Какую опасность представляют естественные плотины кратко

Обновлено: 05.07.2024

Естественные гидродинамические объекты – природные образования в виде плотин-завалов и запруд, перекрывающих русла рек. Естественные преграды (плотины) образуются в результате обвалов больших масс грунта и (или) скальных пород. Причиной обвалов могут быть землетрясения, оползни, сели и т.п.

Естественные (ледовые) плотины на реках могут возникать как вследствие зажоров и заторов в период весеннего паводка.

Внезапное перекрытие русла реки естественной плотиной вызывает подъем уровня воды выше этой преграды и снижение – ниже. Нарастание воды в верхнем бьефе приводит к образованию водоема, создающего напорный фронт естественной плотины (рис. 3). Если плотина образовалась из твердых пород неподверженных размыву, то верхний бьеф может достичь предельного уровня плотины, через который установится переток воды в естественных объемах стока реки. Такие естественные плотины называются долговременными. Так, например, в 1911 г., в результате перекрытия русла реки Мургаб гигантским оползнем образовалось Сарезское озеро. Теоретически возможен прорыв этой естественной преграды, за которой образовался водоем объемом 18 км 3 , угрожающий жизни и благополучному существованию сотен тысяч людей, проживающих в долинах Мургаба, Пянжа и Амударьи.


1– гребень плотины; 2– напорный склон; 3 – переток; H – напор плотины

Рис.3. Схема естественной плотины в поперечном разрезе

Если плотина образовалась из непрочных материалов (грунты, лед и т.п.), то она может быть прорвана, и массы воды из водоема устремятся вниз по руслу реки. Такие естественные плотины называются кратковременными. Время их существования может быть ограничено несколькими сутками или даже часами.

Кроме того, разрушения гидродинамических сооружений возможно в результате естественных процессов движения грунтов, залегающих под телом плотины или вблизи её. Такие процессы, называемые оползнями, они характерны для горных пород, слагающих склон. Оползневое явление вызывается постепенными или быстрыми изменениями гидрологического состояния грунтов в результате их перенасыщения влагой. Инициирующим началом оползня может быть землетрясение, взрыв, вибрации и другие процессы техногенного происхождения.

Чаще оползни образуются на склонах природного генезиса, а также на откосах различных техногенных выемок (котлованов, водохранилищ), грунтовых плотин, насыпей. Оползни характерны для сыпучих и подвижных грунтов в горных и предгорных регионах, а также на равнинной местности вдоль берегов морей, рек, водохранилищ.

Оползневые процессы характеризуются изменением формы поверхности (трещины в грунтах, бугры, валы), разжижение грунтовых масс, движение грунтов. Скорость движения грунтов может варьироваться в широком диапазоне, от нескольких сантиметров в год, до десятков метров в секунду. Скорость движения грунтов во многом определяется величиной уклона ската поверхности и составом грунтов. Объем грунта, вовлекаемого в процесс смещения, может быть от нескольких метров кубических до нескольких кубических километров и глубиной до 10-20м., а иногда и более на горных склонах.

Оползни подразделяются: на оползни бокового сдвига (скольжения) и выдавливания, вязкопластические, гидродинамического разрушения и внезапного разжижения.

В районах возможного развития оползней при разработке проектов строительства гидротехнических сооружений предусматривается изыскательская работа по оценке грунтов и возможного появления оползней. В ходе эксплуатации гидротехнического объекта предусматриваются технические мероприятия слежения за факторами оползнеобразования:

Определение прочности грунтов и их увлажненность, контроль устойчивости натурных склонов непосредственно на площадке расположения объекта.

Большой объем работ при проведении инженерных изысканий района строительства сооружения и за тем после его возведения при контроле оползневой обстановки выполняется методами геодезического измерения и анализа.

Надёжным и перспективным методом обнаружения подвижек является наклономерный метод.

Суть метода заключается в закладывании сети наклономерных станций и реперов, с помощью которых определяются вектора смещений и их количественные характеристики.

Наклономерная станция представляет собой бетонную плиту со сторонами 400х400 мм, на которой в специальной камере установлен наклономер, постоянно находящийся в режиме измерений.


Естественная плотина является препятствием нечеловеческого происхождения и разного размера , что препятствует кровати водотока до такой степени , что он образует тело воды вверх по течению от плотины. Это основной процесс образования естественных озер с эндореизмом или проседанием . Его более или менее внезапный разрыв может вызвать затопление ниже по течению.

Резюме

Характеристики


Вид Ла Барьер, на скале в потоке лавы Щебень Крик , который, с его 300 метров толщиной и двух километров в ширину, представляет собой естественную плотину , которая привела к образованию Гарибальди озера в Канаде .

Этот тип плотины может иметь форму обломков оползня , потока лавы , ледника , морены , образования льда во время прорыва , отложений лавины или огненного облака , откоса, появляющегося под водой. игра разлома , небольшая стена из известняка в случае гур или туфа, а также растительный мусор постепенно агглютинируется потоком в случае естественных ледяных заторов , либо накопленных животными, такими как бобры .

Естественная плотина и образующийся водоем могут принимать различные формы и размеры: от нескольких десятков сантиметров до нескольких сотен метров в высоту для плотин и от нескольких метров до километров в длину для водохранилищ. Естественная плотина считается самым важным в мире является то , что Усой , который блокирует Мургаб реки , в Памиро массиве , в Таджикистане , образуя озеро Сарез . Созданный в 1911 году в результате оползня после землетрясения , он имеет объем от 2 000 до 2 500 миллионов м 3, а его высота составляет 550 метров. Самый крупный оползень, образовавший естественную плотину, - это оползень на горе Сент-Хеленс во время извержения в 1980 году с 2,8 км 3 скальной породы; из пяти образовавшихся озер до сих пор существуют только три крупнейших.

Помимо опасности, которую представляет прорыв плотины для населения и сооружений ниже по течению, образование озера вверх по течению и подъем его уровня также являются причиной наводнения, которое может привести к эвакуации.

Естественная плотина также может быть причиной изменения водораздела водотока, если уровень озера достигает высоты бокового прохода, прежде чем он достигнет самой низкой точки гребня плотины.

Водохранилище, образованное за плотиной, может не достигать своего максимального уровня и, следовательно, не иметь водоотвода в зависимости от водоснабжения и потерь воды: испарения , забора, инфильтрации и т. Д.

Обучение

Продолжительность образования естественной плотины существенно зависит от ее характера. Его можно установить мгновенно во время оползня , лавины или огненного облака , в течение нескольких часов или нескольких дней для естественных ледяных заторов или льда, потоков лавы или даже плотин. Из бобров через несколько лет или несколько десятилетий при скольжении медленная почва, удаление ледника за мореной , продвижение ледника или образование гура или туфа, или через несколько сотен или тысяч лет откосов, связанных с разломом .

В исключительных случаях более крупные геологические образования, такие как горы, могут представлять собой естественные плотины. Это случай Ардоукоба в Джибути , на вулкан формируется в течение нескольких дней в 1978 году , и которая препятствует морской трансгрессии в Индийском океане в Ассаль , или даже в Вольон в Швейцарии , оставшуюся часть . Из мульды , который перекрывает долину Орбе, которая частично затоплена водами озер Жу и Брене .

Чем уже долина и круче стороны, тем меньше объем, составляющий плотину, и тем более частыми и долговечными они будут.

Оползни

Естественные плотины, связанные с оползнями, можно разделить на шесть категорий:

  • тип I для оползней, не полностью пересекающих долину, т.е. 11% случаев;
  • тип II для оползней, пересекающих долину, т.е. 44% случаев;
  • тип III для оползней, пересекающих долину, распространяющихся вверх и вниз по течению, т.е. 41% случаев;
  • тип IV для оползней, которые одновременно затрагивают две противоположные стороны долины, т.е. менее 1% случаев;
  • тип V для оползней, при которых поток обломков разделяется на несколько лопастей, которые создают несколько плотин, т.е. менее 1% случаев;
  • тип VI для оползней, которые пересекают долину, но отложения которых в основном расположены на склоне, противоположном началу оползня, т.е. 3% случаев.

Кафе-мороженое


Спутниковый снимок ледника Упсала в Аргентине с двумя озерами, образованными ледником, вверху изображения.

Естественные плотины, связанные с ледниками, можно разделить на девять категорий.

Бобровые плотины

Исчезновение


Акварель 1818 года, показывающая ледник Джетро на более низкой высоте, чем сегодня, вплоть до образования озера, ограничивающего долину Дранс-де-Бань .


Вид на морену Visaille, верхнюю боковую морену ледника Miage до его выхода в Val Veny в Италии , с подножием бывшего озера Combal, заполненного отложениями : ледник является старой плотиной после исчезновения озера.

В зависимости от природы и формы препятствия, а также потока встречного потока естественная плотина может быть более или менее постоянной; половина сдаются в течение десяти дней и более трех четвертей в первый год. Если он может длиться в течение многих тысячелетий в случае потоков лавы или уступы , которые появились под игрой в вине , он может длиться всего несколько дней или даже несколько часов в случае естественных ледяных заторов , лавинных отложений или лед шапки свалила вверх во время разрыва водотока. Плотины с более длительным сроком службы, вероятно, будут заселены растительностью , которая стабилизирует их стенки, ограничит эрозию и, таким образом, продлит срок их жизни.

Причины исчезновения плотины обусловлены ее природой, а также поведением водотока. Таким образом, наводнение может смести естественный ледяной затор. Если уровень воды в водохранилище достигает высоты самой низкой точки гребня плотины, озеро может разливаться, образуя водоток. Затем речная эрозия может сравнительно быстро вырезать обломки оползня или морены в геологическом масштабе времени или, что более важно, если это поток лавы . Еще один способ разрушить дамбу - это создание водного пути под плотиной путем размыва, что приведет к выкачиванию воды из озера. Регрессивная эрозия по потоку водотока является также причиной исчезновения естественной плотины.

Давление , оказываемое тело воды , остающиеся позади плотины также может привести к ее разрыву, событие , которое тем более вероятно , как, в отличие от искусственных плотин , этот тип обучения иногда не извлекает выгоду из любой последовательности. Структурное и может не основываться на географическом элементе, чтобы обеспечить сопротивление. Таким образом, морены или оползни могут внезапно высвободиться и вызвать оползни вниз по течению. Появление воды у основания естественной плотины ниже по течению является признаком инфильтрации воды из озера, следовательно, проницаемости, допускающей определенную эрозию, которая может быть причиной такого разрыва. Иногда сам ледник уступает дорогу или поднимается вверх за счет плавучести; это событие является исключительным в случае йёкулхлаупа, но также регулярно происходит в случае ледника Перито-Морено в Аргентине .

Озеро выше плотины также может постепенно заполняться наносами ; таким образом, плотина исчезает не в результате разрушения, а в результате заполнения озера. Это случай озера Комбал в Италии, образовавшегося выше по течению от ледника Миаге , в долине Вени .

Если водохранилище представляет опасность для населения и инфраструктуры, расположенной ниже по течению, плотина может быть подвергнута вмешательству человека путем создания водосброса, отводного туннеля или создания плотины. Взрывчатое вещество нового русла в водотоке, вмешательство, которое, однако, может привести к его полному разрушению неконтролируемым образом.


Гидродинамический объект может быть природным или рукотворным. Основной характеристикой такого объекта является наличие верхнего и нижнего бьефов, обеспечивающих разницу уровней воды.

При гидродинамической аварии основными поражающими факторами являются:

действие волны прорыва,

катастрофическое затопление местности.

Волна прорыва — передвижение огромных масс воды, сметающих все на своем пути и несущих обломки разрушенных сооружений. Волна прорыва генерируется в нижнем бьефе интенсивно падающими массами воды из верхнего бьефа к нижнему. Масштабы разрушения зависят от высоты и прочности зданий и иных конструкций, масштабов гидродинамического сооружения и скорости движущейся воды.

ИЗ ИСТОРИИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ АВАРИЙ

Плотина Сент-Франсис в Калифорнии навсегда вошла в аналоги инженерной геологии как трагический пример человеческой беспечности. Она была построена в 70 км от Лос-Анджелеса с целью накопления воды для последующего ее распределения по водопроводу Лос-Анджелеса.

Заполнять водохранилище начали в 1927 г., но вода достигла максимального уровня лишь 5 марта 1928 г. К тому времени просачивание воды через плотину уже вызывало беспокойство у местных жителей, но необходимых мер принято не было. Наконец, 12 марта 1928 г. вода прорвалась через толщу грунта, и под ее напором плотина рухнула. Это было страшное зрелище. Вода промчалась по каньону как стена высотой около 40 м. Через 5 минут она снесла электростанцию, находившуюся в 25 км вниз по течению. Все живое, все постройки были уничтожены. Затем вода устремилась в долину. Здесь ее высота уменьшилась, а разрушительная сила несколько ослабела, но осталась достаточно опасной. Немногим в верхней части долины удалось остаться в живых.

Это были люди, случайно спасшиеся на деревьях или на плывущих в потоке обломках.

К тому времени, когда наводнение достигло прибрежной равнины, оно представляло собой грязную волну шириной 3 км, катившуюся со скоростью быстро идущего человека. Позади волны долина была затоплена на 80 км. Во время этого наводнения погибло более 600 человек.

Виды аварий на гидродинамически опасных объектах

Гидродинамическая авария — авария на гидротехническом сооружении, связанная с распространением с большой скоростью воды и создающая угрозу возникновения техногенной чрезвычайной ситуации.

В результате такой аварии может произойти катастрофическое затопление. Затопление прибрежных территорий с находящимися на них населенными пунктами и другими объектами может наступить в результате разрушения гидротехнических сооружений (плотин, дамб, перемычек), расположенных выше по течению реки, или системы ирригационных сооружений в орошаемых районах.

На затопляемой территории выделяют четыре зоны катастрофического затопления:

Первая зона непосредственно примыкает к гидросооружению и простирается на 6—12 км от него. Высота волны может достигать здесь нескольких метров. Характерен бурный поток воды со скоростью течения 30 км/ч и более. Время прохождения волны — 30 мин.

Вторая зона — зона быстрого течения ( 15— 20 км/ч). Протяженность этой зоны может быть 15— 25 км. Время прохождения волны 50—60 мин.

Третья зона — зона среднего течения ( 10— 15 км/ч) протяженностью до 30—50 км. Время прохождения волны 2—3 ч.

Четвертая зона — зона слабого течения (разлива). Скорость течения здесь может достигать 6—10 км/ч. Протяженность зоны в зависимости от рельефа местности может составлять 35—70 км.

Зона катастрофического затопления — зона затопления, в пределах которой произошли массовые потери людей, сельскохозяйственных животных и растений, значительно повреждены или уничтожены материальные ценности, в первую очередь здания и другие сооружения.

В нашей стране существует более 30 тыс. водохранилищ и несколько сотен накопителей промышленных стоков и отходов. Имеется 60 крупных водохранилищ емкостью более 1 млрд м3. Распределение гидродинамически опасных объектов по регионам России (в %) приведено на диаграмме.

Гидродинамически опасными объектами называют сооружения или естественные образования, создающие разницу уровней воды до (верхний бьеф) и после (нижний бьеф) них. К ним относятся гидротехнические сооружения напорного фронта: плотины, запруды, дамбы, водоприемники и водозаборные сооружения, напорные бассейны и уравнительные резервуары, гидроузлы, малые гидроэлектростанции и сооружения, входящие в состав инженерной защиты городов и сельскохозяйственных угодий.

Гидродинамические сооружения напорного фронта подразделяют на постоянные и временные.

Постоянными называют гидротехнические сооружения, используемые для выполнения каких-либо технологических задач (для производства электроэнергии, мелиорации территории и т. п.).

К временным относят сооружения, используемые в период строительства и ремонта постоянных гидротехнических сооружений.

Кроме того, гидротехнические сооружения подразделяют на основные и второстепенные.

К основным относят сооружения напорного фронта, прорыв которых повлечет за собой нарушение нормальной жизнедеятельности населения близлежащих населенных пунктов, разрушение, повреждение жилых зданий или объектов экономики.

К второстепенным относят гидротехнические сооружения напорного фронта, разрушение или повреждение которых не повлечет за собой существенных последствий.

Основные поражающие факторы гидродинамических аварий, связанных с разрушением гидротехнических сооружений, — волна прорыва и катастрофическое затопление местности.

Причины гидродинамических аварий и их последствия

Причинами аварий, сопровождающихся прорывом гидротехнических сооружений напорного фронта и затоплением прибрежных территорий, чаще всего бывают:

— разрушение основания сооружений и недостаточность водосбросов;
— воздействие сил природы (землетрясения, урагана, обвала, оползня);
— конструктивные дефекты, нарушение правил эксплуатации и воздействие паводков (табл. 14).

Процентное соотношение аварий для групп плотин различных типов представлено в табл. 15.

Из 300 аварий плотин (сопровождавшихся их прорывом) в различных странах за 175 лет в 35% случаев причиной аварии было превышение расчетного максимального сбросного расхода (перелив воды через гребень плотины).

ПОРАЖАЮЩИХ ФАКТОРОВ при гидродинамических авариях несколько. Кроме поражающих факторов, характерных для других наводнений (утопление, переохлаждение), при авариях на гидродинамически опасных объектах поражение наносится главным образом в результате действия волны прорыва. Эта волна образуется в нижнем бьефе в результате стремительного падения воды из верхнего бьефа.

Поражающее действие волны прорыва проявляется в виде непосредственного ударного воздействия на людей и сооружения массы воды, движущейся с большой скоростью, и перемещаемых ею обломков разрушенных зданий и сооружений, других предметов.

Волной прорыва может быть разрушено большое количество зданий и других сооружений. Степень разрушения будет зависеть от их прочности, а также от высоты и скорости движения волны.

При катастрофическом затоплении угрозу жизни и здоровью людей, помимо воздействия волны прорыва, представляют пребывание в холодной воде, нервно-психическое перенапряжение, а также затопление (разрушение) систем, обеспечивающих жизнедеятельность населения.

Последствия такого затопления могут быть усугублены авариями на потенциально опасных объектах, попадающих в его зону. В зонах катастрофического затопления могут разрушаться (размываться) системы водоснабжения, канализации, сливных коммуникаций, места сбора мусора и прочих отбросов. В результате нечистоты, мусор и отбросы загрязняют зоны затопления и распространяются вниз по течению. Возрастает опасность возникновения и распространения инфекционных заболеваний. Этому способствует также скопление населения на ограниченной территории при значительном ухудшении материально-бытовых условий жизни.

ПОСЛЕДСТВИЯ АВАРИЙ на гидродинамически опасных объектах могут быть труднопредсказуемы. Располагаясь, как правило, в черте или выше по течению крупных населенных пунктов и являясь объектами повышенного риска, при разрушении они могут привести к катастрофическому затоплению обширных территорий, значительного количества городов и сел, объектов экономики, к массовой гибели людей, длительному прекращению судоходства, сельскохозяйственного и рыбопромыслового производств.

Потери населения, находящегося в зоне действия волны прорыва, могут достигать ночью 90% , а днем — 60%. Из общей численности пострадавших количество погибших может составлять ночью 75%, днем — 40%.

Наибольшую опасность представляют разрушения гидротехнических сооружений напорного фронта — плотин и дамб крупных водохранилищ. При их разрушении происходит быстрое (катастрофическое) затопление больших территорий и уничтожение значительных материальных ценностей.

В июне 1993 г. произошли прорыв плотины Киселёвского водохранилища на р. Какве и сильное наводнение в г. Серове Свердловской области. Чрезвычайная ситуация возникла вследствие катастрофического паводка, образовавшегося в результате сильных дождей в заключительной фазе весеннего половодья.

С резким подъемом воды в р. Какве произошло затопление 60 км2 в ее пойме, жилых массивов г. Серова и девяти других населенных пунктов. От наводнения пострадали 6,5 тыс. человек, из них 12 погибли. В зону затопления попали 1772 дома, из них 1250 стали непригодными для жилья. Пострадали многие промышленные и сельскохозяйственные объекты.

Внимание! Говорит Управление по делам гражданской обороны и чрез­вычайным ситуациям.

Граждане! В связи с резким повышением уровня воды в водохранили­ще создалась угроза прорыва плотины. Населению поселков Москвитино, Филиппово срочно собрать необходимые вещи, продукты питания и воду, отключить газ, электричество и прибыть к 10 ч на станцию Савченково для регистрации и эвакуации в безопасное место.

Самоэвакуация населения на незатопленную территорию проводится в случае утраты уверенности в получении помощи со стороны. Для самоэвакуации по воде используются личные лодки или катера, плоты из бревен и подручных материалов. Порядок самоэвакуации такой же, как при наводнениях.

После спада воды (схема 66) следует остерегаться оборванных и провисших проводов и немедленно сообщать о таких повреждениях, а также о разрушении канализационных или водопроводных магистра­лей в соответствующие коммунальные службы. Нельзя употреблять в пищу продукты, которые находились в контакте с водными потоками. Перед употреблением необходимо проверить всю питьевую воду; ко­лодцы осушить, т.е. выкачать из них воду.

Прежде чем войти в здание, надо осмотреть конструктивные повреж­дения и убедиться, что нет опасности разрушения. Затем в течение несколь­ких минут помещение необходимо проветрить. В качестве источника света не следует пользоваться спичками или светильниками. Рекомендуется при­менять фонари на батарейках. Нельзя включать источники электроэнер­гии, пока не будет проверена электрическая сеть. Надо открыть все двери и окна для просушки полов и стен здания, убрать весь влажный мусор.



Проверьте полученные знания, сверив свои ответы на тесты с ответами, приведенными в конце учебника.

Гидродинамические аварии — это:

а) аварии на химически опасных объектах, в результате которых может произойти заражение воды;

б) аварии на гидродинамически опасных объектах, в результате которых могутпроизойти катастрофические затопления;

в) аварии на пожаро-, взрывоопасных объектах, в результате которых может произойти взрыв.

Покрытие окружающей местности слоем воды, заливающей дворы, ули­цы населенных пунктов и нижние этажи зданий, — это:

Проникновение воды в подвалы зданий — это:

При заблаговременном оповещении о прорыве плотины населению, проживающему вблизи ее, необходимо:

а) надеть средства защиты кожи, позвонить в органы самоуправления и узнать месторасположение эвакопункта или убежища, эвакуироваться в соответствии с указанными по телефону данными;

б) отключить воду, газ, электричество, закрыть или забить двери и окна первых этажей, взять документы, деньги, аптечку, продукты питания и следовать в пункт сбо­ра для отправки в безопасное место;

в) закрыть окна и двери, взять документы и продукты питания, идти в убежище ГО, о месторасположении которого вы знаете.

а) занять ближайшее возвышенное место, подавать световые сигналы о помощи, ждать помощи спасателей;

в) эвакуироваться из зоны возможного затопления самостоятельно, используя индивидуальные плавсредства.


Дата добавления: 2015-06-10; 13660; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных |

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Последствия гидродинамических аварий

Многочисленные человеческие жертвы, разрушенные здания, потеря имущества жителями затопленных территорий — это прямой ущерб, который в результате гидродинамической аварии составит значительные суммы. Однако это не все потери, которые понесет человечество в результате крупной аварии, и косвенный ущерб по своим масштабам сопоставим с прямым, а иногда и значительно превосходит его.

К косвенному ущербу относятся:

затраты на спасательные операции по поиску погибших и пропавших без вести, на расчистку завалов, на восстановление гидротехнического сооружения, оборудования, жилых домов;

снижение качества жизни жителей из-за потери имущества и вынужденного переселения в другие районы;

борьба с распространением инфекционных болезней у людей и скота из-за размыва канализаций и выхода сточных вод;

затраты на оказание гуманитарной помощи пострадавшим;

Масштабы катастрофы предсказать практически невозможно.

Потери после аварии на Китайской дамбе Баньцао 8 августа 1975 г, с учетом погибших от голода и эпидемий, составили около 200 тысяч человек. Восстанавливалась страна после этого много лет. Последняя дамба, разрушенная в результате этой аварии, была восстановлена лишь в 1993 г.


ОБЖ. 8 класс. Рабочая тетрадь

Методический совет

На уроке можно посмотреть фильм об аварии на Саяно-Шушенской ГЭС.

Кол-во блоков: 6 | Общее кол-во символов: 15421
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:

Серьезную опасность для населения, объектов экономики и природной среды представляют аварии на гидротехнических сооружениях. Совсем недавно, 19.10.2019 г., в Красноярском крае прорвало дамбу технологического водоема золотодобывающей артели в районе п. Щетинкино на р. Сайбе. В результате погибли 15 человек, пять числятся пропавшими без вести. О том, как обеспечить безопасность ГТС и не допустить катастрофы, рассказали в Главном управлении МЧС России по Республике Башкортостан.
Плотины — это гидротехнические сооружения (искусственные плотины) или природные образования (естественные плотины), создающие разницу уровней по руслу реки. Искусственные плотины представляют собой гидротехнические сооружения, созданные человеком для своих нужд и включающие плотины гидроэлектростанций, 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 плотиной вверх по водотоку накапливается вода и образуется искусственное или естественное водохранилище.

Гидродинамические аварии

Аварии на гидротехнических сооружениях многообразны, но наиболее опасные из них — гидродинамические аварии.
Согласно ГОСТ Р22.05-94 (Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации) гидродинамическая авария — это авария на гидротехническом сооружении, связанная с распространением с большой скоростью воды и создающая угрозу возникновения техногенной чрезвычайной ситуации.
К основным гидротехническим сооружениям, разрушение (прорыв) которых приводит к гидродинамическим авариям, относятся плотины и судоходные шлюзы.
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 подпорного сооружения называется нижним бьефом.
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 разрушительной силой. Высота волны прорыва и скорость ее распространения зависят от размера 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.

Последствия аварий


Основным следствием прорыва плотины при гидродинамических авариях является катастрофическое затопление местности.
Катастрофическое затопление — это гидродинамическое бедствие, являющееся результатом разрушения искусственной или естественной плотины и заключающееся в стремительном затоплении волной прорыва нижерасположенной местности и возникновении наводнения.
Основными поражающими факторами катастрофического затопления являются динамическое воздействие волны прорыва и водного потока, а также воздействие спокойных вод, затопивших территорию и объекты.
В результате крупных гидродинамических аварий могут: прерываться подача электроэнергии, прекращаться функционирование ирригационных или других водохозяйственных систем, а также объектов прудового рыбного хозяйства; разрушаться или оказываться под водой населенные пункты и промышленные предприятия, выводиться из строя коммуникации и другие элементы инфраструктуры; гибнуть посевы и скот, выводиться из хозяйственного оборота сельскохозяйственные угодья; нарушаться жизнедеятельность населения и производственно-экономическая деятельность предприятий; утрачиваться материальные, культурные и исторические ценности, наноситься ущерб природной среде, в том числе в результате изменений ландшафта. В результате таких аварий могут гибнуть люди.
Вторичными последствиями гидродинамических аварий являются:
- загрязнения воды и местности веществами из разрушенных (затопленных) хранилищ промышленных и сельскохозяйственных предприятий;
- массовые заболевания людей, несельскохозяйственных животных;
- аварии на транспортных магистралях;
- оползни, обвалы.

Аварии последних десятилетий


В последние три десятилетия в России произошли следующие гидродинамические аварии, повлекшие человеческие жертвы и значительный материальный ущерб.
14.06.1993 г. произошел прорыв двухкилометровой плотины высотой 17 м на Киселевском водохранилище на р. Какве в 17 км от г. Серова в Свердловской области. При наполнении водохранилища произошел прорыв плотины. От аварии и наводнения пострадало 6,5 тысячи человек, погибли 12 человек, пропало без вести восемь человек, госпитализировано 43 человека. В зону затопления попало 1772 дома, понесли ущерб 1373 домовладельца, 1250 домов стали непригодными для жилья. Были разрушены железнодорожный и пять автомобильных мостов, размыто 500 м главного железнодорожного пути. Общий ущерб был оценен в 63,3 млрд руб. От наводнения пострадали объекты экономики г. Серова.
07.08.1994 г. произошел прорыв плотины Тирлянского водохранилища в бассейне р. Белой в Белорецком районе Республики Башкортостан. При резком наполнении водохранилища в результате интенсивных дождей и несработки всех отверстий берегового водосброса произошел прорыв тела плотины. В результате аварии и наводнения погибло 29 человек, без жилья осталось 786 человек, были разрушены полностью 85 жилых домов, частично — 200 жилых домов с. Тирлян. Суммарный ущерб был оценен в 52,3 млрд руб.
17.08.2009 г. произошла крупная авария на Саяно-Шушенской ГЭС между Красноярским краем и Хакасией. Произошло внезапное разрушение гидроагрегата № 2 с поступлением через шахту гидроагрегата под большим напором значительных объемов воды. Потоки воды быстро затопили машинный зал и помещения, находящиеся под ним. Все гидроагрегаты ГЭС были затоплены, при этом на работавших гидрогенераторах произошли короткие замыкания, выведшие их из строя. Произошел полный сброс нагрузки ГЭС, что привело в том числе и к обесточиванию самой станции, пропала оперативная связь, электропитание освещения, приборов автоматики и сигнализации. Затворы на водоприемниках других гидроагрегатов оставались открытыми, и вода по водоводам продолжала поступать на турбины, что привело к разрушению гидроагрегатов № 7 и 9. Потоками воды и разлетающимися обломками гидроагрегатов были полностью разрушены стены и перекрытия машинного зала в районе гидроагрегатов № 2, 3, 4. Гидроагрегаты № 3, 4 и 5 были завалены обломками машинного зала.
В результате аварии погибло 75 человек из числа персонала ГЭС, оборудованию и помещениям станции нанесен серьезный ущерб. Работа станции по производству электроэнергии была приостановлена. Последствия аварии отразились на экологической обстановке акватории, прилегающей к ГЭС, социальной и экономической сферах региона. Затопления прилегающей местности, населенных пунктов не произошло. Сумма ущерба составила более 40 млрд руб.
19.10.2019 г. в Курагинском районе Красноярского края на р. Сейбе произошло разрушение дамбы технологического водоема золотодобывающего предприятия. По предварительным данным в результате из-за затопления вахтового поселка из числа рабочих погибли 15 человек, госпитализированы 14 человек, без вести пропало пять человек.
Таким образом, гидротехнические сооружения являются потенциально опасными объектами, чрезвычайные ситуации на которых могут привести к большим человеческим жертвам и значительному материальному ущербу.

Меры предупреждения


Перечень основных мероприятий

Проведение каких мероприятий позволит предупредить гидродинамические аварии на гидротехнических сооружениях?


Мероприятия организационно-правового характера:
- обеспечение соблюдения обязательных требований при строительстве, капитальном ремонте, эксплуатации, реконструкции, консервации и ликвидации гидротехнических сооружений, а также их техническом обслуживании, эксплуатационном контроле и текущем ремонте;
- обеспечение контроля (мониторинга) за показателями состояния гидротехнического сооружения, природных и техногенных воздействий;
- обеспечение разработки и своевременного уточнения критериев безопасности гидротехнического сооружения, а также правил его эксплуатации, требований к содержанию, устанавливаемых федеральным законодательством;
- развитие и поддержание в исправном состоянии систем контроля за состоянием гидротехнического сооружения;
- систематический анализ причин снижения безопасности гидротехнического сооружения и своевременная разработка и реализация мер по обеспечению технически исправного состояния гидротехнического сооружения и его безопасности;
- обеспечение проведения регулярных обследований гидротехнического сооружения;
- организация эксплуатации гидротехнического сооружения в соответствии с правилами эксплуатации гидротехнического сооружения и обеспечение соответствующей обязательным требованиям квалификации работников эксплуатирующей организации;
- создание и поддержание в состоянии готовности локальных систем оповещения на гидротехнических сооружениях I и II классов;
- информирование населения о вопросах безопасности гидротехнических сооружений;
- финансирование мероприятий по эксплуатации гидротехнического сооружения, обеспечению его безопасности, а также работ по предотвращению аварий гидротехнического сооружения;
- осуществление капитального ремонта, реконструкции, консервации и ликвидации гидротехнического сооружения в случае его несоответствия обязательным требованиям;
- обеспечение внесения в Регистр сведений о гидротехническом сооружении (для учета и контроля состояния безопасности);
- обеспечение проведения аттестации работников по вопросам безопасности гидротехнических сооружений;
- планирование защиты населения и территорий в условиях аварии, чрезвычайной ситуации (с планированием эвакуации населения из опасных зон затопления);
- создание и поддержание в постоянной готовности федеральных, региональных, объектовых сил и средств проведения аварийно-восстановительных и аварийно-спасательных работ;
- создание повышенных запасов аварийно-спасательных средств, медицинских средств оказания первой помощи пострадавшим;
- контроль общего состояния рек и водоемов на территориях субъектов Российской Федерации, муниципальных образований, а также прогнозирование возможных наводнений и их последствий, осуществляемый путем постоянного поддержания взаимодействия с гидрологическими службами;
- поддержание в постоянной готовности системы оповещения населения, в том числе с использованием технических средств при нарушениях линий связи;
- подготовка населения к действиям в условиях возникновения гидродинамической аварии на ГТС, наводнения;
- организация высокой степени охраны ГТС от противоправных действий диверсионно-террористических групп.


Мероприятия инженерно-технические характера:
- проектирование и строительство жилых районов и промышленных объектов, в том числе потенциально-опасных вне мест возможного затопления с учетом норм запаса их прочности в условиях затопления;
- рациональное размещение элементов инфраструктуры с учетом возможных зон катастрофических затоплений;
- обеспечение необходимой устойчивости функционирования мостов, линий связи и линий электропередач при наводнении;
- строительство домов на сваях и использование в зонах возможного затопления помещений нижних этажей жилых зданий для административных целей;
- регулирование паводкового стока с помощью гидротехнических сооружений (плотин, дамб), укрепление берегов рек, спрямление русел рек, устранение различных препятствий на пути водного потока, подсыпка низменных участков территорий;
- подсыпка территорий, предназначенных для строительства зданий и сооружений, выравнивание береговой линии, строительство водоотводных каналов;
- установка, внедрение, эксплуатация в муниципальных районах, где существует угроза катастрофического заполнения, технических средств экстренного оповещения населения на пути распространения волны прорыва с их интеграцией с системами оповещения населения (вне зоны действия локальных систем оповещения населения ГЭС I, II классов).
Вместе с тем отдельные гидротехнические сооружения сами по себе проектируются и возводятся для защиты территории от различных затоплений и подтоплений.
Проведение перечисленных мероприятий по предупреждению и недопущению гидродинамических аварий на гидротехнических сооружениях требует больших затрат, однако сумма ущерба, возможного в результате гидродинамической аварии, наводнения, значительно превышает эти затраты.

Читайте также: