3.2. Характеристика осередків ураження, що виникають при аваріях на гідротехнічних спорудах

Осередком ураження при аваріях на гідротехнічних спорудах називається територія, в межах якої відбулися катастрофічне затоплення місцевості, пошкодження і руйнування будівель і споруд, що супроводжуються ураженням і загибеллю людей, тварин і урожаю сільськогосподарських культур, псуванням і знищенням сировини, палива, продуктів харчування і навколишнього природного середовища. При проривах гідроспоруд виникає загроза катастрофічного затоплення населених пунктів на великих територіях.

На затоплюваній території прийнято виділяти чотири зони катастрофічного затоплення залежно від швидкості перебігу води, висоти хвилі прориву і відстані населеного пункту від гідроспоруди (рис.3.1).

Перша зона катастрофічного затоплення примикає безпосередньо до гідроспоруди і тягнеться на 6-12 км., висота хвилі прориву досягає декількох метрів (залежно від глибини води перед дамбою, тобто глибини прорана). Хвиля прориву в цій зоні характеризується бурхливим потоком води із швидкістю течії 30 км/г. Час проходження хвилі прориву - 30 хв.

Друга зона - зона швидкої течії, 15-20 км/г. Протяжність зони від гідроспоруди 15-25 км. Час проходження хвилі 50-60 мин.

Третя зона- зона середньої течії із швидкістю 10-15 км/г і протяжністю від дамби до 30-50 км. Час проходження хвилі прориву 2-3 години.

Четверта зона - зона слабкої течії (розливу). Швидкість течії 6-10 км/г. Її протяжність залежатиме від рельєфу місцевості і може скласти 36-70 км. від гідроспоруди

Рис. 3.1. Зони катастрофічного затоплення

3.3. Прогнозування і оцінка наслідків аварій на гідротехнічних спорудах

У районах розташування водних об'єктів, що мають гідротехнічні споруди (дамби, греблі, перемички і ін.), завжди існує вірогідність їх руйнування через різні причини. Цими причинами можуть бути стихійні лиха (землетруси, обвали і ін.), прорахунки в проектуванні або будівництві, недоліки в експлуатації, умисне руйнування і ін.

В цьому випадку утворюється хвиля прориву водного середовища, що приводить на своєму шляху до серйозних руйнувань промислових підприємств, населених пунктів, транспортних систем і до затоплення прилеглої території. Матеріальний збиток таких дій достатньо високий, загроза життю і здоров'ю людей цілком реальна. Тому на кожному промисловому об'єкті повинні бути готові до вживання дієвих заходів по забезпеченню безпеки персоналу і зниженню можливих матеріальних втрат.

Для вживання оперативних заходів захисту промислових підприємств в цих умовах може бути дуже корисна проста таблична методика оцінки обстановки при раптовому виникненні прориву в гідротехнічних спорудах з утворенням хвилі прориву. Суть методики полягає в розрахунку параметрів, що характеризують хвилю прориву, і часових оцінок затоплення з використанням простих математичних співвідношень і наближених табличних даних.

3.3.1. Початкові дані для оцінки параметрів хвилі прориву

Необхідні для розрахунків початкові дані показані на рис. 3.2

це:

1. віддалення даного створу промислового об'єкту L (км.);

2. середня глибина річки в нижньому б'єфі дамби h₀ (м);

3. висота розташування об'єкту по відношенню до рівня річки в даному створі h_м ( м );

4. висота рівня води у верхньому б'єфі дамби H₀ (м);

5. довжина дамби l (м);

6. абсолютна висота поверхні дна річки в нижньому б'єфі Н_п (м);

7. абсолютна висота поверхні дна річки в створі промислового об'єкту Н_м (м);

8. глибина річки в створі промислового об'єкту h_к (м);

9. величина прорану дамби гідровузла B (м).

Потрібно визначити наступні показники обстановки:

максимальну висоту хвилі прориву h (м);

максимальну швидкість потоку хвилі прориву V (м/с);

середню швидкість потоку води на затоплюваному об'єкті V_cp (м/с);

висоту затоплення об'єкту h_зат(м);

час приходу фронту хвилі прориву t_фр (г);

час приходу гребеня хвилі прориву t_гр (г);

тривалість затоплення об'єкту  (г)

Рис. 3.2. Подовжній розріз гідровузла з ділянкою річки

Початкові дані для оцінки параметрів хвилі прориву можуть бути визначені різним шляхом. Наприклад, абсолютні висоти Н_п і Н_м знаходяться за допомогою топографічної карти місцевості, на якій розміщений об’єкт. Для цього по горизонталях висот або за допомогою побудови профілю місцевості в необхідних перетинах знаходяться абсолютні висоти берегових ліній річки у дамби (Н_бп) і у створу об'єкту (Н_бм). Потім, знаючи глибину річки в нижньому б'єфі дамби h₀ і в створі об'єкту h_к, обчислюються шукані висоти

(3.1)

З топографічної карти знімаються також значення глибин річки h₀, h_к, значення висоти майданчика об'єкту h_м.

З технічної документації гідровузла виписуються значення проектної висоти рівня води у верхньому б'єфі дамби Н₀ і довжина дамби l. Нарешті, величина прорану дамби гідровузла B при її руйнуванні задається зазвичай декількома значеннями. При прогнозуванні можливого руйнування дамби доцільно виконати розрахунки для випадків, коли руйнуванню піддається 25, 50 і 100% дамби.