Прорыв дамбы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Теоретическая часть

При авариях на гидротехнических сооружениях напорного фронта, сопровождающихся их прорывом, основными поражающими факторами являются волна прорыва, которая образуется при изливе воды из водохранилища в нижний бьеф через проран, и затопление местности.

Воздействие волны прорыва на объекты подобно воздействию воздушной ударной волны взрыва, но отличается от него тем, что действующим телом в этом случае является вода.

Волна прорыва, распространяясь вниз по течению нижнего рельефа, приводит к затоплению прилегающей местности и к разрушению различных объектов. Главные характеристики основного поражающего фактора при прорывах гидротехнических сооружений напорного фронта волны прорыва и обусловленного ею затопления местности представлены в табл. 2.2.

Поражающее действие волны прорыва является результатом: резкого изменения уровня воды в нижнем и верхнем бьефе при разрушении напорного фронта; непосредственного воздействия потока воды, перемещающегося с большой скоростью; изменения под действием потока воды прочностных характеристик грунта, его размыва и перемещения; перемещения со значительными скоростями различных объектов, увлекаемых потоком воды.

Масштабы чрезвычайных ситуаций при аварии на гидротехническом сооружении, сопровождающейся образованием волны прорыва, зависят от типа и класса гидротехнического сооружения напорного фронта, от вида аварии (главным образом, от размеров прорана), от параметров водохранилища, плотины (дамбы), от характеристик русла в нижнем бьефе, а также от топографических и гидрографических условий местности, подвергаемой затоплению.

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 характеристики самого здания (сооружения) и его основания.

От обычных, наблюдаемых на реках в естественных условиях паводков и половодий, волна прорыва отличается прежде всего наличием на ее движущемся фронте значительного перепада уровней воды, называемого бором, а также более высокими (по сравнению с паводками и половодьями) параметрами течения: максимальными величинами уровней воды, скорости течения и др.

Для оценки масштаба разрушительных последствий наиболее важными характеристиками волны прорыва являются величины максимальной высоты фронта волны прорыва (перепад уровней воды во фронте волны прорыва), высота гребня волны прорыва и скорость волны прорыва, изменяющиеся по длине водотока ниже плотины.

Другими параметрами, оказывающими влияние на масштабы последствий прорывов плотин, являются временные характеристики: время прихода волны прорыва в какой-либо створ реки, время наступления максимального уровня воды и продолжительность затопления местности.

При воздействии больших гидродинамических нагрузок волны прорыва на встречающиеся на пути различные объекты (здания, сооружения) происходит разрушение этих объектов.

Величины нагрузок при воздействии потока волны прорыва на различные здания определяются параметрами потока (скоростью и глубиной потока вблизи объекта), а также параметрами самого объекта воздействия: его формой, размерами, ориентацией относительно направления течения потока и проницаемостью объекта (наличием проемов, отверстий).

Объекты, подверженные воздействию такого интенсивного водного потока, как волна прорыва, условно делят на две группы: первую и вторую. Объекты первой группы представляют собой конструкции, состоящие в основном из элементов стержневого типа, и характеризуются высокой степенью проницаемости потока (мосты, технологические трубопроводы на металлических и железобетонных эстакадах, опоры воздушных линий электропередачи, крановое оборудование и т. п.). Первая фаза воздействия волны прорыва (ударное воздействие фронта потока на объект) для них не существенна по причине малого времени дифракции фронта волны вокруг их элементов. Для них более существенна вторая фаза воздействия - квазистационарное обтекание потоком.

Объекты второй группы имеют в своей конструкции элементы, которые воспринимают нагрузки потока по типу подпорной стенки (промышленные, жилые, административные здания, набережные, пирсы и т. п.). Они имеют сравнительно низкую степень проницаемости потока, для них первая фаза воздействия потока волны прорыва (фаза дифракции) имеет существенное значение, и расчет их устойчивости необходимо проводить для обеих фаз взаимодействия потока с объектом. Иногда в процессе взаимодействия с потоком объекты второй группы, разрушаясь, становятся объектами первой группы, когда в процессе разрушения степень проницаемости потока у них резко возрастает.

Глубина и скорость потока воды в месте расположения объекта воздействия обуславливаются значениями подъема уровня воды и скорости потока в ближайшем к рассматриваемому объекту створе водотока, а также топографическими данными местоположения объекта.

При воздействии потока воды на людей, кроме основных параметров поражения - глубины и скорости потока, имеет значение также и температура потока воды.

Материальный ущерб от воздействия волны прорыва для населенных пунктов и промышленных объектов связан, главным образом, с глубиной и скоростью потока, а также площадью затопления и отчасти с продолжительностью затопления. Для сельскохозяйственных угодий решающее значение имеют продолжительность и время (сезон) затопления, так как существуют особенности в чувствительности тех или иных сельскохозяйственных культур в зависимости от времени (сезона) воздействия на них затопления, вызванного волной прорыва.

При значительных скоростях потока в волне прорыва возможен смыв плодородного слоя почвы на пахотных землях.

Кроме основных поражающих факторов возможно образование вторичных поражающих факторов: пожаров, вследствие обрывов проводов и короткого замыкания в электрических сетях, перенос водой различных загрязнений, возникновение оползней, обвалов и др.

Задание на расчетно-графическую работу

Вариант задания - 8 Б (вид разрушающего воздействия - землетрясение).

Вследствие влияния землетрясения на территории района в котором находится промзона водоканала с имеющимися на ее территории двумя ГОО, Д-2 и Д-5, только одна плотина, попавшая в зону полных разрушений, разрушена. Штаб ликвидации, вместе со спасательными формированиями прибыли на место аварии. Для определения объемов разрушений сооружений промзоны и масштабов подтопления прилегающей территории, проведена разведка разрушений части плотины, промзоны и зон подтопления.

По итого этих действий было выяснено: - от землетрясения пострадали плотина ГОО, дома населенного пункта (количество согласно варианта) и хлораторная;

- параметры прорана, который образовался при аварии на ГОО (согласно варианту).

Исходные данные:

Расчетная часть

Задача №1

1. Вследствие разрушения плотины I здания ГОО (сооружения гидроузла) попали в зону D- II - зона умеренных повреждений, что повлекло за собой:

а) падения пластов штукатурки, сквозные трещины в не несущих стенах;

б) мелкие трещины в несущих стенах;

в) инженерные сети сохранены, возможно повреждение чугунной арматуры и раструбных сетей с жесткими стыками.

Вследствие разрушения плотины II здания ГОО (сооружения гидроузла) попали в зону D- V - зона обвалов, что повлекло за собой: все наземные здания полностью разрушены; колодцы полностью завалины; инженерные сети требую комплексной замены.

Задача №2

Для ГОО (зданий гидроузла), попавшего в зону полных разрушений, рассчитываем:

1. Высоту гребня волны прорыва

Где Ah, Bh - коэффициенты зависящие от уровня воды ВБ плотины Но(м),гидравлического уклона (превышения в метрах высоты реки на 1000 м длины) и параметров прорана в безразмерном виде В.

L - расстояние до рассчитываемого объекта

По табл. принимаем при Но=40 м и В =1,что Ah =110 и Bh =30

2. Скорость движения волны

Где Av, Bv - коэффициенты зависящие от уровня воды ВБ плотины Но(м),гидравлического уклона (превышения в метрах высоты реки на 1000 м длины) и параметров прорана в безразмерном виде В.

L - расстояние до рассчитываемого объекта

По табл. принимаем при Но=40 м и В =1,что Av =32 и Bv =24

3. Время прихода гребня волны.

По табл. принимаем при Но=40 м и L=11500 м,что Tг =0,6 ч

4. Время прихода фронта волны.

По табл. принимаем при Но=40 м и L=11500 м,что Tф =2,4 ч

5. Время затопления.

Где h- коэффициенты зависящие от высоты плотины Нпл(м),гидравлического уклона (превышения в метрах высоты реки на 1000 м длины) и L - расстояние до рассчитываемого объекта (км)

hм -высота месторасположения объекта

следовательно b=10,3

авария гидротехнический прорыв затопление

6. Возможные разрушения на затопленных территориях.

Вследствие затопления территории возможно затопление подвалов, повреждение фундаментов, смыв мостов,дорожных покрытий,прекращение электроснабжения.

Разрушение и смыв деревянных строений, разрушение небольших кирпичных зданий.

7. Сколько и каких разрушений получат здания.

Вследствие прорыва дамбы, при h = 19,75 м и V = 6,4 м/с:

200 здания из кирпича получат сильные повреждения и 410 панельных здания так же получат сильные повреждения. Затопления подвалов и цокольных этажей. Смыв деревянного моста находящегося в зоне затопления, а так же попадания двух ж/б мостов в зону сильных повреждений.

Задача №3 (графическая часть)

Задача №4

Учитывая разрушение хлораторной.

1. Определить степень вертикальной устойчивости воздуха (СВУВ).

⁰С

t₅₀ - температура воздуха на высоте до 50см (t⁰- почвы)

t₂₀₀ - температура воздуха на высоте до 200см (t⁰- воздуха)

⁰С

,следовательно

будет инверсия

Распространение облака загрязненного воздуха принимаем ц = 180 (таблица 5)

2. Определяем зону химического заражения хлором (глубину, ширину,площадь), если скорость ветра 1 м/с, а состояние приземного воздуха - инверсия.

Скорость переноса фронта облака загрязненного воздуха в зависимости от скорости ветра и СВУВ (таблица 2) равна 5 км/ч

Глубина распространения облака загрязненного воздуха в случае аварии на химически опасных объектах и транспорте (таблица 8), равняется

5.3 км

Ширина зоны прогнозирующего химического заражения составит (при инверсии)

км

Г - глубина зоны загрязнения, которая определяется с использованием таблиц

км

Площадь зоны которая проходит через населенный пункт:

Площадь ЗВХЗ:

ц - коэф. который условно равняется угловому размеру зоны

3. Рассчитать, через какое время облако подойдет к зданию, если

- I здание находиться на западе от хлораторной;

- II здание на востоке;

- III здание на юге.

Так как ветер западный значит, что в зоны загрязнения попадает здание II на юге, а здания I и III не попадут в зоны загрязнения.

Время подхода облака ОХВ к заданному объекту зависит от скорости перенесения облака воздушным потоком и определяется по формуле:

Х - расстояние от источника загрязнения до заданного объекта, км

V - скорость переноса переднего фронта загрязненного воздуха в зависимости от скорости ветра (табл.2)

- II здание на востоке:

час

4. Определяем количество пораженных и людей в зданиях.

Количество людей в здании №2 составляет 30 человека и обеспеченность противогазами в здании 75%, следовательно из всего количества людей, во время ЧС пострадает следующее количество:

человек пострадавших.

Структура потерь распределяется по таким данным:

Легкие - до 25% = 2человек из 8

Средней тяжести - до 40% = 3 человека из 8

Со смертельными последствиями - до 35% = 3 человека из 8.

Вывод по проделанной работе

В ходе расчетно-графической работы мы развили умение самостоятельно оценивать последствия землетрясений для гидродинамически опасных объектов, гидроузлов, анализировать их масштабы; практиковались в самостоятельной работе по расчетам зон возможного затопления, высоты волны прорыва, время затопления и предполагаемого разрушения зданий (сооружений), попадающих в зону возможного подтопления; практиковались в самостоятельной работе по расчетам зон возможного химического заражения.

Список использованной литературы

1. Курс лекций по ГО.

2. «Формирование гражданской обороны в борьбе со стихийными бествиями» / А.Ф. Алтунин. Стройиздат 1975.

3. «Инженерно-спасательные работы» / М.П. Цивелев. Воениздат 1975.

4. «Аварийные работы в очагах поражения» / Б.П. Иванов. Енергоиздат 1990.

5. СНИПы 11-77 г. И 2006.

6. Интернет порталы: 1) Волна прорыва при аварии на ГОО, 2) Расчет масштабов химического заражения при авариях на химически опасных объектах.

Размещено на Allbest.ru