катастрофічне затоплення

Батьківщиною найперших гідротехнічних споруд (ГТС) можна назвати Стародавній Єгипет, де до наших днів збереглися залишки одного з найбільш ранніх гідротехнічних споруд - греблі Сад Ель-Кафар, яка була побудована приблизно між 2950 і 2750 рр. до н. е. Ще в давні цивілізації життєво важливим фактором було управління водними ресурсами з метою забезпечення зрошення і водопостачання. Тому площа водного дзеркала створюваних водоймищ постійно збільшувалася, а після 1915 р стало можливим створення водосховищ з площею водного дзеркала понад 100 кв. км, в результаті змін в технології земляних і бетонних робіт, що дозволили зводити великі і порівняно дешеві споруди. Але бум гідротехнічного будівництва припадає на останні 30-40 років, коли було побудовано більше 85% всіх існуючих в світі гребель.

Щорічно на земній кулі вступають в експлуатацію кілька сот нових водойм - водосховищ із загальною площею, яка перевершує акваторію десяти Азовських морів. Зараз не так вже й багато річок, на яких немає хоча б подібної споруди. Так, «вУкаіни побудовано і знаходиться в експлуатації понад 3 тис. Водосховищ». Щорічно в лад вступає від 300 до 500 нових водосховищ. Багато великих річки планети - Волга, Ангара, Міссурі, Колорадо, Парана і ін. - перетворені в каскади водосховищ.

1. Гідродинамічна аварія.

Гідродинамічна аварія - це надзвичайна подія, пов'язане з виведенням з ладу (руйнуванням) гідротехнічної споруди або його частини і некерованим переміщенням великих мас води, що несуть руйнування і затоплення великих територій.

Гидродинамически небезпечний об'єкт - споруда або природне утворення, що створює різницю рівнів води до і після нього.

Гідротехнічна споруда - народногосподарський об'єкт, що знаходиться на або поблизу водної поверхні, призначений для:

- використання кінетичної енергії руху води з метою перетворення в інші види енергії;

- охолодження відпрацьованих парів ТЕС і АЕС;

- захисту прибережної території від води;

- забору води для зрошення і водопостачання;

- регулювання рівня води;

- забезпечення діяльності річкових і морських портів, суднобудівних і судноремонтних підприємств, судноплавства;

- підводного видобутку, зберігання і транспортування (трубопроводи) корисних копалин (нафти і газу).

Руйнування (прорив) гідротехнічних споруд відбувається в результаті дії сил природи або впливу людини, а також з-за конструктивних дефектів або помилок проектування.

До основних гідротехнічних споруд відносяться: греблі, водозабірні і водозбірні споруди, загати. Система гідротехнічних споруд і водосховищ, пов'язаних єдиним режимом водоперетока, становить гідровузол.

Греблі - гідротехнічні споруди (штучні греблі) або природні утворення (природні греблі), що обмежують стік, що створюють водосховища і різницю рівнів води по руслу річки.

Основним наслідком прориву греблі при гідродинамічних аваріях є катастрофічне затоплення місцевості, що полягає в стрімкому затопленні хвилею прориву нижерасположенной місцевості і виникненням повені.

Зоною затоплення при руйнуванні ГТС називається частина прилеглої до річки (озера, водосховища) місцевості, затоплюється водою. Залежно від наслідків впливу потоку води через руйнування ГТС на території можливого затоплення виділяють зону катастрофічного затоплення (ЗКЗ).

Затоплення - це покриття території водою. Під терміном «затоплення» тут і надалі мається на увазі затоплення місцевості при руйнуванні гідротехнічних споруд.

На затоплюваної території виділяють чотири зони катастрофічного затоплення:

Перша зона безпосередньо примикає до гідроспоруд і простягається на 6-12 км. від нього. Висота хвилі може досягати тут кількох метрів. Характерний бурхливий потік води зі швидкістю течії 30 км / год і більше. Час проходження хвилі 30 хв.

Друга зона-зона швидкого перебігу (15-20 км / ч). Протяжність цієї зони може бути 15-25 км. Час проходження хвилі 50-60 км.

Третя зона-зона середньої течії (10-15 км / ч) протяжність до 30-50 км. Час проходження хвилі 2-3 ч.

Четверта зона-зона слабкого течії (розливу). Швидкість течії тут може досягати 6-10 км / ч. Протяжність зони в залежності від рельєфу місцевості може становити 35-70 км.

Зона катастрофічного затоплення - зона затоплення, в межах якої сталися масові втрати людей, сільськогосподарських тварин і рослин, значно пошкоджені або знищені матеріальні цінності, в першу чергу будівлі та інші споруди.

2. Причини і види гідродинамічних аварій.

Причинами руйнування (прориву) ГТС можуть бути природні явища або стихійні лиха (землетруси, обвали, зсуви, паводки, розмив грунтів, урагани і т.п.) і техногенні чинники (руйнування конструкцій споруди, експлуатаційно-технічні аварії, конструктивні дефекти або помилки проектування , порушення режиму водозбору і ін.), а також в НС війни - сучасні засоби ураження (ССП) і терористичні акти.

Початковою фазою гідродинамічної аварії (ГА) є прорив греблі, який являє собою процес утворення прорана і некерованого потоку води водосховища з верхнього б'ефа через проран в нижній б'еф. У фронті устремляющегося в проран потоку води утворюється хвиля прориву.

Проран - вузька протока в тілі (насипу) греблі, косі, мілини, в дельті річки, або випрямлення ділянку річки, що утворився в результаті розмиву закруту під час повені.

Хвиля прориву - хвиля, що утворюється у фронті проходить в проран потоку води, що має значну швидкість руху і володіє великою руйнівною силою.

Отже, нищівну силу хвилі прориву ГА пов'язано з поширенням з великою швидкістю води, що створює загрозу виникнення НС.

Вражаючий фактор ГА - хвиля прориву гідротехнічної споруди. Основними параметрами її вражаючої дії є швидкість, висота і глибина хвилі прориву, температура води, час існування хвилі прориву.

Катастрофічне затоплення - це лихо через гідродинамічної аварії, що є результатом руйнування греблі і полягає в стрімкому затопленні хвилею прориву нижерасположенной місцевості і виникненні повені.

Катастрофічне затоплення характеризується:

- максимально можливими висотою і швидкістю хвилі прориву;

- розрахунковим часом приходу гребеня і фронту хвилі прориву в відповідний створ;

- межами зони можливого затоплення;

- максимальною глибиною затоплення конкретної ділянки місцевості;

- тривалістю затоплення території.

При руйнування гідротехнічних споруд затоплюється частина прилеглої до річки місцевості, яка називається зоною можливого затоплення.

Час, протягом якого затоплені території можуть знаходитися під водою, коливається від 4 годин до декількох діб.

Наслідки аварій на гідродинамічно небезпечних об'єктах можуть бути труднопредсказуемости. Распологаясь, як правило, в межах або вище за течією великих населених пунктів і будучи об'єктами підвищеного ризику, при руйнуванні вони можуть привести до катастрофічного затоплення великих територій, значної кількості міст і сіл, об'єктів економіки, до масової загибелі людей, тривалого припинення судноплавства, сільськогосподарського і рибопромислового виробництв.

Втрати населення, що знаходиться в зоні дії хвилі прориву, можуть досягати вночі 90%, а вдень - 60%. Із загальної чисельності населення постраждалих кількість загиблих може становити вночі 75%, вдень 40%.

Найбільшу небезпеку становлять руйнування гідротехнічних споруд напірного фронту - гребель і дамб великих водосховищ.

При їх руйнуванні відбувається швидке (катастрофічне) затоплення великих територій і знищення значних матеріальних цінностей.

Наслідки катастрофічного затоплення можуть бути посилені аваріями на потенційно небезпечних об'єктах, які потрапляють в його зону.

У зонах катастрофічного затоплення можуть руйнуватися (розмиватися) системи водопостачання, каналізації, зливних комунікацій, місця збору сміття та інших відходів. В результаті нечистоти, сміття і покидьки забруднюють зони затоплення і поширюються вниз за течією. Зростає небезпека виникнення і поширення інфекційних захворювань. Цьому сприяє також скупчення населення на обмеженій території при значному погіршенні матеріально-побутових умов життя.

3. Заходи щодо зменшення наслідків аварій.

Безпека населення при катастрофічному затопленні забезпечується завчасним здійсненням заходів, спрямованих на його запобігання або обмеження його масштабів. Ці заходи: правильний вибір місця розміщення греблі і населених пунктів; обмеження будівництва житлових будинків і об'єктів економіки в місцях, схильних до дії можливої хвилі прориву; обвалування населених пунктів і сільськогосподарських угідь; створення надійних дренажних систем; проведення берегоукріплювальних робіт для запобігання зсувів і обвалів; пристрій гідроізоляції і спеціальних укріплень на будівлях і спорудах; насадження нізкоствольних лісів (з тополь, вільхи та берези), здатних зменшити швидкість хвилі прориву.

У разі небезпеки прориву штучних гребель вживають таких заходів регулювання стоку води; плановий скид води з водосховища в період весняного паводку, своєчасний спуск води.

Якщо існує небезпека прориву природного водоймища, вживають заходів по зміцненню стінок гребель.

З метою захистити населення при катастрофічних затопленнях, запобігти або максимально зменшити ступінь його ураження здійснюють комплекс організаційних, інженерно-технічних і спеціальних заходів.

Основні заходи щодо захисту населення

своєчасне оповіщення населення про загрозу катастрофічного затоплення і прийняття необхідних заходів для його захисту;
самостійний вихід населення із зони можливого катастрофічного затоплення до підходу хвилі прориву;
організована евакуація населення в безпечні райони до підходу хвилі прориву;
укриття населення на незатоплених частинах будівель і споруд, а також на підвищених ділянках місцевості;
організація і проведення аварійно-рятувальних робіт в зоні затоплення;
надання кваліфікованої і спеціалізованої допомоги постраждалим;
проведення невідкладних робіт із забезпечення життєдіяльності населення.