Прогнозирование последствий чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях Павловской ГЭС

·                                выполнение перекрытий галерей из железобетона или армированного бетона.

Заключение

1.      На основе литературного обзора (раздел 1 «Чрезвычайные ситуации, характерные для данного объекта») строительство и использование гидротехнических сооружений в народном хозяйстве существенно возросло (в РБ около 1,5 тысяч ГТС). За последние годы большая часть современных ГТС функционирует 20-30 лет (Павловский гидроузел – 40 лет), т.е. они входят в период «старения» и нуждаются в особом внимании. Кроме того, часть ГТС находится либо в аварийном состоянии, либо являются бесхозными, в результате чего возросло количество аварий на них.

Гидротехнические сооружения являются потенциально опасными объектами, чрезвычайные ситуации на которых могут привести к большим человеческим жертвам и значительному материальному ущербу.

2.      Для расчета последствий чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях Павловской ГЭС, проведена оценка состояния сооружений и рассмотрено местоположение данного объекта. Показано, что некоторые сооружения Павловского гидроузла находятся в изношенном состоянии, допущены просчеты при строительстве гидроузла.

Сохраняется тенденция застройки нижнего бьефа гидроузла, продолжается рост города Уфы, находящегося на расстоянии 156 км от ГТС. Также ниже Павловской ГЭС расположено значительное количество крупных населенных пунктов, которые могут пострадать в результате аварии на ГТС.

На объекте имеется в наличии группа наблюдений за состоянием ГТС в количестве 3 человек, осуществляющая надзор за безопасностью ГТС в объеме и сроки удовлетворяющие требованиям руководящих документов, а также спасательная группа в количестве 50 человек.

3.      Показано, что существует значительное количество уязвимых мест ГТС Павловской ГЭС. В основном это ошибки и отступления от проектных решений при строительстве, которые сделали эксплуатацию ГТС довольно затруднительной, а также не укреплен левый берег отводящего канала, не оформлена рисберма отводящего канала, проект постройки ГТС выполнен без учета сейсмического воздействия. Кроме того, необходимые ремонтные работы выполняются с опозданием вследствие плохого финансирования. В процессе эксплуатации имели место отдельные случаи нарушений.

Дан анализ вероятных причин возникновения чрезвычайных ситуаций на гидросооружениях Павловской ГЭС, включающих субъективные и объективные данные (фильтрация воды в нижний бьеф, нарушения, допущенные при эксплуатации ГТС, землетрясения, оползни, паводки редкой повторяемости и другие).

4.      Рассмотрены случаи аварий, возникающих в результате сейсмического воздействия на них, а также наиболее распространенный характер повреждений плотин из грунтовых материалов (какими являются плотины гидротехнических сооружений Павловской ГЭС) при воздействии землетрясения.

Показано, что при выполнении некоторых мероприятий, направленных на повышение сейсмостойкости гидротехнических сооружений, возможно практически полное исключение разрушения плотин в результате землетрясения.

5.      Рассмотрен сценарий возникновения чрезвычайных ситуаций при использовании гидротехнических сооружений, а также расчет величины ущерба в результате реализации этого сценария.

Ущерб от наиболее вероятного сценария аварии на ГТС Павловской ГЭС не подлежит учету по «Методике оперативной оценки безопасности ГТС…» разработанной ОАО «НИИЭС» в 1997 г. и рекомендованной письмом от 27.01.98 г. №02-01-3-4/82 РАО «ЕЭС России» к использованию при составлении Декларации безопасности. Поэтому для расчета возможной величины ущерба от разрушения гидроузлов предложен другой сценарий (Приложение №2), который является менее вероятным, но приводящим к большому ущербу.

6.      Предложена оценка возможной величины ущерба от аварии, произошедшей по наиболее вероятному сценарию. Показано, что в результате аварии на водосливе, в опасной зоне может оказаться весь обслуживающий персонал, включая охрану. Развитие этой аварии не исключает человеческих жертв в зоне распространения волны прорыва.

Показано, что договора страхования Павловской ГЭС на случай ущерба от стихийного бедствия не имеется.

7.      Рассмотрены мероприятия, направленные на обеспечение безопасности и повышение сейсмостойкости. В частности, мероприятия по проведению ремонтных, реконструктивных и других работ, направленных на обеспечение надежности и безопасности ГТС и мероприятия, направленные на обеспечение сейсмостойкости ГТС Павловской ГЭС (сейсмостойкость земляных и набросных плотин).

Среди мероприятий, имеющих первостепенное значение, следуют:

·                   закончить работы по креплению левобережного откоса отводящего канала ГЭС;

·                   продолжение ремонтных работ по шлюзу-водосбросу;

·                   модернизация и замена некоторых элементов контрольно-измерительной аппаратуры;

·                   выявление путей фильтрационных потоков;

·                   инъекция фильтрующих участков бетона здания ГЭС;

·                   по возможности предусмотреть мероприятия сейсмостойкости;

·                   предусмотреть договор страхования Павловской ГЭС на случай ущерба от стихийного бедствия и т.п.

8.      В Приложениях рассмотрена Методика расчета параметров затопления при разрушении гидроузлов (программа «Волна 2.0»), разработанной ЦИЭКС, ВИА им. Куйбышева, ВНИИ ГОЧС от 1998 года.

Расчет по программе «Волна 2.0» проводился по наименее вероятному сценарию: паводок редкой повторяемости – аварийный сброс – землетрясение – оползень – разрушение плотины.

В результате разрушения образуется волна прорыва, которая вызывает «сильные» разрушения зданий и сооружений, расположенных ниже створа гидроузла. Таким образом, пострадают: пгт. Нуримановского района Павловка с населением 3,9 тыс. человек, пгт. Красный Ключ с населением 3,1 тыс. человек, районный центр Нуримановского района с. Красная Горка. Кроме того, «сильные», «средние» и «слабые» разрушения будут в следующих населенных пунктах:

Красный Ключ,

Ильинка,

Чандар,

Старобирючево,

Новобирючево,

Красная Горка,

Ахлыстино,

Укман,

Кляшево,

Новые Карашиды,

Шакша,

Дудкино,

Мкр. Сипайлово,

Район Сафроновской пристани,

другие мелкие населенные пункты

В общей сложности в зону затопления и зону прохождения волны прорыва попадают жители населенных пунктов, расположенных ниже гидроузла, в количестве около 140 000 человек. Время добегания волны прорыва: от 16 мин в близких к ГТС створах и до 8 часов. Возможность вывода и вывоза населения или материальных ценностей минимальна.

Литература

1.                      Коронкевич Н.И., Малик Л.К., Барабанова Е.А. Катастрофические затопления // Военные знания (библиотечка «ВЗ»). - №10. – 1998 г.

2.                      Субботин А.С. Основы гидротехники. – Л.: Гидрометеоиздат, 1976 г. – 368 с.

3.                      Реки Башкортостана под надежной защитой (интервью с руководителем Бельского бассейнового водного управления Владимира Горячева) // «Комсомольская правда» в Башкортостане от 26 октября 2001 г.

4.                      Федеральный закон «О безопасности гидротехнических сооружений» от 23 июня 1997 г.

5.                      Белобородов В. Н. Предупреждение чрезвычайных ситуаций и повышение устойчивости функционирования организаций // Военные знания (библиотечка «ВЗ»). - №7. – 1998 г.

6.                      Гинко С. С. Основы гидротехники. – Л.: Гидрометеоиздат, 1976г. – 368с.

7.                      Водохранилища / А. Б. Авакян, В. П. Салтанкин, В. А. Шарапов. – М.: Мысль, 1987г. – 325с. – (Природа мира).

8.                      Малик Л. К., Коронкевич Н. И., Барабанова Е. А. Прогноз прохождения волны прорыва при повреждении гидроузлов // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. - №2. – 1998 г.

9.                      Малик Л. К., Барабанова Е. А. Последствия спуска водохранилищ при повреждении плотин гидротехнических сооружений // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. - №7. – 1998 г.

10.                 Тарабаев Ю. Н., Зотов Ю. М., Чагаев В. П., Шульгин В. Н. Инженерное обеспечение предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций при наводнениях. (Учебное пособие). – Новогорск, Академия гражданской защиты МЧС России, -2000 г.

11.                 Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий. Кн. 1. / Под ред. К. Е. Кочеткова, В. А. Котляревского, А. В. Забегаева. М.: Изд-во Ассоциации строительных ВУЗов, 1995г.

12.                 Калустян Э. С. Статистика и причины аварий плотин // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. - №3. – 1997 г.

13.                 Декларация безопасности ГТС Павловской ГЭС. Утверждена 29 сентября 1999г. Регистрационный №51/2000 (Госэнергонадзор Минтопэнерго России). Срок действия до 29. 09. 2005 г.

14.                 Справка о состоянии гидротехнических соединений Павловской ГЭС АО «Башкирэнерго» от 13 июля 1998 г. – Приложение №1 к акту обследования гидротехнических сооружений Павловской ГЭС от 28 июля 1998 г.

15.                 Справка о техническом состоянии Павловского шлюза на 1 июля 1998 г. – Приложение №2 к акту обследования гидротехнических сооружений Павловской ГЭС от 28 июля 1998 г.

16.                 Савинов О. А., Сумченко Е. И. Сейсмические воздействия на ГТС. Вып. 1. Повреждения плотин при землетрясениях. М.: Информэнерго, 1976 г.

17.                 Гупта Х., Растоги Б. Плотины и землетрясения. М.: Мир, 1979 г. (1976, Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam)

18.                 Напетваридзе Ш. Г. Сейсмостойкость гидротехнических сооружений. М.: Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1959 г.

19.                 Наводнения, связанные с разрушением гидротехнических сооружений. Методические указания к лабораторной работе по курсу «Природные стихийные явления» / Составитель Цвиленева Н. Ю. – Уфа, 1999г.

20.                 Общегеографический региональный атлас «Республика Башкортостан». Издание 1-е. М.: ЦВКФ им. Дунаева, 1999г.

21.                 Акт обследования гидротехнических сооружения Павловской ГЭС от 28 июля 1998 г. Утвержден зам. рук. Департамента госрегулирования и реформирования Минтопэнерго России.

22.                 Наука – Образование – Промышленность в решении экологических проблем. Материалы докладов международной научно – технической конференции 24-25 ноября 1999г. - Уфа: изд-во УГАТУ, 1999г.

23.                 План действий по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера Октябрьского района г. Уфы, 1996 г.

24.                 Авакян А. Б. Наводнения: причины, проблемы, защита // Военные знания (библиотечка «ВЗ»). - №5, 1998 г.

25.                 Кривошлыков А. Л. Анализ и оценка обстановки – основа успешного предупреждения и ликвидации ЧС // Военные знания (библиотечка «ВЗ»). - №8. – 1998 г.

26.                 Соколов Ю. И. Система оповещения и информирования населения о чрезвычайных ситуациях // Военные знания (библиотечка «ВЗ»). - №11. – 1998г.

27.                 Типовая инструкция по технической эксплуатации сооружений и водохранилищ малых ГЭС, введена в действие приказом концерна «Белэнерго» от 11.07. 2000 г. №116, - Минск, 2000г.

28.                 Рекомендации по обоснованию экологической безопасности создания ГЭС, Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды республики Беларусь, - Минск, 2000г.

29.                 Борщ С. В., Мухин В. М. Метод прогноза возможного ущерба от наводнений (на примере Московской области) // Метеорология и гидрология, - №7. – 2000г.

30.                 Нежиховский Р. А. Наводнения на реках и озерах. – Л., Гидрометеоиздат, 1988 г., 184с.

31.                 Галин Р. А. Население Республики Башкортостан, - Уфа, 1998 г.

32.                 Башкортостан, краткая энциклопедия. Уфа: Научное издательство «Башкирская энциклопедия», 1996 г.

33.                 Сейсмические сооружения за рубежом (под ред. В. Н. Насонова). По материалам Ш–й международной конференции по сейсмостойкому строительству. М.: издательство литературы по строительству, 1968 г.

34.                 Промышленная микробиология: Учебное пособие для вузов по специальности «Микробиология» и «Биология» / З. А. Аркадьева, А. М. Безбородов, И. Н. Блохина и др., под общ. ред. Н. С. Егорова. М.: Высшая школа, 1989 г., 688 с.

Приложение №1. Методика расчета параметров затопления при разрушении гидроузлов (Программа «ВОЛНА 2»)

Назначение и возможности программы «Волна 2».

Программа «Волна 2» предназначена для прогнозирования масштабов затопления местности и характеристик волны прорыва при разрушении гидроузлов. Программа позволяет оценить последствия разрушения гидроузлов при использовании в работах по исследованию аварий и катастроф данного типа.

При вычислении программой «Волна 2» определяются параметры затопления местности – максимальные: глубина затопления, ширина затопления и скорость течения, время прихода фронта, гребня и хвоста волны прорыва. Кроме того, в результате вычислений приводятся данные о максимальном расходе воды в створе, высоте волны (превышение уровня воды над уровнем бытового потока) и максимальная отметка затопления.

Подготовка исходных данных.

Решение поставленной задачи требует данные о гидроузле и местности, расположенной выше (водохранилище) и ниже по течению реки. Для этого местность разбивается на так называемые створы, то есть перпендикулярные сечения к направлению течения реки. В соответствующих сечениях определяются необходимые параметры, важнейшими из которых являются удаление от створа гидроузла, отметки горизонталей местности и расстояния между ними (см. соответствующие разделы справки). Для гидроузла и водохранилища важнейшими являются данные об объеме водохранилища, ширине и глубине водохранилища у плотины в нижнем бьефе. Эти данные можно взять из крупномасштабных карт местности и справочников.

Заключительной частью подготовки исходных данных является определение предполагаемых параметров разрушения гидроузла. Такими параметрами являются степень разрушения гидроузла и высота порога бреши. Эти параметры выбираются по желанию пользователя и могут варьироваться от нуля до единицы.

Требования к пользователю.

Использование программы требует стандартных навыков работы в среде Windows 95/98/NT. Управление функциями программы осуществляется выбором в меню интересующего раздела. Для отображения данных используется два вида панелей: таблицы и графические схемы. Все панели программы всегда являются активными, но при этом могут быть скрытыми. Для того, чтобы их увидеть и отредактировать данные, надо выбрать соответствующий раздел меню и нажать кнопку на панели управления.

Описание программы.

Программа имеет контекстную справочную систему, т.е. при вызове справки появляется та страница справки, которая соответствует открытой таблице или схеме; а также программа имеет всплывающие подсказки к некоторым элементам.

В начале работы программа загружает диалог открытия файлов данных. После выбора требуемого файла с расширением «.@vl», данные из выбранного файла заносятся в таблицы, из которых программа берет числа при запуске вычислительной процедуры. Чтобы отредактировать или просмотреть таблицы следует выбирать:

Для исходных данных:

·                    меню «Данные/Створ гидроузла»;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13