Тема: «Інженерна обстановка при катастрофічному затопленні від руйнування гідротехнічних споруд» Навчальні питання: 1. Методика прогнозування наслідків аварій на гідротехнічних спорудах 2. Порядок розрахунку параметрів хвилі прориву.

Основними чинниками ураження катастрофічного затоплення є: хвиля прориву (висота хвилі, швидкість руху) і тривалість затоплення. Хвиля прориву – хвиля, що утворюється у фронті потоку води, що спрямовується в пролом, має, як правило, значну висоту гребеня і швидкість руху та володіє великою руйнівною силою. Хвиля прориву, з гідравлічної точки зору, є хвилею переміщення, яка, на відміну від вітрових хвиль, що виникають на поверхнях великих водоймищ, володіє здатністю переносити у напрямі свого руху значні маси води.

Оскільки хвиля прориву є основним чинником ураження при руйнуванні гідротехнічної споруди, то для визначення інженерної обстановки необхідно визначити її параметри: висоту хвилі - (Нв), глибину потоку - (Н), швидкість руху і час добігання різних характерних точок хвилі (фронту, гребеня, хвоста) до розрахункових створів, розташованих на річці нижче гідровузла (Vфр, Vгр, Vхв и tфр, tгр, tхв), тривалість проходження хвилі через вказані створи - (Т), яка дорівнює сумі часу підйому рівнів - (Тпод) і часу спаду - (Тсп) або різниці між (tхв і tгр).

об'єм водосховища (W в ) млн. м 3 де Нв - глибина водосховища у дамби в м; Sв - площа дзеркала водосховища (площа затоплення), в м 2. ширина водосховища перед дамбою - Вw, м; глибина водосховища перед дамбою - Нв, м; відмітка рівня води водосховища перед дамбою - Ув, м; відмітка рівня води в річці нижча за дамбу - Ур, м; ухил дна річки - i де W - об'єм водосховища; hб - глибина річки нижча за дамбу; М - параметр, що характеризує форму поперечного перетину річки, Вср - середня ширина річки на висоті hб. ширина пролому - Вi, м; коефіцієнт шорсткості річки h

Коефіцієнти шорсткості природних водотоків п/п Характеристика русла і заплавиh 1. Природні русла в сприятливих умовах.0, Порівняно чисті русла постійних рівнинних потоків в звичайних умовах. Земляні русла періодичних потоків в сприятливих умовах. 0, Русла великих і середніх річок, значно засмічені. Періодичні потоки з великою кількістю наносів. Заплави великих і середніх річок порівняно розроблені, покриті нормальною кількістю трави і чагарнику. 0, Русла періодичних водотоків, сильно засмічені і звивисті. Погано розроблені зарослі заплави річок, русла гірського типу. 0, Неправильні поперечні перетини русла, нерівна поверхня русла, широкі заплави. 0, Широкі заплави з дуже великими мертвими просторами, з місцевими поглибленнями - озерами і ін. 0, Потоки типу селевих (грязь - камінь), глухі заплави зарослі лісом.0,2 ПРИМІТКА: Із збільшенням глибини води в річці, при заплавах середньої ширини, коефіцієнт шорсткості «h», як правило, зменшується. У зимових умовах за наявності льоду коефіцієнт шорсткості «h» буває дещо більше, ніж в літніх.

При розрахунку параметрів хвилі прориву приймаються наступні допущення: - руйнування гідровузла, або його частини, відбувається миттєво; ступінь руйнування напірного фронту (лінії споруд), що підтримують натиск гідровузла, приймається у відсотках (або в долях) від його довжини по урізанню води у водосховищі, - при часткових руйнуваннях вважається, що пролом утворюється один і знаходиться в найглибшому місці; - глибина пролому вважається такою, що доходить до дна водосховища; - зміна пролому в часі не враховується, його форма і розміри вважаються постійними; - інерційні сили, при визначенні часу спорожнення водосховища, не враховуються, тобто вважається, що рівень води у водосховищі при його спорожненні, весь час залишається горизонтальним; - русло річки і долина річки, затоплювані при проходженні хвилі прориву, схематизуються; - річка по довжині вважається такою, що складається з ділянок з однорідною шириною, глибинами, ухилами і шорсткостями (розрахункових ділянок); - шорсткість русла і заплави приймаються середніми для всього перетину розрахункової ділянки не залежно від глибини та наповнення долини річки.

Порядок розрахунку параметрів хвилі прориву 1.Визначення висоти хвилі прориву Н ВI = 0,6Н - h б, м, де Н - глибина водосховища у дамби, м; h б - глибина річки типу дамби, м. 2. Визначення часу проходження хвилі прориву через створ зруйнованої дамби (час повного спорожнення водосховища) де W B - об'єм водосховища; А - коефіцієнт кривизни водосховища, для орієнтовного розрахунку приймається рівний - 2; - параметр, що характеризує форму русла річки; В i - ширина прориву, м; Н - глибина водосховища перед гідровузлом.

Визначення часу добігання хвилі прориву до I - го створу де L1 - довжина I-ої ділянки річки; V1 - швидкість руху хвилі прориву на і-ій ділянці, визначається по таблиці Визначення часу добігання хвилі прориву до 2-го створу де L2 - довжина другої ділянки, км. (тобто від першого до другого створу); V2 - швидкість руху хвилі прориву на 2-ій ділянці, км/ч.

Середня швидкість руху хвилі прориву, км/г Характеристика русла і заплавиi=0,01i=0,001i=0,0001 На річках з широкими затопленими заплавами ,5 - 1 На звивистих річках із зарослими або нерівними кам'янистими заплавами, з розширеннями і звуженнями заплав На річках з добре розробленим руслом, з вузькими і середніми заплавами без великих опорів На малозвивистих річках з крутими берегами і вузькими заплавами