Вихідні дані для розрахунку параметрів хвилі прориву

Прогнозування параметрів хвилі прориву

Хвиля прориву — хвиля, яка утворюється у фронті потоку води, що спрямовується в проран, і має, як правило, значну висоту гребеня, швидкість руху і велику руйнівну силу.

Б’єф – частина ріки, каналу, водосховища або іншого водного об’єкту, який примикає до гідротехнічної споруди (греблі, шлюзу, ГЕС та ін.).

Розрізняють верхній б’єф (ВБ), який розташований вище за течією та нижній б’єф (НБ), який розташований з іншого боку (нижче за течією) гідротехнічної споруди. Верхнім б’єфом часто є водосховище.

Проран – вузький прохід (промоїна) у тілі (насипу) греблі, через який виходить вода та створює хвилю прориву. Від розмірів прорану залежить об'єм, швидкість падіння води і параметри хвилі прориву – головного вражаючого фактору аварії. Падіння води з ВБ до НБ, створює хвилю та різкий ріст об’єму води у місті падіння, що викликає швидкий підойм рівня води і затоплення місцевості, а також всього того що на й знаходиться (паводку).

Основними оціночними параметрами хвилі прориву є (рис. 1):

- максимальна у даному створі висота хвилі h і глибинапотоку h _г, (дорівнює сумі висоти h та глибини річки до проходження по ній хвилі прориву h₀);

- швидкість руху фронту, гребня, хвоста хвилі V _фр, V _гр, V _хв і часу добігання V _фр, V _гр, V _хв характерних точок хвилі до різних створів в НБ;

- час повного затоплення t _п.зат

- тривалість затоплення території об’єкта t _зат.

Рис. 1. Схематичний подовжній перетин прориву ГТС

V _ХВ – швидкість руху хвоста хвилі, V _ГР – швидкість руху гребня хвилі, V _ФР – швидкість руху фронту хвилі, Н _Р – висота греблі_, h ₀ – глибина річки, h – висота хвилі, h_r – глибинапотоку, i – гідравлічний схил місцевості, F – ширина затоплення річкової долини, L – віддаленість створу об’єктів від ГТС.

Вихідні дані для розрахунку параметрів хвилі прориву

L, kм = 5 = 5000 м

H_p, м = 20м

і = 10^-3

B, км = 0.25 = 250 м

h₀, м = 2 м

h_m, м = 1,5м

Послідовність оцінки обстановки при проходженні хвилі прориву та катастрофічних затопленнях може бути наступною:

1. Визначаємо гідравлічний схил і відстань від об’єктів прогнозування до ГТС з використанням топографічної карти місцевості нижче гідровузла. Якщо відбувається рух поводкової хвилі, то її просування визначають гідрометеопости, які розміщені вище за течією.

2. Визначаємо час приходу фронту t _фр та гребеня t _гр хвилі прориву до об’єктів по таблиці 1.

t _фр=0,2

t _гр=1,2

3. Визначити час повного затоплення t _п.затза формулою:

t _п.зат = t _гр- t _фр=1,2 – 0,2=1

4. Визначаємо висоту h, м, та швидкість V _фр, м/с, хвилі прориву по формулам:

За таблицею 2:

Розраховуємо висоту та швидкість:

h= м

V= м/с

5. Розраховуємо тривалість затоплення території об’єкта за формулою:

12,36*1*0,25=3,09

β – коефіцієнт, який розраховуємо за формулою:

β =

6. За таблицею 3 знайдемо ступінь руйнування наземних та приальних споруд. При чому за критичні параметри хвилі прориву, при яких наступає загибель або тяжке поранення людей, приймають h>1.5 м і V>2.5 м/сек = 8,93 км/год. Швидкість хвилі прориву коливається від 3 до 25 км/год; а іноді і більше.

За даними показниками в результаті прориву

Ступінь руйнування – слабкі

Об’єкт – залізничні колії

7. За таблицею 4 визначають частку ушкоджених об’єктів на затоплених територіях. Оскільки в таблиці 4 дані наведені для потоку швидкістю 3 – 4 м/с а в даному варіанті швидкість потоку дорівнює 0,14 м/с, необхідно використати перевідний коефіцієнт:

Затоплення підвалів – 7,8

Порушення дорожнього руху – 9,75

Руйнування вуличних бруківок – 0,78

Зупинка служби в портах – 11,7

Припинення переправ –13

Пошкодження захисних дамб – 0

Руйнування і змив дерев’яних будівель – 9,1

Руйнування малих цегляних будинків – 1,3

Пошкодження блочних бетонних будинків і промоїни фундаментів – 0

Зниження капітальності на одну ступінь – 0

Припинення електропостачання – 13

Припинення телефонного зв’язку – 13

Пошкодження систем газо- та водопостачання –1,3

Загибель врожаю– 0

Дата добавления: 2015-10-30