Об утверждении Методики определения размера вреда, который может быть причинен жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварии судоходных гидротехнических сооружений (отменен на основании совместного приказа МЧС России и Минтранса России от 28.02.2023 N 176/59)

Приложение 4  

     

Пример определения размера вероятного вреда от гидродинамической аварки (метод укрупненных показателей)

В качестве примера рассмотрена авария условного гидроузла, расположенного на р.Н. в субъекте Федерации "К" с площадью 29900 км и средней плотностью населения 36,7 чел. на 1 км. Водохранилище используется для целей водоснабжения, замкнутого судоходства, гидроэнергетики. В данном примере ущербы окружающей природной среде и верхнему бьефу не рассматривались.

Расчет волны прорыва

До прорыва напор на исследовавшемся гидроузле был равен 32 м. Местность ниже гидроузла представляет собой ярко выраженную пойменную долину, ограниченную справа по течению реки крутым бортом, а слева - относительно пологим откосом, кроме участка примерно в 10 км ниже гидроузла, где также имеется небольшой участок обрывистого борта. Река имеет среднюю ширину около 50 м и достаточно прямое русло. В 17 км ниже гидроузла она впадает в большую реку.

Оценка параметров волны прорыва выполнялась в рамках одномерной схематизации с использованием программы, разработанной в АО НИИЭС к.т.н.С.Я.Школьниковым [1]. Программа обеспечивает корректное выполнение закона сохранения импульса за счет примененного оригинального метода аппроксимации члена, задающего давление на поток со стороны русла (см. уравнение (2) приложения 2, [1]). Применяемый в программе численный метод обеспечивает удовлетворительное качество решения при численном моделировании течений со следующими особенностями: критическими сечениями, гидравлическими прыжками, осушениями и затоплениями определенных зон в расчетной области, уступами дна, при резких изменениях формы сечения (так, при внезапном расширении сечения программа автоматически обеспечивает выполнение известной формулы А.Д.Альтшуля). Программа позволяет рассчитывать раскрытие прорана в теле плотины из грунтовых материалов по полуэмпирической теории, разработанной в АО НИИЭС д.т.н.A.M.Прудовским [18].

Для ближней к гидроузлу зоны верхнего бьефа известны поперечные разрезы дна, но для водохранилища в целом такая информация отсутствовала. В расчетах дно верхнего бьефа моделировалось при помощи одномерных уравнений Сен-Венана. Для правильного задания объема водохранилища выше самого удаленного от плотины створа введены два условных створа таким образом, чтобы выполнялись реальные функции связи уровня и объема воды в водохранилище.

Перечислим и коротко охарактеризуем исходные данные задачи, номеруя их в соответствии с таблицей ГОЛ. Приложения 2. (Все исходные данные заданы в условной системе высот).

1. Гидрограф расхода приточности мал по сравнению с расходом излива и в данной задаче не задавался.

2. Предполагалось, что водосбросы гидроузла при аварии разрушены.

3. Емкость водохранилища задана поперечными разрезами его дна. Рельеф дна акватории позволял схематизировать поперечные створы при ( )помощи двух трапеций, верхняя из которых (большая по размеру) задавала форму затопленной поймы, а нижняя - старого русла реки. В исходных данных задавались расстояния между створами и характеристики двухтрапецеоидального русла: отметки дна речного русла и затопленной поймы, их ширины по низу и уклоны бортов.

4. Уровень воды в водохранилище, соответствующий началу расчета - 36 м.

5. Характер повреждения: принималось, что в теле плотины образовалась прямоугольная брешь 100 м шириной, не изменявшаяся за весь период прохождения прорывного паводка.

6. Значительных притоков река на исследуемом участке не имеет.

7. Геометрия русла нижнего бьефа задавалась при помощи поперечных разрезов местности, причем они, также, как и для верхнего бьефа, аппроксимировались при помощи двух трапеций.

8. Шероховатость подстилающей поверхности для всей области принималась постоянной (п = 0,03).

9. Никаких сооружений, способных повлиять на течение прорывного паводка, ниже гидроузла не имеется.

10. В связи с большим расширением русла ниже устья можно ожидать, что во время прорывного паводка в устье реализуется критический режим течения.

При гипотетической аварии в результате разрушения напорного фронта гидроузла водохранилище опорожняется, а в нижнем бьефе образуется зона катастрофического затопления, параметры которой зависят от изолинии глубины затопления, максимальной скорости течения, времени- начала наводнения и времени осушения; так как время осушения на порядок выше времени добегания волны, его можно принять за время наводнения. Площадь затопления по левому берегу составляет 110 км, по правому - 84 км, общая площадь - 194 км, из них:

- городские и сельские населенные пункты - 12 км,

- лесные площади - 80 км,

- сельхозугодья - 40 км,

- прочие земли - 62 км.

Ущербы основным и оборотным производственным фондам (включая здания, сооружения, оборудование, сырье)

В зону затопления попадает часть города "Л" площадью 10 км с общей численностью населения 20 тыс.человек и плотностью населения 2000 человек на 1 км. Производственные здания - кирпичные и каркасные железобетонные.

Параметры зоны затопления: