Гидродинамически опасными объектами называют сооружения или естественные образования, создающие разницу уровней воды. До такого объекта высокий уровень (верхний бьеф), а после него - низкий уровень (нижний бьеф). К ним относятся гидротехнические сооружения напорного фронта: плотины гидро- электростанций, плотины другого назначения, дамбы, запруды, водоприемники и водозаборные сооружения, напорные бассейны и уравнительные резервуары, гидроузлы, малые гидроэлектростанции и сооружения, входящие в состав инженерной защиты городов и сельскохозяйственных угодий.

Аварии на таких объектах называются гидродинамическими. Они подразделяются на следующие виды:

1) прорывы плотин (дамб, шлюзов и др.) с образованием волн прорыва, приводящие к катастрофическим затоплениям больших территорий;

2) прорывы плотин (дамб, перемычек и др.), приводящие к возникновению прорывного паводка;

3) прорывы плотин (шлюзов, перемычек и др.), приводящие к смыву плодородных почв или отложению наносов на больших пространствах.

Основные поражающие факторы гидродинамических аварий - это волна прорыва и затопление местности.

Последствия аварий на гидродинамически опасных объектах труднопредсказуемы. Располагаясь чаще всего в черте или выше по течению рек у крупных населенных пунктов, при разрушении они могут привести к катастрофическому затоплению обширных территорий, где находится значительное количество городов и сел, объектов экономики. Это приведет к массовой гибели людей, уничтожению инфраструктуры больших районов, длительному прекращению судоходства, сельскохозяйственного и рыбопромыслового производств и пр.

Последствия катастрофического затопления будут усугубляться авариями на потенциально опасных объектах, попадающих в эту зону, к которым относятся системы водоснабжения, канализации, сливных коммуникаций, места сбора мусора и прочих отбросов. Вся эта дрянь загрязнит зону затопления и распространится вниз по течению. Возрастает опасность возникновения и распространения инфекционных заболеваний, чему будет способствовать скопление населения на ограниченной территории при значительном ухудшении материально-бытовых условий жизни.

Защита и безопасность населения при гидродинамических авариях обеспечиваются большим комплексом организационных, инженерно-технических и других мер. Основные из них: правильный выбор места размещения плотины по отношению к близлежащим населенным пунктам, ограничение строительства жилых домов и объектов экономики в местах, подверженных действию возможной волны прорыва; обвалование населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий; проведение берегоукрепительных работ, создание надежных дренажных систем для предотвращения оползней и обрушений. Создаются также устройства гидроизоляции и специальные укрепления на зданиях и сооружениях; высаживаются низкоствольные леса (из тополей, ольхи и березы), способные уменьшить скорость волны прорыва.

Опять хочу подчеркнуть, что теория и практика всегда сильно отличаются друг от друга. Люди часто нарушают любые правила. Ради выгоды, особенно в условиях капиталистических отношений, да и при социализме, когда одна партия решала все, строили и продолжают строить как хотят и где хотят. Нарушений масса, а денег на реальную защиту, о которой мы только что говорили, никогда не хватает. Поэтому не будьте идеалистами и трезво оценивайте ситуацию. Покупаете новую квартиру или дом - правильно выбирайте место. Например, на берегу реки - это хорошо, но не затопит ли ваш дом первый же паводок, не смоет его совсем волна от прорыва плотины, которую взорвал обиженный на весь белый свет террорист. Если вы уже родились и живете под огромной плотиной, которая может в любой момент смыть все, что; вам дорого в этой жизни, позаботьтесь о себе и переберитесь, пока не поздно, в более безопасное место. Вспомните народную поговорку: «Береженого – Бог бережет!»

В случае опасности прорыва искусственных плотин принимаются следующие меры: увеличивается сток воды и производится плановый сброс воды из водохранилищ в период весеннего паводка.

Если существует опасность прорыва естественного водохранилища, принимаются меры по укреплению стенок такого объекта. Если катастрофическое затопление все же началось, принимаются следующие меры:

1) население оповещается об угрозе катастрофического затопления;

2) производится экстренная эвакуация населения до подхода волны прорыва (самостоятельно, реже с использованием транспорта, выделенного специальными службами для этой цели);

3) население, не имеющее возможности убежать, размещается на верхних этажах особо прочных зданий и сооружений, а также на возвышенностях;

4) проводятся аварийно-спасательные работы;

5) оказывается квалифицированная й специализированная помощь пострадавшим;

6) проводятся неотложные работы по обеспечению жизнедеятельности населения.

В заключительном слове обо всех аварийных и катастрофических ситуациях, которые мы тут рассмотрели, хочу предупредить своего читателя. Не надейтесь особо на службы экстренной помощи. Они тоже могут пострадать от катастрофы. Да, они есть, они работают и часто помогают людям, но при реальной угрозе жизни они часто не успевают. Не потому ли у нас такая страшная мясорубка на дорогах, что мы в год теряем в 3 раза больше людей, чем за 10 лет всей афганской войны? Например, человека ударило током, и у него остановилось сердце. Вызовите «Скорую помощь». Они обязательно приедут, но это произойдет не раньше чем через полчаса, а бывает и значительно позже. Через полчаса «Скорая» может только написать бумажку, констатирующую смерть. А лично вы можете спасти жизнь этому человеку, если сами не побрезгуете и немедленно не начнете искусственное дыхание и массаж сердца. Не теряйтесь! Если вы подготовлены, вы способны на многое. Как говорил Ильф и Петров: «Спасение утопающих - дело рук самих утопающих». Не забывайте об этом. А уже позже вам обязательно помогут специальные службы.

Гидротехническое сооружение – это объект хозяйственной деятельности, находящийся у водной поверхности и предназначенный, для:

Ø использования кинетической энергии движущейся воды, с целью преобразования ее в другие виды энергии;

Ø охлаждения отработанного пара ТЭС и АЭС;

Ø защиты прибрежной территории от воды;

Ø забора воды для орошения и водоснабжения;

Ø осушения;

Ø рыбозащиты;

Ø регулирования уровня воды;

Ø обеспечения деятельности речных и морских портов, судостроительных и судоремонтных предприятий, а также судоходства;

Ø подводной добычи, хранения и транспортировки полезных ископаемых.

Опасность затопления низменных районов возникает при разрушении плотин, дамб и гидроузлов. Непосредственную опасность представляет стремительный и мощный поток воды, вызывающий поражение, затопление и разрушение зданий и сооружений. Жертвы среди населения и разрушения происходят из-за высокой скорости огромного количества воды, сметающей все на своем пути.

Разрушение (прорыв) гидротехнического сооружения возникает вследствие воздействия природных факторов (землетрясений, ураганов, размыва дамб и плотин) или деятельности человека, а также из-за конструктивных дефектов или ошибок проектирования.

К основным гидротехническим сооружениям относятся: плотины, водозаборные и водосбросные сооружения, запруды.

Прорыв – это повреждение в теле плотины, дамбы, шлюза являющиеся последствием их размыва с образованием волн прорыва и катастрофических затоплений или прорывного паводка.

Волна прорыва возникает при условии одновременного наложения двух процессов: падения воды из водохранилища и резкого увеличения объема воды в месте падения. Высота волны прорыва и скорость ее распространения зависит от размеров прорыва, разницы уровней воды и топографических условий русла и устья реки.

Высота волны прорыва составляет 2-50 метров, скорость движения, как правило, находится в диапазоне от 3 до 25 км/ч.

Гидродинамическая авария – это чрезвычайная ситуация, связанная с выводом из строя (разрушением) гидротехнического сооружения или его части и неуправляемым перемещением больших масс воды, несущих разрушения и затапливающих значительные территории.

Это аварии на гидротехнических сооружениях, при которых вода распространяется с большой скоростью, создавая угрозу возникновения чрезвычайной ситуации техногенного характера.

Для предотвращения возможных внезапных прорывов на плотинах водохранилищ, защиты населения, территорий и материальных ценностей заблаговременно осуществляют следующие мероприятия:

а) административные:

Ø ограничение строительства жилых домов и объектов хозяйственной деятельности в местах, подпадающих под воздействие потенциально возможной волны прорыва возможного затопления;

Ø эвакуация населения из зон, время подхода волны прорыва к которым после разрушения плотины составляет менее четырёх часов, производится срочно, а с остальной территории, только в случае возникновения угрозы затопления;

б) инженерно-технические:

Ø обваловка (строительство дамб) населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий;

Ø создание надежных дренажных систем;

Ø берегоукрепительные работы для предотвращения оползней и обвалов;

Ø устройство гидроизоляции и специальных креплений на зданиях и сооружениях;

Ø насаждение низкорослых лесов из ольхи, вербы, осины и березы, повышающих шершавость поверхности и способствующих снижению скорости волны прорыва.

Ø оповещение и информирование населения;

Ø заблаговременно планируются маршруты возможной эвакуации на возвышенные участки местности;

Ø необходимо остерегаться оборванных и провисших проводов; о наличии таких повреждений, а также о разрушении канализационных и водопроводных сетей сообщать в соответствующие коммунальные службы;

Ø нельзя употреблять в пищу продукты, которые находились в контакте с водными потоками.

Для каждого гидроузла составляются схемы и карты, на которых указаны границы зоны затопления и дается характеристика волны прорыва. В этой зоне запрещено строить жилье и предприятия.

В случае прорыва плотины для оповещения населения используются все средства: сирены, радио, телевидение, телефон и средства громкоговорящей связи. Получив сигнал, следует немедленно эвакуироваться на ближайшие возвышенности. В безопасном месте следует находиться до тех пор, пока не спадет вода или не будет получено сообщение о том, что опасность миновала.

Эвакуация населения из зон возможного затопления в первую очередь проводится из населенных пунктов, находящихся вблизи плотин, волна прорыва которых может достичь этих населенных пунктов менее чем за четыре часа, а из остальных населенных пунктов - при наличии непосредственной угрозы их затопления.

Гидротехнические сооружения предназначены для использования водных ресурсов для нужд человека, а также для борьбы с разрушительным воздействием водной стихии на жизнедеятельность человека. По своему предназначению гидротехнические сооружения подразделяются на водопроводные (плотины, дамбы и т. п.), водопроводящие (каналы, трубопроводы, тоннели и др.), регуляционные (полузапруды, ограждающие валы и т. п.), водозаборные, водосбросовые и специальные (здания гидроэлектростанций (ГЭС), шлюзы, судоподъёмники и др.).
В настоящее время на территории Российской Федерации эксплуатируется более 30 тыс. водохранилищ и несколько сотен накопителей промышленных стоков и отходов. Имеется около 60 крупных водохранилищ ёмкостью более 1 млрд м 3 .
К основным потенциально опасным гидротехническим сооружениям относятся плотины, водозаборные и водосбросовые сооружения и шлюзы.
Водозаборное сооружение – это гидротехническое сооружение для забора воды из источника питания (реки, озера, подземного источника) с целью использования её для нужд гидроэнергетики, водоснабжения или орошения полей.
Водосбросовые сооружения – гидротехнические сооружения, предназначенные для сброса излишней (паводковой) воды из водохранилища, а также пропуска воды в нижний бьеф. (Бьеф – часть водоёма, реки, канала. Верхний бьеф расположен по течению выше водонапорного сооружения (плотины, шлюза), нижний бьеф – ниже водонапорного сооружения.)
Шлюз – это сеть сооружений для подъёма или опускания судов с одного уровня воды (реки, канала) на другой. Наиболее крупные шлюзы имеют ширину свыше 30 м и длину до нескольких сотен метров.
Гидродинамические аварии на указанных сооружениях могут привести к катастрофическим последствиям, так как все эти гидротехнические сооружения располагаются, как правило, в черте или выше крупных населённых пунктов и являются объектами повышенного риска. Возникновение гидродинамической аварии на таком объекте может привести к катастрофическому затоплению обширных территорий и образованию зоны катастрофического затопления.
Запомните!
Гидродинамическая авария – это чрезвычайная ситуация, связанная с выходом из строя (разрушением) гидротехнического сооружения или его части и неуправляемым перемещением больших масс воды, несущих разрушения и затопления обширных территорий.
Зона катастрофического затопления – это зона затопления, возникшая в результате гидродинамической аварии, случившейся на гидротехническом сооружении, в пределах которого произошли массовые потери людей, сельскохозяйственных животных и растений, значительно повреждены или уничтожены здания и различные сооружения.
Гидродинамические аварии на гидротехнических сооружениях могут возникнуть вследствие действия сил природы (землетрясения, ураган, разлив, разрушение плотины паводковыми водами) или воздействия человека (нанесение ударов современными средствами поражения по гидротехническим сооружениям и диверсионных актов), а также из-за конструктивных дефектов или ошибок в проектировании и эксплуатации гидротехнических сооружений.
Это должен знать каждый
Основными последствиями крупных гидродинамических аварий являются:

o повреждения и разрушения гидротехнических сооружений, кратковременное или долговременное прекращение выполнения ими своих функций;

o поражение людей и разрушение сооружений волной прорыва, образовавшейся в результате разрушения гидротехнического сооружения и имеющей высоту от 2 до 12 м и скорость движения от 3 до 25 км/ч (в горных районах может доходить до 100 км/ч);

o катастрофическое затопление обширных территорий и значительного количества городов и сёл, объектов экономики, длительное прекращение судоходства, сельскохозяйственного и рыбопромыслового производства.

Статистика
В настоящее время гидротехнические сооружения на 200 водохранилищах и 56 накопителях отходов эксплуатируются без существенной реконструкции более 50 лет, а это увеличивает вероятность возникновения на них гидродинамических аварий.
По данным МЧС России
История знает несколько примеров катастрофических последствий аварий на гидротехнических сооружениях из-за разрушения плотины.
Если разрушается плотина, то вода с большой скоростью и напором устремляется вниз по течению реки. Образуется так называемая волна прорыва, которая и является основным поражающим фактором гидродинамической аварии.

Гидротехнические сооружения - это объекты, создаваемые с целью использования кинетической энергии воды (ГЭС), охлаждения систем в технологических процессах, мелиорации, защиты прибрежных территорий (дамбы), забора воды для водоснабжения и орошения, рыбозащиты, регулирования уровня воды, обеспечения деятельности морских и речных портов, для судоходства (шлюзы).
Следует различать такие понятия, как запруда, плотина, гидроузел. Запруда обычно создает подъем воды, но не имеет стока или он весьма ограничен. Плотина - сооружение, тоже создающее напор воды, но почти с постоянным ее стоком. Гидроузел представляет собой систему сооружений и водохранилищ, связанных единым режимом водопере-тока.
Весьма опасно разрушение плотин, так как при этом действуют два фактора: волна прорыва и зона затопления, каждый из которых имеет свою характеристику и для людей представляет опасность. Прорыв может произойти из-за воздействия сил природы (землетрясения, урагана, обвала, оползня), конструктивных дефектов, нарушения правил эксплуатации, воздействия паводков, разрушения основания, недостаточности водосбросов, а в военное время - в результате воздействия средств поражения.
При прорыве в плотине или в другом сооружении образуется проран, от размеров которого зависят объем, скорость падения воды и параметры волны прорыва - основного поражающего фактора этого вида аварий.

Разрушительное действие волны прорыва заключается главным образом в движении больших масс воды с высокой скоростью и таранного действия всего того, что перемещается вместе с водой (камни, доски, бревна, различные конструкции).
Высота и скорость волны прорыва зависят от гидрологических и топографических условий реки. Например, для равнинных районов скорость волны прорыва колеблется от 3 до 25 км/ч, а для горных и предгорных мест имеет величину порядка 100 км/ч. Лесистые участки замедляют скорость и уменьшают высоту волны. Прорыв плотин приводит к затоплению местности и всего того, что на ней находится, поэтому строить жилые и производственные здания в этой зоне запрещено.
Причины крупных аварий гидротехнических сооружений различны, но чаще всего они происходят из-за разрушения основания.

Введение

Родиной самых первых гидротехнических сооружений (ГТС) можно назвать Древний Египет, где до наших дней сохранились остатки одного из самых ранних гидротехнических сооружений – плотины Сад Эль-Кафар, которая была построена приблизительно между 2950 и 2750 гг. до н. э. Еще в древних цивилизациях жизненно важным фактором было управление водными ресурсами с целью обеспечения орошения и водоснабжения. Поэтому площадь водного зеркала создаваемых водохранилищ постоянно увеличивалась, а после 1915 г. стало возможным создание водохранилищ с площадью водного зеркала более 100 кв. км, в результате изменений в технологии земляных и бетонных работ, позволивших возводить крупные и сравнительно дешевые сооружения. Но бум гидротехнического строительства приходится на последние 30-40 лет, когда было построено более 85 % всех существующих в мире плотин.

Ежегодно на земном шаре вступают в эксплуатацию несколько сот новых водоемов – водохранилищ с общей площадью, превосходящей акваторию десяти Азовских морей. Сейчас не так уж много рек, на которых нет хотя бы подобного сооружения. Так, «в России построено и находится в эксплуатации свыше 3 тыс. водохранилищ». Ежегодно в строй вступает от 300 до 500 новых водохранилищ. Многие крупные реки планеты – Волга, Ангара, Миссури, Колорадо, Парана и др. – превращены в каскады водохранилищ.

Однако создание водохранилищ имеет негативную сторону. С одной стороны, они объективно нужны для социально-экономического развития общества, для снабжения населения водой, продовольствием, энергией, в борьбе с наводнениями и т.д. С другой – оказывают отрицательное воздействие на природу и хозяйство речных долин выше и ниже створа плотин, а также являются источником возможной угрозы жизни населения, проживающего ниже створа гидроузла, и нанесению большого материального ущерба, т.е. являются потенциально опасными объектами.

Подпорные гидротехнические сооружения довольно надежны и долговечны – многие из них функционируют десятки и даже сотни лет. Однако материалы мировой статистики и события недавних лет свидетельствуют о том, что аварии на гидроузлах возможны, они могут привести к повреждению и разрушению плотин и примыкающих к ним сооружениям.

Последствия аварии водохранилища (например, прорыв большой плотины на реке) могут быть исключительно велики. В отличие от промышленных, транспортных и других сооружений, ущерб от аварий которых во многих случаях оценивается стоимостью восстановления разрушенных частей самого сооружения, ущерб от аварии подпорного гидросооружения обычно во много раз превосходит его стоимость. Это объяснятся тем, что при этом, помимо человеческих жертв, разрушаются и другие сооружения на реке и её берегах, парализуется деятельность предприятий целых районов, базировавшихся на данном гидросооружении, восстановление же последнего требует обычно ряда лет. Это обстоятельство заставляет считать гидросооружения весьма ответственными сооружениями, проектирование, строительство и эксплуатация которых требует исключительного внимания.

Как часто всё же происходит авария с гидротехническими сооружениями? «Французские специалисты дают такой ответ на этот вопрос. Начиная с VIII в. каждые 5 лет разрушалась 1 плотина. За сорокалетний срок, предшествовавший 1975 г., количество аварий значительно увеличилось и составляло примерно 1 катастрофу в среднем с 50 человеческими жертвами каждые 15 месяцев. Причиной этого является строительство всё более высоких плотин с большими водохранилищами в сложных природных условиях».

Гидротехнические объекты могут быть источником колоссальных бедствий и не по причине непосредственного разрушения сооружений. К примеру, спустя несколько лет после окончания строительства высотной плотины и заполнения водой водохранилища «Вайонт» в Италии, 9 октября 1963 г. 240 млн. куб. м меловых пород оторвались от горы Ток и сместились в водохранилище. Только 15 сек. понадобилось для полного заполнения грунтом чаши водохранилища, выплёскивания воды на противоположный склон на высоту 260 и 100 м над плотиной. Плотина осталась стоять, но… только мертвым памятником трём тысячам жертв, погибших в этой катастрофе. В результате разрушен г. Лонжерон.

Создание и эксплуатация водохранилищ вызывают также значительные изменения в природе и хозяйстве речных долин, на прилегающих к ним территориям, в долинах ниже плотин и в приустьевых участках морей и озер, в которые впадают зарегулированные водохранилищами реки. Однако следует отметить, что значительные или заметные изменения в окружающей среде вызывают преимущественно крупные и некоторые средние водохранилища. Влияние небольших и малых водохранилищ на природу и хозяйство территории, обычно невелико, а нередко и положительно.

«Проблема потенциальной опасности гидротехнических сооружений в Башкортостане весьма актуальна. В республике около 1500 различных гидротехнических сооружений; некоторые из них находятся в аварийном состоянии или просто бесхозными».

Так, 7 августа 1994 г. произошла авария на плотине Тирлянского водохранилища в бассейне реки Белой в РБ, когда после интенсивных дождей из-за изношенности механизмов не удалось открыть все отверстия берегового водосброса (работало только одно) и вода из переполненного водохранилища устремилась через гребень земляной плотины, которую разрушило в течение нескольких часов (семиметровая волна прорыва снесла поселок Тирлян, погибли 28 человек). В результате, жители населенных пунктов, расположенных в районе каких-либо ГТС, стали с некоторой опаской и паническим недоверием относится к данному виду сооружений на реках.

Как уже говорилось выше, бум строительства ГТС пришелся на последние 30-40 лет. В этот же период, с 1950 – 1961гг., были построены и ГТС Павловской ГЭС.

Павловский гидроузел был построен в целях комплексного использования водных ресурсов реки Уфы, с учетом перспективного развития энергопотребления, водоснабжения и судоходства. Водохранилище используется для перевозки пассажиров, сухогрузов, нефтепродуктов, леса, лесоматериалов и в целях рекреации. На его берегах расположено 11 учреждений отдыха: турбазы, базы отдыха, детские и спортивные лагеря.

В комплекс Павловского гидроузла входят водоподпорные, водопроводящие, судоходные и другие сооружения, повреждения которых могут привести к возникновению чрезвычайных ситуаций, поскольку от их надежности зависит не только работа Павловской ГЭС, но и функционирование хозяйственных и промышленных объектов региона. Ниже створа водоподпорных сооружений головного узла, в 5-10 км от створа, расположены населенные пункты Красный Ключ, Нижняя Павловка, Яман-Елгинский ЛПХ, Кировка.

Согласно статье 21 п.2 Федерального закона «О безопасности гидротехнических сооружений» принятого Государственной Думой 23 июня 1997 года «гидротехнические сооружения, которые находятся в эксплуатации при вступлении в силу настоящего Федерального закона, вносятся в Российский регистр гидротехнических сооружений в безусловном порядке без представления деклараций безопасности гидротехнических сооружений». Следовательно, гидротехнические сооружения Павловской ГЭС находятся в российском регистре ГТС с момента вступления в силу вышеупомянутого Федерального закона и на них распространяются требования, предъявляемые этим законом к ГТС.

Одним из требований к ГТС, предъявляемых Федеральным законом, является предоставление Декларации безопасности – основного документа, который содержит сведения о соответствии гидротехнического сооружения критериям безопасности. «Декларация необходима для организации контроля за соблюдением мер безопасности, оценки достаточности и эффективности мероприятий по предупреждению и ликвидации ЧС на промышленном объекте. Он является документом, где отражаются характер и масштабы опасностей на промышленном объекте и мероприятия по обеспечению промышленной безопасности и готовности к действиям в техногенных чрезвычайных ситуациях. Обязательному декларированию безопасности подлежат проектируемые и действующие промышленные объекты, имеющие в составе особо опасные производства, а также гидротехнические сооружения, хвостохранилища (отходы производств) и шлаконакопители, на которых возможны гидродинамические аварии».

Учитывая вышеизложенное и во исполнение требований ФЗ «О безопасности ГТС», Павловская ГЭС была включена в перечень объектов электроэнергетики, подлежащих декларированию безопасности в 1998 году (совместный приказ Минтопэнерго России и МЧС России от 31 декабря 1997 г. №461/792), и к 29 сентября 1999 г. Декларация безопасности ГТС Павловской ГЭС была разработана.

Из сведений, представленных в декларации, можно сделать вывод, что гидротехнические сооружения находятся в работоспособном состоянии и условия их эксплуатации соответствуют действующим нормам и правилам. Уровень безопасности ГТС оценивается как «нормальный». Представленная информация о мерах по локализации и ликвидации чрезвычайных ситуаций, защите от них населения и территорий позволяет сделать вывод, что Павловская ГЭС готова в случае необходимости к ликвидации и локализации чрезвычайных ситуаций.

Павловская ГЭС имеет в необходимом объеме лицензии на осуществление видов деятельности, связанных с обеспечением безопасности. На гидроузле существует группа наблюдений за состоянием ГТС в количестве 3 человек, которая осуществляет надзор за безопасностью ГТС в объеме и сроки удовлетворяющие требованиям руководящих документов, а также спасательная группа в количестве 50 человек.

Однако проблема повышения устойчивости функционирования любых ГТС в современных условиях приобретает все большее значение в связи с:

· снижением трудовой и технологической дисциплины на всех уровнях;

· высоким производственным износом основных фондов, с одновременным снижением темпов их обновления (Павловская ГТС эксплуатируется уже более 40 лет, а фактическая реализация ремонтных работ сдерживается из-за финансовых возможностей ОАО «Башкирэнерго»);

· слабой нормативно-правовой базой, обеспечивающей страхование объекта на случай ущерба (договора страхования Павловской ГЭС на случай ущерба от стихийного бедствия не имеется, в связи с отсутствием нормативно технической документации по определению ущерба и страхования ГТС);

· отставанием отечественной практики от зарубежной в области использования научных основ проблемного риска в управлении безопасностью и предупреждением ЧС;

· повышение вероятности возникновения военных конфликтов и террактов.

В сценарии возможной аварии на гидроузле, изложенном в Декларации безопасности Павловской ГЭС, а также в результатах расчета возможного ущерба от этой аварии, уровень безопасности оценивается как нормальный, а возможный ущерб от аварии не подлежит обязательному учету для сооружений 2-го класса. Поэтому в дипломной работе расчет возможных последствий от аварии производился не по предложенному сценарию в декларации безопасности, а по сценарию с большой редкостью, а, следовательно, и ущербом.

Большая часть многих современных ГТС функционирует 20-30 лет (Павловский гидроузел – 40 лет). Это значит, что они входят в период «старения» и нуждаются в особом внимании. В связи с этим необходимо рассмотреть различные сценарии возможных аварий, в том числе опорожнение водохранилищ, предусмотреть оценку последствий и составление карт последствий разрушения ГТС (возможного прохождения волн прорыва), а также разработать рекомендации по оповещению и спасению людей.

В данном дипломной работе в разделе 1 представлены краткая информация о гидросооружениях, а также данные о различных авариях, произошедших на гидроузлах.

В разделах 2, 3 проведен анализ безопасности гидротехнических сооружений Павловской ГЭС, дано краткое описание Павловского гидроузла и рассмотрены уязвимые места гидротехнических сооружений Павловской ГЭС.

В разделе 4 рассмотрен вопрос сейсмоустойчивости ГТС, приведены основные принципы сейсмостойкого строительства различных типов плотин.

В разделе 5, 6 приведены сведения об имевших место аварийных ситуациях на Павловском гидроузле, сценарий возможной аварии на Павловском гидроузле, а также оценка величины ущерба.

В разделе 7 рассмотрены мероприятия по обеспечению безопасности объекта, а в Приложении проведен расчет прохождения волны прорыва и затопления местности в результате аварии на Павловском гидроузле с использованием программы «ВОЛНА 2.0».

В России довольно поздно появилась необходимость в строительстве гидротехнических сооружений. В отличие от других стран из-за богатства водных ресурсов Русь не испытывала дефицита воды. Многочисленные полноводные реки и озёра вполне удовлетворяли потребность населения в воде. Ещё одна особенность Руси – утоление жажды из родника, колодца. Поэтому очень многие поселения имели свои родники, которые служили для людей главным источником водоснабжения. Первые гидротехнические сооружения, в основном, возводились как оборонительные сооружения, в виде каналов вокруг крепостей и городов. Учитывая огромные пространства России и удалённость многих областей от морских путей, реки явились связующими водными путями, которые позволили самым отдалённым уголкам участвовать в жизни страны. Те богатства, которыми владела Русь, встречались именно на реках, по которым шли караваны с грузом, товарами. Судоходство на Руси требовало улучшать имеющиеся водные пути или искать новые. Такие работы проводились уже в XII веке. В основном каналы строились, чтобы миновать коварные пороги на реках, которые невозможно было преодолеть гружёным кораблям, или для соединения бассейнов рек. Учитывая, что в те времена судоходство осуществлялось волоком, бурлаками, предпринимались попытки спрямить русла рек для уменьшения пути следования товаров. В настоящее время гидродинамические сооружения – это объекты, создаваемые с целью:

 использования кинетической энергии воды (ГЭС);

 охлаждения технологических процессов;

 мелиорации;

 защиты прибрежных территорий (дамбы);

 забора воды для водоснабжения и орошения;

 рыбозащиты;

 регулирования уровня воды;

 обеспечения деятельности морских и речных портов;

 для судоходства (шлюзы).

Крупномасштабные гидроэлектрические системы являются хорошо разработанными технологиями по получению электричества благодаря энергии воды. В некоторых странах, например, в Бразилии и Норвегии, очень большая доля получаемой электроэнергии вырабатывается гидроэнергетическими системами. Эти системы могут использовать бурные горные реки или основываться на массивных программах строительства плотин и затопления. Есть множество способов использования энергии воды, из которых одни являются коммерческими и испытанными, в то время как другие, основанные на энергии океанов, остаются в стадии развития, но показывают огромный потенциал.

Гидротехнические сооружения напорного типа – это плотины, создающие подъём и, следовательно, напор воды, который затем используется для вращения каких-либо механизмов: турбин, лопастей мельниц. Здесь следует различать три термина: запруда, плотина, гидроузел.

Запруда обычно создаёт подъём воды, но не имеет стока или он весьма ограничен.

Плотина – сооружение, тоже создающее напор воды, но почти с постоянным её стоком.

Гидроузел – система сооружений и водохранилища, связанных единым режимом водоперетока. Устойчивость и прочность гидротехнических сооружений напорного фронта задаётся по максимальным расчётным значениям уровня воды, скорости ветра, высоты волны. Социальное и экологическое воздействие гидроэнергетических технологий. Гидроэнергетические технологии имеют много преимуществ и, по крайней мере, в том, что касается крупномасштабных схем, несколько крупных недостатков. Там, где дожди сезонны, низкие водные ресурсы во время засух могут серьёзно затрагивать мощности по выработке электроэнергии. Это может стать значительной проблемой там, где гидроэнергия составляет солидную долю в выработке страны. Крупные схемы плотин вызывают хорошо освещённые в прессе проблемы: переселение местных жителей, пересыхание природных русел, заиление водохранилищ, водные споры между соседними странами и огромная стоимость финансирования этих проектов. Более локальные вопросы относятся к способности рыбы попасть на свои места нереста выше по течению и визуальное воздействие в местах ошеломляющей красоты природы. Волновым технологиям приходится бороться с очень агрессивной средой и, вероятно, что стоимость таких технологий будет высокой. Потенциальные ресурсы практически неограниченны, и исследования продолжаются.

Около 44 тыс. высоких плотин, эксплуатирующихся в настоящее время во всём мире, из которых 43 тыс. возведены в XX веке, в том числе 37,4 тыс. с 1950 г., являются лучшей характеристикой плотиностроения в обеспечении устойчивого развития цивилизации за 5000 лет. Более 8000 км3 речного стока, зарегулированного с их помощью, используется для орошения 270 млн га земель, выработки почти 2460 млрд. кВтч (18,5% всей потребляемой в мире) электроэнергии, защиты от паводков, обеспечения потребности в технической и питьевой воде, создания зон отдыха и возможности судоходства на ранее недоступных участках рек. Вместе с тем, наличие водохранилищных плотин, наряду с выгодами, влечёт за собой создание различного рода рисков, вероятностных по своей природе, из которых наиболее известными по негативным последствиям являются социальные, материальные (экономические), конструктивные (гидрологические, геодинамические, технические), экологические и др. В широком смысле здесь понимается неспособность объекта обеспечить оптимальную выгоду в течение заданного периода времени. Социальный, материальный, экологический риски, как правило, возникают в результате реализации конструктивного риска, поэтому в первую очередь необходимо учитывать все факторы, обеспечивающие требуемую надёжность сооружения. Под конструктивным риском понимается свойство сооружения претерпевать отказы при внешних воздействиях и реакции сооружения на них при невыполнении требований технической документации. Характерными моделями конструктивного риска являются следующие:

1. Первоначальное наполнение водохранилища (около 80% от общего числа отказов). При этом основными факторами риска будут чрезмерная проницаемость тела плотины, деформационная неоднородность, трещинообразование в основании плотины при взаимодействии с напорным потоком.

2. Гидрологический риск – размыв основания в нижнем бьефе плотины.

3. Геодинамический, в том числе сейсмический риск, - реализуется в недостаточной прочности плотины на сдвиг, трещинообразовании, значительных колебаниях пьезометрического уровня воды в основании.

4. Другие риски – заиление, недостаточная прочность на сдвиг и др. Анализ катастрофических разрушений ряда плотин, их последствий, изучение причин и закономерностей различных рисков, их учёт и регулирование имеют большое практическое значение.

Обеспечение безопасности и надёжности – главное условие возведения плотин, являющихся гидродинамически опасными объектами .

Гидродинамически опасные объекты (ГОО ) – сооружение или естественное образование, создающее разницу уровней воды до (верхний бьеф) и после (нижний бьеф) него. К ним относятся гидротехнические сооружения напорного фронта: плотины, запруды, дамбы, водоприёмники и водозаборные сооружения, напорные бассейны и уравнительные резервуары, гидроузлы, малые гидроэлектростанции, сооружения, входящие в состав инженерной защиты городов и сельскохозяйственных угодий, а также естественные объекты, препятствующие свободному течению воды. Особенностью разрушения таких препятствий является образование волны прорыва (попуска). Гидродинамическая авария – это чрезвычайное событие, связанное с выходом из строя (разрушением) гидротехнического сооружения (ГТС) или его части и неуправляемым перемещением больших масс воды, несущих разрушения и затопления обширных территорий. К основным потенциально опасным гидротехническим сооружениям относятся плотины, водозаборные и водосборные сооружения (шлюзы). В горных районах в результате землетрясений, обвалов, оползней образуются естественные плотины (запруды), которые почти всегда представляют опасность для нижерасположенных населённых пунктов, объектов промышленности и сельского хозяйства. Весьма опасно разрушение плотин, которое может повлечь за собой крайне негативные последствия для экономики и окружающей природной среды, а ущерб – превысить затраты на строительство. При разрушении плотин вода с большой высоты и с огромной скоростью устремляется в нижний бьеф, заливая всё на своём пути. Вероятность аварий плотин начинает неуклонно повышаться при возрасте сооружений более 30-40 лет, о чём свидетельствует накопленная информация. За последние 70 лет в мире произошло более 1 тыс. аварий крупных гидротехнических сооружений. Анализ показывает, что основные их причины – разрушение основания и недостаточная пропускная способность водосброса, когда вода переливается через гребень плотины. В таких случаях вода с большой высоты и с огромной скоростью устремляется в нижний бьеф, заливая всё на своём пути. В таких случаях действуют два фактора: волна прорыва и зона затопления, каждый из которых имеет свою характеристику и для людей представляет опасность.

С 1902 по 1977 гг. из 300 аварий в различных странах в 35% случаев причиной было превышение расчётного максимального сбросового расхода, т. е. перелив воды через гребень плотины, который, в том числе приводил и к разрушению основания плотины. Соотношение аварий на различных типах плотин показано в следующей таблице (источник: Всемирная комиссия по плотинам):

Тип плотины Частота аварий, %

Земляная 53

Бетонная гравитационная 23

Защитные дамбы из местных материалов4

Арочная железобетонная 3

Плотины других типов 17

Зоной затопления при разрушении ГТС называется часть прилегающей к реке (озеру, водохранилищу) местности, затопляемой водой. В зависимости от последствий воздействия потока воды из-за разрушения ГТС на территории возможного затопления выделяют зону катастрофического затопления (ЗКЗ). Это часть зоны затопления, в пределах которой распространяется волна прорыва, вызывающая массовые потери людей, разрушения зданий и сооружений, уничтожение других материальных ценностей. На её внешних границах высота гребня волны прорыва превышает 1 м, а скорость её движения – более 10 м/с. Время, в течение которого затопленные территории могут находиться под водой, колеблется от 4 ч. до нескольких суток.

Параметры зоны затопления зависят от размеров водохранилища, напора воды и других характеристик конкретного гидроузла, а также от гидрологических и топографических особенностей местности. Зона катастрофического затопления определяется заранее на стадии проектирования ГТС. В границах этой зоны выделяют участок возможного (вероятного) чрезвычайно опасного затопления, т. е. территорию, через которую волна прорыва проходит в течение 1 ч. после аварии на ГТС. На этой территории возможны наибольшие потери среди населения, сильные разрушения ОЭ и жилых построек.

Катастрофы на реках РФ:

1993 г. Прорыв плотины Киселёвского водохранилища (Свердловская обл.) на р. Каква (общий ущерб – 63,3 млрд руб.)

1994 г. Разрушение плотины Тирлянского водохранилища (Башкирия) на притоке р. Белой (суммарный ущерб 52,3 млрд руб.)

Сентябрь 1994 г. Наводнение в Приморье 1999 г. и 2001 г.

Наводнение в Якутии Июль 2002 г.

Наводнение в Краснодарском крае привело к разрушению его гидроузла, унесло жизни 114000 человек и причинило материальный ущерб на сумму в 15 млрд руб.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ АВАРИИ

ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ АВАРИЯ – это чрезвычайное событие, связанное с выходом из строя (разрушением) гидротехнического сооружения или его части, и неуправляемым перемещением больших масс воды, несущих разрушения и затопления обширных территорий.

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИ ОПАСНЫМИ ОБЪЕКТАМИ (ГОО) называют сооpужение или естественное обpазование, создающее pазницу уpовней воды до (веpхний бьеф) и после (нижний бьеф) него. К ГОО относятся искусственные и естественные плотины, гидpоузлы, запpуды, дамбы, шлюзы, каналы и т. д.

Разрушение (прорыв) гидротехнических сооружений происходит в результате действия сил природы (землетрясений, ураганов, размывов плотин) или воздействия человека (нанесения ударов ядерным или обычным оружием по гидротехническим сооружениям, крупным естественным плотинам диверсионных актов), а также из-за конструктивных дефектов или ошибок проектирования. износа оборудования, гниения конструкций, выветривания, коррозии металла.

Последствиями гидродинамических аварий являются: - повреждение и разрушение гидроузлов и кратковременное или долговременное прекращение выполнения ими своих функций; - поражение людей и разрушение сооружений волной прорыва, образующейся в результате разрушения гидротехнического сооружения, имеющей высоту от 2 до 12 м и скорость движения от 3 до 25 км/ч (для горных районов – до 100 км/ч); - катастрофическое затопление обширных территорий слоем воды от 0,5 до 10 м и более.

На скоpость pаспpостpанения и высоту волны пpоpыва оказывает существенное влияние также хаpактеp местности, по котоpой она движется. На pавнинах скоpость ее движения не пpевышает 25 км/час, а в гоpах может достигать 100 км/час. Лесные массивы, возвышенности, овpаги и т.п. снижают скоpость движения и высоту волны пpоpыва.

ОСОБЕННОСТИ ОЧАГА ПОРАЖЕНИЯ.

Величина и стpуктуpа потеpь сpеди населения пpи наводнениях могут изменяться в зависимости от плотности населения в зоне затопления, вpемени суток (в ночное вpемя pезко возpастает количество и тяжесть состояния поpаженных), скоpости движения и высоты волны пpоpыва, темпеpатуpы воды и окpужающего воздуха (низкая темпеpатуpа pезко огpаничивает вpемя, в течение которого еще можно спасти пострадавших).

Механические повpеждения pазличной тяжести могут быть следствием:

непосpедственного динамического воздействия на тело человека волны пpоpыва; тpавмиpующего действия обломков зданий и сооpужений, pазpушаемых волной пpоpыва; повpеждающего действия pазличных пpедметов, вовлекаемых в движение волной пpорыва.

В зоне затопления часто создается неблагопpиятная эпидемиологическая обстановка. В дальнейшем могут создаваться катастpофические ситуации социального хаpактеpа, связанные с нехваткой пpодуктов питания, отсутствием жилья и пp .

МАТЕРИАЛЬНЫЙ УЩЕРБ ПРИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ АВАРИЯХ.

Повреждение и разрушение ГТС, жилых зданий, дорог, линий электропередач, связи; гибель скота и урожая; у ничтожение и порча сырья, продуктов, топлива; з атраты на эвакуацию; с мыв плодородного слоя почвы; з атраты на приобретение и доставку продуктов питания; с окращение выработки продукции предприятиями; в озникновение заболеваний.

ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ

Если Вы проживаете на прилегающей к гидроузлу территории, уточните, попадает ли она в зону воздействия волны прорыва и возможного катастрофического затопления. Узнайте, расположены ли вблизи места Вашего проживания возвышенности, и каковы кратчайшие пути движения к ним.

Изучите сами и ознакомьте членов семьи с правилами поведения при воздействии волны прорыва и затопления местности, с порядком общей и частной эвакуации. Заранее уточните место сбора эвакуируемых, составьте перечень документов и имущества, вывозимых при эвакуации.

Запомните места нахождения лодок, плотов, других плавсредств и подручных материалов для их изготовления.

КАК ДЕЙСТВОВАТЬ ПРИ УГРОЗЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ АВАРИИ

При получении информации об угрозе затопления и об эвакуации безотлагательно, в установленном порядке выходите (выезжайте) из опасной зоны в назначенный безопасный район или на возвышенные участки местности. Возьмите с собой документы, ценности, предметы первой необходимости и запас продуктов питания на 2-3 суток. Часть имущества, которое требуется сохранить от затопления, но нельзя взять с собой, перенесите на чердак, верхние этажи здания, деревья и т.д.

Перед уходом из дома выключите электричество и газ, плотно закройте окна, двери, вентиляционные и другие отверстия.

КАК ДЕЙСТВОВАТЬ В УСЛОВИЯХ НАВОДНЕНИЯ ПРИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ АВАРИЯХ

При внезапном затоплении для спасения от удара волны прорыва срочно займите ближайшее возвышенное место, заберитесь на крупное дерево или верхний этаж устойчивого здания. В случае нахождения в воде, при приближении волны прорыва нырните в глубину у основания волны.

Оказавшись в воде, вплавь или с помощью подручных средств выбирайтесь на сухое место, лучше всего на дорогу или дамбу, по которым можно добраться до незатопленной территории.

При подтоплении Вашего дома отключите его электроснабжение, подайте сигнал о нахождении в доме (квартире) людей путем вывешивания из окна днем флага из яркой ткани, а ночью – фонаря. Для получения информации используйте радиоприемник с автономным питанием. Наиболее ценное имущество переместите на верхние этажи и чердаки. Организуйте учет продуктов питания и питьевой воды, их защиту от воздействия прибывающей воды и экономное расходование.

Готовясь к возможной эвакуации по воде, возьмите документы, предметы первой необходимости, одежду и обувь с водоотталкивающими свойствами, подручные спасательные средства (надувные матрасы, подушки).

Не пытайтесь эвакуироваться самостоятельно. Это возможно только при видимости незатопленной территории, угрозе ухудшения обстановки, необходимости получения медицинской помощи, израсходовании продуктов питания и отсутствии перспектив в получении помощи со стороны.

Действия населения в случае чрезвычайной ситуации:

Включить телевизор или радио – выяснить тип чрезвычайной ситуации. Собрать документы. Собрать запас простейших медикаментов. Собрать запас продуктов и воды на 3 дня, закрыть продукты герметически.

Возможные указания для оповещения населения: Укрыться на месте. Рассредоточится по местности. Собраться в пункте эвакуации.

Группы эвакуации: Колонна – 20-30 человек, в которой выделяется старший. Состав колонны также делится на группы по 5 человек, в которых выделяется старший. Средняя скорость колонны 4 км, при передвижении по местности. Через каждые час-полтора привал на 10-15 минут. После того, как пройдена половина намеченного пути, устраивается привал на 1-2 часа.

При перевозке людей автотранспортом используются автобусы, грузовики, личный автотранспорт. Выезд колонной, в каждом автобусе, машине и другом транспортном средстве назначается старший. Он отвечает за то, чтобы в вверенном ему транспорте соблюдался порядок, дисциплина и организованность движения, контролирует перемещения людей в вверенном транспортном средстве.

Какие продукты берутся? Консервы. Копчености. Концентраты. Твердые сыры. Сухое печенье. Также необходимо взять теплые вещи (три смены вещей).

Все упаковывается в герметичный полиэтиленовый пакет или другие герметичные емкости, обладающие наименьшим весом. С собой берется термос и фляга.

КАК ДЕЙСТВОВАТЬ ПОСЛЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ АВАРИИ

Перед тем, как войти в здание, убедитесь в отсутствии значительных повреждений перекрытий и стен. Проветрите здание для удаления накопившихся газов. Не используйте источники открытого огня до полного проветривания помещения и проверки исправности системы газоснабжения.

Проверьте исправность электропроводки, труб газоснабжения, водопровода и канализации. Пользоваться ими разрешается только после заключения специалистов об исправности и пригодности к работе

Просушите помещение, открыв все двери и окна. Уберите грязь с пола и стен, откачайте воду из подвалов. Не употребляйте пищевые продукты, которые находились в контакте с водой.

Для обеспечения безопасности, в частности на производстве, во многих странах разрабатываются специальные законодательные акты, директивы, стандарты, регламентирующие правила и мероприятия по предупреждению аварийных ситуаций.

Аварии на гидротехнических сооружениях (прорывы плотин)

Серьезную опасность для населения, техносферы и природной среды пред-ставляют аварии на гидротехнических сооружениях. В соответствии с Федеральным законом «О безопасности гидротехнических сооружений» такими сооружениями являются: плотины, здания гидроэлектростанций, водосбросные, водоспускные и водовыпускные сооружения, туннели, каналы, насосные станции, судоходные шлюзы, судоподъемники; сооружения, предназначенные для защиты от наводне-ний и разрушений берегов водохранилищ, берегов и дна русел рек; сооружения (дамбы), ограждающие хранилища жидких отходов промышленных и сельскохо-зяйственных организаций; устройства от размывов на каналах, а также другие сооружения, предназначенные для использования водных ресурсов и предотвра-щения вредного воздействия вод и жидких отходов.

Описание рассматриваемой чрезвычайной ситуации

Аварии на гидротехнических сооружениях многообразны. Наиболее опасные из них -- гидродинамические аварии. Гидродинамическая авария -- это авария на гидротехническом сооружении связанная с распространением с большой скоростью воды и создающая угрозу возникновения техногенной чрезвычайной ситуации (ГОСТ Р22.05-94). К основным гидротехническим сооружениям, разруше-ние (прорыв) которых приводит к гидродинамическим авариям, относятся пло-тины и шлюзы.

Плотины -- это гидротехнические сооружения (искусственные плотины) или природные образования (естественные плотины), создающие разницу уровней по руслу реки. Искусственные плотины представляют собой гидротехнические соору-жения, созданные человеком для своих нужд и включающие плотины гидроэлек-тростанций, водозаборов в ирригационные системы, дамбы, перемычки, запруды и др. Естественные плотины возникают в результате действия сил природы, например, в результате оползней, селей, лавин, обвалов, землетрясений. Перед пло-тиной вверх по водотоку накапливается вода и образуется искусственное или есте-ственное водохранилище.

Участок реки между двумя соседними плотинами на реке или участок канала между двумя шлюзами называется бьефом. Верхним бьефом плотины является часть реки выше подпорного сооружения (плотины, шлюза), а часть реки ниже подпор-ного сооружения называется нижним бьефом.

Водохранилища могут быть долговременными или кратковременными. Долго-временным искусственным водохранилищем является, например, водохранили-ще верхнего бьефа плотины гидроэлектростанции, оросительной системы. Долго-временное естественное водохранилище может образоваться в результате пере-крытия реки после обвала твердых скальных пород. Кратковременные искусствен-ные плотины создаются для временного изменения направления течения реки при строительстве гидроэлектростанций (ГЭС) или других гидротехнических сооружений. Кратковремен-ные естественные плотины возникают в результате перекрытия реки рыхлым грун-том, снегом или льдом.

Прорыв плотины является начальной фазой гидродинамической аварии и представляет собой процесс образования прорана и неуправляемого потока воды водохранилища из верхнего бьефа через проран в нижний бьеф. Проран -- узкий проток в теле (насыпи) плотины, косе, отмели или спрямленный участок реки, образовавшийся в результате размыва излучины в половодье.

В результате прорыва плотины возникает волна прорыва, образующаяся во фронте устремляющегося в проран потока воды, имеющая, как правило, значительные высоту гребня и скорость движения и обладающая большой разрушитель-ной силой. Высота волны прорыва и скорость ее распространения зависят от раз-мера прорана, разницы уровней воды в верхнем и нижнем бьефе, гидрологических и топографических условий русла реки и ее поймы. Скорость продвижения волны прорыва колеблется в пределах от 3 до 25 км/ч (для горных и предгорных районов -- порядка 100 км/ч). Высота волны прорыва находится в диапазоне от 2 до 12 м, а иногда и более.

Основным следствием прорыва плотины при гидродинамических авариях является катастрофическое затопление местности.

Катастрофическое затопление -- это гидродинамическое бедствие, являюще-еся результатом разрушения искусственной или естественной плотины и заключа-ющееся в стремительном затоплении волной прорыва нижерасположенной мест-ности и возникновении наводнения. Потенциальное катастрофическое затопление характеризуется следующими параметрами:

Максимально возможными высотой и скоростью волны прорыва;

Расчетным временем прихода гребня и фронта волны прорыва в соответствующий створ;

Границами зоны возможного затопления;

Максимальной глубиной затопления конкретного участка местности;

Длительностью затопления территории.

Затопление, вызванное прорывом плотины, распространяется вначале со скоростью волны прорыва и приводит через некоторое время после него к затопле-нию обширных территорий слоем воды от 0,5 до 10 м и более. Образуются зоны затопления. Зоной возможного затопления при разрушении гидротехнических сооружений называется часть прилегающей к реке (озеру, водохранилищу) местности, затопляемой в этом случае водой. В зависимости от последствий воздействия гидропотока, образующегося при разрушении гидротехнических сооружений, на территории возможного затопления следует выделить зону вероятного катастро-фического затопления. Этой зоной является зона вероятного затопления, на которой ожидается или возможна гибель людей, сельскохозяйственных животных или растений, повреждение или уничтожение материальных ценностей, а также ущерб окружающей природной среде (ГОСТ Р22.0.03-95). Зоны вероятного катастрофи-ческого затопления определяются заранее на стадии проектирования гидротехни-ческого сооружения. Параметры зоны зависят от размеров водохранилища, напора воды и других характеристик конкретного гидроузла, а также от гидрологических и топографических особенностей местности. Зоны вероятных, в том числе катаст-рофических, затоплений и характеристики волны прорыва отражаются на картах или в специальных атласах, составляемых для гидроузлов и крупных плотин.

К катастрофическим затоплениям местности могут привести и прорывы есте-ственных плотин, например прорывы озер, подпруженных ледником, прорывы моренных озер.

Основными поражающими факторами катастрофического затопления явля-ются динамическое воздействие волны прорыва и водного потока, а также воз-действие спокойных вод, затопивших территорию и объекты. Воздействие волны прорыва во многом аналогично действию воздушной ударной волны, образую-щейся при взрыве. Существенными отличиями этих поражающих факторов явля-ются гораздо меньшая скорость и более высокая плотность вещества у волны прорыва.

В результате крупных гидродинамических аварий могут прерываться подача электроэнергии, прекращаться функционирование ирригационных или других водохозяйственных систем, а также объектов прудового рыбного хозяйства, раз-рушаться или оказываться под водой населенные пункты и промышленные пред-приятия, выводиться из строя коммуникации и другие элементы инфраструкту-ры, гибнуть посевы и скот, выводиться из хозяйственного оборота сельскохозяй-ственные угодья, нарушаться жизнедеятельность населения и производственно-экономическая деятельность предприятий, утрачиваться материальные, культур-ные и исторические ценности, наноситься ущерб природной среде, в том числе в результате изменений ландшафта, гибнуть люди.

Вторичными последствиями гидродинамических аварий являются загрязнения воды и местности веществами из разрушенных (затопленных) хранилищ про-мышленных и сельскохозяйственных предприятий, массовые заболевания людей несельскохозяйственных животных, аварии на транспортных магистралях, ополз-ни, обвалы.

Долговременные последствия гидродинамических аварии связаны с остаточ-ными факторами затопления -- наносами, загрязнениями, изменением элементов природной среды .

Согласно международной классификации различается по последствиям пять типов аварий на плотинах.

Тип разрушения	Характер разрушения и его последствий
Разрушение Р-1	Значительное разрушение катастрофического характера, в результате которого восстановление сооружения невозможно
Разрушение Р-2	Разрушение, после которого можно восстановить и эксплуатировать плотину.
Повреждение П-1	Плотина не разрушилась благодаря своевременно принятым мерам.
Повреждение П-2	Авария при первом наполнении водохранилища, не сопровождающаяся разрушением плотины благодаря сработке водохранилища и другим своевременно принятым мерам.
Повреждение П-3	Повреждение плотины во время ее строительства, не помешавшее заполнению водохранилища после принятых мер при завершении строительства.

Примечание:

1. При разрушениях типа Р-1 и Р-2 образуется волна прорыва и затопляется территория, характеризующаяся низменностями.

2. При авариях типа П-1, П-2 и П-3 затопления, как правило, не происходит.

В связи с этим существует три состояния гидротехнического сооружения: нет повреждения, повреждение и разрушение. Следует учесть, что катастрофическое затопление может быть только при разрушении гидротехнического сооружения .