Исходные данные для математического моделирования волны прорыва
NN | Исходные данные | Сценарий разрушения | Дополнительные условия, комментарии. | Методика |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
1 | Гидрограф расхода приточности | Все | При сценарии а) задается обязательно, в других случаях - когда расход приточности соразмерим с расходом излива. | П*, У** |
________________ | ||||
2 | Пропускная способность водопропускных отверстий гидроузла. Возможные варианты: | а), в) | Вводится, если пропускная способность гидроузла сравнима с расходом через проран и во время аварии предполагается работа водопропускных отверстий (например - для уменьшения размывов в проране) | П, У |
2.1 | Кривые связи Q-Z или Q-(Z-Z) для створа гидроузла в целом (Q - расход воды в створе гидроузла, Z и Z -отметки верхнего и нижнего бьефов соответственно) |
| П, У | |
2.2 | Кривые связи Q-Z или Q-(Z-Z) для каждого типа отверстий (поверхностные водосливы, донные водосбросы, агрегаты ГЭС) |
| П, У | |
2.3 | Поверхностные водосливы (задаются количеством, отметкой порога и шириной отверстия), донные водосбросы (задаются количеством, отметкой дна, шириной и высотой отверстия), агрегаты ГЭС (задаются количеством и кривыми связи Q-Z) |
| П, У | |
3 | Емкость водохранилища. Возможные варианты: | Все |
| |
3.1 | Кривые связи Z-W или Z-. (Z -уровень ВБ, W - объем водохранилища, - площадь свободной поверхности). | Расчет уровенного режима верхнего бьефа проводится по балансовой модели | У | |
3.2 | Поперечные разрезы дна водохранилища | Расчет уровенного режима верхнего бьефа проводится по одномерной модели | У | |
3.3 | Кривые связи =(x, z) или b=b(x, z) для створов с продольной координатой х (b - ширина русла на уровне z, - площадь сечения, лежащая ниже уровня z) | Расчет уровенного режима верхнего бьефа проводится по одномерной модели | У | |
3.4 | Отметка дна как функция горизонтальных координат (х, у); как частный случай - задание дна, применяемое в ГИС-технологиях. | Расчет уровенного режима верхнего бьефа проводится по плановой (двумерной) модели | П | |
4 | Уровень воды в водохранилище в момент, соответствующий началу расчета | Все |
| П, У |
5 | Задание характера повреждения плотины: | а), в) |
| |
5.1 | Размер и форма бреши, ее расположение в напорном фронте | Для бетонных или железобетонных плотин | П, У | |
5.2 | Отметка дна первоначального прорана, ее расположение, уклон бортов прорана. | Для набросных и намывных плотин (кроме мерзлых плотин). Обычно при сценарии в) - несколько ниже отметки уровня в водохранилище, при сценарии а) - несколько ниже отметки гребня плотины, при наличии плавкой вставки - несколько ниже отметки плавкой вставки | П, У | |
5.3 | Расположение первоначального талика по ширине напорного фронта и высоте, его радиус. | Для каменно-земляных плотин (только при сценарии В) | П, У | |
6 | Гидрографы расхода в притоках | Все | В тех случаях, когда в пределах расчетной области притоки с расходом, соразмерным с расходом излива из водохранилища аварийного гидроузла | П, У |
7 | Отметки дна русла и долины в нижнем бьефе. Возможные варианты: | Все |
| |
7.1 | Поперечные разрезы дна водотока и долины до априори незатапливаемых отметок | Расчет уровенного режима нижнего бьефа по одномерной модели | У | |
7.2 | Кривые связи =(x, z) или b=b(x, z) для створов с продольной координатой х (b - ширина русла на уровне z, - площадь сечения, лежащая ниже уровня z) | Расчет уровенного режима нижнего бьефа по одномерной модели | У | |
7.3 | Отметка дна как функция координат (х, у) либо в горизонталях; как частный случай - растровое задание дна на прямоугольной сетке. | Расчет уровенного режима верхнего бьефа по плановой (двумерной) модели | П | |
8 | Шероховатость подстилающей поверхности назначается при помощи экспертной оценки, базирующейся на рассмотрении характера местности. При наличии реальных измерений уровней и расходов воды должна проводиться калибровка математической модели и уточнение коэффициентов шероховатости. | Все | Для определения параметров течения в НБ используется всегда; в ВБ - в случаях 3.2-3.4 | П, У |
9 | Данные о размещении в нижнем бьефе гидротехнических сооружений, дамб, дорог, проходящих по насыпи или в выемке, мостов, водопропускных отверстий и т.д. Все сооружения должны быть нанесены на топографические карты нужного масштаба. | Все | Желательна насколько возможно полная информация о сооружениях (для дамб и дорожных насыпей - отметка гребня, ширина поверху, заложение откосов, материал; для дорожных выемок - ширина по дну, заложение откосов; для мостов - количество и ширина проемов, отметка дна водотока, высота пролета; для водопропускных труб - форма, геометрические размеры, отметка оси) | П |
10 | Информация о гидравлических условиях на выходе из расчетной области: | Все |
| |
10.1 | Отметка свободной поверхности | Если на выходе из расчетной области крупный водоем (море, большое озеро или водохранилище, т.е. увеличение их объема на объем опорожненного в ходе аварии водохранилища слабо изменит их уровень воды) | П, У | |
10.2 | Водопропускная способность гидротехнического сооружения (способы его задания перечислены в 2.1 - 2.3) | Если на выходе из расчетной области гидротехническое сооружение, разрушение которого в рассматриваемой аварии маловероятно | П, У | |
10.3 | Форма створа, средний уклон и шероховатость русла | Если расчетная область ограничена некоторым "обычным" створом, достаточно удаленным от аварийного гидроузла так, что в нем можно ожидать квазиравномерный характер течения | П, У | |
10.4 | Форма створа | Выходной створ расчетной области (уступ, консоль или место резкого расширения потока, т.е. створ, в котором следует ожидать критический режим течения) | П, У |
3.8.3 Оценка негативных воздействий, возникающих при нарушении режима фильтрации ГТС золошлакоотвалов тепловых электростанций.
Оценка негативных воздействий, возникающих при нарушении режима фильтрации ГТС золошлакоотвалов тепловых электростанций, проводится только в случае наличия опасных веществ в составе складируемых золы или шлака.
3.8.4. Оценка негативных воздействий в верхнем бьефе, вызванных опорожнением водного объекта (водохранилища).
3.8.4.1 Нарушение водоснабжения.
Нарушение водоснабжения в верхнем бьефе определяет размер ущерба водозаборным сооружениям, который следует учитывать, если уровень опорожнения водохранилища прогнозируется ниже минимального уровня отбора воды насосами. В этом случае ущерб определяется необходимыми затратами на восстановление водоснабжения, прерванного из-за отказа или выхода из строя водозаборных сооружений. Оценку ущерба следует проводить по нормам, установленным МЧС России для аварийного водоснабжения населения в зоне чрезвычайной ситуации.
3.8.4.2. Нарушение судоходства.
Нарушение судоходства в верхнем бьефе определяет ущерб объектам водного транспорта на водохранилище. Этот ущерб должен определяться только в случае внесения рассматриваемого водохранилища в перечень водных объектов, определенных для использования в целях водного транспорта. Ущерб определяется по ставкам платы за использование акватории, установленным для данного водохранилища органами МПР России.
3.8.4.3 Ущерб рыбному хозяйству.
Если на водохранилище ведется промысловый лов рыбы, ущерб определяется величиной уменьшения объема выловленной рыбы.
3.8.5. Оценка негативных воздействий, возникающих при авариях в системах гидроудаления золошлакоотвалов тепловых электростанций.
Оценка негативных воздействий, возникающих при авариях в системах гидроудаления золошлакоотвалов тепловых электростанций, производится только в случае наличия опасных веществ в составе складируемых золы или шлака.
3.9. Методы ориентировочной оценки.
Методы применяются только для оценки вреда на предварительных стадиях проектирования или при необходимости срочного прогноза основных параметров прорывного паводка, когда отсутствуют достаточно полные топографические данные. Проводится оценка по упрощенной методике, на основании анализа безразмерных численных решений задачи о волне прорыва в неподпертом нижнем бьефе, схематизированном в виде призматического канала с постоянным уклоном дна для русл обобщенного параболического профиля.
Приближенная оценка тяжести последствий аварии ГТС при прорыве напорного фронта наряду с условиями в бьефах гидроузла (плотность заселения, инженерные сооружения, коммуникации и т.д.) для ГТС различного типа производится по значению потенциальной энергии воды в водохранилище по шкале балльности разрушений. Зоны возможных разрушений в балловом эквиваленте строятся по значению величины удельной энергии потока в каждой точке плана зоны катастрофического затопления. При этом используется формула логарифмического вида, связывающая величину баллов с удельной энергией потока:
;
где В - степень возможных разрушений в баллах, - удельная энергия потока (рассматриваются значения Р>1); - плотность жидкости (для воды =1000 кг/м); Н - глубина потока (м), V - модуль скорости течения (м/с).
Связь величины баллов с разрушениями определяется по шкале балльности разрушений (таблица 3).