Навигация
При разрушениях типа Р-1 и Р-2 образуется волна прорыва и затопляется территория, характеризующаяся низменностями
129772
знака
36
таблиц
15
изображений
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 [6].
1.2. Основные принципы и требования к организации аварийно-спасательных и других неотложных работ в рассматриваемой зоне поражения.
С возникновением угрозы затопления приводятся в готовность органы управления и организуется разведка и наблюдение, задача которых - контроль за развитием природных явлений и информирование об обстановке соответствующих должностных лиц.
С целью предотвращения или уменьшения последствий затопления организуется выполнение следующих мероприятий:
· укрепление гидротехнических сооружений, устройство дамб, валов и др. сооружений для задержки водных и селевых потоков, а также для сбора ими стоков;
· разрушение заторов;
· снижение интенсивности таяния снега и льда;
· накопление аварийных материалов для заделывания пробоин, прорывов и для наращивания высоты дамб.
Тщательно проверяется готовность средств и системы оповещения, подготовки транспортных средств для эвакуации населения, оборудование посадки и выгрузки.
В целях выполнения спасательных работ в зонах затопления приводятся в готовность невоенизированные формирования и другие силы и средства РСЧС.
Во всех населенных пунктах и на объектах, которым угрожает затопление, выставляются спасательные посты из состава формирований. При угрозе затопления проводятся эвакомероприятия населения из районов, которым угрожает опасность, мероприятия по вывозу материальных ценностей и сельскохозяйственных животных.
Все мероприятия проводятся с соблюдением мер безопасности.
Личный состав, привлеченный для этих целей, должен быть обучен правилам по соблюдению мер безопасности и приемам спасения утопающих и оказания им первой медицинской помощи.
1.3. Основные понятия, термины и определения
Чрезвычайная ситуация (ЧС): состояние, при котором в результате возникновения источника чрезвычайной ситуации на объекте, определенной территории или акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей природной среде.
Зона чрезвычайной ситуации (зона ЧС): территория или акватория, на которой в результате возникновения источника чрезвычайной ситуации или распространения его последствий из других районов возникла чрезвычайная ситуация.
Зона бедствия: часть зоны чрезвычайной ситуации, требующая дополнительной и немедленно предоставляемой помощи и материальных ресурсов для ликвидации чрезвычайной ситуации.
Пострадавшее население: часть населения, оказавшегося в зоне чрезвычайной ситуации, перенесшая воздействие поражающих факторов источника чрезвычайной ситуации, приведших к гибели, ранениям, травмам, нарушению здоровья, понесшая материальный и моральный ущерб.
Половодье: фаза водного режима реки, характеризующаяся наибольшей водностью, высоким длительным подъемом воды, выходом ее из русла на пойму в результате весеннего таяния снега и ледников в горах (на реках, берущих начало в высокогорье).
Затопление: Покрытие территории водой в период половодья или паводков.
Подтопление: Повышение уровня грунтовых вод, нарушающее нормальное использование территории, строительство и эксплуатацию расположенных на ней объектов.
Зона затопления: Территория, покрываемая водой в результате превышения притока воды по сравнению с пропускной способностью русла.
Зона вероятного затопления: Территория, в пределах которой возможно или прогнозируется образования зоны затопления.
Зона катастрофического затопления: Зона затопления, на которой произошла гибель людей, сельскохозяйственных животных и растений, повреждены или уничтожены материальные ценности, а также нанесен ущерб окружающей природной среде.
Зона вероятного катастрофического затопления: Зона вероятного затопления, на которой ожидается или возможна гибель людей, сельскохозяйственных животных и растений, повреждение или уничтожение материальных ценностей, а также ущерб окружающей природной среде.
Источник чрезвычайной ситуации; источник ЧС: Опасное природное явление, авария или опасное техногенное происшествие, широко распространенная инфекционная болезнь людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также применение современных средств поражения, в результате чего произошла или может возникнуть чрезвычайная ситуация.
Обеспечение безопасности в чрезвычайных ситуациях; обеспечение безопасности в ЧС: Принятие и соблюдение правовых норм, выполнение эколого-защитных, отраслевых или ведомственных требований и правил, а также проведение комплекса организационных, экономических, эколого-защитных, санитарно-гигиенических, санитарно-эпидемиологических и специальных мероприятий, направленных на обеспечение защиты населения, объектов народного хозяйства и иного назначения, окружающей природной среды от опасностей в чрезвычайных ситуациях.
Зона вероятной чрезвычайной ситуации; зона ВЧС: Территория или акватория, на которой существует либо не исключена опасность возникновения чрезвычайной ситуации.
Зона временного отселения: Территория, откуда при угрозе или во время возникновения чрезвычайной ситуации эвакуируют или временно выселяют проживающее на ней население с целью обеспечения его безопасности.
Чрезвычайный режим деятельности РСЧС: Режим функционирования РСЧС, территориальных, функциональных и отраслевых ее подсистем или звеньев, вводимый при возникновении чрезвычайной ситуации на подведомственной территории и особо важных объектах различного назначения или в связи с возникновением зоны чрезвычайной ситуации крупного масштаба.
Режим повышенной готовности РСЧС: Режим функционирования РСЧС, территориальных, функциональных и отраслевых ее отдельных подсистем или звеньев, вводимый при угрозе возникновения чрезвычайной ситуации или получении прогноза о вероятности ее возникновения на определенной части территории России или в отдельной местности.
Режим повседневной деятельности РСЧС: Порядок функционирования РСЧС, ее территориальных, функциональных и отраслевых подсистем, при нормальной производственно-промышленной деятельности, радиационной, химической, биологической, сейсмической и гидрометеорологической обстановке, отсутствии эпидемий, эпизоотий и эпифитотий на подведомственной территории.
1.4.Природа возникновения и классификация факторов чрезвычайной ситуацииЗатопление прибрежных территорий, с находящимися на них населенными пунктами, хозяйственными объектами, может наступить в результате антропогенных причин: разрушения гидротехнических сооружений или несанкционированных действий человека при эксплуатации этих сооружений (плотин; дамб; перемычек, расположенных выше по течению реки, или системы ирригационных сооружений в орошаемых районах).
Особенно большие потери населению и значительный ущерб народному хозяйству может быть причинен при каскадном расположении гидроузлов, так как в результате разрушения вышележащего гидроузла образующаяся волна будет приводить к разрушению плотин гидроузлов, расположенных ниже по течению реки.
Прорыв гидротехнических сооружений может произойти из-за воздействия сил природы (землетрясения, урагана, обвала, оползня и т.п.), конструктивных дефектов, нарушения правил эксплуатации, воздействия паводков, разрушения основания плотины и т.д., а в военное время – как результат воздействия по ним средств поражения.
Однако, как правило, такие наводнения возникают из-за несвоевременного опорожнения малых водохранилищ, неготовности водоприемников, захламления русел, особенно у мостовых переходов. Из 300 аварий плотин в различных странах за период с 1902 г. по 1977 г. в 35 % случаев причиной аварии было превышение расчетного максимального сбросного расхода, т.е. перелив воды через гребень плотины. Образующаяся при этом волна имеет большую высоту и скорость движения. Для равнинных районов скорость такой волны колеблется в пределах 3..25 км/ч, а для горных и предгорных районов достигает величины порядка 100 км/ч.
Этот тип наводнений близок по своему характеру к наводнениям, вызванным выходом рек из своих берегов из-за продолжительных и сильных дождей (паводкам). Отличия заключаются в большей скорости распространения наводнения, а следовательно более сжатых сроках затопления территорий и внезапности, что влечет за собой разрушение мостов, дорог, зданий, а также гибель людей и скота.
Плотины и дамбы являются гидротехническими сооружениями напорного фронта, создающими разницу уровней воды.
В зависимости от времени опорожнения водохранилищ различают два вида речного стока: волну попуска (образуется при медленном опорожнении водохранилища) и волну прорыва (образуется при быстром или мгновенном опорожнении водохранилища).
Гидротехнические сооружения напорного фронта являются гидродинамически опасными объектами (ГОО).
При прорыве ГОО образуется проран, через который происходит излив воды из верхнего бьефа в нижний и образование волны прорыва. Волна прорыва – основной поражающий фактор этого вида аварий. 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 (попуска) по своей физической сущности представляет собой неустановившееся движение потока воды, который в своем движении вдоль русла реки непрерывно изменяет высоту, скорость движения, ширину и другие параметры (см. рис). Она имеет фазы подъема уровня воды и последующего спада уровня. Фаза интенсивного подъема уровня воды называется фронтом волны прорыва. Фронт волны прорыва может быть крутым при перемещении волны прорыва по участкам русла, близким к разрушенному ГОО, 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, который движется, как правило, медленнее ее фронта. В результате подъема волны 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. Хвост волны (конец волны) двигается еще медленнее, чем ее гребень.
Вследствие различия скоростей трех характерных точек (фронта, гребня и хвоста) волна постепенно «распластывается» по длине реки, уменьшая свою высоту и увеличивая длительность прохождения в очередном створе.
После прохождения волны прорыва русло реки обычно сильно деформируется вследствие большой скорости течения воды в волне прорыва.
Разрушительное действие волны прорыва является результатом резкого изменения уровня воды в нижнем и верхнем бьефах при разрушении напорного фронта и образования потока, перемещающегося с большой скоростью, изменения под его воздействием прочностных характеристик грунта.
Основные оценочные параметры волны прорыва (попуска):
· максимальная в данном створе высота волны Нв и глубина потока Н=Нв + hб (hб – глубина реки до прохождения волны или бытовая глубина);
· скорость движения Сфр, Сгр, Схв и времена добегания tфр, tгр, tхв характерных точек волны прорыва до различных створов, расположенных ниже гидроузла;
· длительность прохождения волны Тв в выделенных створах, равную сумме времени подъема Тпод и спада Тсп уровня воды в них;
· средние Vср и поверхностные Vпов скорости течения в различных створах;
· наибольшая ширина В затопления речной долины.
Масштабы чрезвычайных ситуаций при аварии на ГОО, сопровождающиеся образованием волны прорыва, зависят от типа и класса гидротехнического сооружения напорного фронта, от вида аварии (главным образом от размеров прорана), от параметров водохранилища и плотины (дамбы), от характеристик русла в нижнем бьефе, а также от топографических и гидрографических условий местности, подвергаемой затоплению. Поэтому прогнозирование возможного масштаба такой чрезвычайной ситуации должно осуществляться еще на стадии проектирования ГОО.
Так, например, от прорыва плотины Череповецкой ГЭС на реке Шексне (Вологодская область) возможно образование трех зон катастрофического затопления с общей площадью 0,5 тыс. кв. км, в которые попадают один город (Череповец - частично), один поселок городского типа (Шексна – частично), один сельский населенный пункт с проживающим в них населением общей численностью 3,6 тыс. человек.
Чрезвычайные ситуации, возникающие в результате разрушения сооружений напорного фронта и характеризующиеся основным поражающим фактором – волной прорыва и, соответственно, катастрофическим затоплением местности, нередко сопровождаются вторичными поражающими факторами:
· пожарами – вследствие обрывов и короткого замыкания электрических кабелей и проводов;
· оползнями, обвалами – вследствие размыва грунта;
· инфекционными заболеваниями – вследствие загрязнения питьевой воды, продуктов питания и др.
Причины аварий, сопровождающихся прорывом гидротехнических сооружений напорного фронта и образованием волны прорыва, могут быть различны, как говорилось выше, но чаще всего такие аварии происходят по причине разрушения основания сооружения и недостаточности водосбросов. Процентное соотношение различных их причин приведено в таблице.
Частота различных причин аварий гидротехнических сооружений, сопровождающихся образованием волны прорыва
| Причина разрушения | Частота, % |
| Разрушение основания | 40 |
| Недостаточность водосбросов | 23 |
| Конструктивные недостатки | 12 |
| Неравномерная осадка | 10 |
| Высокое пороговое (капиллярное) давление в намытой плотине | 5 |
| Военные действия | 3 |
| Сползание откосов | 2 |
| Дефекты материалов | 2 |
| Землетрясения | 1 |
| Неправильная эксплуатация | 2 |
| ВСЕГО: | 100 |
Процентное соотношение аварий для различных типов плотин представлено в таблице.
Частота аварий для различных типов плотин
| Тип плотины | Аварии, % |
| Земляная плотина | 53 |
| Защитные дамбы из местных материалов | 4 |
| Бетонная гравитационная | 23 |
| Арочная железобетонная | 3 |
| Плотины других типов | 17 |
| ВСЕГО: | 100 |
Основной причиной прорыва естественных плотин, образованных при образовании запруд в речном русле обрушившимися массами горных пород (при землетрясениях, обвалах, оползнях), либо массами льда (при движении ледников), является их перелив через гребень такой плотины и размыв ее основания.
Устойчивость и прочность гидротехнических сооружений напорного фронта задается по максимальным расчетным значениям уровня воды, скорости ветра, высоты волны, определяемым в соответствии со СНиП 2.01.14-88 [3].
Все основные причины разрушений и аварий плотин можно классифицировать, разделив на четыре группы:
1. Недостаточная прочность (или устойчивость сооружений, оснований и берегов на сдвиг), а также большие деформации – осадки, смещения, пучения, необратимые деформации.
2. Длительное воздействие поверхностного и фильтрационного потоков, вызывающих механическую суффозию, эрозию материалов сооружений и оснований; старение материала сооружения, ухудшение его свойств, выветривание пород, засорение дренажей.
3. Нарушение нормального функционирования сооружений гидроузлов при отказе затворов или засорения водопропускных отверстий плавающими предметами, донными наносами и др.
4. Экстраординарные воздействия типа землетрясения, взрыва, различных природных катастроф, а также при перегрузках, вызванных авариями на гидроузлах, расположенных выше по течению.
Основная причина аварий – перелив воды через гребень плотины, который может быть вызван недостаточной пропускной способностью или неисправностью водосливов, прорывом вышерасположенной плотины, неправильной ее эксплуатацией, ледовыми нагрузками, наблюдаемыми во время ледохода и др [6].
1.5.Анализ рассматриваемой чрезвычайной ситуации в сравнении с реально происшедшими авариями в истории
Разрушение плотины в рассматриваемой чрезвычайной ситуации произошло по следующему сценарию:
- прохождение паводка редкой повторяемости с обеспеченностью от 0,1 до 0,01%;
- неполная готовность механического оборудования к пропуску паводковых вод;
- заполнение водохранилища выше отметки ФПУ = 142,00;
- перелив воды через гребень плотины;
- размыв гребня и низового откоса плотины, начало образования прорана;
- резкий сброс воды;
- землетрясение мощностью 3-4 балла как результат гидравлического удара;
- частичное разрушение плотины.
Анализ данного сценария развития аварии показывает, что в данном случае имел место комплекс наиболее распространенных причин: разрушение основания (размыв гребня и низового откоса – 40%), конструктивные недостатки (плотина построена без учета сейсмического воздействия – 12%), неправильная эксплуатация (неподготовленность к пропуску паводка, допущение резкого сброса – 2%) и землетрясение (1%). Таким образом, рассматриваемая чрезвычайная ситуация отражает причины и последствия наиболее повторяющихся аварий, происшедших на гидротехнических сооружениях.
2. Исходные данные для проектирования
Гидротехнические сооружения расположены на реке Уфе. Площадь водосброса – 46 500 км2. Расчетный максимальный расход воды обеспеченностью 0,1% - 8 200 м3/сек (проверочный расчетный случай).
Строительство началось в 1950 г., завершилось в 1961 г. Все гидросооружения по ГОСТ 3315-46 отнесены ко второму классу. В состав гидроузла входят: здание ГЭС совмещенное с водосливом, подводящий канал, отводящий канал, глухие русловая и левобережная грунтовые плотины, шлюз-водосброс, водохранилище. Длина напорного фронта гидротехнических сооружений – 810 м.
Расчетный сбросной расход воды через водопропускные сооружения при нормальном (НПУ=140, 00) – 6515 куб. м/сек и форсированном (ФПУ=142, 00) – 8035 куб. м/сек подпорных уровнях соответственно. Максимальный сбросной расход через гидроузел, определенный Правилами эксплуатации Павловского водохранилища (1995 г.), составляет 8050 куб. м/сек.
Полный объем водохранилища – 1 410 млн. м3. Полезный объем водохранилища – 895 млн. м3. В соответствии с картами оценки сейсмического районирования (ОСР-97), применяемыми с 1998 года в качестве нормативно-технических документов, для района расположения гидроузла подтверждена сейсмическая активность 5 баллов [4].
2.1.Характеристика чрезвычайной ситуацииВ результате паводка редкой повторяемости (0,1- 0,01 % обеспеченности) уровень воды в водохранилище увеличивается с большой скоростью. Вследствие неподготовленности механического оборудования, в том числе шлюза-водосброса, постепенный сброс паводковых вод не проводился. Происходит переполнение водохранилища выше отметки ФПУ=142,00, после которого произошел перелив воды через гребень, его размыв и размыв низового откоса, начинается образование прорана.
Во избежание разрушения плотины производится резкий сброс воды, т.к. техническое состояние шлюза-водосброса не позволяет сделать это постепенно. Гидравлический удар вызывает землетрясение мощностью 3-4 балла, которое, вследствие того, что строительство плотины проводилось без учета сейсмического воздействия, разрушает плотину.
Общий коэффициент разрушения плотины с учетом сейсмовоздействия и перелива через гребень и размыва составляет 0,3.
Время года: 26 апреля (весеннее половодье).
Время суток: 12.00.
Температура воздуха - +15-17 °С.
Температура воды - + 5-7°С.
Активное снеготаяние, в результате чего в некоторых районах на асфальтированных дорогах лужи, грязь, грунтовые дороги труднопроходимы.
На рисунке 1 приведена карта местности района гидроузла.
|
2.2.Характеристика населенного пункта Гидроузел запроектирован и 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 берегах водохранилища расположено 11 учреждений отдыха: туристические базы, базы отдыха, детские и спортивные лагеря.
Ниже створа водоподпорных сооружений головного узла, в 5-10 км от створа расположены два поселка городского типа с населением 3,9 и 3,1 тыс. человек.
В пгт. Павловка (3.9 тыс. человек) преимущественно стоят кирпичные малоэтажные (одно- трехэтажные), а также деревянные дома (одно- двухэтажные). Редко – дома кирпичные малоэтажные здания (одно- трехэтажные). В пгт. Красный Ключ (3,1 тыс. человек) картина та же, однако присутствуют два промышленных здания с легким металлическим каркасом.
В обоих поселках стенки, набережные и пирсы на железобетонных и металлических сваях. Присутствуют также трансформаторные подстанции.
Дороги в обоих населенных пунктах в основном асфальтированные, однако на окраинах (ближе к реке) – дороги с гравийным (щебеночным) покрытием. Использование железнодорожного транспорта невозможно ввиду отсутствия проложенных путей. Ширина дорог внутри населенных пунктов обеспечивает пропускную способность в 400-900 машин в час. Автомобильная трасса, соединяющая населенные пункты с городом Уфой, проходит по плотине, что, при разрушении последней, отрезает основной путь спасательных и восстановительных формирований. К створу гидроузла существуют и другие подъездные дороги с твердым покрытием с левого и правого берегов; таким образом, подъезд к створу обеспечивается в любое время года. Параметры потока, вызывающие разрушения данных зданий и сооружений приведены в таблице 2.2.1.
Таблица 2.2.1.
Параметры потока, вызывающие разрушения зданий и сооружений
| Тип здания и сооружения | Полное и сильное | Среднее | Слабое | |||
| h, м | V, м/с | h, м | V, м/с | h, м | V, м/с | |
| Деревянные дома (одно- двухэтажные) | 3,5 | 2 | 2,5 | 1,5 | 1 | 1 |
| Кирпичные малоэтажные здания (одно- трехэтажные) | 4 | 2,5 | 3 | 2 | 2 | 1 |
| Промышленные здания с легким металлическим каркасом и здания бескаркасной постройки | 5 | 2,5 | 3,5 | 2 | 2 | 1,5 |
| Стенки, набережные и пирсы на железобетонных и металлических сваях | 6 | 6 | 3 | 4 | 1 | 2 |
| Трансформаторные подстанции | 5 | 2 | 4 | 2 | 2 | 1 |
| Дороги с гравийным (щебеночным) покрытием | 2,5 | 2 | 1 | 1,5 | 0,5 | 0,5 |
| Шоссейные дороги с асфальтобетонным покрытием | 4 | 3 | 2 | 1,5 | 1 | 1 |
| Автомашины | 2 | 2 | 1,5 | 1,5 | 1 | 1 |
Прогнозирование данной чрезвычайной ситуации проводилось на основе программы «Волна 2.0», разработанной ВНИИ ГОЧС в 1998 году.
2.3.1. Прогнозирование развития факторов чрезвычайной ситуацииПри расчет использовались следующие исходные данные (таблица 2.3.1):
Таблица 2.3.1.
Характеристика створа Павловского гидроузла
| ХАРАКТЕРИСТИКИ СТВОРА ГИДРОУЗЛА | 0-створ | ||
| 1. Объём водохранилища при НПУ | Wв | млн.м3 | 1410 |
| 2. Глубина водохранилища у плотины при НПУ | Hв | м | 35 |
| 3. Площадь зеркала водохранилища при НПУ | Sв | млн.м2 | 115,9 |
| 4. Ширина водохранилища у плотины при НПУ | Bв | м | 810 |
| 5. Глубина реки в нижнем бьефе гидроузла | Hбо | м | 1,0 |
| 6. Ширина реки в нижнем бьефе гидроузла | Bбо | м | 67 |
| 7. Скорость течения в нижнем бьефе гидроузла | Vбо | м/с | 1,0 |
| 8. Глубина водох. у плотины на момент разр. ГУ | Hp | м | 35 |
| 9. Степень разрушения гидроузла | Ep | 0,3 | |
| 10. Высота порога бреши | p | м | 15 |
| 11. Отметка уреза воды водохранилища ( НПУ ) | Zв | м | 140 |
| 12. Количество постоянных створов по длине реки | N | 2 | |
По створам двух поселков городского типа (таблица 2.3.2):
Таблица 2.3.2.
Характеристика рассматриваемых створов (по населенным пунктам)
| ХАРАКТЕРИСТИКИ СТВОРОВ \\ № СТВОРА | 1- створ пгт. Павловка | 2 – створ пгт. Кр. Ключ | ||
| Удаление i-го створа от створа гидроузла | Lci | км | 5 | 8 |
| БЫТОВОЙ ПОТОК: | ||||
| Отметка уреза воды | Zбi | м | 105,5 | 100,3 |
| Глубина | Hбi | м | 1,5 | 3,0 |
| Ширина | Bбi | м | 60 | 80 |
| Скорость течения | Vбi | м/с | 2,0 | 4,0 |
| ЛЕВЫЙ БЕРЕГ | ||||
| Высота бровки берега | Hm | м | 0 | 0 |
| Ширина поймы реки | Bп | м | 0 | 0 |
| Отм. 1-й горизонтали местности | z1 | м | 105,55 | 100,4 |
| Расстояние от оси реки до 1-й гм | B1 | м | 220 | 265 |
| Отм. 2-й горизонтали местности | z2 | м | 106,0 | 101,0 |
| Расстояние от оси реки до 2-й гм | B2 | м | 223 | 268 |
| Отм. 3-й горизонтали местности | z3 | м | 106,5 | 0 |
| Расстояние от оси реки до 3-й гм | B3 | м | 230 | 0 |
| ПРАВЫЙ БЕРЕГ | ||||
| Высота бровки берега | Hm | м | 0 | 0 |
| Ширина поймы реки | Bп | м | 0 | 0 |
| Отм. 1-й горизонтали местности | z1 | м | 106,0 | 101,0 |
| Расстояние от оси реки до 1-й гм | B1 | м | 60 | 100 |
| Отм. 2-й горизонтали местности | z2 | м | 106,5 | 101,5 |
| Расстояние от оси реки до 2-й гм | B2 | м | 75 | 102 |
| Отм. 3-й горизонтали местности | z3 | м | 107,0 | 0 |
| Расстояние от оси реки до 3-й гм | B3 | м | 80 | 0 |
Параметры волны прорыва и времени затопления (результаты расчета) следующие (таблица 2.3.3):
Таблица 2.3.3.
Параметры волны прорыва по трем створам
| ПАРАМЕТРЫ ПРОРЫВА \\ № СТВОРА | 0 ст. | 1 ст. | 2 ст. | ||
| Удаление створа от гидроузла | Lci | км | 0,00 | 5,00 | 8,00 |
| Максимальный расход воды в створе | Qi | тыс.м3/с | 8,40 | 7,91 | 8,30 |
| ВРЕМЯ | |||||
| Добегания фронта волны | Tфi | мин | 0,00 | 16,16 | 27,51 |
| Добегания гребня волны | Tгi | мин | 0,00 | 13,35 | 18,83 |
| Добегания хвоста волны | Txi | мин | 5458,34 | 5500,01 | 5512,51 |
| Затопления | Tзт | мин | 5458,34 | 5483,85 | 5485,00 |
| Максимальная скорость течения | Vi | м/c | 7,71 | 5,72 | 4,54 |
| Высота волны | Hгi | м | 9,31 | 5,74 | 3,44 |
| Максимальная глубина затопления | Hi | м | 10,31 | 7,24 | 6,44 |
| Максимальная отметка затопления | Zi | м | 115,31 | 106,07 | 100,64 |
| МАКСИМАЛЬНАЯ ШИРИНА ЗАТОПЛЕНИЯ | |||||
| По Левому берегу | м | 171,92 | 224,16 | 266,22 | |
| По Правому берегу | м | 171,92 | 62,23 | 69,51 | |
В Приложении 1 приведены рисунки створов №1 (пгт. Павловка) и №2 (пгт. Красный Ключ).
Основные параметры волны прорыва и затопления сведем в таблицу 2.3.4.
Таблица 2.3.4.
Основные параметры волны прорыва
| Параметр | Створ №1 – пгт. Павловка | Створ - №2 – пгт. Красный Ключ |
| Высота волны прорыва, h | 5,74 м | 3,44 м |
| Максимальная скорость течения, V | 5,72 м | 4,54 м |
| Время затопления, tзат | 91 час. | 91,4 час. |
| Время добегания фронта волны, tпр | 16,16 мин | 27,51 мин |
Таким образом, из таблицы видно, что:
1. Высота волны прорыва h>hкр.зд (а, следовательно, и критической высоты волны прорыва для населения).
2. V>Vкр.зд (а, следовательно, и критической скорости течения для населения).
3. При рассматриваемых метеоусловиях длительность затопления превышает допустимое время пребывания человека в воде tзат>Tпреб.вод.
4. При условии нахождения человека на незатапливаемой территории или незатапливаемых частях неразрушаемых волной прорыва зданий и сооружений длительность затопления (3,8 суток) в принципе для неподготовленного населения в условиях шока и стресса превышает допустимое время их пребывания в этих местах без задействования соответствующих систем жизнеобеспечения при рассматриваемых метеоусловиях tзат>Tпреб.незат.
5. Время до прихода волны прорыва в пгт. Павловка не достаточно для экстренной документации населения, укрытия его на незатапливаемых местах или неразрушаемых и незатапливаемых зданиях и сооружениях, но для пгт. Красный Ключ – достаточно, но мало для того, чтобы осуществить это организованно с помощью транспортных средств. Однако оповещение населения близрасположенных населенных пунктов начинается ранее самого разрушения. Это связано с тем, что решение об оповещении населения на гидроузле принято на этапе перелива воды через гребень. В соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 1 марта 1993 г. №178 «О создании локальных систем оповещения в районах размещения потенциально опасных объектов» 888 зона ответственности локальной системы на гидросооружениях принята равной 6 км ниже плотины. В связи с этим время на оповещение населения данных пгт мало и принимаем, что в обоих населенных пунктах время до прихода волны прорыва достаточно для экстренной эвакуации населения, укрытия его на незатапливаемых местах или неразрушаемых и незатапливаемых зданиях и сооружениях, но мало для того, чтобы осуществить это организовано с помощью транспортных средств.
2.3.2. Прогнозирование последствий воздействия факторов чрезвычайной ситуацииПоражающее действие при сложившейся чрезвычайно ситуации проявляется в виде непосредственного воздействия массы воды, движущейся с большой скоростью, перемещения обломков разрушенных зданий и сооружений, других предметов и таранного действия непосредственно для людей, а также на здания, где они могут находиться. Помимо этого угрозу жизни и здоровья людей представляет аспирация воды, пребывание в холодной воде, нервно-психическое перенапряжение, а также затопление (разрушение) систем жизнеобеспечения (особенно систем водоснабжения и канализации).
Кроме того, к основным последствиям катастрофического затопления в пгт. Павловка и Красный Ключ относятся:
- иммобилизация сооружений, имеющих экономическое значение (систем водоснабжения, электростанции, транспортные системы и т.д.);
- затопление или разрушение продовольственных складов, гибель посевов, садов, скота;
- разрушение зданий, в результате чего население остается без жилья в холодных климатических условиях;
- загрязнение водных ресурсов органическими остатками, которые могут вызвать рост бактерий и вирусов;
- опасность инфекционных заболеваний, переносимых дикими грызунами, проникающими в пгт. из зоны затопления;
- общее ухудшение состояния здоровья пострадавших при затоплении.
Таким образом, возникает необходимость защиты населения не только от непосредственного воздействия волны прорыва, но и от последствий ее воздействия на окружающую среду. Последствия катастрофического затопления могут усугубляться авариями на энергонасыщенных и потенциально опасных объектах, оказавшихся в зоне затопления.
Согласно, п.п. 2.2 и 2.3 разрушения близрасположенных к реке зданий и сооружений будут полные, в ряде случаев сильные, требующие капитального восстановления или сноса. Не пострадают только хорошо укрепленные набережные, которые уменьшат воздействие волны прорыва на здания и сооружения поселков. Также будет разрушено шоссе как параметрами волны прорыва, так и тем, что само шоссе проходит по плотине. Полные и средние разрушения будут вызваны и на дорогах самих населенных пунктов, что затрудняет проведение восстановительных дорог, а длительное затопление требует использования плавательных средств.
3. Организация инженерного обеспечения предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
Мероприятия по защите от наводнения, вызванного прорывом гидросооружений, подразделяются на оперативные и предупреждающие. Оперативные выполняются в режиме ЧС, т.е. после разрушения плотины, а предупреждающие заблаговременно на случай ЧС.
Успешное выполнение мероприятий направленных на эффективное действие сил и средств по предупреждению и ликвидации наводнения, а также по снижению возможного ущерба зависит от различных видов обеспечения.
Основным видом обеспечения в период наводнения являются инженерное обеспечение.
Инженерная защита населения и территории предусматривает, прежде всего, выполнение комплекса инженерно-технических мероприятий, которые носят предупредительный характер. Для их осуществления необходимо заблаговременное проектирование и строительство специальных сооружений, предполагающие значительные материальные затраты.
К заблаговременным инженерно-техническим мероприятиям борьбы с наводнениями, вызванным прорывами плотин, относятся:
- регулирование стока в русле реки Уфы, проведение мероприятий на гидросооружениях по отводу паводковых вод, регулирование поверхностного стока на водосбросах;
- обвалование, строительство грунтовых дамб в береговой зоне поселков городского типа, дноуглубление, строительство берегозащитных сооружений, намывка грунта.
Выбор способов защиты зависит от многих факторов: гидравлического режима водотока, рельефа местности, инженерно-геологических и гидрогеологических условий, наличия инженерных сооружений в русле и на пойме, расположения объектов экономики, подвергшихся затоплению. Опыт проведения данных мероприятий показывает, что наибольший экономический эффект и надежная защита пойменных территорий могут быть достигнуты при применении комплексного подхода, т.е. в сочетании активных методов защиты (регулирование водостока) с пассивными (дноуглубление, обваловка, берегозащита).
3.1. Цели и задачи инженерного обеспечения, его организационные, правовые и экономические нормыИнженерное обеспечение включает комплекс задач и мероприятий, которые выполняют все силы территориальной подсистемы. Главная цель – создание условий для предотвращения гибели людей и снижение ущерба, успешного проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ (АСДНР) по защите населения и территории при наводнениях, вызванных прорывами плотин.
Задачи инженерного обеспечения следующие:
- инженерная разведка водного бассейна реки Уфы, состояния защитных сооружений, коммунально-энергетических сетей, путей эвакуации и маршрутов выдвижения сил и средств, районов проведения АСДНР;
- прогнозирование инженерной обстановки в районах возможного затопления и районов прохождения волны прорыва;
- устройство и содержание путей эвакуации и выдвижение сил и средств, ремонта поврежденных дорог и мостов, оборудование переездов через препятствия и железнодорожные пути, прокладка колонных путей;
- оборудование и содержание паромных и мостовых переправ через водные преграды на путях ввода сил в районы проведения АСДНР и эвакуация населения;
- оборудование эвакуационных пунктов, посадка / высадка и обогрев эваконаселения, оборудование районов его расположения;
- добыча и очистка воды, оборудование пунктов обеспечения водой;
- проведение инженерных мероприятий по обеспечению АСДНР в зонах наводнения, вызванного прорывом плотин [3].
3.2. Особенности организации и управления инженерным обеспечениемМероприятия инженерного обеспечения делятся на проводимые заблаговременно и осуществляемые непосредственно при чрезвычайной ситуации.
К заблаговременно проводимым относят:
- анализ обстановки, определение источников и возможных сроков прихода волны прорыва и следующего за ней затопления;
- создание защитных плотин, водоотводных каналов и дамб, заделка брешей и размывов в существующих дамбах берегозащиты в поселках городского типа;
- очистка снега у плотины, откосов больших насыпей, выемок, угрожающих оползнями, сколка льда у опор мостов, плотин, водосливов и ледорезов;
- очистка и подготовка ливневой канализации, разборные мосты на близрасположенных к основной реке водоемах убирают на не затапливаемую территорию;
- проведение агромелиоративных мероприятий, способствующих переводу скоротечного повышенного стока в замедленный подземный (в период половодья);
- организация и приведение в готовность аварийно-спасательных бригад, обеспечение спасателей средствами, инструментами, материалами;
- учет и подготовка всех имеющихся плавательных средств в готовности к применению, учет и подготовка всех защитных сооружений и укреплений линий электропередач и связи, защиты коммунально-энергетических сетей, герметизация всех действующих колодцев;
- проверка состояния защитных дамб и других защитных сооружений в береговой зоне населенных пунктов;
- создание запасов конструкций и строительных материалов;
- организация контроля за уровнем воды в искусственных водоемах и его сбросов;
- создание запасов взрывчатых веществ и средств взрывания и складов для их хранения;
- подготовка временных посадочных площадок для вертолетов;
- определение высотных отметок, при которых населенный пункт подвергается подтоплению.
К основным мероприятиям инженерного обеспечения в ходе наводнения, вызванного прорывом плотины, относятся:
- спасение пострадавшего населения с применением плавательных средств;
- строительство пунктов посадки и высадки;
- восстановление автодорог и железнодорожных путей;
- восстановление и строительство мостов;
- восстановление поврежденных и строительство новых защитных дамб, водоотводящих каналов и т.п.;
- ликвидация аварий на коммунально-энергетических сетях и линиях связи, а также их восстановление;
- спасение и захоронение погибшего скота.
К основным организационным мероприятиям инженерного обеспечения при наводнениях, вызванных прорывами плотин, относятся:
- приведение в готовность органов управления и сил инженерного обеспечения, системы свзяи и оповещения Министерства по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям Республики Башкортостан;
- усиление дежурно-диспетчерской службы в поселках городского типа (один из них районный центр) и в г. Уфе;
- ведение круглосуточного дежурства руководящего состава и органов управления инженерным обеспечением МЧС РБ;
- организация непрерывной инженерной разведки;
- уточнение принятых решений и ранее разработанных планов инженерного обеспечения;
- прогнозирование инженерного обеспечения и масштабов последствий;
- принятие оперативных мер по защите населения и территории;
- повышение устойчивости функционирования объектов экономики (подвергающихся воздействию волны прорыва и затоплению);
- приведение в готовность сил и средств инженерного обеспечения, предназначенных для предупреждения и ликвидации последствий;
- организация руководства инженерным обеспечением АСДНР в зонах затопления;
- организация непрерывного контроля за выполнением мероприятий инженерного обеспечения;
- организация взаимодействия со службами и организациями, выполняющими мероприятия инженерного обеспечения, а также с организациями военного командования, министерства внутренних дел, министерства транспорта, корректировка плана инженерного обеспечения;
Разработка и реализация организационных, правовых и экономических норм на территории субъекта Российской Федерации осуществляется в рамках единой государственной политики в области защиты населения и территории от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера [5].
4. Способы борьбы с факторами, приводящими к чрезвычайной ситуации
Приведенные превентивные мероприятия при авариях на гидротехнических сооружениях, угрозе подтопления и затопления осуществляются на региональном уровне, с учетом разделения по режимам их проведения (1 - режим повседневной деятельности, 2 - режим повышенной готовности, 3 - режим чрезвычайной ситуации):
1. Прогноз параметров волны прорыва, зон возможного затопления и возможной обстановки при прорыве ГТС напорного фронта. Прогноз обстановки при аварийном сбросе воды, доведение его результатов до органов власти, учреждений, организаций и населения.
Характеристика мероприятий, параметры их проведения: Режимы 1, 2.
- Проведение расчетов по известным методикам, моделирование гидрологических процессов с использованием моделей и режимов реального времени.
- Проверка и уточнение проектных решений с учетом последних методических разработок.
- Задействование геоинформационных систем региональных центров ГОЧС.
- Доклад результатов расчета (прогноза) руководству МЧС и органам власти на местах.
2. Обеспечение функционирования системы непрерывного наблюдения за состоянием ГТС и оповещение органов власти, организаций и населения об угрозе прорыва сооружений напорного фронта и подготовке и проведении аварийного сброса воды из водохранилища.
Характеристика мероприятий, параметры их проведения: Режимы 1, 2.
- Использование данных традиционных и автоматизированных гидрометрических постов Гидрометеоцентра, показаний сети метеорадаров, данных спутникового наблюдения.
- Контроль за непревышением наблюдаемых параметров критических для конкретных ГТС, выдача предупреждения на проведение сброса воды по результатам наблюдения.
- Автоматизация процесса контроля за состоянием плотин, дамб и т.п.
- Согласование времени сброса воды из водохранилищ.
3. Организация работ по усилению ГТС (плотин, дамб и т.п.). Режимы 1, 2.
4. Осуществление контроля над регулированием паводкового стока водохранилищ (частичного опорожнения водохранилищ для принятия паводковых вод).
Характеристика мероприятий, параметры их проведения: Режимы 1, 2.
- Сезонный сброс воды из верхнего бьефа в соответствии с расчетами по данным многолетних наблюдений.
- Усиление контроля в предпаводковый и паводковый периоды, периоды половодья.
- Корректировка графика сброса воды по данным конкретного периода. Согласование на межрегиональном уровне графика сброса воды для крупных водохранилищ.
- Оперативное обобщение данных о наполнении водохранилищ и выработка предложений по времени и объему сброса для принятия решения ответственными лицами.
5. Планирование эвакуации населения из зон возможного затопления и заблаговременное ее проведение при угрозе затопления.
Характеристика мероприятий, параметры их проведения: Режимы 1, 2, 3.
- Отработка планов проведения эвакуации. Определение мест размещения эвакуированного населения, порядка обеспечения его жизненно важных потребностей.
- Доведение до населения порядка действий и правил поведения в случае осуществления эвакуации.
- Установление порядка и норм обеспечения, определение источников финансирования эвакомероприятий. Создание формирований транспортного, материального обеспечения.
- Планомерное проведение эвакуации в случае возникновения реальной угрозы.
В случае подтопления
6. Дренирование территорий (по результатам изысканий и проектирования). Режим 1.
7. Оповещение населения.
Характеристика мероприятий, параметры их проведения: Режимы 2, 3.
- Задействование федеральной, территориальных и локальных систем оповещения в случае возникновения реальной угрозы.
- Использование ручного и автоматизированного способов оповещения, централизованное управление системой оповещения объектов экономики, принудительное переключение программ вещания радиотрансляционных узлов, радиовещательных и телевизионных станций на передачу сигнала оповещения.
8. Предотвращение смыва загрязнений, ГСМ и т.п. Режимы 2, 3.
9. Подготовка и реконструкция насыпей, дамб. Режимы 1, 2.
10. Контроль за состоянием зданий, сооружений.
Характеристика мероприятий, параметры их проведения: Режимы 2, 3.
- Усиление строительных конструкций ответственных объектов после обследования.
- Запрещение эксплуатации аварийных зданий и сооружений.
- Обследование оснований и фундаментов, гидроизоляция.
- Определение перечня ремонтно-восстановительных организаций и служб. Создание запасов строительных материалов и изделий для ремонтных работ.
11. Подготовка сил и средств для ликвидации последствий.
Характеристика мероприятий, параметры их проведения: Режимы 1, 2.
- Создание, экипировка и оснащение, подготовка и аттестация профессиональных, нештатных и общественных аварийно-спасательных формирований (АСФ) на базе предприятий, ведомств, федеральных и территориальных органов.
- Поддержание в готовности аварийно-спасательных служб (АСС). Создание запасов материально-технических средств по профилю ЧС.
- Выделение материально-технических и финансовых ресурсов для ликвидации ЧС. Планирование действий, отработка взаимодействия, проведение учений и тренировок.
12. Распашка поперек склонов, террасирование склонов (Режим 1) с целью перевода скоротечного поверхностного стока в замедленный подземный.
13. Берего- и дноукрепительные работы. Режимы 1, 2.
14. Спрямление русла (для малых рек и водотоков). Режимы 1, 2.
15. Обвалование сплошное и по участкам (Режимы 1,2) для защиты населенных пунктов, объектов экономики, транспортных коммуникаций по результатам обследования и данных многолетних наблюдений. Способствует предотвращению смыва загрязнений и ГСМ
16. Подсыпка территорий. Режимы 1, 2.
17. Противоэпидемические мероприятия. Режим 3.
18. Обследование транспортных коммуникаций, кабельных линий, мостов, шлюзов, закрытых водоемов, шламоотстойников, водопропускных труб, попадающих в зону возможного затопления (Режимы 2, 3) на предмет физической устойчивости и способности функционировать в экстремальных условиях.
19. Ограничение использования некоторых объектов.
Характеристика мероприятий, параметры их проведения: Режимы 2, 3.
- Решение принимается по результатам обследования или данных прогноза.
- Производится оценка последствий ограничений для населения и экономики. Компенсация продукции или услуг за счет внешних поступлений.
- Согласование порядка введения ограничений и получения компенсаций.
20. Разработка планов и различных сценариев. Подготовка руководящего состава. Режимы 1,2. (Планирование и корректировка планов; использование данных мониторинга и прогнозирования; проведение учений и тренировок; отработка взаимодействия; внедрение систем поддержки принятия решений на основе ЭВМ и др.).
21. Составление проектов защиты территорий, их планомерная реализация. Режим 1.
22. Водопоглощающие скважины (по результатам изысканий). Режим 1.
23. Контроль за размещением и строительством объектов в соответствии с законодательством, требованиями норм и правил. Режим 1.
24. Создание запасов материально-технических средств и сорбирующих материалов для ликвидации ЧС и их последствий. Режимы 1, 2.
25. Подготовка команд для подрыва льда с целью предотвращения и ликвидации заторов на реках. Режимы 1, 2, 3.
26. Готовность коммунальных служб. Режимы 1, 2. (Разработка планов действий в условиях угрозы и в ходе ликвидации ЧС; обеспечение материально-техническими ресурсами; создание запасов резервных автономных источников энергоснабжения, тепла и т.п.).
27. Организация круглосуточного дежурства (Режим 2) на постах наблюдения, штабах ГОЧС, коммунальных службах, хозяйственных органах, органах охраны порядка.
28. Откачка воды и прочистка водоотводных каналов. Режим 2.
29. Выделение финансовых средств на проведение мероприятий из федерального и местного бюджетов на основе технико-экономического обоснования и наличия проектно-технических решений. Режимы 1, 2.
Затопление
30. Предварительно проводятся мероприятия, характерные для подтопления. Режимы 1, 2, 3.
31. Оповещение населения. Режимы 2, 3. (аналогично как при подтоплении).
32. Готовность транспорта к проведению эвакуации и доставки необходимого оборудования и материалов. Режимы 2, 3.
33. Эвакуация.
Характеристика мероприятий, параметры их проведения: Режимы 2, 3.
- Проводится заблаговременно при непосредственной угрозе ЧС, если другие мероприятия не дали эффекта, либо при спрогнозированной крупномасштабной ЧС. Может проводиться экстренно при неблагоприятном варианте развития ЧС.
- Задействование планов проведения эвакуации в соответствии с вариантом ЧС.
- Развертывание эвакокомиссий, эвакопунктов, оборудование мест временного размещения населения.
- Организация охраны общественного порядка. Доставка продовольствия и грузов.
34. Готовность медицинских сил и средств. Режим 2. (Приведение в готовность больничной сети, развертывание дополнительных пунктов оказания медицинской помощи; пополнение запасов медикаментов и средств оказания медицинской помощи; выдвижение).
35. Готовность служб жизнеобеспечения. Режим 2. (Готовность - прибытие формирований жизнеобеспечения в зону ЧС не позднее чем через 16 часов).
36. Противоэпидемические мероприятия. Режим 3. (аналогично как при подтоплении).
37. Готовность спасательных сил и средств. Режимы 1, 2. (аналогично).
38. Защита объектов. Режимы 2, 3. (Условия размещения объектов; оценка риска и др.).
39. Перемещение ценного оборудования. Режимы 2, 3. (Оценка риска его повреждения; подготовка мест временного размещения; организация охраны и обеспечение сохранности в рабочем состоянии.
40. Контроль за состоянием зданий, сооружений, переходов и транспортных коммуникаций. Режимы 2, 3. (аналогично).
41. Корректировка транспортной схемы.
Характеристика мероприятий, параметры их проведения: Режим 3.
- Производится по результатам разведки и обследования состояния транспортных коммуникаций и объектов в случае невозможности их дальнейшей эксплуатации.
- Производится за счет использования резервных маршрутов или сооружения временных транспортных коммуникаций.
- Увязка пунктов сопряжения различных видов транспорта по пунктам обслуживания населения и грузопотоков.
- Организация регулирования на новых маршрутах. Обеспечение регламентирующими знаками, указателями и т.п.
0 комментариев