Параметр удаленности объекта реки

	Для треугольного профиля реки	Для трапецеидального профиля реки
0,1	0,30	0,20
0,2	0,50	0,38
0,4	0,72	0,60
0,6	0,96	0,76
0,8	1,12	0,92
1,0	1,32	1,12

12. Глубина затопления объектов жизнедеятельности на правом берегу реки составит:

Вывод: 1. Параметры наводнения : глубина затопления = 3,72 м, максимальная скорость потока затопления составляет = 1,51 м/с. Ширина затопления первого берега прогнозируется = 23,84 м. Объект на расстоянии попадает в зону затопления.

2. Глубина затопления первого объекта = 1,07 м;

3. Прогнозируемое наводнение будет относиться к I степени опасности.

ЗАДАНИЕ 2

«Прогнозирование и оценка последствий гидродинамических аварий»

Вода играет большую роль в народном хозяйстве и жизни человека, но во времени она неравномерно распределяется по земной поверхности, поэтому главная цель создания водохранилищ и прудов – регулирование стока воды в целях: борьбы с наводнениями, водного транспорта, энергетики и водоснабжения, а также для рыбного хозяйства и мелиорации земель. К водохранилищам относятся водоемы емкостью более 1 млн. м³. Хотя пруды имеют малые размеры, но при определенных ситуациях представляют большую опасность для низлежащих населенных пунктов, если они расположены каскадом в степной зоне вдоль общего русла, как правило, пересыхающего летом. В рельефе степной зоны русла имеют эрозионные формы – долины рек, балки и овраги. Степные зоны подразделяются на провинции.

Провинция – единица районирования ландшафтного, биогеографического, климатического и др., обладающая определенной и неповторимой заиливания) 1–2 метра. В зависимости от местности все водохранилища подразделяются на: равнинные, предгорные, горные и высокогорные. Водохранилища характеризуются следующими показателями:

а) размерами, наиболее важными из них являются объем и площадь водного зеркала, а также глубина.

По размерам водохранилища подразделяются на: крупнейшие, очень крупные, крупные, средние, небольшие и малые.

По глубине водохранилища делятся на: исключительно глубокие, очень глубокие, глубокие, средней глубины, неглубокие и мелководные.

б) подпор уровня воды у плотин Н, в зависимости от решаемой задачи эта величина Н может называться по-разному:

• в качестве характеристики водохранилище – подпор уровня воды у плотины;

• в качестве характеристики прудов – максимальная глубина перед плотиной;

• для объектов, находящихся в нижнем бьефе и далее, ниже плотин, это – высота стояния воды до прорыва, создающая напор в случае прорыва плотины.

Гидротехническим сооружением (ГТС) называется инженерное сооружение, построенное для решения тех или других водохозяйственных задач. Они подразделяются на две категории: общие и специальные.

Важным элементом любого гидросооружения является плотина с водопропускными и другими устройствами: на ГТС постоянно действуют: водяной поток, колебания температур, льды, наносы, статистические и гидродинамические нагрузки, коррозия металлов, выщелывание бетона, гниение деревянных конструкций и происходит стирание поверхности

По своему назначению плотины бывают трех видов: водоподъемные, водохранилищные и комбинированные, которые подразделяются на две основные группы:

1. Глухие плотины – это плотины, непосредственно через которые воду не сбрасывают.

2. Водосбросные – это плотины, по длине которых устраивают широкие (по сравнению с длиной плотины) водопропускные отверстия (безнапорные или напорные).

Глухие плотины классифицируются по материалу, из которого возводится тело плотины (железобетон, бетон, искусственный камень, грунт и т.д.).

Водосбросные плотины в зависимости от характера пропуска воды через них бывают двух типов:

• водосливные – водосборный фронт у них образован поверхностными отверстиями.

• водопропускные – водосборный фронт у них образован глубинными отверстиями.

По конструктивным признакам и условиям статистической работы все плотины классифицируются на:

– гравитационные плотины, устойчивость которых обеспечивается не только их собственным весом;

– контрфорсные плотины, устойчивость которых обеспечивается не только весом самой плотин, но и весом воды в объеме призмы

– арочные плотины, работающие как свод, поставленный на торец и упираю­щийся своими пятками в скальные берега.

Гидродинамические аварии относятся к техногенным чрезвычайным ситуациям, вызывающие наводнения.

При разрушении гидротехнических сооружений (плотин, запруд и т.д.) образуются: волна прорыва, характеризуемая высотой гребня h (м) и скоростью U (м/с) и зоны наводнения и затопления на местности.

Гидродинамическая авария – это происшествие, связанное с разрушением гидротехнического сооружения или его частей с последующим неуправляемым перемещением больших масс воды.

Масштабы наводнений от гидродинамических аварий зависят, во-первых, от высоты волны прорыва, скорости её движения и продолжительности прохождения на заданных расстояниях, во-вторых, от характера местности, где создано водохранилище, его высотного положения и климатической зоны, и, в-третьих, от: высоты и продолжительности стояния опасных уровней воды, площади затопления, времени года и других факторов.

Для характеристики гидродинамических аварий используются следующие специальные термины:

Проран – узкий проток в теле плотин; косе; отмене в дельте реки и спрямленный участок, возникший в результате размыва излучины в половодье.

Ширина прорана зависит от материала плотины и типа реки. Относительный безразмерный параметр прорана В_пр (отношение ширины прорана к ширине плотины) для различных типов плотин (кроме арочных) в зависимости от типа реки принимается следующим:

– для равнинных рек В_пр= 0,2;

– для предгорных рек В_пр = 0,25;

– для горных рек В_пр = 0,5;

– для арочных плотин В_пр = 1,0.

Прорыв плотины – начальная фаза гидродинамической аварии, т.е. процесса образования прорана и неуправляемого потока воды, устремляющегося из верхнего бьефа через проран в нижний бьеф.

Бьеф – участок реки между двумя соседними плотинами на реке или участок ка­нала между двумя шлюзами.

Верхний бьеф – часть реки выше подпорного сооружения;

Нижний бьеф – часть реки ниже подпорного сооружения.

Прорыв (разрушение) гидротехнических сооружений происходит по следую­щим основным причинам:

• нарушения правил эксплуатации;

• некачественного выполнения строительно-монтажных работ:

• проектно-конструкторских ошибок;

• воздействия человека (нанесение ударов различными видами оружия);

• износа и старения оборудования;

• действия сил природы (землетрясений, ураганов, наводнений).

Разрушения ГТС классифицируются, как:

1. Разрушения конструкций, находящихся в верхнем бьефе, подходящим потоком воды с ледоходом.

2. Размыв земляных плотин переливающим потоком.

3. Разлив откосов русла реки и поймы в результате перепада воды, вызванного стеснением сечения поймы.

4. Разрушение земляных сооружений и склонов берегов в результате изменения геологических условий.

5. Разрушение конструкций и местный размыв в русле реки потоком, сбрасываемым через водосброс.

Порядок прогнозирования и оценки последствий гидродинамических аварий следующий:

1. Определяется максимально возможная высота волны прорыва по эмпирической формуле: h_пр= 4/9Н, где Н – подпор уровня воды у плотины или по формуле

где A_h; B_h; A_U; B_U – коэффициенты, зависящие от высоты уровня вода в верхнем бьефе плотины Н₀, м (уровня воды водохранилища); гидравлического уклона реки (превышение в метрах высоты уровня реки на 1000 м длины) и параметров прорана В_пр, значения которых приведены в табл. 1.2

Таблица 1.2