким производственным износом основных фондов, с одновременным снижением темпов их обновления (Павловская ГТС эксплуатируется уже более 40 лет, а фактическая реализация ремонтных работ сдерживается из-за финансовых возможностей ОАО «Башкирэнерго»);

· слабой нормативно-правовой базой, обеспечивающей страхование объекта на случай ущерба (договора страхования Павловской ГЭС на случай ущерба от стихийного бедствия не имеется, в связи с отсутствием нормативно технической документации по определению ущерба и страхования ГТС);

· отставанием отечественной практики от зарубежной в области использования научных основ проблемного риска в управлении безопасностью и предупреждением ЧС;

· повышение вероятности возникновения военных конфликтов и террактов.

В сценарии возможной аварии на гидроузле, изложенном в Декларации безопасности Павловской ГЭС, а также в результатах расчета возможного ущерба от этой аварии, уровень безопасности оценивается как нормальный, а возможный ущерб от аварии не подлежит обязательному учету для сооружений 2-го класса. Поэтому в дипломной работе расчет возможных последствий от аварии производился не по предложенному сценарию в декларации безопасности, а по сценарию с большой редкостью, а, следовательно, и ущербом.

Большая часть многих современных ГТС функционирует 20-30 лет (Павловский гидроузел – 40 лет). Это значит, что они входят в период «старения» и нуждаются в особом внимании. В связи с этим необходимо рассмотреть различные сценарии возможных аварий, в том числе опорожнение водохранилищ, предусмотреть оценку последствий и составление карт последствий разрушения ГТС (возможного прохождения волн прорыва), а также разработать рекомендации по оповещению и спасению людей.

В данном дипломной работе в разделе 1 представлены краткая информация о гидросооружениях, а также данные о различных авариях, произошедших на гидроузлах.

В разделах 2, 3 проведен анализ безопасности гидротехнических сооружений Павловской ГЭС, дано краткое описание Павловского гидроузла и рассмотрены уязвимые места гидротехнических сооружений Павловской ГЭС.

В разделе 4 рассмотрен вопрос сейсмоустойчивости ГТС, приведены основные принципы сейсмостойкого строительства различных типов плотин.

В разделе 5, 6 приведены сведения об имевших место аварийных ситуациях на Павловском гидроузле, сценарий возможной аварии на Павловском гидроузле, а также оценка величины ущерба.

В разделе 7 рассмотрены мероприятия по обеспечению безопасности объекта, а в Приложении проведен расчет прохождения волны прорыва и затопления местности в результате аварии на Павловском гидроузле с использованием программы «ВОЛНА 2.0».

Гидротехнические сооружения. Предназначены для использования водных ресурсов для нужд человека и борьбы с разрушительным воздействием водной стихии на жизнедеятельность человека. Предназначены для использования водных ресурсов для нужд человека и борьбы с разрушительным воздействием водной стихии на жизнедеятельность человека.

Предназначение гидротехнических сооружений. 1. водоподпорные (плотины, дамбы). 2.водопроводящие (каналы, трубопроводы, тоннели). 3. регуляционные (полузапруды, ограждающие валы). 4. водозаборные, водосбросовые и специальные (здания ГЭС, шлюзы, судоподъемники).

Водосбросовые сооружения Это гидротехнические сооружения, предназначенные для сброса излишней (паводковой) воды из водохранилища, а также пропуска воды в нижний бьеф. (Бьеф- часть водоема, реки, канала. Верхний бьеф расположен по течению выше водонапорного сооружения (плотины, шлюза), нижний бьеф- ниже водонапорного сооружения.)

Шлюз. Это сеть сооружений для подъема или опускания судов с одного уровня воды (реки, канала) на другой. Гидродинамические аварии на этих сооружениях приводят к катастрофическим последствиям, так как располагаются они, как правило, выщше крупных населенных пунктов.

Зона катастрофического затопления. Это зона затопления, возникшая в результате гидродинамической аварии, случившейся на гидротехническом сооружении, в пределах которого произошли массовые потери людей, сельскохозяйственных животных и растений, значительно повреждены здания и сооружения.

Гидродинамические аварии Возникают вследствие действия сил природы (землетрясения, ураган, разлив, разрушение плотины) или воздействия человека (нанесение ударов современными средствами поражения, диверсии), из-за конструктивных дефектов или ошибок в проектировании и эксплуатации.

Последствия гидродинамических аварий. 1. повреждения гидродинамических сооружений и прекращение выполнения ими своих функций; 2. поражение людей и разрушение сооружений волной прорыва, в результате разрушения гидротехнического сооружения в высоту от 2 до 12 метров и скорость от 3 до 25 км/ч (в горах до 100 км/ч)

Последствия гидродинамических аварий. Катастрофическое затопление территорий, городов, прекращение судоходства, рыбопромыслового производства. 200 водохранилищ и 56 накопителей отходов эксплуатируются 50 лет. За 180 лет в мире произошло 300 значительных гидродинамических аварий.

Побочные явления. В зоне затопления могут оказаться опасные производственные объекты, нарушается система водоснабжения, канализации. Это создает неблагоприятную санитарно- эпидемическую обстановку и способствует появлению массовых инфекционных заболеваний.

Вопросы. 1. Какие сооружения относятся к гидродинамическим? Назовите их основное предназначение. 1. Какие сооружения относятся к гидродинамическим? Назовите их основное предназначение. 2. Какие гидродинамические сооружения относятся к потенциально опасным сооружениям? 2. Какие гидродинамические сооружения относятся к потенциально опасным сооружениям? 3. Каковы причины возникновения гидродинамических аварий? 3. Каковы причины возникновения гидродинамических аварий?

Гидротехническое сооружение – это объект хозяйственной деятельности, находящийся у водной поверхности и предназначенный, для:

Ø использования кинетической энергии движущейся воды, с целью преобразования ее в другие виды энергии;

Ø охлаждения отработанного пара ТЭС и АЭС;

Ø защиты прибрежной территории от воды;

Ø забора воды для орошения и водоснабжения;

Ø осушения;

Ø рыбозащиты;

Ø регулирования уровня воды;

Ø обеспечения деятельности речных и морских портов, судостроительных и судоремонтных предприятий, а также судоходства;

Ø подводной добычи, хранения и транспортировки полезных ископаемых.

Опасность затопления низменных районов возникает при разрушении плотин, дамб и гидроузлов. Непосредственную опасность представляет стремительный и мощный поток воды, вызывающий поражение, затопление и разрушение зданий и сооружений. Жертвы среди населения и разрушения происходят из-за высокой скорости огромного количества воды, сметающей все на своем пути.

Разрушение (прорыв) гидротехнического сооружения возникает вследствие воздействия природных факторов (землетрясений, ураганов, размыва дамб и плотин) или деятельности человека, а также из-за конструктивных дефектов или ошибок проектирования.

К основным гидротехническим сооружениям относятся: плотины, водозаборные и водосбросные сооружения, запруды.

Прорыв – это повреждение в теле плотины, дамбы, шлюза являющиеся последствием их размыва с образованием волн прорыва и катастрофических затоплений или прорывного паводка.

Волна прорыва возникает при условии одновременного наложения двух процессов: падения воды из водохранилища и резкого увеличения объема воды в месте падения. Высота волны прорыва и скорость ее распространения зависит от размеров прорыва, разницы уровней воды и топографических условий русла и устья реки.

Высота волны прорыва составляет 2-50 метров, скорость движения, как правило, находится в диапазоне от 3 до 25 км/ч.

Гидродинамическая авария – это чрезвычайная ситуация, связанная с выводом из строя (разрушением) гидротехнического сооружения или его части и неуправляемым перемещением больших масс воды, несущих разрушения и затапливающих значительные территории.

Это аварии на гидротехнических сооружениях, при которых вода распространяется с большой скоростью, создавая угрозу возникновения чрезвычайной ситуации техногенного характера.

Для предотвращения возможных внезапных прорывов на плотинах водохранилищ, защиты населения, территорий и материальных ценностей заблаговременно осуществляют следующие мероприятия:

а) административные:

Ø ограничение строительства жилых домов и объектов хозяйственной деятельности в местах, подпадающих под воздействие потенциально возможной волны прорыва возможного затопления;

Ø эвакуация населения из зон, время подхода волны прорыва к которым после разрушения плотины составляет менее четырёх часов, производится срочно, а с остальной территории, только в случае возникновения угрозы затопления;

б) инженерно-технические:

Ø обваловка (строительство дамб) населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий;

Ø создание надежных дренажных систем;

Ø берегоукрепительные работы для предотвращения оползней и обвалов;

Ø устройство гидроизоляции и специальных креплений на зданиях и сооружениях;

Ø насаждение низкорослых лесов из ольхи, вербы, осины и березы, повышающих шершавость поверхности и способствующих снижению скорости волны прорыва.

Ø оповещение и информирование населения;

Ø заблаговременно планируются маршруты возможной эвакуации на возвышенные участки местности;

Ø необходимо остерегаться оборванных и провисших проводов; о наличии таких повреждений, а также о разрушении канализационных и водопроводных сетей сообщать в соответствующие коммунальные службы;

Ø нельзя употреблять в пищу продукты, которые находились в контакте с водными потоками.

Для каждого гидроузла составляются схемы и карты, на которых указаны границы зоны затопления и дается характеристика волны прорыва. В этой зоне запрещено строить жилье и предприятия.

В случае прорыва плотины для оповещения населения используются все средства: сирены, радио, телевидение, телефон и средства громкоговорящей связи. Получив сигнал, следует немедленно эвакуироваться на ближайшие возвышенности. В безопасном месте следует находиться до тех пор, пока не спадет вода или не будет получено сообщение о том, что опасность миновала.

Эвакуация населения из зон возможного затопления в первую очередь проводится из населенных пунктов, находящихся вблизи плотин, волна прорыва которых может достичь этих населенных пунктов менее чем за четыре часа, а из остальных населенных пунктов - при наличии непосредственной угрозы их затопления.

Гидродинамически опасными объектами называют сооружения или естественные образования, создающие разницу уровней воды до (верхний бьеф) и после (нижний бьеф) них. К ним относятся гидротехнические сооружения напорного фронта: плотины, запруды, дамбы, водоприемники и водозаборные сооружения, напорные бассейны и уравнительные резервуары, гидроузлы, малые гидроэлектростанции и сооружения, входящие в состав инженерной защиты городов и сельскохозяйственных угодий.

Аварии на гидродинамически опасных объектах называются гидродинамическими. Они подразделяются на следующие виды:

Прорывы плотин (дамб, шлюзов, перемычек и др.) с образованием волн прорыва, приводящие к катастрофическим затоплениям;

Прорывы плотин (дамб, шлюзов, перемычек и др.), приводящие к возникновению прорывного паводка;

Прорывы плотин (дамб, шлюзов, перемычек и др.), приводящие к смыву плодородных почв или отложению наносов на больших территориях.

Основные поражающие факторы гидродинамических аварий, связанных с разрушением гидротехнических сооружений, - волна прорыва и затопление местности.

Последствия аварий на гидродинамически опасных объектах могут быть труднопредсказуемы. Располагаясь, как правило, в черте или выше по течению крупных населенных пунктов и являясь объектами повышенного риска, при разрушении они могут привести к катастрофическому затоплению обширных территорий, значительного количества городов и сел, объектов экономики, к массовой гибели людей, длительному прекращению судоходства, сельскохозяйственного и рыбопромыслового производств.

Последствия катастрофического затопления могут быть усугублены авариями на потенциально опасных объектах, попадающих в его зону.

В зонах катастрофического затопления могут разрушаться (размываться) системы водоснабжения, канализации, сливных коммуникаций, места сбора мусора и прочих отбросов. В результате нечистоты, мусор и отбросы загрязняют зоны затопления и распространяются вниз по течению. Возрастает опасность возникновения и распространения инфекционных заболеваний. Этому способствует также скопление населения на ограниченной территории при значительном ухудшении материально-бытовых условий жизни.

Защита и безопасность населения при гидродинамических авариях обеспечиваются комплексом организационных, инженерно-технических и других мер. Основные из этих мер: правильный выбор места размещения плотины и населенных пунктов; ограничение строительства жилых домов и объектов экономики в местах, подверженных действию возможной волны прорыва; обвалование населенных пунктов и сельскохозяйственных.угодий; создание надежных дренажных систем; проведение берегоукрепительных работ для предотвращения оползней и обрушений; устройство гидроизоляции и специальных укреплений на зданиях и сооружениях; насаждение низкоствольных лесов (из тополей, ольхи и березы), способных уменьшить скорость волны прорыва.

В случае опасности прорыва искусственных плотин принимают следующие меры: регулирование стока воды; плановый сброс воды из водохранилища в период весеннего паводка; своевременный спуск воды.

Если существует опасность прорыва естественного водохранилища, принимают меры по укреплению стенок плотин.

При катастрофических затоплениях или их угрозе принимают следующие меры по защите населения:

Оповещение населения об угрозе катастрофического затопления и принятие необходимых мер защиты;

Самостоятельный выход населения из зоны возможного катастрофического затопления до подхода волны прорыва;

Организованная эвакуация населения в безопасные районы до подхода волны прорыва;

Укрытие населения на незатопленных частях зданий и сооружений, а также на возвышенных участках местности;

Проведение аварийно-спасательных работ;

Оказание квалифицированной и специализированной помощи пострадавшим;

Проведение неотложных работ по обеспечению жизнедеятельности населения.