Аварии на гидротехнических сооружениях

К основным гидротехническим сооружениям, разрушение которых приводит к гидродинамическим авариям, относятся плотины, дамбы, перемычки, водозаборные и водосборные сооружения (шлюзы). 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.

В результате несвоевременного и некачественного проведения ремонтов, отсутствия требуемого технического надзора за ГТС имели место разрушения и прорывы на Тирлянском гидроузле, Киселёвской и Ленской плотинах, что привело к значительному материальному ущербу.

Что касается Красноярского края, то Енисей по запасам воды занимает первое место в России, а в состав энергосистемы края входят 6 ГЭС: Красноярская, Саяно-Шушенская, Манская, Усть-Хантайская, Курейская и строящаяся Богучанская. Комиссией МЧС в 1996 году отмечено, что на Саяно-Шушенской ГЭС безотлагательно требуется осуществление работ по ликвидации водопроявлений в бетоне первых столбов плотины.

Главным управлением по делам ГО и ЧС Красноярского края с прогнозированы зоны возможных катастрофических затоплений при ЧС для территории всего края, в частности:

Наименование ГЭС	Площадь затопления тыс. кв. км	Численность населения в 33 тыс. кв. км
Братская.	16,0
Саяно-Шушенская	4,7
Красноярская	6,8

Основными поражающими факторами затопления при аварии на ГТС являются: волна прорыва (высота волны, скорость движения) и длительность затопления.

Волна прорыва (см. схему в ПРИЛОЖЕНИИ)- волна, образующаяся во фронте устремляющегося в пролом потока воды, имеющая, как правило, значительную высоту гребня и скорость движения и обладающая большой разрушительной силой.

Волна прорыва, с гидравлической точки зрения, является волной перемещения, которая, в отличие от ветровых волн, возникающих на поверхностях больших водоемов, обладает способностью переносить в направлении своего движения значительные массы воды. Поэтому волну прорыва следует рассматривать как определенную массу воды, движущуюся вниз по реке и непрерывно изменяющую свою форму, размеры и скорость.

Начало волны называется фронтом волны, который, перемещаясь с большой скоростью, выдвигается вперед. Фронт волны может быть очень крутым, при перемещении больших волн на участках, близких к разрушенному гидроузлу, и относительно пологим на больших удаленьях от гидроузла.

Зона наибольшей высоты волны называется гребнем волны, который движется, как правило, медленнее, чем ее фронт. Еще медленнее движется конец волны - хвост волны. Из-за различия скоростей этих точек волна постепенно растягивается по длине реки, соответственно уменьшая свою высоту и увеличивая длительность прохождения.

Факторы влияющие на разрушение плотины:

- воздействие обычных средств поражения;

- сход лавин или селевых потоков (в горных районах);

- паводковые воды.

Плотины характеризуются напором:

Н – Н_б < 10 м - низконапорные;

10 м < Н – Н_б < 40 м - средненапорные;

Н – Н_б > 40 м - высоконапорные;

При разрушении плотины образуется волна прорыва:

Факторы влияющие на высоту волны прорыва:

- Обьем водохранилища W, млн.тонн;

-Площадь зеркала водохранилища S км²;

-Глубина водохранилища Н м.;

-Ширина водохранилища у гидроузла В м;

- Характеристика плотины и характер ее разрушения;

-Высота плотины Н пл.

Рассматриваются три степени разрушения плотины:

1)10 % процентов;

2)50 % процентов;

3)100 % процентов.

Характеристика в нижнем бьефе:

а) глубина реки (в метрах);

б) скорость течения реки (м/с);

в) гидравлический уклон реки (%);

г) коэффициент шероховатости дна и поймы реки (n).

Для планирования мероприятий, которые необходимо планировать в зонах возможного затопления необходимо иметь:

1.График движения волны прорыва.

Основополагающим критерием является график движения волны прорыва. Для построения графика движения волны прорыва строится схематизированный продольный профиль реки.

2.Характеристику возможного затопления местности.

Продольный профиль реки разбивается на участки.

- створ гидроузла назначается N 0;

- створ N 1 назначается на удалении 250-500 * Н;

- створ N 2 назначается, как правило, в 10 раз дальше, чем створ N1(2500-5000 * Н), считая от него.

На территории предполагаемого воздействия волны прорыва по степени опасности выделяются различные зоны затопления.

В каждом створе определяется высота волны прорыва, в том числе и в створе N 0.

Определение высоты волны прорыва: