Час приходу гребеня (tгр) і фронту (tфр) хвилі прориву
До створу, який розглядається
| L¸ км | Н= 20 м | Н = 40 м | Н = 80 м | ||||||||||
| i=1·10 -4 | i=1·10 -3 | i=1·10 -4 | i=1·10 -3 | i=1·10 -4 | i=1·10 -3 | ||||||||
| tгр | tфр | tгр | tфр | tгр | tфр | tгр | tфр | tгр | tфр | tгр | tфр | ||
| 0,2 | 1,8 | 0,2 | 1,2 | 0,1 | 0,1 | 1,2 | 0,1 | 1,1 | 0,1 | 0,1 | |||
| 0,6 | 0,6 | 2,4 | 0,3 | 0,3 | 0,2 | 1,7 | 0,1 | 0,4 | |||||
| 1,6 | 0,5 | 0,4 | |||||||||||
| 5,0 | 1,2 | ||||||||||||
Очікувані параметри, які характеризують зону затоплення, залежать не тільки від розмірів водосховища, величини напору та інших характеристик гідровузла, але, більшою мірою, визначаються геодезичними і топографічними особливостями території.
Критичні параметри руйнування деяких об'єктів хвилею прориву (водяним потоком) подані в табл. 9.
Для оцінки можливих наслідків прориву гребель можливо скористатися атласами, які розроблені проектними інститутами відповідних відомств (Міненерго і Мінводгоспу), що мають необхідні розрахунки та схеми можливого катастрофічного затоплення з урахуванням технічних характеристик гідровузлів і топографічних особливостей території.
Таблиця 9
Критичні параметри руйнування деяких об'єктів хвилею прориву (водяним потоком)
| № пп. | Найменування об'єктів | Сильні руйнування | Середні руйнування | Слабкі руйнування | ||||||
| Гли-бина пото-ку, м | Швид-кість потоку, м/сек | Питоме наванта-ження, тс/ м2 | Гли-бина пото-ку, м | Швид-кість потоку, м/сек | Питоме наванта-ження, тс/ м2 | Гли-бина пото-ку, м | Швид-кість потоку, м/сек | Питоме наванта-ження, тс/ м2 | ||
| Стіни на залізо-бетонних і ме-талевих палях | 6,0 | 5,0 | 7,5 | 3,0 | 3,0 | 1,35 | 1,0 | 2,0 | 0,2 | |
| Стіни на дерев'я них палях | 4,0 | 5,0 | 5,0 | 2,0 | 3,0 | 0,9 | 1,0 | 1,0 | 0,05 | |
| Стіни, моли, водоломи із масивної кладки | 7,0 | 5,0 | 8,75 | 4,0 | 3,0 | 1,8 | 2,0 | 2,9 | 0,4 | |
| Кранове облад-нання портів | 6-10 | 4 -9 | 4,8-4,5 | 6,0 | 2-3 | 1,2-2,7 | 2,0 | 1,5-2 | 0,2-0,4 | |
| Дерев'яні 1-2по-верхові будинки | 3,5 | 2,0 | 0,7 | 2,5 | 1,5 | 0,28 | 1,0 | 1,0 | 0,05 | |
| Цегляні малопо-верхові будинки | 4,0 | 2,5 | 1,25 | 3,0 | 2,0 | 0,6 | 2,0 | 1,0 | 0,1 | |
| Промислові бу-динки з легким метал.каркасом | 5,0 | 2,5 | 1,56 | 3,5 | 2,0 | 0,7 | 2,0 | 1,5 | 0,2 | |
| Промислові бу-дови з важким металевим або з/б каркасом | 7,5 | 4,0 | 6,0 | 6,0 | 3,0 | 2,7 | 3,0 | 1-5 | 0,34 | |
| Залізничні колії | 2,0 | 2,0 | 0,4 | 1,0 | 1,0 | 0,05 | 0,5 | 0,5 | 0,06 | |
| Шосейні дороги з твердим покриттям | 4,0 | 3,0 | 1,8 | 2,0 | 1,5 | 0,22 | 1,0 | 1,0 | 0,05 | |
| Залізничні мости (бетонні) | 2,0 | 3,0 | 0,9 | 1,0 | 2,0 | 0-2 | - | - | - | |
| Металеві мости з прогоном 30-100 м | 2,0 | 3,0 | 0,9 | 1,0 | 2,0 | 0,2 | - | - | - | |
| Залізничний рухомий склад | 3,5 | 3,0 | 1,6 | 3,0 | 1,5 | 0,34 | 1,5 | 1,0 | 0,12 |
Примітки: 1. За критичні параметри хвилі прориву, при яких наступає загибель, або тяжке поранення людей, приймається h >1,5 м і V>2,5 м/сек.
2. Швидкість хвилі прориву коливається від 3 до 25 км/год, а іноді і більше.
Приклад.
У результаті весняного водопілля відбувся підйом рівня води в річці, через яку прокладений металевий міст. Біля річки розташоване селище. Недалеко від нього є водосховище з греблею. Після переповнення водосховища і прориву греблі через проран в ній з приведеним розміром прориву – В=0,5 почалося різке збільшення рівня води в річці і гідропотік води спрямувався до селища. Відомі висота рівня води у верхньому б'єфі греблі Н0 = 80 м, віддалення створу об'єкта від греблі L = 5 км, гідравлічний схил водяної поверхні річки i = 1 • 10-3, а також висота розташування об'єкта hм = 2 м, максимальна висота затоплення ділянки місцевості (селища) по створу об'єкта hзат = 8 м і висота прямокутника, еквівалентного за площею змоченому периметру в створі об'єкта, hср = 5 м. Об'єкт економіки: будівлі - каркасні панельні, склади - цегляні; обладнання - підземні кабелі електромережі. У селищі 57 одноповерхових цегляних будинків, їх підвали – кам'яні. До кожного будинку підведені труби газопостачання. У селищі проходить дорога з асфальтобетонним покриттям. Визначити параметри хвилі прориву - висоту, швидкість і ступінь можливих руйнувань на об'єкті і в селищі.
Розв'язок:
1. Висота хвилі прориву:
З табл.6 для В=0,5, Н0 = 80 м, i = 1· 10-3, знаходимо А1=320, В1=166. Тоді
= 
= 4,45 (м).
2. Швидкість хвилі прориву:
.
З табл.6 для В=0,5, Н0 = 80 м, i = 1 · 10-3 знаходимо А2=61, В2=52. Тоді
= 
= 0,858 (м/с).
3. Час приходу гребеня (tгр) і фронту (tфр) хвилі прориву визначаємо за табл. 8 при Н0 = 80 м, L = 5 км, i = 1 · 10-3 , тоді:
tгр = 0,2 год = 12 хв та tфр = 0,1 год = 6 хв.
4. Час (тривалість) затоплення території об'єкту:
tзат = β(tгр - tфр)(1-hм / h).
Коефіцієнт β знаходимо за табл. 7 при Н0/h0 = 80/8 = 10, тобто при H0=10h0 і відношені iL/H0 = 10-3 ·5000/80 = 0,0625. Отже, при iL/H0 = 0,0625 и H0 =10h0 за табл.7 коефіцієнт β знаходимо методом інтерполяції:
β = 14 + (15,5-14)(0,0625 – 0,05) / (0,1-0,05) = 14 + 1,5 · 0,0125/0,05 = 14,375.
Тоді tзат = 14,375 · (0,2 – 0,1)(1-2 / 4,45) = 0,79 (год) = 47,4 (хв).
5. Можливі руйнування хвилі прориву знаходять за табл. 9 при h = 4,45 м і V = 0,858 м/с = 0,9 м/с.
а) На об'єкті: будівлі отримають слабкі руйнування, а склади – сильні руйнування.
б) В селищі будинки, міст, дорога – отримають сильні руйнування.
2.3. Заходи щодо зменшення наслідків аварій на гідродинамічно- небезпечних об’єктах
Греблі, як природні так і штучні, повинні знаходитися під пильним спостереженням спеціалістів-гідротехніків з експлуатаційного персоналу, представників науково-дослідних та інших спеціалізованих організацій. У разі небезпеки прориву штучної греблі, необхідно вжити наступних заходів щодо недопущення події. Наприклад: регулюванням стоку води, форсованим спрацювання водосховища, транзитним пропуском води. Якщо існує небезпека прориву греблі природного водосховища, то необхідно вжити заходів щодо укріплення стіни греблі, або викликати прорив у менш небезпечному напрямку.
Для запобігання можливих раптових проривів на греблях водосховищ завчасно виконуються наступні заходи:
а) адміністративні:
– обмеження будівництва житлових будинків і об'єктів господарювання у місцях, які підпадають під дію можливої хвилі прориву затоплення;
– евакуація населення із зон, де час приходу хвилі прориву після руйнування греблі, складає менше чотирьох годин – терміново, а з решти території – при виникненні загрози затоплення;
б) інженерно-технічні:
– обвалування (будівництво дамб);
– створення надійних дренажних систем;
– берегоукріплюючі роботи щодо запобігання зсувам, обвалам тощо;
– улаштування гідроізоляції та спеціальних кріплень на будинках і спорудах;
– насадження низькостовбурних лісів із вільхи, верби, осики і берези, що збільшує шорсткість поверхні і сприяє зменшенню швидкості хвилі прориву.
Населення повинно бути ознайомлено із системою попередження про небезпеку. З метою забезпечення життя і здоров'я громадян, зменшення матеріальних втрат та недопущення шкоди підприємствам, установам і організаціям, матеріальним і культурним цінностям у разі загрози та виникнення надзвичайної ситуацїї проводиться оповіщення та інформування населення.
Рекомендації щодо дій населення в умовах загрози руйнування греблі водосховищ:
· Оповіщуються усі населені пункти, які підпадають у зону можливого катастрофічного затоплення.
· Завчасно повинні бути сплановані можливі маршрути евакуації на підвищені ділянки місцевості. Необхідно передбачити, що брати з собою при евакуації.
· Після надходження інформації про небезпеку руйнування греблі водосховища, необхідно терміново евакуюватися на підвищену ділянку і знаходитися там до того часу, поки не зійде вода, або не буде передана офіційна інформація, що небезпека минула.
Після спаду води необхідно дотримуватися ряду правил:
· остерігатися обірваних проводів, проводів, які провисли, повідомляти про наявність таких пошкоджень, а також про руйнування каналізації і водопровідних мереж у відповідні комунальні служби;
· не можна вживати в їжу продукти, які знаходилися в контакті з водяними потоками.
· Питну воду перед вживанням необхідно перевірити на придатність. Колодязі з питною водою повинні бути осушені і вичищені.
· Усі будинки повинні бути оглянуті, складені акти огляду щодо придатності для проживання, а також для проведення аварійно-відновних робіт.
· При входженні в будинок, не слід користуватися відкритим вогнем оскільки у приміщенні може бути присутній газ, або вибухонебезпечна речовина.
· Не використовувати джерела енергоспоживання поки не будуть перевірені джерела енергозабезпечення.
· Необхідно відкрити всі двері і вікна для просушки будинків, прибрати вологе сміття, дати можливість підлогам і стінам висохнути.