Типова задача

Визначити стійкість заданого об'єкту до дії хвилі прориву внаслідок аварії на ГДНО та час підходу хвилі прориву і її тривалість в районі заданого об'єкту якщо:

Об'єм водосховища (W) – 50 млн м³.

Глибина води перед прораном (висота греблі) (Н) –5 м.

Ширина прорану (В) – 75 м.

Швидкість течії (V) – 3 м/с.

Відстань до заданого об'єкту (L) – 25 км.

Об'єкт – наземний резервуар для хімічних речовин.

Рішення:

1. Визначити висоту хвилі прориву в районі заданого об'єкту за формулою:

h_х.в.=K  H,

де К – коефіцієнт висоти хвилі прориву, див. табл. № 1;

Н – висота греблі (глибина перед прораном).

Отже

h_х.в. = 0,2  5 = 1 м.

Перший висновок: хвиля прориву має такі параметри:

h_х.в. = 1 м, V_х.в. = 3 м/с.

2. Визначити межу стійкості заданого об'єкту, див. табл. № 2.

Другий висновок: межа стійкості заданого об’єкту має такі параметри:

h_м.с.=1 м, V_м.с.=1 м/с.

1. Основний висновок: наземні резервуари для хімічних речовин до дії хвилі прориву не стійкі, оскільки швидкість хвилі прориву значно перевищує межу стійкості об’єкту.

Необхідно намітити і виконати певні роботи по забезпеченню захисту об’єкту від дії хвилі прориву.

2. Визначити час підходу хвилі прориву до заданого об’єкту за формулою:

Отже

t = 25 / (3,6  3) = 2,3 години (2 год 18 хв).

3. Визначити час, протягом якого хвиля прориву буде проходити в районі заданого об’єкту

а) визначити час звільнення водосховища від води за формулою:

де Т – час звільнення водосховища, годин;

N – максимальна витрата води на 1 м ширини прорану (м³/с), див. табл. № 3.

Отже

Т = 50000000/(36001075) = 18,5 год (18 год 30 хв).

б) визначити заданий параметр – Т за формулою:

Т’ = Т  К_в,

де К_в – коефіцієнт відстані, див. табл. № 1.

Отже

Т’ = 18,5  1,7 = 31,45 год (31 год 27 хв).

Висновок: Для проведення захисних заходів в розпорядженні відповідних органів 2 год.

Заходи з забезпечення життєдіяльності людей, що будуть охоплені надзвичайною ситуацією, мають бути спланованими мінімум на півтори доби.

Таблиця № 1

Орієнтована висота хвилі прориву і тривалість її

проходження на різних відстанях від греблі

Параметри	Відстань від греблі, км
	0	25	50	100	150	200	250
Висота хвилі прориву Коефіцієнт хвилі прориву	0,25	0,20	0,15	0,075	0,05	0,03	0,02
Тривалість проходження хвилі Коефіцієнт відстані	1,0	1,7	2,6	4,0	5,0	6,0	7,0

Примітка: Значення які в таблиці відсутні визначити шляхом інтерполяції.

Таблиця № 2

Критичні параметри зруйнування деяких об'єктів хвилею прориву (водяним потоком)

№ пп.	Найменування об'єктів	Сильні руйнування			Середні руйнування			Слабкі руйнування
		Глибина потоку, м	Швидкість потоку, м/с	Питоме навантаження, тс/м^2	Глибина потоку, м	Швидкість потоку, м/с	Питоме навантаження, тс/м^2	Глибина потоку, м	Швидкість потоку, м/с	Питоме навантаження, тс/м^2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Стіни на залізобетонних і металевих палях	6,0	5,0	7,5	3,0	3,0	1,35	1,0	2,0	0,2
2	Стіни на дерев'яних палях	4,0	5,0	5,0	2,0	3,0	0,9	1,0	1,0	0,05
3	Стіни, моли, водоломи із масивної кладки	7,0	5,0	8,75	4,0	3,0	1,8	2,0	2,9	0,4
4	Кранове обладнання портів	6–10	4–9	4,8–4,5	6,0	2–3	1,2–2,7	2,0	1,5–2	0,2–0,4
5	Дерев'яні 1–2 поверхові будинки	3,5	2,0	0,7	2,5	1,5	0,28	1,0	1,0	0,05
6	Цегляні малоповерхові будинки	4,0	2,5	1,25	3,0	2,0	0,6	2,0	1,0	0,1
7	Промислові будинки з легким металевим каркасом	5,0	2,5	1,56	3,5	2,0	0,7	2,0	1,5	0,2
8	Промислові будинки з важким металевим або залізобетонним каркасом	7,5	4,0	6,0	6,0	3,0	2,7	3,0	1,5	0,34
9	Залізничні колії	2,0	2,0	0,4	1,0	1,0	0,05	0,5	0,5	0,06
10	Шосейні дороги з твердим покриттям	4,0	3,0	1,8	2,0	1,5	0,22	1,0	1,0	0,05
11	Залізничні мости (бетонні)	2,0	3,0	0,9	1,0	2,0	0,2	–	–	–
12	Металеві мости з прогоном 30–100 м	2,0	3,0	0,9	1,0	2,0	0,2	–	–	–

Продовження таблиці № 2

13	Залізничний рухомий склад	3,5	3,0	1,6	3,0	1,5	0,34	1,5	1,0	0,12
14	Автомобілі	2,0	2,0	0,4	1,5	1,5	0,15	1,0	1,0	0,05
15	Трубопроводи на металевих (залізобетонних) естакадах	6,0	5,0		3,0	3,0		1,0	2,0
16	Наземні резервуари для хімічних речовин	3,5	2,0		2,5	1,5		1,0	1,0
17	Повітряні лінії телефонно-телеграфного зв'язку	4,0	5,0		2,0	3,0		1,0	1,0
18	Склади-навіси із залізобетонних елементів	6,0	4,0		6,0	3,0		3,0	1,5
19	Легкі склади-навіси з металевим каркасом	3,0	2,5		3,0	2,0		2,0	1.0
20	Трансформаторні підстанції, закриті	4,0	5,0		3,0	4,0		2,0	2,0

Таблиця № 3

Максимальна витрата води на 1 метр ширини прорану

(перелив через греблю), м³/с

Глибина води перед греблею (висота греблі)	5 м	10 м	25 м			40 м		50 м
Максимальна витрата води на 1 м ширини прорану	10	30		125	260		350

Примітка: Значення, які в таблиці відсутні визначити шляхом інтерполяції

Прогнозування параметрів прориву гребель з метою одержання детальних розрахунків, які будуть використані для планування рятувальних робіт в зонах катастрофічного затоплення, потребує таких вихідних даних:

L – відстань створу, який розглядається – відстань від греблі, км.

В – розмір прорану відносно греблі (1; 0,5; 0,25).

J – нахил водної поверхні визначається за допомогою тематичної карти. Це можуть бути атласи, розроблені проектними інститутами відповідних відомств, що мають необхідні розрахунки та схеми можливого катастрофічного затоплення з урахуванням технічних характеристик гідровузлів і топографічних особливостей території.

h_M – висота площадки, м (визначається за допомогою карти).

h_зат – максимальна висота затоплення частки місцевості в створі, м (визначаються за картою).

h_ср – висота прямокутника, еквівалентного площі змоченого периметру в створі при максимальній глибині затоплення, м (за картою).

Н – висота греблі, м.