Раздел 10. Анализ повреждений и аварий гидротехнических сооружений

10.1 Общие положения

Аварии гидротехнических сооружений в отличие от промыш­ленных, гражданских, транспортных и других обычно приводят к необходимости восполнения ущерба, определенного стоимо­стью не только самого сооружения, но и других разрушенных или поврежденных объектов, расположенных ниже плотин по течению. Это необходимо учитывать при проектировании, строи­тельстве и эксплуатации гидротехнических сооружений.

Из 250 тыс. плотин, построенных в мире, 12 тыс. имеют вы­соту свыше 15 м, их относят к числу больших плотин. За последние 175 лет имели место свыше 500 (по некоторым дан­ным, около 600) случаев аварий и разрушений больших плотин. Из них общее число плотин и аварий за рубежом соответственно по странам составляет: в США — 3197 и 331, в Японии — 1874 и

16. в Великобритании — 436 и 32, в Индии — 375 и 3, в Испа­нии — 335 и 5, во Франции — 277 и 4, в Австралии — 230 и 29, в Швейцарии — 100 и 4, в ФРГ — 67 и 3. По данным Между­народной комиссии по большим плотинам, аварии произошли по следующим основным причинам: неправильная оценка грунтов оснований и фундаментальной части сооружений — 55%, недо­статочная пропускная способность водосбросов — 23%, низкая прочность конструкций—14%, другие причины —8%. Имеются и другие данные (Ц. Е. Мирцхулава), характеризующие причи­ны аварий: 40...45% —ошибка при проектировании, 20%—ошиб­ка при производстве, 30%—нарушение условий эксплуатации 5…7% — износ и истирание.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что основная доля аварий и разрушений падает на недоучет процессов, про­исходящих в основании плотин и береговых примыканий, слабую изученность гидрологического режима реки, приводящую к зани­жению расчетного расхода, и потери прочности материала пло­тины.

Аварии плотин наносят значительный ущерб. Так, авария плотины Джостатун (1937 г., США) обошлась в 100 млн долла­ров, плотины Тетон (1976 г., США)—400 млн долларов, пло­тины Мальпасе (1959 г., Франция) —70 млн долларов. Челове­ческие жертвы при авариях плотин составляли: Вайонт (1963 г.. Италия) —3000 человек, Орос (1960 г., Бразилия) — 1000 чело­век, Мальпасе —421 человек.

В СССР разрушений крупных плотин до настоящего времени не было. Вместе с тем приведем некоторые примеры (18) ава­рий небольших плотин. На р. Карадарья в 1930 г. после 30-лет­ней эксплуатации разрушилась щитовая часть низконапорной плотины. В 1956 г. в Ленинградской области разрушилась зем­ляная плотина Лужской ГЭС. При заполнении Каховского водо­хранилища в 1955 г. сполз низовой откос ограждающей дамбы на протяжении 200 м объемом 50 тыс. м³. В 1987 г. произошло разрушение временной дамбы Саргазонского водохранилища в Таджикской ССР, в результате чего 58 семей остались без кро­ва, разрушился бетонный мост, сель изуродовал железнодорож­ную узкоколейку и снес животноводческую ферму. Такого рода сравнительно мелкие аварии в мире происходит часто, в среднем 3 аварии в год.

Самая крупная авария произошла на плотине Вайонт в Ита­лии. В то время это была самая высокая арочная плотина в мире, высота которой составляла 261,6 м. В водохранилище в течение 20 с обрушился огромный горный массив длиной 2 км, площадью 2 км² и объемом 270...300 млн м³, который до этого находился в состоянии незначительной подвижности. Горная масса с высокой скоростью проскочила ущелье и поднялась на противоположный склон на 140 м. Над гребнем плотины образо­валась волна высотой 150 м, однако плотина осталась невре­димой.