Тактика спасательных работ и ликвидации последствий при прорыве плотины водохранилища

В общем же подпорные гидротехнические сооружения доказали свою надежность и долговечность – многие из них функционируют десятки и даже сотни лет. Особенно надежны в эксплуатации современные гидросооружения. В то же время 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. По данным Комитета по авариям и разрушениям Международной Комиссии по большим плотинам (СИГБ), ежегодно в мире происходит более 3 тысяч аварий, нередко с большим материальным ущербом и человеческими жертвами [1].

По сведениям, приведенным в [1]общая площадь затоплений в случае прорыва в республике составляет 1273,9 км2, численность населения, проживающего в зонах возможного затопления – 271,1 тыс. человек. И хотя данные приведены только для гидротехнических сооружений, имеющих расчет волны прорыва плотин при возможных авариях на них, цифры велики. Поэтому в случае чрезвычайной ситуации только умелые действия по спасению людей, оказанию им необходимой помощи и приведению аварийно-спасательных работ в очагах поражений при чрезвычайной ситуации позволят сократить количество погибших, сохранить здоровье пострадавшим, сократить материальные потери.

Все это означает, что необходимо рассмотреть сценарии возможных аварий, предусмотреть оценку и составление карт последствий разрушения ГТС, разработать рекомендации по оповещению и спасению людей, заранее планировать аварийно-спасательный и другие неотложные работы, организацию обеспечения населения и формирований, а также координацию взаимодействия работы Министерства по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий РФ с другими ведомствами.

Целью данной дипломной работы является организация спасательных, аварийно-восстановительных и других неотложных работ при ликвидации последствий прорыва плотины гидроузла, а объектом исследования явились гидротехнические сооружения ГЭС и два поселка городского типа, расположенных ниже створа плотины, с населением 3,9 и 3,1 тыс. человек.

1. Аварии на гидротехнических сооружениях (прорывы плотин)

Серьезную опасность для населения, техносферы и природной среды пред­ставляют аварии на гидротехнических сооружениях. В соответствии с Федеральным законом «О безопасности гидротехнических сооружений» [5] такими сооружениями являются: плотины, здания гидроэлектростанций, водосбросные, водоспускные и водовыпускные сооружения, туннели, каналы, насосные станции, судоходные шлюзы, судоподъемники; сооружения, предназначенные для защиты от наводне­ний и разрушений берегов водохранилищ, берегов и дна русел рек; сооружения (дамбы), ограждающие хранилища жидких отходов промышленных и сельскохо­зяйственных организаций; устройства от размывов на каналах, а также другие сооружения, предназначенные для использования водных ресурсов и предотвра­щения вредного воздействия вод и жидких отходов.

1.1. Описание рассматриваемой чрезвычайной ситуации

Аварии на гидротехнических сооружениях многообразны. Наиболее опасные из них — гидродинамические аварии. Гидродинамическая авария — это авария на гидротехническом сооружении связанная с распространением с большой скоростью воды и создающая угрозу возникновения техногенной чрезвычайной ситуации (ГОСТ Р22.05-94). К основным гидротехническим сооружениям, разруше­ние (прорыв) которых приводит к гидродинамическим авариям, относятся пло­тины и шлюзы.

Плотины — это гидротехнические сооружения (искусственные плотины) или природные образования (естественные плотины), создающие разницу уровней по руслу реки. Искусственные плотины представляют собой гидротехнические соору­жения, созданные человеком для своих нужд и включающие плотины гидроэлек­тростанций, водозаборов в ирригационные системы, дамбы, перемычки, запруды и др. Естественные плотины возникают в результате действия сил природы, например, в результате оползней, селей, лавин, обвалов, землетрясений. Перед пло­тиной вверх по водотоку накапливается вода и образуется искусственное или есте­ственное водохранилище.

Участок реки между двумя соседними плотинами на реке или участок канала между двумя шлюзами называется бьефом. Верхним бьефом плотины является часть реки выше подпорного сооружения (плотины, шлюза), а часть реки ниже подпор­ного сооружения называется нижним бьефом.

Водохранилища могут быть долговременными или кратковременными. Долго­временным искусственным водохранилищем является, например, водохранили­ще верхнего бьефа плотины гидроэлектростанции, оросительной системы. Долго­временное естественное водохранилище может образоваться в результате пере­крытия реки после обвала твердых скальных пород. Кратковременные искусствен­ные плотины создаются для временного изменения направления течения реки при строительстве гидроэлектростанций (ГЭС) или других гидротехнических сооружений. Кратковремен­ные естественные плотины возникают в результате перекрытия реки рыхлым грун­том, снегом или льдом.

Прорыв плотины является начальной фазой гидродинамической аварии и представляет собой процесс образования прорана и неуправляемого потока воды водохранилища из верхнего бьефа через проран в нижний бьеф. Проран — узкий проток в теле (насыпи) плотины, косе, отмели или спрямленный участок реки, образовавшийся в результате размыва излучины в половодье.

В результате прорыва плотины возникает волна прорыва, образующаяся во фронте устремляющегося в проран потока воды, имеющая, как правило, значительные высоту гребня и скорость движения и обладающая большой разрушитель­ной силой. Высота волны прорыва и скорость ее распространения зависят от раз­мера прорана, разницы уровней воды в верхнем и нижнем бьефе, гидрологических и топографических условий русла реки и ее поймы. Скорость продвижения волны прорыва колеблется в пределах от 3 до 25 км/ч (для горных и предгорных районов — порядка 100 км/ч). Высота волны прорыва находится в диапазоне от 2 до 12 м, а иногда и более.

Основным следствием прорыва плотины при гидродинамических авариях является катастрофическое затопление местности.

Катастрофическое затопление — это гидродинамическое бедствие, являюще­еся результатом разрушения искусственной или естественной плотины и заключа­ющееся в стремительном затоплении волной прорыва нижерасположенной мест­ности и возникновении наводнения. Потенциальное катастрофическое затопление характеризуется следующими параметрами:

- максимально возможными высотой и скоростью волны прорыва;

- расчетным временем прихода гребня и фронта волны прорыва в соответствующий створ;

- границами зоны возможного затопления;

- максимальной глубиной затопления конкретного участка местности;

- длительностью затопления территории.

Затопление, вызванное прорывом плотины, распространяется вначале со скоростью волны прорыва и приводит через некоторое время после него к затопле­нию обширных территорий слоем воды от 0,5 до 10 м и более. Образуются зоны затопления. Зоной возможного затопления при разрушении гидротехнических сооружений называется часть прилегающей к реке (озеру, водохранилищу) местности, затопляемой в этом случае водой. В зависимости от последствий воздействия гидропотока, образующегося при разрушении гидротехнических сооружений, на территории возможного затопления следует выделить зону вероятного катастро­фического затопления. Этой зоной является зона вероятного затопления, на которой ожидается или возможна гибель людей, сельскохозяйственных животных или растений, повреждение или уничтожение материальных ценностей, а также ущерб окружающей природной среде (ГОСТ Р22.0.03-95). Зоны вероятного катастрофи­ческого затопления определяются заранее на стадии проектирования гидротехни­ческого сооружения. Параметры зоны зависят от размеров водохранилища, напора воды и других характеристик конкретного гидроузла, а также от гидрологических и топографических особенностей местности. Зоны вероятных, в том числе катаст­рофических, затоплений и характеристики волны прорыва отражаются на картах или в специальных атласах, составляемых для гидроузлов и крупных плотин.

 Скачать реферат