ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6 «РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ПОСЛЕДСТВИЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ТЕХНОГЕННЫХ АВАРИЙ»

Тема: «Прогнозирование и оценка последствий гидродинамических аварий».

Порядок прогнозирования и оценки последствий гидродинамических аварий следующий.

1. Определяется максимально возможная высота волны прорыва по эмпирической формуле где Н — подпор уровня воды у

плотины, или по формуле

где Аи, B_h, Ац, В и — коэффициенты, зависящие от высоты уровня вода в верхнем бьефе плотины Но, м (уровня воды водохранилища), от гидравлического уклона реки i (превышение в метрах высоты уровня реки на 1000 м длины) и от параметров прорана В_пр, значения которых приведены в табл. 23.9;

, где В, В_пл — соответственно ширина прорана и плотины, м.

2. Определяется высота волны прорыва /г„ м на расстоянии L, км, от плотины по формуле

h_i=k_iH,

где ki — коэффициент, учитывающий спад волны прорыва по мере удаления ее от плотины, значения которого приведены в табл. 23.10.

Таблица 23.9

Значения коэффициентов А,,; В,,; A_v; В_и при уклонах реки

Значение коэффициентов k_t и K_npoxi

Таблица 23.10

Характер спада волны прорыва зависит от ширины реки, характера ее русла ниже плотин, ширины и характера долины, по которой протекает река, а также от многих других факторов.

3. Определяются скорость истечения и движения волны прорыва по одной из формул:

где К — коэффициент скорости истечения воды через проран в плотине, К= 0,80...0,85;

h_nр — подпор уровня воды у плотины, м; g — ускорение свободного падения, g= 9,81 м/с.

4. Определяем время прихода t_nрих, ч волны прорыва на заданное расстояние по формуле

где L — расстояние от ГТС до объекта, населенного пункта, км;

U — скорость движения воды, м/сек.

5. Определяем время сброса воды с водохранилища:

где W— объем водохранилища, м°;

Q — максимальный расход воды на 1 м ширины прорана, м³/(м-с), определяемый в зависимости от глубины прорана Н_пр, которая на стадии прогнозирования принимается равной глубине водохранилища перед плотиной Н (табл. 23.11).

Значение расхода воды через проран

Таблица 23.11

В — ширина прорана или участка перелива воды через гребень плотины, м, определяемая по эмпирической формуле

где В_пр — относительный безразмерный параметр прорана;

В_пл — ширина плотины, м.

6. Определяем продолжительность затопления (прохождения волны прорыва) территории по эмпирической формуле

где K_npoxi- коэффициент, учитывающий зависимость продолжительности хождения волны прорыва от удаленности г-го объекта (пункта) от плотины L, принимается по табл. 23.10.

• 7. Определяем степень разрушения зданий и сооружений в зависимости от скорости движения и высоты прорыва по табл. 23.12.
• 8. Делаем выводы по результатам прогнозирования и оценки последствий.

Задача. В равнинной местности водохранилище емкостью W= 50 млн м³, напор уровня воды у плотины Н = 20 м, ее ширина 5_ПЛ= 20 м, в нижнем бьефе русла реки на расстояниях от плотины Ь — 200 км и 1,2= 250 км соответственно располагаются плавучий кран и металлический мост.

Задание. Спрогнозировать и оценить последствия гидродинамической аварии на плотине водохранилища для населенного пункта и плавучего дока.

Таблица 23.12

Параметры волны прорыва, приводящие к разрушению объектов

Решение

1. Определяем максимально возможную высоту волны прорыва плотины

2. Определяем высоту волны прорыва на расстояниях ЬИ L₂

3. Определяем скорость движения волны прорыва.

4. Определяем время прихода волны прорыва к мосту и крану соответственно

5. Определяем время сброса воды из водохранилища

Q определяется интерполированием по табл. 23.11.

6. Определяем продолжительность затопления моста и крана

7. Определяем степень разрушения: в обоих случаях — «сильная».

Выводы:

• 1. На территории населенного пункта высота волны прорыва h_np= 0,6 м и ее скорость U = 2,74 м/с, степень разрушения сильная, продолжительность затопления 223,32 ч.
• 2. На территории моста металлического высота волны прорыва h_np= 0,4 м и ее скорость U = 2,24 м/с, степень разрушения сильная, продолжительность затопления 260,54 ч.