К методике оценки ущерба от аварий на напорных гидротехнических сооружениях

К МЕТОДИКЕ ОЦЕНКИ УЩЕРБА ОТ АВАРИЙ НА НАПОРНЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ

В.В. Кобяк, заместитель начальника отдела, к.т.н., Научно-исследовательский институт пожарной безопасности и проблем чрезвычайных ситуаций МЧС Республики Беларусь, г. Минск

На конец ХХ - начало XXI века приходится значительный рост количества и масштабов различных аварий и природных катастроф. Большую опасность представляет риск аварий и катастроф на напорных гидротехнических сооружениях (ГТС).

В настоящее время на территории Беларуси эксплуатируется более 150 водохранилищ различного типа и назначения. Аккумулированные в чаше водохранилища водные массы способны в аварийных ситуациях производить разрушительное действие на огромных территориях, расположенных как в верхнем, так и нижнем бьефах, нанося при этом огромный ущерб окружающей природной среде и народному хозяйству.

Несмотря на то, что напорные ГТС довольно надежны и долговечны, аварии на гидроузлах происходят ежегодно. С учетом данных мировой статистики, в среднем за последние 100 лет, начиная с 1900 года, ежегодный риск разрушений и повреждений бетонных плотин составляет соответственно 0,34 10-4 и 0,45 10-3, при этом ежегодный риск человеческих жертв аварий всех типов плотин составляет 5,1 10-8 [1]. Все это в целом позволяет считать их потенциально опасными объектами, проектирование, строительство и эксплуатация которых требует повышенного внимания.

Решение проблемы защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера (ЧС), уменьшение их последствий возможно только с осуществлением комплекса мер, включающих адекватную оценку рисков их возникновения. Риск аварий на ГТС носит вероятностный ущерб, реализуемый в зоне поражающего действия волны прорыва и затопления, возникающих в результате разрушения плотины под воздействием различных рискообразующих факторов. Следовательно, оценка ущерба является составляющей частью риска, без которой установить его значение не представляется возможным.

Перечень исходных данных для определения возможного ущерба от прохождения волны прорыва существенно зависит от рассматриваемого сценария аварии. Сценарий гидродинамической аварии ГТС с образованием волны прорыва предполагается в качестве базового - исходного для всех классов ГТС по [2] (1-4 классов) и как сценарий с наихудшими последствиями. Поэтому данный сценарий был взят за основу методики расчета возможного ущерба.

Поражающими факторами гидродинамической аварии на ГТС напорного типа являются: волна прорыва и затопление территории. Степень разрушения зданий и сооружений в первую очередь определяется максимальной удельной

(на единицу ширины) энергией потока. При определении сельскохозяйственных и экологических ущербов существенными являются глубина и время затопления территории. Точность прогнозирования вероятного вреда напрямую связана с точностью прогнозирования гидродинамических параметров волны прорыва, которая определяется:

а) выбором сценария (сценариев) разрушения ГТС;

б) точностью расчета волны отлива (осушения) в верхнем бьефе;

в) точностью расчета распространения волны прорыва в нижнем бьефе.

Для определения вероятного вреда от затопления территории в нижнем

бьефе ГТС в результате прохождения волны прорыва в общем случае необходимо оценить зону затопления и гидродинамические параметры потока:

- границы зоны затопления;

- значения глубины и скорости потока в зоне затопления;

- продолжительность затопления.

Расчет прорывного паводка является технической задачей речной гидравлики и осуществляется методами математического моделирования с использованием одномерных или двумерных уравнений Сен-Венана.

На начальном этапе по данным официальной статистики, а также по справочным и другим источникам должны быть определены следующие общие показатели по региону:

- общая площадь территории;

- средняя плотность населения;

- численность населения с разбивкой на городское и сельское население;

- средняя плотность населения в городах и поселках городского типа;

- общая длина автодорог общего пользования или плотность автодорог на тысячу км2 территории;

- балансовая стоимость основных производственных фондов;

- валовой национальный продукт за год.

Зону катастрофического затопления с нанесением обстановки для упрощения расчетов рекомендуется определять с использованием программного комплекса «Волна-2», разработанного во ВНИИ ГОЧС [3], который позволяет оценить последствия разрушения гидроузлов: максимальную глубину затопления, ширину затопления и скорость течения, время прихода фронта, гребня и хвоста волны прорыва, максимальный расход воды в створе, высоту волны и максимальную отметку затопления.

На основе результатов расчета и топографических карт, на которых нанесена зона затопления ниже гидроузла, должны быть выполнены следующие действия:

1. Ниже гидроузла:

- разбивка общей площади затопления на зоны сильного, среднего и слабого воздействия с выделением по каждой зоне: земель, занятых населенными пунктами или промышленными объектами, земель сельскохозяйственного назначения, земель, занятых естественными природными ландшафтами;

- составление перечня затронутых населенных пунктов и сбор сведений о количестве проживающего в них населения, характере жилых строений и размерах приусадебных участков;

- определение участков затрагиваемых транспортных коммуникаций и линий связи;

- выявление прочих специфических объектов;

2. Выше гидроузла:

- выявление населенных пунктов и объектов, расположенных около водохранилища;

- выявление водозаборных устройств (местоположение, тип, расход);

- определение прочих видов водопользования.

На основании рассчитанных показателей вероятного вреда производится стоимостная оценка ущерба от аварии ГТС.

Решение проблемы защиты населения и территорий от ЧС, уменьшение их последствий возможно только с осуществлением комплекса мер, включающих адекватную оценку рисков их возникновения. Риск аварий на ГТС есть вероятностный ущерб, реализуемый в зоне поражающего действия волны прорыва и затопления, возникающих в результате разрушения плотины под воздействием различных рискообразующих факторов. Следовательно, оценка ущерба является составляющей частью риска, без которой установить его значение не представляется возможным.

Общий ущерб от ЧС на искусственных водных объектах рекомендуется определять по формуле

У = У + У + У + У + У + У + У + У + У + У У ОБЩ У1 ^ У2 ^ У3 ^ У 4 ^ У 5 ^ У6 ^ У 7 ^ У8 ^ У9 ^ У10 ,

где УОБЩ - общий ущерб, млн. руб.;

У - ущерб, наносимый промышленным объектам, млн. руб.;

У2 -ущерб, наносимый сельскохозяйственному производству, млн. руб.;

У - ущерб элементам транспорта и связи, млн. руб.;

У - ущерб жилому фонду, млн. руб.;

У - ущерб лесному хозяйству, млн. руб.;

У 6 - расходы на ликвидацию последствий аварии, млн. руб.;

У7 - ущерб рыбному хозяйству, млн. руб.;

У - ущерб, вызванный нарушением водоснабжения из-за аварии водозаборных сооружений, млн. руб.;

У - ущерб, вызываемый повреждением или разрушением в зоне затопления объектов, на которых получают, перерабатывают или хранят опасные вещества, млн. руб.;

У10 - прочие виды ущерба, млн. руб.

Предложенная методика прогнозной оценки ущерба от аварий на ГТС позволяет определить риск возникновения ЧС, а также обосновать инженерные мероприятия по его снижению на наиболее опасных объектах гидротехнического строительства, существующих в Республике Беларусь.

Список использованной литературы

1. Кроличенко В.В. Методика оценки риска последствий аварий на гидротехнических сооружениях напорного типа с применением аэрогеодезических технологий: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 25.00.36 / В.В. Кроличенко. - М., 2010. - 24 с.

2. Гидротехнические сооружения. Правила определения нагрузок и воздействий (волновых, ледовых и от судов) = Пдратэхшчныя збудаванш. Правшы вызначэння нагрузак i уздзеянняу (хвалевых, лядовых i ад суднау): ТКП 45-3.01-170-2009. - Введ. 30.12.09. - Минск: М-во архитектуры и строительства Респ. Беларусь, 2010. - 77 с.

3. Шангареев С. Инженерная защита гидротехнических сооружений / С. Шангареев // Гражданская защита. - 2003. - № 5. - С. 25-26.

К ВОПРОСУ КУЛЬТУРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

А.С. Коновалов, преподаватель, к.ф.-м.н., В.Е. Иванов, старший преподаватель, к.т.н., Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,

г. Иваново

Снижение рисков, как природных явлений, так и техногенных аварий является приоритетной задачей. Безопасность жизнедеятельности сравнительно новая научно-образовательная область. Ее научная и методологическая база находится в стадии активного формирования содержания и дидактических основ. Она учитывается и регламентируется в информационной системе законодательными и нормативно-правовыми актами. Основные из них: «Всеобщая декларация прав человека»; Конституция РФ; Трудовой кодекс; Федеральные законы РФ; Указы президента РФ; Постановления правительства РФ; Постановления министерства труда и социального развития РФ; Постановления Федеральных органов исполнительной власти и др. Кроме перечисленных законодательных актов существуют отраслевые и ведомственные положения, инструкции, рекомендации, правила, нормы и ГОСТы.

В связи с этим появляется понятие культуры безопасности жизнедеятельности. В рамках ее формирования развиваются качества личности безопасного типа, мотивация безопасной жизнедеятельности, прививается уверенность в необходимости и действенности защитных мероприятий, формируется физическая и психологическая устойчивость в условиях неблагоприятных воздействий, приобретаются необходимые знания и навыки безопасного поведения.

Информатизация общества, изменение информационных потребностей пользователей, внедрение компьютерных и сетевых информационных