Частота аварий по различным причинам

Причины разрушения	Частота аварий, %
Разрушение основания
Недостаточность водосброса
Конструктивные недостатки
Неравномерная осадка
Высокое пороговое (капиллярное) давление (в намытой плотине)
Военные действия
Сползание откосов
Дефекты материалов
Землетрясение
Неправильная эксплуатация

 

Земляные и каменно-земляные плотины разрушаются, как правило, не полностью. Чаще всего возникает проран шириной 0,20-0,35 м от длины плотины. Ширина прорана зависит также от типа реки.

Поражающие факторы гидродинамических аварий:

Основными поражающими факторами катастрофического затопления являются:

· разрушительная волна прорыва;

· водный поток;

· спокойные воды, затопляющие территорию суши и объекты.

Воздействие волны прорыва во многом аналогично воздействию воздушной ударной волны, образующейся при взрыве, но отличающейся от нее тем, что действующим телом в этом случае является вода.

Волна прорыва в своем движении вдоль русла реки непрерывно изменяет высоту, скорость движения, ширину и другие параметры. Она имеет фазы подъема уровня воды и последующего спада уровня. Фаза интенсивного подъема уровня воды является фронтом волны прорыва. Фронт волны прорыва может быть крутым при перемещении волны прорыва на участках русла, близких к разрушенному ГОО (гидродинамически опасный объект), и относительно пологим – на значительном удалении от него.

Вслед за фронтом волны прорыва высота ее начинает интенсивно возрастать, достигая через некоторый промежуток времени максимума, называемого гребнем волны прорыва. В результате подъема волны происходит затопление поймы и прибрежных участков местности.

Площадь и глубина затопления зависят от параметров волны прорыва и топографических условий местности. После прекращения подъема наступает более или менее длительный период движения потока, близкий к установившемуся. Этот период тем длительнее, чем больше объем водохранилища. Последней фазой образования зоны затопления является спад уровней воды.

После прохождения волны прорыва русло реки обычно сильно деформируется вследствие большой скорости течения воды в волне прорыва.

Волной прорыва может быть разрушено большое количество зданий и сооружений, находящихся в зоне ее действия. Степень их разрушения зависит от высоты подъема уровня воды и скорости течения, а также от характеристик самого здания (сооружения) и его основания.

Аварии на гидротехнических сооружениях:

Лужская ГЭС-2 (р. Быстрица Ленинградской обл.). 1 апреля 1956 г. разрушилась русловая земляная плотина (строилась в 1954-1955 г.г.). Прорывом вынесено 500 м грунта, а ширина размыва достигла 32 м, водохранилище было полностью опорожено, подмыта бетонная шпора, которая оторвалась от устоя здания станции по осадочному шву.

Осенью 1962г. на р. Оке размыло дамбы Кузьминского гидроузла. Авария произошла потому, что своевременно не подняли затворы и не уложили конструкции плотины.

Для обеспечения водой нижнего бьефа Иркутской ГЭС и лесосплава в период строительства гидроэлектростанции, после перекрытия Ангары, проводились холостые сбросы воды из водохранилища. Объем сбросов доходил до 1700-2200. 1 июля 1958 г. для холостого сброса открыли пять отверстий водосбросов совмещенных агрегатов, а 2 июля, в связи с неожиданной остановкой работы одного агрегата, открыли еще одно отверстие. Сбрасываемый расход был неравномерно распределен по фронту водобойного колодца, что создало большой водоворот, направленный в сторону берега отводящего канала, который еще не был закреплен.

Летом 1957 г. канал Северный-Донбас в период строительства подвергся разрушению под воздействием сильного ливня, редкого для Донбаса. Один из участков канала был сильно размыт: откосы сильно изрыты потоками вод, грунт с откосов снесен на дно канала, часть плит осела, перекосилась, произошли и другие разрушения откосов канала.

При строительстве Новосибирской ГЭС 25 октября 1956 г. начались работы по перекрытию р. Обь. 27 октября в створе перекрытия у наплавного моста со стороны левого берега создались тяжелые гидравлические условия. В результате ураганного ветра и 4-метровой скорости течения сильно возросли гидравлические сопротивления, а следовательно, и нагрузка на оттяжки понтонного моста, которые не выдержали и лопнули. Наплавной понтонный мост был сорван, унесен водой и затоплен.

В 1956 г. на Майкопской ГЭС (р. Белая, Северный Кавказ) потоком сбрасываемой воды был сорван из шандорных пазов головного водосброса и отнесен в нижний бьеф на рисберму шандорный железобетонный брус, весом 24 тонны.

Воркутинская ТЭЦ-2. В июле 1989 и в январе 1990г. произошли прорывы ограждающих дамб.

Майкопская ГЭС. В 1989 и 1992гг. на участке примыкания к водосбросной плотине происходило разрушение верхнего откоса. Наибольшие разрушения произошли в период паводка 1989г. Тогда полностью были разрушены три секции правобережной подпорной стенки. В октябре 1992г. восстановленный участок плотины вновь был частично разрушен ливневым паводком. Причиной разрушения было резкое увеличение сбросных расходов воды с образованием сбойных течений в районе водосбросной плотины, вызванное практически полным заилением водохранилища.

В результате повышенных нагрузок на основание водохранилищ при их наполнении, а также воздействия воды как смазки на тектонические трещины, в районах водохранилищ могут возникать сейсмические явления. Подобные явления отмечались в период наполнения водохранилищ Боулдер (США)‑ объем 41 500 млн м, Кариба (Замбия) – объем 175 000 млн м и др. Землетрясение в районе г. Кайнангар (Индия), последовавшее за наполнением водохранилища Койна (2780 млн м),привело к гибели 200 человек.

Последствия гидродинамических аварий:

· Первичные последствия гидродинамических аварий:

- гибель людей;

- прекращение подачи электроэнергии;

- разрушение или затопление населенных пунктов;

- выведение из строя коммуникаций и других элементов инфраструктуры;

- нарушение жизнедеятельности населения и производственно-экономической деятельности предприятий;

- большой ущерб природной среде, в том числе в результате изменений ландшафта.

· Вторичными последствиями гидродинамических аварий являются загрязнения воды и местности веществами из разрушенных(затопленных) хранилищ, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, массовые заболевания людей и животных. Вторичными последствиями также могут быть пожары – вследствие обрывов и короткого замыкания электрических кабелей и проводов; оползни, обвалы вследствие размыва грунта и т. д.

Долговременные последствия гидродинамических аварий связаны с остаточными факторами затопления – наносами, загрязнениями, изменением ландшафта и других элементов природной среды.

Последствия аварий выражаются с помощью показателей материального ущерба. Материальный ущерб оценивается числом единиц разрушенных, поврежденных, вышедших из строя объектов и сооружений, а также в денежном выражении.

К прямому ущербу относят:

· повреждение и разрушение ГТС, жилых, производственных зданий, железных и автомобильных дорог, ЛЭП и связи, мелиоративных систем;

· гибель скота сельскохозяйственных культур;

· уничтожение и порча сырья, топлива, продуктов питания, кормов, удобрений;

· затраты на временную эвакуацию населения и перевозку материальных ценностей в незатапливаемые места;

· смыв плодородного слоя почвы и занесение почвы песком, глиной и камнями.

К косвенному ущербу относят:

· затраты на приобретение и доставку в пострадавшие районы продуктов питания, одежды, медикаментов, строительных материалов и техники, кормов для скота;

· сокращение выработки промышленной и сельскохозяйственной продукции, замедление темпов развития народного хозяйства;

· ухудшение условий жизни местного населения;

· невозможность рационального использования территории, находящейся в зоне возможного затопления.

Меры по защите от гидродинамических аварий:

Важными предупреждающими мерами по защите от гидродинамических аварий являются:

· уменьшение максимального расхода воды путем перераспределения стока во времени;

· регулирование паводковых стоков с помощью водохранилищ; укрепление и своевременный ремонт ГТС, ограждающих дамб (валов);

· проведение берегоукрепительных и дноуглубительных работ, подсыпка низких мест.

К оперативным предупредительным мерам относятся:

· оповещение населения об угрозе аварии;

· заблаговременная эвакуация населения, сельскохозяйственных животных, материальных и культурных ценностей из потенциально затапливаемых зон;

· частичное ограничение или прекращение функционирования предприятий, учреждений, расположенных в зонах возможного затопления, защита материальных ценностей.

Защита населения. Все жители затапливаемых зон, прилегающих к аварийным ГТС, должны хорошо знать возможные опасности, быть обучены и подготовлены к действиям при угрозе и во время затопления.

После получения прогноза или сигнала тревоги население оповещается через сеть радио- и телевизионного вещания. После чего население должно эвакуироваться немедленно. Необходимо взять с собой документы, ценности, вещи первой необходимости, запас питьевой воды и продукты питания на двое-трое суток.

Перед тем как покинуть дом, квартиру, необходимо выключить электричество и газ, плотно закрыть окна, двери, вентиляционные и другие отверстия в здании.

При внезапном наступлении катастрофического затопления для спасения от удара волны прорыва необходимо взобраться на ближайшее возвышенное место: ствол крупного дерева, верхние ярусы прочных сооружений и т. д.

Если поблизости нет подходящих строений, нужно спрятаться за любую преграду, которая может защитить от движущейся воды: дорожная насыпь, большие камни, деревья (лучше наиболее отдаленные и крепко укоренившиеся). Необходимо держаться за преграду, иначе воздушная волна и потоки воды могут протащить по камням, другим твердым предметам, ударить о них.

В случае нахождения в воде при приближении волны прорыва – нырнуть в глубину у основания волны. Оказавшись в воде, вплавь или с помощью подручных плавающих средств постарайтесь выбраться на сухое место, лучше всего на насыпь дороги или дамбу, по которым можно добраться до незатопленной территории.

После спада воды можно вернуться в свое жилье. При этом следует помнить о мерах предосторожности.

Следует остерегаться порванных или провисших электрических проводов. О повреждениях, а также о разрушении водопроводных, газовых и канализационных магистралей надо немедленно сообщить в соответствующие службы и организации. Попавшие в воду продукты категорически запрещается применять в пищу.

Питьевая вода перед употреблением должна быть проверена, а имеющиеся колодцы с питьевой водой – осушены путем выкачивания из них загрязненной воды.

Перед входом в дом после наводнения следует убедиться, что его конструкция не претерпела явных разрушений и не представляет опасности для людей. Помещение необходимо в течение нескольких минут проветрить, открыв входные двери или окна. Не рекомендуется применять спички или свечи в качестве источника света из-за возможного присутствия газа в воздухе. Для этих целей лучше всего использовать электрические фонари. До проверки специалистами состояния электрической сети нельзя пользоваться источниками электроэнергии.

Выполнение указанных правил поведения и действий позволяет существенно снизить возможный материальный ущерб и сохранить жизнь людей, проживающих в опасных районах и подверженных воздействию водной стихии.

Федеральный закон «О безопасности гидротехнических сооружений» регулирует отношения, возникающие при осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при проектировании, строительстве, вводе в эксплуатацию, восстановлении, консервации и ликвидации гидротехнических сооружений, и эксплуатирующих организаций по обеспечению безопасности гидротехнических сооружений.

Безопасность гидротехнических сооружений – это свойства гидротехнических сооружений, позволяющие обеспечить защиту жизни, здоровья, и законных интересов людей, окружающей среды и хозяйственных объектов.

Безопасность обеспечивается на основании следующих требований:

1. соблюдение допустимого уровня риска аварий гидротехнических сооружений;

2. составление декларации безопасности – документа, в котором определяются меры по обеспечению безопасности с учётом класса гидротехнических сооружений;

3. разрешительный порядок осуществления проектирования, строительства и эксплуатации;

4. непрерывность эксплуатации;

5. становление критериев безопасности, оснащение техническим средствами контроля за состоянием гидротехнических сооружений, достаточная квалификация обслуживающего персонала;

6. своевременное проведение комплекса мероприятий, максимально уменьшающих риск возникновения чрезвычайных ситуаций;

7. ответственность за действия (бездействия), в результате которых безопасность гидротехнических сооружений опускается ниже допустимого уровня.