4. Алгоритм расчётной работы № 3 Оценка техногенного риска при разрушении гидроузла
4.1. Общие положения
1. Анализ материалов проведенных исследований позволяет представить картину катастрофического затопления местности, расположенной ниже по течению русла реки от гидроузла.
При разрушении подпорной плотины гидроузла масса воды под большим напором устремляется через образовавшийся проран из водохранилища в нижний бьеф, где возникает мощный поток воды, перемещающийся вдоль русла реки и растекающийся в стороны, образуя волну прорыва.
2. Схематический продольный разрез волны прорыва изображен на рисунке 2.1. Волна прорыва имеет характерные участки фронт, гребень и хвост волны.
3. Задачей расчёта является определение основных параметров: высоты волны, скорости движения и времени добегания фронта, гребня и хвоста волны до расчётных створов, длительности затопления расчётного участка.
4. При наличии указанных параметров и по высотным отметкам местности могут быть определены ширина затопления в различных створах и отмечены возможные зоны затопления на крупномасштабной карте.
4.2. Исходные данные
1. Для выполнения расчета основных параметров и прогнозирования воздействия волны прорыва необходимы следующие исходные данные:
Продолжение приложения 3
Н – глубина воды в водохранилище перед плотиной при нормальном подпорном уровне, м;
W – объём воды в водохранилище при нормальном подпорном уровне, м3;
h0 – начальная глубина воды в русле реки в створе гидроузла, м;
hi – начальная глубина воды в русле реки в рассматриваемом створе, м;
В – длина плотины и подпорной дамбы, м;
i – уклон дна русла реки;
n – коэффициент шероховатости русла реки.
Эти данные могут быть получены непосредственно на предприятиях, эксплуатирующих гидроузлы, по источникам технических изданий, по справочникам и в штабах ГО города (района). Перечень отдельных водохранилищ и их характеристика приведены в таблице П3.4.
2. Если нет уточняющих данных, уклон дна и коэффициент шероховатости русла реки принимаются по таблицам П3.4-П3.6 соответственно.
3. Кроме того, для проведения расчётов и оформления их результатов необходимо иметь:
3.1. расстояние от плотины гидроузла вдоль по руслу реки до створа расположения промышленной площадки предприятия ,а также размеры Х иУ;
3.2. балансовую стоимость промышленных зданий и технологического оборудования (для расчёта ущерба) ,см .данные таблиц П.3.2 и П.3.3;
3.3. схему генерального плана, крупномасштабную карту города (района) и ситуационный план предприятия;
3.4. высотные отметки промышленной площадки в Балтийской системе высот1.
Высотные отметки исчисляются от уровня поверхности океана, в России – от нуля футштока в Кронштаде (Балтийская система высот).
Продолжение приложения 3
Рис. 3.1.Продольный разрез волны прорыва
Рис.3.2. Схема продольного профиля расчетного участка
Таблица П3.4 –
Название водохранилища |
W,м3 |
H, м |
h0, м |
B, м |
i |
n |
Волгоградское |
31,5 |
27 |
4 |
4100 |
10-4 |
0,025 |
Воткинское |
9,4 |
23 |
1,9 |
4980 |
10-4 |
0,025 |
Горьковское |
8,5 |
17 |
6 |
18000 |
10-4 |
0,025 |
Камское |
12,2 |
22 |
4,6 |
2500 |
10-4 |
0,025 |
Киевское |
3,73 |
11,5 |
2 |
52000 |
10-4 |
0,025 |
Красноярское |
73,3 |
101 |
5 |
1175 |
4·10-3 |
0,5 |
Куйбышевское |
57 |
30 |
2,5 |
5500 |
10-4 |
0,025 |
Кременчугское |
9,5 |
18 |
1,6 |
1580 |
10-4 |
0,025 |
Мингечаурское |
16 |
65 |
4 |
1650 |
5·10-4 |
0,03 |
Нижнекамское |
13,6 |
18,8 |
4 |
3600 |
10-4 |
0,025 |
Рыбинское |
25,4 |
18 |
3 |
8000 |
10-4 |
0,025 |
Саратовское |
12,9 |
15 |
2 |
2400 |
10-4 |
0,025 |
Саяно-Шушенское |
31,3 |
220 |
8 |
1066 |
4·10-3 |
0,05 |
Продолжение приложения 3
Таблица П3.5 –
№ п/п |
Характеристика русла реки |
Уклон реки, i |
1 |
Русла в нижнем течении равнинных рек |
5·10-5 |
2 |
Русла в среднем течении равнинных рек |
10-4 |
3 |
Русла в верхнем течении равнинных рек |
5·10-4 |
4 |
Русла рек в горных долинах |
10-3 |
5 |
Русла горных рек |
5·10-3 |
Таблица П3.6 –
№ п/п |
Характеристика русла и поймы |
Коэффициент шероховатости, n |
1 |
Естественные русла в весьма благоприятных условиях |
0,025 |
2 |
Сравнительно чистые русла постоянных равнинных потоков в обычных условиях |
|
3 |
Русла больших и средних рек, значительно засоренные. Периодические потоки с большим количеством наносов. Поймы больших и средних рек сравнительно разработанные, покрытые нормальным количеством травы и кустарника |
0,04 |
4 |
Русла периодических водотоков сильно засоренные и извилистые. Плохо разработанные заросшие поймы рек, галечно-валунные русла горного типа |
0,067 |
5 |
Неправильные поперечные сечения русла, неровная поверхность русла, широкие поймы |
0,1 |
6 |
Широкие поймы с очень большими мертвыми пространствами, с местными углублениями, озерами и пр. |
0,15 |
7 |
Потоки типа селевых (грязекаменных) Глухие поймы, заросшие лесом. |
0,2 |
Продолжение приложения 3