Причины и виды гидродинамических аварий

На территории России эксплуатируется более 30 000 водохранилищ и несколько сотен накопите­лей промышленных стоков и отходов. Более 50 лет гидротехнические сооружения на 200 водохрани­лищах и 56 накопителях отходов эксплуатируют­ся без реконструкции, некоторые находятся в ава­рийном состоянии. По мнению специалистов, об­щее число гидродинамически опасных объектов составляет 815, численность населения, прожива­ющего в зонах непосредственной угрозы жизни и здоровью при возможных авариях на этих объек­тах, превышает 7 млн человек.

На ГТС постоянно воздействует водный поток, колебания температур, льды, наносы, статистичес­кие и гидродинамические нагрузки, происходят стирания поверхности, коррозия металлов, выще­лачивание бетона, "гниение деревянных конструк­ций.

Разрушение (прорыв) гидротехнических соору­жений происходит по следующим причинам:

• в результате действия сил природы (земле­трясений, ураганов, размывов плотин);

• износа и старения оборудования;

• конструкторских ошибок;

• некачественного выполнения строительных работ;

• нарушения правил эксплуатации;

♦ воздействий человека (военные действия). Разрушения ГТС можно классифицировать по ряду следующих факторов:

1. Разрушения конструкций, находящихся в верхнем бьефе, проходящим потоком воды и ле­доходом..

2. Размыв земляных плотин переливающимся потоком.

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 воды 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.