Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от природных опасностей

Инженерная защита территорий, зданий и сооружений — комплекс инженерных сооружений и мероприятий, направленный на предотвращение отрицательного воздействия опасных геологических, экологических и других последствий на территорию, здания и сооружения, а также защиту от их последствий.

Безопасность гидротехнических сооружений

Ответственность за обеспечение безопасности гидротехнических сооружений (ГТС) отмечается в Федеральном законе «О безопасности гидротехнических сооружений» от 21.07.97 № 117-ФЗ.

Аварии с разрушением (прорывом) гидротехнических сооружений, к которым относятся плотины, водозаборные и водосборные сооружения, запруды, водохранилища, шламохранилища, накопители отходов и др., могут происходить в результате действия сил природы, воздействия человека или недостатков конструктивных и проектных работ.

По ГОСТ Р 22.0.005−94: гидротехническая авария — авария на гидротехническом сооружении, связанная с распространением с большой скоростью воды и создающая угрозу возникновению техногенной чрезвычайной ситуации.

Вследствие прорыва гидротехнических сооружений происходит катастрофическое затопление местности, сопровождающееся стремительным затоплением волной прорыва нижерасположенной местности и возникновением наводнения.

В зоне возможного затопления могут иметь место потери людей, разрушения различного рода объектов и уничтожение других материальных ценностей. Прогнозирование последствий таких аварий заключается в определении параметров волны прорыва и ее воздействия на объекты.

В зависимости от напора нижнего бьефа плотины подразделяются: Н — Нб Н — Нб >10м — средненапорные; Н — Нб > 40м — высоконапорные (рис. 3.1).

При разрушении плотины образуется волна прорыва, которая характеризуется:

объемом водохранилища W, млн. тонн;

площадью зеркала водохранилища S, км2;

глубиной водохранилища Н, м;

шириной водохранилища у гидроузла В, м.

Рис. 3.1 Характеристика плотины

Основными параметрами волны прорыва, определяющими последствия гидродинамических аварий являются: максимальная высота и скорость волны прорыва; время прихода гребня и фронта волны прорыва в соответствующий створ; границы зоны возможного затопления; максимальная глубина затопления конкретного участка местности; длительность затопления территории.

Параметры затопления зависят от размеров водохранилища, напора волн и других характеристик конкретного гидроузла, а также от гидрологических и топографических особенностей местности.

Очагом поражения при затоплении называется территория, в пределах которой произошли затопления местности, повреждения и разрушения зданий, сооружений и других объектов, сопровождающиеся поражениями и гибелью людей, животных, урожая сельскохозяйственных культур, порчей и уничтожением сырья, топлива, продуктов питания и т. д.

Для оценки возможной обстановки при аварии определяют: параметры зоны затопления (перемещение частиц породы, размывание грунтов, гидродинамическое давление потока воды, затопление территории и др.); количество населения и сельскохозяйственных животных попавшего в зону затопления; протяженность затопленных или разрушенных дорог, а также количество затопленных зданий и сооружений; экономический, социальный ущерб и др.

При определения параметров очага поражения вычисляют:

Время прихода волны пропуска на заданные расстояния, ч.

.

где R — заданное расстояние от плотины, км; V — средняя скорость движения волны пропуска, м/с.

По таблице 3.1 находят формулу для определения высоты волны пропуска на заданных расстояниях Нпр, м.

Таблица 3.1 Ориентировочная высота пропуска и продолжительность ее прохождения на различных расстояниях от плотины

Время опорожнения водохранилища, ч.

.

где W — объем водохранилища, м3; В — ширина проран или участка перелива воды через гребень плотины, м; N — максимальный расход воды на 1 м ширины прорана (участка перелива воды через гребень плотины), м3/см, ориентировочно равный значениям, приведенным в таблице 3.2.

Продолжительность прохождения волны пропуска на заданном расстоянии t, ч, находится по формулам в соответствии с табл. 3.1.

Таблица 3.2 Максимальный расход воды на 1 м ширины прорыва.

По таблицам П. 4 и П. 5 дают оценку характера воздействия волны прорыва и характеристику возможных разрушений и повреждений на промышленном объекте при возникновении аварийной ситуации.