Прогнозирование последствий катастрофического затопления

Гидротехнические сооружения (ГТС) относятся к числу сложных технических объектов, создающих целый комплекс экологических и природо-пользовательских проблем даже при нормальном режиме работы. Зоны влияния ГТС на прилегающие территории (водохранилища и области ниже по течению) достаточно протяженны и могут занимать сотни квадратных километров.
Возникновение чрезвычайных ситуаций (ЧС) на ГТС приводит, в частности, к таким гидродинамическим авариям, как разрушение напорного фронта гидроузла и образование волны прорыва с катастрофическими последствиями в нижнем бьефе (НБ) ‒ разрушением плотин, дамб, энергетических, промышленных и гражданских объектов, затоплением территорий, человеческими жертвами. Основными причинами возникновения ЧС являются природные или техногенные факторы, такие как переполнение верхнего бьефа (ВБ) гидроузла.
Масштабы последствий гидродинамических аварий зависят от параметров и технического состояния гидроузла, характера и степени разрушения плотины, объемов запасов воды в водохранилище, характеристик волны прорыва и катастрофического наводнения, рельефа местности, сезона и времени суток происшествия и многих других факторов.
Основными поражающими факторами катастрофического затопления являются: волна прорыва (высота волны, скорость движения) и длительность затопления .
Волна прорыва – волна, образующаяся во фронте устремляющегося в пролом потока воды, имеющая, как правило, значительную высоту гребня и скорость движения и обладающая большой разрушительной силой. Волна прорыва, с гидравлической точки зрения, является волной перемещения, которая, в отличие от ветровых волн, возникающих на поверхностях больших водоемов, обладает способностью переносить в направлении своего движения значительные массы воды. Поэтому волну прорыва следует рассматривать как определенную массу воды, движущуюся вниз по реке и непрерывно изменяющую свою форму, размеры и скорость.
Схематично продольный разрез такой сформировавшейся волны показан на рис. 1.
INCLUDEPICTURE "http://edushkola.ru/pars_docs/refs/968/d-967558/967558_html_6a13d5d6.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://edushkola.ru/pars_docs/refs/968/d-967558/967558_html_6a13d5d6.jpg" \* MERGEFORMATINET
Рисунок 1 ‒ Продольный разрез волны прорыва
Порядок расчета параметров волны прорыва
1