Гидродинамически опасные объекты (ГДОО) - это гидротехнические сооружения или естественные образования, создающие разницу уровней воды до и после этого объекта.
Гидротехническое сооружение - народнохозяйственный объект, находящийся на или вблизи водной поверхности, предназначенный:
- для использования кинетической энергии движения воды с целью преобразования в другие виды энергии;
- охлаждения отработавших паров ТЭС и АЭС;
- мелиорации;
- защиты прибрежной территории воды;
- забора воды для орошения и водоснабжения;
- осушения;
- рыбозащиты;
- регулирования уровня воды;
- обеспечения деятельности речных и морских портов, судостроительных и судоремонтных предприятий, судоходства;
- подводной добычи, хранения и транспортировки (трубопроводы) полезных ископаемых (нефти и газа).
К основным гидротехническим сооружениям относятся плотины, водохранилища, запруды.
Плотины - гидротехнические сооружения (искусственные плотины) или природные образования (естественные плотины), ограничивающие сток, создающие водохранилища и разницу уровней воды по руслу реки.
Водохранилище - водоем, в котором скапливается и сохраняется вода. Водохранилища могут быть долговременными (как правило, образованными гидротехническими сооружениями; временными и постоянными) и кратковременными (за счет действия сил природы; оползней, селей, лавин, обвалов, землетрясений и т.п.).
Запруда - простейшая плотина, обычно в виде насыпи.
Гидродинамическая авария - это чрезвычайное событие, связанное с выводом из строя (разрушением) гидротехнического сооружения или его части и неуправляемым перемещением больших масс воды, несущих разрушения и затопление обширных территорий.
Разрушение (прорыв) гидротехнических сооружений происходит в результате действия сил природы (землетрясения, ураганы, размывы плотин) или воздействия человека, а также из-за конструктивных дефектов или ошибок проектирования.
Особенно опасно повреждение в теле плотины (проран), образующееся вследствие ее размыва.
Устремляющийся в проран поток воды образует волну прорыва, имеющую значительную высоту гребня и скорость движения и обладающую большой разрушительной силой.
Скорость продвижения волны прорыва, как правило, находится в диапазоне от 3 до 25 км/ч, а высота ее 2–50 м.
Основным следствием прорыва плотины при гидродинамических авариях является катастрофическое затопление местности, заключающееся в стремительном затоплении волной прорыва нижерасположенной местности и возникновением наводнения.
Катастрофическое затопление характеризуется:
- максимально возможными высотой и скоростью волны прорыва;
- расчетным временем прихода гребня и фронта волны прорыва в соответствующий створ;
- границами зоны возможного затопления;
- максимальной глубиной затопления конкретного участка местности;
- длительностью затопления территории.
При разрушениях гидротехнических сооружений затопляется часть прилегающей к реке местности, которая называется зоной возможного затопления.
В зависимости от последствий воздействия гидропотока, образующегося при гидротехнической аварии, на территории возможного затопления следует выделять зону катастрофического затопления, в пределах которой распространяется волна прорыва, вызывающая массовые потери людей, разрушения зданий и сооружений, уничтожение других материальных ценностей.
Время, в течение которого затопленные территории могут находиться под водой, колеблется от 4 ч до нескольких суток.
Основным средством защиты населения от катастрофического затопления является их эвакуация.
Эвакуация населения из населенных пунктов, расположенных в зоне возможного катастрофического затопления в пределах 4-часового добегания волны прорыва плотин гидротехнических сооружений, проводится заблаговременно при объявлении общей эвакуации, а за этими пределами - при непосредственной угрозе затопления. Эвакуируемое из зон возможного катастрофического затопления население расселяется на незатопленной территории.
Спасение людей и имущества при катастрофических затоплениях включает поиск их на затопленной территории, погрузку на плавсредства или вертолеты и эвакуацию в безопасные места. В случае необходимости пострадавшим оказывают первую медицинскую помощь. Только после этого приступают к спасению и эвакуации животных, материальных ценностей и оборудования. Порядок спасательных работ зависит от того, произошло катастрофическое затопление внезапно или заранее были проведены соответствующие мероприятия по защите населения и материальных ценностей.
Разведывательные звенья, действующие на быстроходных катерах и вертолетах, прежде всего определяют места наибольшего скопления людей. Небольшие группы людей разведчики спасают самостоятельно. Для вывоза людей используются теплоходы, баржи, баркасы, катера, лодки, плоты.
При поиске людей на затопленных территориях экипажи плавсредств периодически подают звуковые сигналы.
После завершения основных работ по эвакуации населения патрулирование в зонах затопления не прекращается. Вертолеты и катера продолжают поиск.
Для обеспечения посадки и высадки людей сооружают временные причалы, а плавсредства оборудуют сходнями. Подготавливают и другие приспособления для снятия людей с полузатопленных зданий, сооружений, деревьев и других предметов. Спасатели должны иметь багры, веревки, спасательные круги и другие необходимые средства и приспособления, а личный состав, принимающий непосредственное участие в спасении людей на воде, должен быть в спасательных жилетах.
В зонах вероятных катастрофических затоплений руководителей предприятий и жилищных органов, а также население обязательно знакомят с границами возможных зон затопления и его продолжительностью, с сигналами и способами оповещения об угрозе затопления или наводнения, а также местами, куда должны эвакуироваться люди.
Химически опасные объекты
Химически опасные объекты (ХОО) - это объекты, при аварии на которых или при разрушении которых может произойти поражение людей, сельскохозяйственных животных и растений, либо химическое заражение окружающей природной среды опасными химическими веществами в концентрациях или количествах, превышающих естественный уровень их содержания в среде.
Главный поражающий фактор при аварии на ХОО - химическое заражение приземного слоя атмосферы; вместе с тем возможно заражение водных источников, почвы, растительности. Эти аварии нередко сопровождаются пожарами и взрывами.
Аварийные ситуации с выбросом (угрозой выброса) опасных химических веществ возможны в процессе производства, транспортировки, хранения, переработки, а также при преднамеренном разрушении (повреждении) объектов с химической технологией, складов, мощных холодильников и водоочистных сооружений, газопроводов (продуктопроводов) и транспортных средств, обслуживающих эти объекты и отрасли промышленности.
Наиболее опасны аварии на предприятиях, производящих, использующих или хранящих ядовитые вещества и взрывоопасные материалы. К ним относятся заводы и комбинаты химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности. Особую опасность представляют собой аварии на железнодорожном транспорте, сопровождающиеся разливом перевозимых сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ).
СДЯВ - это токсичные химические вещества, широко обращающиеся в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте и способные при утечке из разрушенных (поврежденных) технологических емкостей, хранилищ и оборудования приводить к заражению воздуха и вызывать массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных и растений.
Среди многочисленных ядовитых веществ, используемых в промышленном производстве и экономике, наибольшее распространение получили хлор и аммиак.
Хлор - это газ желто-зеленого цвета с резким запахом. Он применяется на хлопчатобумажных комбинатах для отбеливания тканей, при производстве бумаги, изготовлении резины, на водопроводных станциях для обеззараживания воды. При разливе из неисправных емкостей хлор «дымит». Хлор тяжелее воздуха, поэтому он скапливается в низинных участках местности, проникает в нижние этажи и подвальные помещения зданий. Хлор сильно раздражает органы дыхания, глаза и кожу. Признаки отравления хлором - резкая боль в груди, сухой кашель, рвота, резь в глазах, слезотечение.
Аммиак - бесцветный газ с резким запахом «нашатырного спирта». Он применяется на объектах, где используются холодильные установки (мясокомбинаты, овощные базы, рыбоконсервные заводы), а также при производстве удобрений и другой химической продукции. Аммиак легче воздуха. Острое отравление аммиаком приводит к поражению дыхательных путей и глаз. Признаки отравления аммиаком - насморк, кашель, удушье, слезотечение, учащенное сердцебиение.
Помимо хлора и аммиака в производстве используются также синильная кислота, фосген, окись углерода, ртуть и другие ядовитые вещества.
Синильная кислота - бесцветная легкоподвижная жидкость с запахом горького миндаля. Синильная кислота широко распространена на химических предприятиях и заводах по производству пластмасс, оргстекла и искусственного волокна. Она также применяется как средство борьбы с вредителями сельского хозяйства. Синильная кислота легко смешивается с водой и многими органическими растворителями. Смеси паров синильной кислоты с воздухом могут взрываться. Признаки отравления синильной кислотой - металлический привкус во рту, слабость, головокружение, беспокойство, расширение зрачков, замедление пульса, судороги.
Фосген - бесцветный, очень ядовитый газ. Его отличает сладковатый запах гнилых фруктов, прелой листвы или мокрого сена. Фосген тяжелее воздуха. Используется в промышленности при производстве различных растворителей, красителей, лекарственных средств и других веществ. При отравлении фосгеном, как правило, наблюдаются четыре характерных периода. Первый период - контакт с зараженной атмосферой, характеризующийся некоторым раздражением дыхательных путей, ощущением неприятного привкуса во рту, небольшим слюнотечением, кашлем. Второй период наблюдается после выхода из зараженной атмосферы, когда все эти признаки быстро проходят и пострадавший чувствует себя здоровым. Это период скрытого действия фосгена, во время которого при внешнем хорошем самочувствии в течение 2–12 ч (в зависимости от тяжести интоксикации) развивается поражение легких. Для третьего периода характерны учащенное дыхание, повышение температуры, головная боль. Появляется усиливающийся кашель с обильным выделением жидкой пенистой мокроты (иногда с кровью), ощущается боль в горле и груди, учащается сердцебиение, синеют ногти и губы, а затем лицо и конечности. Четвертый период характеризуется тем, что в результате развития поражения происходит отек легких, который достигает максимума к концу первых суток и длится в течение 1–2-х суток. Если в этот период пораженный не погибает, то с 3–4-х суток начинается его постепенное выздоровление.
Окись углерода - бесцветный газ, в чистом виде без запаха, немного легче воздуха, плохо растворим в воде. Широко применяется в промышленности для получения различных углеводородов, спиртов, альдегидов, кетонов и карбоновых кислот. Окись углерода (как побочный продукт при использовании нефти, угля и биомассы) образуется при неполном окислении углерода, в условиях недостаточного доступа воздуха. Признаки отравления окисью углерода - головная боль, головокружение, нарушение координации движений и рефлекторной сферы, ряд сдвигов психической деятельности, напоминающих алкогольное опьянение (эйфория, утрата самоконтроля и т.п.). Характерно покраснение кожи пораженных. Позже развиваются судороги, утрачивается сознание, и, если не принять экстренные меры, человек может погибнуть вследствие остановки дыхания и работы сердца.
Ртуть - жидкий серебристо-белый металл, который используют при изготовлении люминесцентных и ртутных ламп, измерительных приборов (термометров, барометров, манометров), в производстве амальгам, средств, предотвращающих гниение дерева, в лабораторной и медицинской практике. Симптомы отравления ртутью проявляются через 8–24 ч и выражаются в общей слабости, головной боли, болях при глотании, повышении температуры. Несколько позже наблюдаются болезненность десен, боли в животе, желудочные расстройства, иногда воспаление легких. Возможен смертельный исход. Хронические интоксикации (отравления) развиваются исподволь и длительное время протекают без явных признаков заболевания. Затем появляются повышенная утомляемость, слабость, сонливость, апатия, эмоциональная неустойчивость, головные боли, головокружения. Одновременно развивается дрожание рук, языка, век, а в тяжелых случаях - ног и всего тела.
Аварии на предприятиях, производящих или использующих ядовитые вещества, могут сопровождаться выбросом в атмосферу этих веществ. Попадая в атмосферу, ядовитые вещества в газообразном или парообразном состоянии образуют зоны химического заражения, площадь которых порой достигает нескольких десятков километров и более.
Для определения наличия отравляющих веществ в воздухе, на местности и на различных предметах применяются приборы химической разведки (ВПХР, УГ-2, ВИКХК, ИСХК и др.). Описание состава и принципа действия этих приборов дано в главе 2.
В случае возникновения аварии на химическом предприятии и появлении в воздухе и на местности ядовитых веществ подается сигнал гражданской обороны «Внимание всем!» - сирена, прерывистые гудки предприятий и специальных транспортных средств, а по радио и телевидению передаются сообщения местных органов власти или гражданской обороны.
Основными мерами защиты персонала и населения при авариях на ХОО являются:
- использование индивидуальных средств защиты и убежищ с режимом изоляции;
- применение антидотов и средств обработки кожных покровов;
- соблюдение режимов поведения (защиты) на зараженной территории;
- эвакуация людей из зоны заражения, возникшей при аварии;
- санитарная обработка людей, дегазация одежды, территории, сооружений, транспорта, техники и имущества.
Персонал и население, работающие и проживающие вблизи ХОО, должны знать свойства, отличительные признаки и потенциальную опасность СДЯВ, используемых на данном объекте, способы индивидуальной защиты от поражения СДЯВ, уметь действовать при возникновении аварии, оказывать первую доврачебную помощь пораженным.
Рабочие и служащие, услышав сигнал оповещения, немедленно надевают средства индивидуальной защиты, прежде всего противогазы. Каждый на своем рабочем месте должен сделать все возможное для снижения губительных последствий аварии: обеспечить правильное отключение энергоисточников, остановить агрегаты, аппараты, перекрыть газовые, паровые и водяные коммуникации в соответствии с условиями технологического процесса и правилами техники безопасности. Затем персонал укрывается в подготовленных убежищах или выходит из зоны заражения. При объявлении решения об эвакуации рабочие и служащие обязаны явиться на сборные эвакуационные пункты объекта.
Работники, входящие в аварийно-спасательные формирования ГО, по сигналу об аварии прибывают на пункт сбора формирования и участвуют в локализации и ликвидации очага химического поражения.
Жители при получении информации об аварии и опасности химического заражения должны надеть средства индивидуальной защиты органов дыхания (рис. 3.18), а при их отсутствии использовать простейшие средства защиты органов дыхания (носовые платки, бумажные салфетки, куски материи, смоченные водой) и кожи (плащи, накидки) и укрыться в ближайшем убежище или покинуть район возможного химического заражения.
Рис. 3.18.
Средства индивидуальной защиты органов дыхания:
1 -
респиратор Р-2; 2
- респиратор типа «Лепесток»; 3
- противогаз; 4
- противопыльная тканевая маска ПТМ-1; 5
- ватно-марлевая повязка
При невозможности покинуть жилище (в случае если облако уже накрыло район проживания или движется с такой скоростью, что от него не успеть уйти) следует загерметизировать домашние помещения. Для этого необходимо плотно закрыть двери, окна, вентиляцию и дымоходы. Входные двери занавесить одеялами или плотной тканью. Щели в дверях и окнах заклеить бумагой, скотчем, лейкопластырем или заткнуть мокрыми тряпками.
Покидая жилище, следует закрыть окна и форточки, отключить электронагревательные приборы, газ (погасить огонь в печах), взять необходимое из теплой одежды и питания.
Выходить из зоны химического заражения нужно в сторону, перпендикулярную направлению ветра. По зараженной местности следует двигаться быстро, но не бежать, не поднимать пыли и не прикасаться к окружающим предметам, избегать перехода через тоннели, овраги, лощины, где концентрация ядовитых веществ выше. На всем пути движения следует использовать средства защиты органов дыхания и кожи. Выйдя из зоны заражения, нужно снять верхнюю одежду, промыть глаза и открытые участки тела водой, прополоскать рот. При подозрении на отравление ядовитыми веществами исключить любые физические нагрузки, принять обильное питье и обратиться к медицинскому работнику.
При оказании помощи пострадавшим в первую очередь следует защитить органы дыхания от дальнейшего воздействия токсичных веществ. Для этого наденьте на пострадавшего противогаз или ватно-марлевую повязку, предварительно смочив ее при отравлении хлором водой или 2%-ным раствором питьевой соды, а при отравлении аммиаком - 5%-ным раствором лимонной кислоты, и эвакуируйте его из зоны заражения.
При отравлении аммиаком кожные покровы, глаза, нос, рот обильно промойте водой. В глаза закапайте 2–3 капли 30%-ного раствора альбуцида, а в нос - оливковое масло. Делать искусственное дыхание запрещено.
При отравлении хлором кожные покровы, рот, нос обильно промойте 2%-ным раствором питьевой соды. При остановке дыхания сделайте искусственное дыхание.
При отравлении синильной кислотой в случае попадания ее в желудок немедленно вызовите рвоту. Промойте желудок чистой водой или 2%-ным раствором питьевой соды. При остановке дыхания сделайте искусственное дыхание.
Против фосгена не найдено специфических лечебных или профилактических средств. При отравлении фосгеном необходимы свежий воздух, покой и тепло. Ни в коем случае нельзя делать искусственное дыхание.
При отравлении окисью углерода дайте вдыхать нашатырный спирт, наложите на голову и на грудь холодный компресс, по возможности давайте вдыхать увлажненный кислород, при остановке дыхания сделайте искусственное дыхание.
При отравлении ртутью необходимо немедленно через рот обильно промыть желудок водой с 20–30 г активированного угля или белковой водой, после чего дать молоко, взбитый с водой яичный желток, а затем слабительное. При острых, особенно ингаляционных, отравлениях после выхода из зоны поражения необходимо дать пострадавшему полный покой, после чего госпитализировать.
Для того чтобы исключить возможность дальнейшего поражения населения при аварии с выбросом токсичных химических веществ, проводится целый комплекс работ по дегазации местности, одежды, обуви, предметов домашнего обихода.
Чаще всего используют три способа дегазации: механический, физический и химический. Механические способы подразумевают удаление токсичных химических веществ с местности, предметов или изоляцию зараженного слоя. Например, верхний зараженный слой грунта срезается и вывозится в специально отведенные места для захоронения, или же он засыпается песком, землей, гравием, щебнем. Физические способы заключаются в обработке зараженных предметов и материалов горячим воздухом, водяным паром. Сутью химических способов дегазации является полное уничтожение токсичных химических веществ путем их разложения и перевода в другие нетоксичные соединения с помощью специальных растворов.
Дегазация одежды, обуви, предметов домашнего обихода проводится самыми разнообразными способами (проветривание, кипячение, обработка водяным паром) в зависимости от характера заражения и свойств материала, из которого они изготовлены.
Похожая информация.
>>ОБЖД: Гидродинамические аварии
Глава 5.
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 в каньоне Сан-Францискито 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. Свидетелей катастрофы
в живых не осталось. 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.
Обрушение плотины Сент-Франсис стало примером того, как не надо строить гидротехнические сооружения.
5.1. Виды аварий
на гидродинамически опасных объектах
Гидротехнические сооружения - это инженерные или естественные сооружения для водных ресурсов или и для борьбы с разрушительным действием воды.
Гидротехнические сооружения создаются с целью:
Использование кинетической энергии воды (ГЭС);
Гидроэлектростанция (ГЭС) - электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища.
Мелиорации;
Мелиора́ция (лат. melioratio - улучшение) - комплекс организационно-хозяйственных и технических мероприятий для повышения эффективности использования земельных и водных ресурсов для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.
Защиты прибрежных территорий от наводнений (дамбы);
дамба – оградительное гидротехническое сооружение, которое защищает территорию от водной стихии: паводков, волн.
Для водоснабжения городов и орошения полей;
Регулирования уровня воды во время паводков;
Обеспечение деятельности морских и речных портов (каналы, шлюзы).
По назначению гидротехнические сооружения подразделяются на: водозаборные сооружения (дамбы, плотины); водосбрасывающие сооружения (каналы);
водозаборные сооружения предназначены для забора воды (реки, озера) с целью использования ее для нужд гидроэнергетики, водоснабжения или орошения полей.
водосбрасывающие сооружения предназначены для сброса излишней (паводковой) воды из водоемов, а также для пропуска воды в нижний бьеф гидроэлектростанций (ГЭС) Бьеф - это часть водоема: верхний бьеф расположен по течению выше плотины (шлюза) нижний бьеф - ниже водонапорного сооружения.
1. Верхний бьеф 2. нижний
Специальные сооружения предназначены для подъема или опускания судов с одного уровня воды на другой (шлюзы, судоподъемники и др..).
Все эти объекты, безусловно, необходимы в современных условиях для развития народного хозяйства, но они потенциально опасны для человека и окружающей среды.
Гидродинамическая авария - это чрезвычайная ситуация, связанная с выходом из строя (разрушением) гидротехнического сооружения или его части и неуправляемым перемещением больших масс воды, несущих разрушения и затопления больших территорий.
Причины гидродинамических аварий:
Природные явления или стихийные бедствия (землетрясения, обвалы, оползни, разрушены дамбы паводковыми водами, размыв грунтов, ураганы и т.п.);
Техногенные факторы (разрушение конструкций сооружения, ошибки в проектировании и эксплуатации, износа и старения оборудования, нарушение режима водосбора и др..)
ЧМ военного времени: современные средства поражения (ССП) и террористические акты.
Основным поражающим фактором гидродинамической аварии является волна прорыва, которая образуется в нижнем бьефе в результате с верхнего бьефа. Поражающее действие волны прорыва проявляется в виде непосредственного ударного действия на людей и сооружения массы воды, движущейся с большой скоростью, и перемещаемых ею обломков разрушенных зданий и сооружений, других предметов.
Характерным для затопления в случае разрушения гидросооружений является значительная скорость распространения (3-25 км/час.), высота (10-20 м) и ударная сила (5-10 т/см 2) волны прорыва, а также скорость затопления всей территории.
При затоплении угрозу жизни и здоровью людей, кроме действия волны прорыва, представляют пребывание в холодной воде, нервно-психическое перенапряжение, а также затопление (разрушение) систем, которые обеспечивают жизнедеятельность населения.
Чрезвычайные ситуации в зоне затопления нередко сопровождаются вторичными поражающими факторами: пожарами в результате обрывов и короткого замыкания электрических кабелей и проводов, оползнями и обвалами в результате размыва почвы, инфекционными заболеваниями вследствие загрязнения питьевой воды и резкого ухудшения санитарно-эпидемиологического состояния в населенных пунктах вблизи зоны затопления и районах временного размещения потерпевших, особенно в летнее время.
Последствия катастрофического затопления могут быть усилены авариями на потенциально опасных объектах, которые попадают в его зону.
В зонах катастрофического затопления могут разрушаться (размываться) системы водоснабжения, канализации, сливные коммуникации, места сбора мусора. В результате нечистоты и мусор загрязняют зоны затопления и распространяются вниз по течению. Растет опасность возникновения и распространения инфекционных заболеваний.
В России довольно поздно появилась необходимость в строительстве гидротехнических сооружений. В отличие от других стран из-за богатства водных ресурсов Русь не испытывала дефицита воды. Многочисленные полноводные реки и озёра вполне удовлетворяли потребность населения в воде. Ещё одна особенность Руси – утоление жажды из родника, колодца. Поэтому очень многие поселения имели свои родники, которые служили для людей главным источником водоснабжения. Первые гидротехнические сооружения, в основном, возводились как оборонительные сооружения, в виде каналов вокруг крепостей и городов. Учитывая огромные пространства России и удалённость многих областей от морских путей, реки явились связующими водными путями, которые позволили самым отдалённым уголкам участвовать в жизни страны. Те богатства, которыми владела Русь, встречались именно на реках, по которым шли караваны с грузом, товарами. Судоходство на Руси требовало улучшать имеющиеся водные пути или искать новые. Такие работы проводились уже в XII веке. В основном каналы строились, чтобы миновать коварные пороги на реках, которые невозможно было преодолеть гружёным кораблям, или для соединения бассейнов рек. Учитывая, что в те времена судоходство осуществлялось волоком, бурлаками, предпринимались попытки спрямить русла рек для уменьшения пути следования товаров. В настоящее время гидродинамические сооружения – это объекты, создаваемые с целью:
использования кинетической энергии воды (ГЭС);
охлаждения технологических процессов;
мелиорации;
защиты прибрежных территорий (дамбы);
забора воды для водоснабжения и орошения;
рыбозащиты;
регулирования уровня воды;
обеспечения деятельности морских и речных портов;
для судоходства (шлюзы).
Крупномасштабные гидроэлектрические системы являются хорошо разработанными технологиями по получению электричества благодаря энергии воды. В некоторых странах, например, в Бразилии и Норвегии, очень большая доля получаемой электроэнергии вырабатывается гидроэнергетическими системами. Эти системы могут использовать бурные горные реки или основываться на массивных программах строительства плотин и затопления. Есть множество способов использования энергии воды, из которых одни являются коммерческими и испытанными, в то время как другие, основанные на энергии океанов, остаются в стадии развития, но показывают огромный потенциал.
Гидротехнические сооружения напорного типа – это плотины, создающие подъём и, следовательно, напор воды, который затем используется для вращения каких-либо механизмов: турбин, лопастей мельниц. Здесь следует различать три термина: запруда, плотина, гидроузел.
Запруда обычно создаёт подъём воды, но не имеет стока или он весьма ограничен.
Плотина – сооружение, тоже создающее напор воды, но почти с постоянным её стоком.
Гидроузел – система сооружений и водохранилища, связанных единым режимом водоперетока. Устойчивость и прочность гидротехнических сооружений напорного фронта задаётся по максимальным расчётным значениям уровня воды, скорости ветра, высоты волны. Социальное и экологическое воздействие гидроэнергетических технологий. Гидроэнергетические технологии имеют много преимуществ и, по крайней мере, в том, что касается крупномасштабных схем, несколько крупных недостатков. Там, где дожди сезонны, низкие водные ресурсы во время засух могут серьёзно затрагивать мощности по выработке электроэнергии. Это может стать значительной проблемой там, где гидроэнергия составляет солидную долю в выработке страны. Крупные схемы плотин вызывают хорошо освещённые в прессе проблемы: переселение местных жителей, пересыхание природных русел, заиление водохранилищ, водные споры между соседними странами и огромная стоимость финансирования этих проектов. Более локальные вопросы относятся к способности рыбы попасть на свои места нереста выше по течению и визуальное воздействие в местах ошеломляющей красоты природы. Волновым технологиям приходится бороться с очень агрессивной средой и, вероятно, что стоимость таких технологий будет высокой. Потенциальные ресурсы практически неограниченны, и исследования продолжаются.
Около 44 тыс. высоких плотин, эксплуатирующихся в настоящее время во всём мире, из которых 43 тыс. возведены в XX веке, в том числе 37,4 тыс. с 1950 г., являются лучшей характеристикой плотиностроения в обеспечении устойчивого развития цивилизации за 5000 лет. Более 8000 км3 речного стока, зарегулированного с их помощью, используется для орошения 270 млн га земель, выработки почти 2460 млрд. кВтч (18,5% всей потребляемой в мире) электроэнергии, защиты от паводков, обеспечения потребности в технической и питьевой воде, создания зон отдыха и возможности судоходства на ранее недоступных участках рек. Вместе с тем, наличие водохранилищных плотин, наряду с выгодами, влечёт за собой создание различного рода рисков, вероятностных по своей природе, из которых наиболее известными по негативным последствиям являются социальные, материальные (экономические), конструктивные (гидрологические, геодинамические, технические), экологические и др. В широком смысле здесь понимается неспособность объекта обеспечить оптимальную выгоду в течение заданного периода времени. Социальный, материальный, экологический риски, как правило, возникают в результате реализации конструктивного риска, поэтому в первую очередь необходимо учитывать все факторы, обеспечивающие требуемую надёжность сооружения. Под конструктивным риском понимается свойство сооружения претерпевать отказы при внешних воздействиях и реакции сооружения на них при невыполнении требований технической документации. Характерными моделями конструктивного риска являются следующие:
1. Первоначальное наполнение водохранилища (около 80% от общего числа отказов). При этом основными факторами риска будут чрезмерная проницаемость тела плотины, деформационная неоднородность, трещинообразование в основании плотины при взаимодействии с напорным потоком.
2. Гидрологический риск – размыв основания в нижнем бьефе плотины.
3. Геодинамический, в том числе сейсмический риск, - реализуется в недостаточной прочности плотины на сдвиг, трещинообразовании, значительных колебаниях пьезометрического уровня воды в основании.
4. Другие риски – заиление, недостаточная прочность на сдвиг и др. Анализ катастрофических разрушений ряда плотин, их последствий, изучение причин и закономерностей различных рисков, их учёт и регулирование имеют большое практическое значение.
Обеспечение безопасности и надёжности – главное условие возведения плотин, являющихся гидродинамически опасными объектами .
Гидродинамически опасные объекты (ГОО ) – сооружение или естественное образование, создающее разницу уровней воды до (верхний бьеф) и после (нижний бьеф) него. К ним относятся гидротехнические сооружения напорного фронта: плотины, запруды, дамбы, водоприёмники и водозаборные сооружения, напорные бассейны и уравнительные резервуары, гидроузлы, малые гидроэлектростанции, сооружения, входящие в состав инженерной защиты городов и сельскохозяйственных угодий, а также естественные объекты, препятствующие свободному течению воды. Особенностью разрушения таких препятствий является образование волны прорыва (попуска). Гидродинамическая авария – это чрезвычайное событие, связанное с выходом из строя (разрушением) гидротехнического сооружения (ГТС) или его части и неуправляемым перемещением больших масс воды, несущих разрушения и затопления обширных территорий. К основным потенциально опасным гидротехническим сооружениям относятся плотины, водозаборные и водосборные сооружения (шлюзы). В горных районах в результате землетрясений, обвалов, оползней образуются естественные плотины (запруды), которые почти всегда представляют опасность для нижерасположенных населённых пунктов, объектов промышленности и сельского хозяйства. Весьма опасно разрушение плотин, которое может повлечь за собой крайне негативные последствия для экономики и окружающей природной среды, а ущерб – превысить затраты на строительство. При разрушении плотин вода с большой высоты и с огромной скоростью устремляется в нижний бьеф, заливая всё на своём пути. Вероятность аварий плотин начинает неуклонно повышаться при возрасте сооружений более 30-40 лет, о чём свидетельствует накопленная информация. За последние 70 лет в мире произошло более 1 тыс. аварий крупных гидротехнических сооружений. Анализ показывает, что основные их причины – разрушение основания и недостаточная пропускная способность водосброса, когда вода переливается через гребень плотины. В таких случаях вода с большой высоты и с огромной скоростью устремляется в нижний бьеф, заливая всё на своём пути. В таких случаях действуют два фактора: волна прорыва и зона затопления, каждый из которых имеет свою характеристику и для людей представляет опасность.
С 1902 по 1977 гг. из 300 аварий в различных странах в 35% случаев причиной было превышение расчётного максимального сбросового расхода, т. е. перелив воды через гребень плотины, который, в том числе приводил и к разрушению основания плотины. Соотношение аварий на различных типах плотин показано в следующей таблице (источник: Всемирная комиссия по плотинам):
Тип плотины Частота аварий, %
Земляная 53
Бетонная гравитационная 23
Защитные дамбы из местных материалов4
Арочная железобетонная 3
Плотины других типов 17
Зоной затопления при разрушении ГТС называется часть прилегающей к реке (озеру, водохранилищу) местности, затопляемой водой. В зависимости от последствий воздействия потока воды из-за разрушения ГТС на территории возможного затопления выделяют зону катастрофического затопления (ЗКЗ). Это часть зоны затопления, в пределах которой распространяется волна прорыва, вызывающая массовые потери людей, разрушения зданий и сооружений, уничтожение других материальных ценностей. На её внешних границах высота гребня волны прорыва превышает 1 м, а скорость её движения – более 10 м/с. Время, в течение которого затопленные территории могут находиться под водой, колеблется от 4 ч. до нескольких суток.
Параметры зоны затопления зависят от размеров водохранилища, напора воды и других характеристик конкретного гидроузла, а также от гидрологических и топографических особенностей местности. Зона катастрофического затопления определяется заранее на стадии проектирования ГТС. В границах этой зоны выделяют участок возможного (вероятного) чрезвычайно опасного затопления, т. е. территорию, через которую волна прорыва проходит в течение 1 ч. после аварии на ГТС. На этой территории возможны наибольшие потери среди населения, сильные разрушения ОЭ и жилых построек.
Катастрофы на реках РФ:
1993 г. Прорыв плотины Киселёвского водохранилища (Свердловская обл.) на р. Каква (общий ущерб – 63,3 млрд руб.)
1994 г. Разрушение плотины Тирлянского водохранилища (Башкирия) на притоке р. Белой (суммарный ущерб 52,3 млрд руб.)
Сентябрь 1994 г. Наводнение в Приморье 1999 г. и 2001 г.
Наводнение в Якутии Июль 2002 г.
Наводнение в Краснодарском крае привело к разрушению его гидроузла, унесло жизни 114000 человек и причинило материальный ущерб на сумму в 15 млрд руб.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ АВАРИИ
ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ АВАРИЯ – это чрезвычайное событие, связанное с выходом из строя (разрушением) гидротехнического сооружения или его части, и неуправляемым перемещением больших масс воды, несущих разрушения и затопления обширных территорий.
ГИДРОДИНАМИЧЕСКИ ОПАСНЫМИ ОБЪЕКТАМИ (ГОО) называют сооpужение или естественное обpазование, создающее pазницу уpовней воды до (веpхний бьеф) и после (нижний бьеф) него. К ГОО относятся искусственные и естественные плотины, гидpоузлы, запpуды, дамбы, шлюзы, каналы и т. д.
Разрушение (прорыв) гидротехнических сооружений происходит в результате действия сил природы (землетрясений, ураганов, размывов плотин) или воздействия человека (нанесения ударов ядерным или обычным оружием по гидротехническим сооружениям, крупным естественным плотинам диверсионных актов), а также из-за конструктивных дефектов или ошибок проектирования. износа оборудования, гниения конструкций, выветривания, коррозии металла.
Последствиями гидродинамических аварий являются: - повреждение и разрушение гидроузлов и кратковременное или долговременное прекращение выполнения ими своих функций; - поражение людей и разрушение сооружений волной прорыва, образующейся в результате разрушения гидротехнического сооружения, имеющей высоту от 2 до 12 м и скорость движения от 3 до 25 км/ч (для горных районов – до 100 км/ч); - катастрофическое затопление обширных территорий слоем воды от 0,5 до 10 м и более.
На скоpость pаспpостpанения и высоту волны пpоpыва оказывает существенное влияние также хаpактеp местности, по котоpой она движется. На pавнинах скоpость ее движения не пpевышает 25 км/час, а в гоpах может достигать 100 км/час. Лесные массивы, возвышенности, овpаги и т.п. снижают скоpость движения и высоту волны пpоpыва.
ОСОБЕННОСТИ ОЧАГА ПОРАЖЕНИЯ.
Величина и стpуктуpа потеpь сpеди населения пpи наводнениях могут изменяться в зависимости от плотности населения в зоне затопления, вpемени суток (в ночное вpемя pезко возpастает количество и тяжесть состояния поpаженных), скоpости движения и высоты волны пpоpыва, темпеpатуpы воды и окpужающего воздуха (низкая темпеpатуpа pезко огpаничивает вpемя, в течение которого еще можно спасти пострадавших).
Механические повpеждения pазличной тяжести могут быть следствием:
непосpедственного динамического воздействия на тело человека волны пpоpыва; тpавмиpующего действия обломков зданий и сооpужений, pазpушаемых волной пpоpыва; повpеждающего действия pазличных пpедметов, вовлекаемых в движение волной пpорыва.
В зоне затопления часто создается неблагопpиятная эпидемиологическая обстановка. В дальнейшем могут создаваться катастpофические ситуации социального хаpактеpа, связанные с нехваткой пpодуктов питания, отсутствием жилья и пp .
МАТЕРИАЛЬНЫЙ УЩЕРБ ПРИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ АВАРИЯХ.
Повреждение и разрушение ГТС, жилых зданий, дорог, линий электропередач, связи; гибель скота и урожая; у ничтожение и порча сырья, продуктов, топлива; з атраты на эвакуацию; с мыв плодородного слоя почвы; з атраты на приобретение и доставку продуктов питания; с окращение выработки продукции предприятиями; в озникновение заболеваний.
ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ
Если Вы проживаете на прилегающей к гидроузлу территории, уточните, попадает ли она в зону воздействия волны прорыва и возможного катастрофического затопления. Узнайте, расположены ли вблизи места Вашего проживания возвышенности, и каковы кратчайшие пути движения к ним.
Изучите сами и ознакомьте членов семьи с правилами поведения при воздействии волны прорыва и затопления местности, с порядком общей и частной эвакуации. Заранее уточните место сбора эвакуируемых, составьте перечень документов и имущества, вывозимых при эвакуации.
Запомните места нахождения лодок, плотов, других плавсредств и подручных материалов для их изготовления.
КАК ДЕЙСТВОВАТЬ ПРИ УГРОЗЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ АВАРИИ
При получении информации об угрозе затопления и об эвакуации безотлагательно, в установленном порядке выходите (выезжайте) из опасной зоны в назначенный безопасный район или на возвышенные участки местности. Возьмите с собой документы, ценности, предметы первой необходимости и запас продуктов питания на 2-3 суток. Часть имущества, которое требуется сохранить от затопления, но нельзя взять с собой, перенесите на чердак, верхние этажи здания, деревья и т.д.
Перед уходом из дома выключите электричество и газ, плотно закройте окна, двери, вентиляционные и другие отверстия.
КАК ДЕЙСТВОВАТЬ В УСЛОВИЯХ НАВОДНЕНИЯ ПРИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ АВАРИЯХ
При внезапном затоплении для спасения от удара волны прорыва срочно займите ближайшее возвышенное место, заберитесь на крупное дерево или верхний этаж устойчивого здания. В случае нахождения в воде, при приближении волны прорыва нырните в глубину у основания волны.
Оказавшись в воде, вплавь или с помощью подручных средств выбирайтесь на сухое место, лучше всего на дорогу или дамбу, по которым можно добраться до незатопленной территории.
При подтоплении Вашего дома отключите его электроснабжение, подайте сигнал о нахождении в доме (квартире) людей путем вывешивания из окна днем флага из яркой ткани, а ночью – фонаря. Для получения информации используйте радиоприемник с автономным питанием. Наиболее ценное имущество переместите на верхние этажи и чердаки. Организуйте учет продуктов питания и питьевой воды, их защиту от воздействия прибывающей воды и экономное расходование.
Готовясь к возможной эвакуации по воде, возьмите документы, предметы первой необходимости, одежду и обувь с водоотталкивающими свойствами, подручные спасательные средства (надувные матрасы, подушки).
Не пытайтесь эвакуироваться самостоятельно. Это возможно только при видимости незатопленной территории, угрозе ухудшения обстановки, необходимости получения медицинской помощи, израсходовании продуктов питания и отсутствии перспектив в получении помощи со стороны.
Действия населения в случае чрезвычайной ситуации:
Включить телевизор или радио – выяснить тип чрезвычайной ситуации. Собрать документы. Собрать запас простейших медикаментов. Собрать запас продуктов и воды на 3 дня, закрыть продукты герметически.
Возможные указания для оповещения населения: Укрыться на месте. Рассредоточится по местности. Собраться в пункте эвакуации.
Группы эвакуации: Колонна – 20-30 человек, в которой выделяется старший. Состав колонны также делится на группы по 5 человек, в которых выделяется старший. Средняя скорость колонны 4 км, при передвижении по местности. Через каждые час-полтора привал на 10-15 минут. После того, как пройдена половина намеченного пути, устраивается привал на 1-2 часа.
При перевозке людей автотранспортом используются автобусы, грузовики, личный автотранспорт. Выезд колонной, в каждом автобусе, машине и другом транспортном средстве назначается старший. Он отвечает за то, чтобы в вверенном ему транспорте соблюдался порядок, дисциплина и организованность движения, контролирует перемещения людей в вверенном транспортном средстве.
Какие продукты берутся? Консервы. Копчености. Концентраты. Твердые сыры. Сухое печенье. Также необходимо взять теплые вещи (три смены вещей).
Все упаковывается в герметичный полиэтиленовый пакет или другие герметичные емкости, обладающие наименьшим весом. С собой берется термос и фляга.
КАК ДЕЙСТВОВАТЬ ПОСЛЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ АВАРИИ
Перед тем, как войти в здание, убедитесь в отсутствии значительных повреждений перекрытий и стен. Проветрите здание для удаления накопившихся газов. Не используйте источники открытого огня до полного проветривания помещения и проверки исправности системы газоснабжения.
Проверьте исправность электропроводки, труб газоснабжения, водопровода и канализации. Пользоваться ими разрешается только после заключения специалистов об исправности и пригодности к работе
Просушите помещение, открыв все двери и окна. Уберите грязь с пола и стен, откачайте воду из подвалов. Не употребляйте пищевые продукты, которые находились в контакте с водой.
Для обеспечения безопасности, в частности на производстве, во многих странах разрабатываются специальные законодательные акты, директивы, стандарты, регламентирующие правила и мероприятия по предупреждению аварийных ситуаций.
