Чем опасны гидродинамические аварии
Гидродинамические аварии: причины и последствия
Гидродинамическая авария – это чрезвычайное событие, связанное с выходом из строя (разрушением) гидротехнического сооружения или его части, и неуправляемым перемещением больших масс воды, несущих разрушения и затопления обширных территорий. К основным потенциально опасным гидротехническим сооружениям относятся плотины, водозаборные и водосборные сооружения (шлюзы).
Последствиями гидродинамических аварий являются:
Вода относится к наиболее опасным и непредсказуемым природным явлениям. Людям, чтобы обезопасить свои поселения и при этом иметь необходимый запас воды, приходится строить специальные гидротехнические сооружения. Они создают разницу в гидроуровнях. До сооружения располагается верхний бьеф (высокий уровень воды), а после – нижний.
Плотины и дамбы относятся к наиболее распространенным гидротехническим объектам. Можно встретить также запруды и водозаборные сооружения. Все они являются потенциально опасными и требуют постоянного контроля со стороны соответствующих организаций.
В результате их разрушения или поломки происходит большой неконтролируемый выброс воды, в результате чего возникает чрезвычайная ситуация сопряженная с гибелью людей, животных и многочисленными разрушениями. Это называется гидродинамической аварией (определение и презентация в энциклопедии Fireman.club).
Что делать в такой ситуации, к каким последствиям нужно быть готовым и можно ли ее предупредить, рассмотрим в данной статье.
Причины возникновения
Разрушение плотины или дамбы может происходить по естественным причинам или из-за деятельности человека. К природным силам, способным вызвать прорыв гидротехнического объекта относятся: землетрясения, паводки, сильные и продолжительные ливни, ураганы, оползни. Естественная коррозия бетонных конструкций также способна привести к аварии, но сейчас чаще всего распространены грунтовые плотины.
Различные неточности в проектировании, ошибки при сооружении объектов, дефекты материала или его низкое качество, взрывы, диверсии, военные действия вблизи гидродинамических сооружений относятся к причинам, которые связаны с человеческой деятельностью.
При обнаружении хоть малейшего риска прорыва плотины производят действия по ее укреплению и предотвращению прорыва. Во время весенних паводков осуществляется регулярный сброс воды из объекта.
В зависимости от объема и силы выброшенной воды различаются следующие виды гидродинамических аварий:
Последствия и поражающие факторы
В результате гидродинамической аварии происходит затопление местности, часто сравнимое с катастрофой. Образовавшаяся волна стремительно обрушивается на местность, расположенную в низине.
К главным поражающим факторам в таких ситуациях относят:
Силу волны при прорыве сооружения можно сравнить с ударной воздушной волной от взрыва. Однако не каждое затопление становится катастрофичным. Для получения статуса чрезвычайной ситуации учитывается его длительность, глубина, границы зоны возможного подтопления, а также высота волны и скорость потока должна быть максимальной.
К первичным последствиям гидродинамических аварий относятся:
Последующими, вторичными последствиями можно назвать:
В зоне катастрофы могут возникать частые пожары из-за обрыва и повреждения линий электропередачи. Обвалы и оползни также становятся последствием аварии в результате сильного размыва грунтового слоя.
Существуют и остаточные явления прорыва гидротехнического сооружения долговременного характера. Это изменение ландшафта, экологии, снижение плодородия почвы.
Как себя вести в зоне ЧС
В местностях с риском прорыва дамб заранее предусматривается система предварительного оповещения, а также создается план эвакуации с указанием пунктов сбора. Для оповещения используются сирены, гудки, громкоговорители, а также средства массовой информации (радио, телевидение).
Жителям, проживающим внизу нижнего бьефа, следует заранее ознакомиться с наиболее удобным эвакуационным маршрутом. Чаще всего они прокладываются к ближайшим возвышенным точкам на данной местности. В каждом доме на такой экстренный случай должен быть приготовлен рюкзак с необходимым минимальным набором вещей, у людей в погонах такой комплект называется “тревожный чемоданчик” о составе тревожного чемоданчика Вы можете прочитать в нашей статье.
Как следует себя вести, если вы услышали оповещение о прорыве плотины и приближении потока воды?
Необходимо придерживаться следующих рекомендаций четко и без паники:
В случае, если катастрофа застала вас врасплох, то попробуйте укрыться от надвигающейся волны. Для этого вполне подойдет любое место на возвышенности (дерево, верхний этаж здания, крыша дома).
Сигнал Угроза катастрофического затопления
Четко контролируйте свои запасы питьевой воды и пищи. Помните, что помощь к вам может прийти только спустя 1-2 дня. Не употребляйте продукты, которые были подтоплены. Они могут вызвать отравление.
Действия после аварии
Вернувшись домой, следует быть предельно осторожными и внимательными. Прежде чем войти в жилище, снаружи осмотрите стены и крышу на предмет сильных повреждений или разрушений. Откройте двери и окна, чтобы проветрить помещение.
В первую очередь проверьте газовое оборудование на исправность. Не прибегайте к использованию открытого огня, пока не убедитесь в отсутствии утечки газа, о действиях при утечке газа Вы можете прочитать в нашей статье. Все коммунальные системы (электропроводка, водопровод, канализация) также следует подвергнуть тщательному осмотру. Лучше, если это сделает специалист.
Воду следует откачивать постепенно. Не забудьте про подвал и колодец. Перед тем, как начать уборку, жилище следует просушить.
Для того чтобы подобные аварии происходили как можно реже следует при строительстве водоудерживающих объектов обеспечить их высокое качество и надежность. С этой целью в 1997 году был принят Федеральный закон РФ 117-ФЗ от 21.07.1997 «О безопасности гидротехнических сооружений», который закрепляет ответственность уполномоченных лиц и регулирует все вопросы касательно безопасности этих конструкций.
Самой основной предупредительной мерой гидродинамических аварий является постоянное наблюдение за состоянием плотин, а также тесное сотрудничество с метеорологическими службами.
О безопасности смотрите в видео
Предупредительные мероприятия
Если Вы проживаете на прилегающей к гидроузлу территории, уточните, попадает ли она в зону воздействия волны прорыва и возможного катастрофического затопления. Узнайте, расположены ли вблизи места Вашего проживания возвышенности, и каковы кратчайшие пути движения к ним.
Изучите сами и ознакомьте членов семьи с правилами поведения при воздействии волны прорыва и затопления местности, с порядком общей и частной эвакуации. Заранее уточните место сбора эвакуируемых, составьте перечень документов и имущества, вывозимых при эвакуации.
Запомните места нахождения лодок, плотов, других плавсредств и подручных материалов для их изготовления.
Как действовать при угрозе гидродинамической аварии
При получении информации об угрозе затопления и об эвакуации безотлагательно, в установленном порядке выходите (выезжайте) из опасной зоны в назначенный безопасный район или на возвышенные участки местности.
Возьмите с собой документы, ценности, предметы первой необходимости и запас продуктов питания на 2-3 суток. Часть имущества, которое требуется сохранить от затопления, но нельзя взять с собой, перенесите на чердак, верхние этажи здания, деревья и т.д.
Перед уходом из дома выключите электричество и газ, плотно закройте окна, двери, вентиляционные и другие отверстия.
Как действовать в условиях наводнения при гидродинамических авариях
При внезапном затоплении для спасения от удара волны прорыва срочно займите ближайшее возвышенное место, заберитесь на крупное дерево или верхний этаж устойчивого здания. В случае нахождения в воде, при приближении волны прорыва нырните в глубину у основания волны.
Оказавшись в воде, вплавь или с помощью подручных средств выбирайтесь на сухое место, лучше всего на дорогу или дамбу, по которым можно добраться до незатопленной территории.
При подтоплении Вашего дома отключите его электроснабжение, подайте сигнал о нахождении в доме (квартире) людей путем вывешивания из окна днем флага из яркой ткани, а ночью – фонаря. Для получения информации используйте радиоприемник с автономным питанием. Наиболее ценное имущество переместите на верхние этажи и чердаки. Организуйте учет продуктов питания и питьевой воды, их защиту от воздействия прибывающей воды и экономное расходование.
Готовясь к возможной эвакуации по воде, возьмите документы, предметы первой необходимости, одежду и обувь с водоотталкивающими свойствами, подручные спасательные средства (надувные матрасы, подушки).
Не пытайтесь эвакуироваться самостоятельно. Это возможно только при видимости незатопленной территории, угрозе ухудшения обстановки, необходимости получения медицинской помощи, израсходовании продуктов питания и отсутствии перспектив в получении помощи со стороны.
Как действовать после гидродинамической аварии
Перед тем, как войти в здание, убедитесь в отсутствии значительных повреждений перекрытий и стен. Проветрите здание для удаления накопившихся газов. Не используйте источники открытого огня до полного проветривания помещения и проверки исправности системы газоснабжения.
Проверьте исправность электропроводки, труб газоснабжения, водопровода и канализации. Пользоваться ими разрешается только после заключения специалистов об исправности и пригодности к работе. Просушите помещение, открыв все двери и окна. Уберите грязь с пола и стен, откачайте воду из подвалов. Не употребляйте пищевые продукты, которые находились в контакте с водой.
Охрана труда
К гидродинамическим авариям относятся аварии, происходящие на гидротехнических сооружениях.
Первое гидротехническое строительство в России началось в период реформ Петра I. В 1703 г. была построена Вышневолоцкая водная система, которая соединила Каспийское и Балтийское моря. Целью ее строительства было снабжение Санкт-Петербурга продовольствием и другими товарами, поставляемыми из центральной России.
Под воздействием водного потока, колебаний температуры, льдов, наносов, статических и гидродинамических нагрузок происходит износ механизмов и несущих конструкций гидротехнических сооружений, вследствие чего со временем растет вероятность разрушения того или иного сооружения и затопления водой прилегающей территории со смывом плодородных почв или образованием наносов на обширных территориях. На затопленных территориях частично или полностью нарушаются условия жизнедеятельности населения, под мощными волнами прорыва гибнут люди и животные.
Примеры крупных гидродинамических аварий
За всю историю строительства и использования человеком гидротехнических сооружений по различным причинам на них произошел целый ряд крупных аварий и катастроф, жертвами которых стали многие тысячи людей. Наиболее крупными из них являются следующие:
8 1923 году е г. Глено (Италия) в результате ошибок в расчетах и плохого качества работ произошел прорыв многоарочной плотины высотой 50 м. Через плотину прорвалось 5 млн м3 воды. Погибло 600 человек.
12 марта 1928 г., всего через 2 года после постройки, рухнула плотина Сент-Франсис е Калифорнии (США).
Вода пронеслась по каньону разрушительной стеной, достигавшей в высоту до 40 м. Была затоплена долина на протяжении 80 км, погибло около 600 человек. Причиной аварии послужила ошибка в конструкции плотины при строительстве.
4 июля. 1935 г. в г. Ханькоу (Китай) из-за обильных ливней и повышения уровня воды в р. Хуанхэ прорвало дамбу. Погибло около 30 тысяч человек, более 5 млн лишились крова, было опустошено 15 тыс. км2 Северной Китайской равнины.
1 февраля 1953 г. из-за прорыва дамб в Северном море (Западная Европа) погибло 2000 человек и около 100 тысяч человек остались без крова.
9 октября 1963 г. в городе Вайонт (Италия) произошла одна из самых крупных аварий в истории гидротехнического строительства, унесшая жизни, по разным оценкам, от 2 до 3 тысяч человек. В чашу водохранилища за 45 с обрушился огромный горный массив длиной 2 км, площадью 2 км2 и объемом около 0,2-0,3 км3, который до этого находился в состоянии незначительной подвижности. Чаша водохранилища оказалась заполненной горной породой до высоты 175 м над уровнем воды. Оползень вызвал перелив воды через гребень плотины объемом более 50 млн м3 слоем 150-250 м. Водяной вал, прошедший со скоростью 8-12 м/с по нижележащим территориям, имел высоту до 90 м. Было разрушено несколько сел и деревень, погибли их жители. С момента возникновения оползня до полного разрушения объектов в нижнем бьефе прошло всего 7 минут. Основными причинами, послужившими началу оползня, считаются: поднятие горизонта грунтовых вод в долине, вызванное строительством плотины и продолжительные дожди летом 1963 года. Плотина устояла, хотя и выдержала нагрузку в несколько раз превышающую расчетную. На уровне гребня было смыто лишь около метра бетона.
28 марта 1965 г. е центральном районе Чили в результате землетрясения силой 8-9 баллов были разрушены плотины 11 водохранилищ при обогатительных фабриках и медных рудниках. Погибло около 200 человек.
8 августа 1975 года плотина на реке Жухэ е провинции Хэнанъ и дамба Банъцмо (Китай) были прорваны наводнением, вызванным тайфуном Нина. Дамба была сконструирована таким образом, чтобы пережить крупнейшие наводнения, которые случаются раз в тысячу лет. Однако в августе 1975 г. произошло крупнейшее за 2000 лет наводнение вследствие мощного тайфуна Нина и нескольких дней рекордных штормов. Суммарно были прорваны 62 плотины.
19 июля, 1985 г. из-за молниеносного наводнения произошло разрушение земляной дамбы на курорте Стаеа (Италия). Погибли 250 человек и около 1000 получили ранения.
10-13 июля 1993 г. на западе Свердловской области прошли сильные ливни (до 81 мм осадков за 12 часов). В Уральских горах произошло интенсивное таяние снега, сформировалось высокое снегодождевое половодье. Уровень воды в большинстве рек поднялся на 2-2,5 м. В результате интенсивного притока воды в реке Каква и перелива ее через плотину Киселевского водохранилища образовалась промоина в теле дамбы на протяжении 65 м с последующим размывом плотины на всю ее высоту. Волна прорыва высотою более 5 м ринулась в сторону г. Серова, расположенного ниже по течению реки. Зона катастрофического заполнения составила 69 км2. На пути волны оказался большой склад лесоматериалов. Волна подхватила огромную массу бревен и, приобретя дополнительно огромную разрушительную силу, обрушилась на город. В результате в городе в зоне затопления оказалось 1772 дома, из которых 1250 домов стали непригодными для жилья, были разрушены 1 железнодорожный и 5 автодорожных мостов, размыты участки железной и автомобильных дорог, затоплены территории и цеха нескольких промышленных предприятий. Во время наводнения погибло 12 и пропали без вести 8 человек, 43 человека было госпитализировано.
С 5 по 9 июля 1994 г. катастрофическое затопление г. Сероеа повторилось. В результате сильных ливней Киселевское водохранилище было снова переполнено, произошел размыв плотины и прорыв паводочной волны в нижний бьеф плотины. В зоне катастрофического затопления оказались прибрежные поселки и г. Серов.
10 августа 1994 г. в результате прорыва плотины Тирлянского водохранилища у города Белорецк Республики Башкортостан были затоплены многие населенные пункты, объекты экономики и инфраструктуры. Погибло 17 и пропало без вести 76 человек, более 1000 человек осталось без крова. Ущерб составил 52,3 млрд рублей.
Авария на Саяно-Шушенской ГЭС на данный момент является крупнейшей в истории катастрофой на гидроэнергетическом объекте России и одной из самых значительных в истории мировой гидроэнергетики.
Характеристика гидродинамических аварий
Гидродинамическая авария возникает вследствие выхода из строя (разрушения) гидротехнического сооружения или его части, и характеризуется неуправляемым перемещением больших масс воды, несущих разрушения и затопления обширных территорий.
К гидротехническим сооружениям относятся:
Как правило, гидротехнические сооружения располагаются в черте города или вблизи населенных пунктов выше по течению реки. Последствия аварий на таких объектах могут вызвать затопление обширных территорий, разрушение объектов экономики и привести к массовой гибели людей.
К основным потенциально опасным гидротехническим сооружениям относятся плотины, водозаборные и водосборные сооружения (шлюзы), гидроэлектростанции.
Разрушение (прорыв) гидротехнических сооружений происходит в результате воздействия сил природы (землетрясения, обвалы, оползни, паводки, размыв грунтов, ураганы и т.п.), человека (нарушение режима работы, террористические акты), а также из-за конструктивных дефектов или ошибок при проектировании.
Основной причиной аварийности плотин, дамб, шлюзов и других гидротехнических сооружений является их неудовлетворительная эксплуатация. До 10% гидродинамически опасных объектов эксплуатируются без реконструкции более 50 лет, до 20% эксплуатируемых в стране плотин нуждается в ремонте и модернизации.
На основании примерных расчетов можно представить масштаб чрезвычайных ситуаций при возникновении аварий на некоторых гидротехнических сооружениях.
Например, прорыв напорного фронта Химкинского водохранилища может вызвать затопление прибрежных территорий г. Москвы до уровня 3-6 метров, прекращение судоходства, поступления питьевой воды в город, нарушение обводнения реки Москвы.
При прорыве напорного фронта Цимлянского водохранилища может образоваться зона катастрофического затопления площадью свыше 5000 км2. При этом из-за прохождения прорывной волны высотой 3-12 м со скоростью до 30 км/час до устья реки Дон в зону затопления попадают города и населенные пункты, в том числе Ростов-на-Дону и Азов.
Практика показывает, что невозможно со стопроцентной вероятностью гарантировать безаварийную эксплуатацию напорных гидротехнических сооружений. Поэтому так важно в целях уменьшения ущерба при гидродинамических авариях иметь заблаговременный прогноз динамики распространения волны прорыва, определить зону возможного затопления, выбрать оптимальные варианты мероприятий по защите населения и территорий и спланировать их осуществление при аварии.
Катастрофическое затопление распространяется со скоростью волны прорыва и через некоторое время приводит к затоплению обширных территорий слоем воды более 0,5-10 м. При этом образуются зоны катастрофического затопления. Так, в нашей стране при разрушениях или авариях на гидротехнических сооружениях в зоне катастрофического затопления теоретически могут оказаться десятки миллионов человек, тысячи населенных пунктов, предприятий, сооружений, сельскохозяйственных земель и др.
В зонах катастрофического затопления могут разрушаться (размываться) системы водоснабжения, канализации, сливных коммуникаций, места сбора мусора и прочих отбросов. В результате нечистоты, мусор и отбросы загрязняют зоны затопления и распространяются вниз по течению. Возрастает опасность возникновения и распространения инфекционных заболеваний.
Гидродинамическая авария — авария на гидротехническом сооружении, связанная с распространением с большой скоростью воды и создающая угрозу возникновения техногенной чрезвычайной ситуации.
Первая зона непосредственно примыкает к гидросооружению и простирается на 6—12 км от него. Высота волны может достигать здесь нескольких метров. Характерен бурный поток воды со скоростью течения 30 км/ч и более. Время прохождения волны — 30 мин.
