Гидродинамические аварии

Причины аварии

Этот эффект, когда подымаются роторы гидроагрегатов, исследовали еще в середине 20-го века. Такие гидродинамические аварии в России случались неоднократно, авария на Саяно-Шушенской ГЭС отличается только гибелью обслуживающего персонала и своим масштабом. Причиной всего этого является очень быстрое наполнение водой помещений станций. По заключению комиссии, отсасывающая труба от турбины на момент аварии и дальше, при ее развитии, была абсолютно чистая. Причина катастрофы спрятана за усталостью металла шпилек. Но усталость не могла накопиться. Крепление крышки такое, что шпильки не отвечают за ее радиальное смещение относительно статора турбины. Важными являются припасованные штифты. Причем они мешают смещению всего на 8 мкм, а не на 160 мкм, как положено. В материалах расследования этого нет. Из фотографий изломов шпилек видно, что они оторваны «с мясом», а не по механизму усталости. Не исследовались последствия гидродинамических аварий, причины гибели обслуживающего персонала. Аварии, когда роторы агрегатов выходят их своих шахт, были на следующих объектах: Каховская ГЭС, ГЭС “Гранд Рэпидс”, Канада, “Памир-1”, Саяно-Шушенская. Последняя должна была завершить этот список. Однако теперь гарантий в этом нет. Причины гидродинамических аварий не устраняются, поэтому вероятность их повторения остается.

Краснодарский край, 2012 год

Пострадали 10 населенных пунктов, в том числе города Геленджик, Новороссийск, Крымск, поселки Дивноморское, Нижнебаканская, Неберджаевская и Кабардинка. Основной удар стихии пришелся на Крымский район и непосредственно на Крымск.

В результате наводнения, по данным МЧС, погиб 171 человек. Пострадавшими от стихии признаны 53 тыс. человек, из них 29 тыс. полностью утратили имущество.

Были подтоплены 7,2 тыс. жилых домов, из них полностью разрушены свыше 1,6 тыс. домовладений. Стихия нарушила системы энерго-, газо- и водоснабжения, автомобильное и железнодорожное движение.

Основы безопасности жизнедеятельности

В наши дни еще в школьной программе много времени уделяется этому вопросу. В старших классах имеется предмет “ОБЖ”. Гидродинамические аварии там достаточно хорошо освещены. Если от причин, связанных с деятельностью человека, очень многое зависит, то нужно не допустить катастрофы. Их причинами могут стать: конструктивные дефекты, ошибки при проектировании, нарушение при эксплуатации, перелив воды через плотину, недостаточный водосброс, диверсионные акты, нанесение ударов оружием по гидросооружениям

Самое важное – собственникам гидротехнических сооружений нужно организовать их безопасную эксплуатацию. Это значительно увеличит надежность данных объектов

Последствия гидродинамических аварий

 Каждая катастрофа или авария несет за собой ряд последствий. Вот одни из них:            

1. повреждение и разрушение гидроузлов и кратковременное или долговременное прекращение выполнения ими своих функций;
2. Поражение людей и разрушение сооружений волной прорыва, образующейся в результате разрушения гидротехнического сооружения, имеющей высоту от 2 до 12м и скорость движения от 3 до 25 км/ч;
3. Катастрофическое затопление обширных территорий слоем воды от 0,5 до 10м и более;

Время, в течение которого территории могут находиться под водой, колеблется от нескольких часов до нескольких суток.

Поражающие факторы гидродинамических аварий

Основные поражающие факторы гидродинамических аварий, связанные с разрушением гидротехнических сооружений:

1. Волна прорыва;
2. Затопление местности;

Так же, важно заметить, что на затопляемой территории выделяют четыре зоны катастрофического затопления:

1 зона примыкает непосредственно к гидросооружению, простирается на 6-12км, высота волны может достигать нескольких метров. Волна характеризуется бурным потоком воды со скоростью течения 30 и более км/час. Время прохождения волны порядка 30 мин.;

2 зона быстрого течения (15-20км/ч). Протяженность этой зоны может достигать 15-25км. Время прохождения волны 50-60 мин.;

3 зона среднего течения со скоростью 10-15км/ч и протяжностью до 30-50км. Время прохождения волны 2-3 часа;

4 зона слабого течения (разлива). Скорость течения может 6-10 км/ч. Ее протяженность будет зависеть от рельефа местности и может достигать 70км от гидросооружений.

Зона катастрофического затопления зона затопления, в пределах которой произошли массовые потери людей, сельскохозяйственных животных и растений, значительно повреждены и уничтожены материальные ценности, в первую очередь здания и другие сооружения.При катастрофическом затоплении угрозу жизни и здоровью людей представляют пребывание в холодной воде, нервно-психическое перенапряжение, а также затопление (разрушение) систем обеспечения жизнедеятельности населения.Чрезвычайные ситуации в зоне затопления часто сопровождаются вторичными поражающими факторами:

1. Пожарами из-за обрывов и короткого замыкания электрических кабелей;
2. Оползнями и обвалами в результате размыва грунта;
3. Инфекционными заболеваниями по причине загрязнения питьевой воды и резкого ухудшения санитарно-эпидемиологического состояния в зоне затопления и вблизи неё, особенно в летнее время.

Помимо поражающих факторов, характерных для других  наводнений (утопление, механические травмы, переохлаждение),  при подобных авариях основное значение имеют механические повреждения:

1.  динамическое воздействие на тело человека волны прорыва;
2. травмирующее действие обломков сооружений, разрушаемых волной;
3.  повреждающее действие различных предметов, вовлекаемых в движение волной.

За последние 70 лет в мире произошло более тысячи аварий гидротехнических сооружений.          

Примеры крупных гидродинамических аварий

Я бы хотела привести несколько самых запомнившихся аварий в истории на протяжении нескольких лет, чтобы убедиться насколько это страшно и опасно. Одним из примером является плотина Сент-Франсис в Калифорнии навсегда вошла в аналоги инженерной геологии как трагический пример человеческой беспечности. Она была построена в 70 км от Лос-Анджелеса в каньоне Сан-Франциско с целью накопления воды для последующего ее распределения по водопроводу Лос-Анджелеса.

Заполнять водохранилище начали в 1972 г., но вода достигла максимального уровня лишь 5 марта 1928. К тому времени просачивание воды через платину уже вызывало беспокойство у местных жителей, но необходимых мер принято не было. Наконец, 12 марта 1928 г. Вода прорвалась через толщу грунта, и под ее напором плотина рухнула. Свидетелей катастроф в живых не осталось. Это было страшное зрелище. Вода промчалась по каньону как стена высотой около 40 м. Через 5 минут она снесла электростанцию, находившуюся в 25 км. вниз по течению. Все живое, все постройки были уничтожена. Затем вода устремилась в долину. Здесь ее высота уменьшилась, а разрушительная сила несколько ослабела, но осталось достаточно опасной. Немногим в верхней части долины удалось остаться в живых. Это были люди, случайно, случайно спасшиеся на деревьях или на плывущих в потоке обломках. К тому времени, когда наводнение достигло прибрежной равнины, оно представляю собой грязную волну шириной 3 км, катившуюся со скоростью быстро идущего человека. Позади волны долина была затоплена на 80км.. во время этого наводнения погибло более 600 человек. Обрушение плотины Сент-Франсис стало примером того, как не надо строить гидротехнические сооружения.

Так же, В июне 1993 г. произошли прорыв плотины Кисилевского водохранилища на р.Какве и сильное наводнение в г. Серове Свердловской области. Чрезвычайная ситуация возникла вследствие катастрофического паводка, образовавшегося в результате сильных дождей и заключительной фазе весеннего половодья.С резким подъемом воды в р.Какве произошло затопление 60 км2 в ее пойме, жилых массивов г.Серова и девяти других населенных пунктов. От наводнения пострадали 6,5 тыс., из них 12 погибли. В зону затопления попали 1772 дома, из них 1250 стали непригодными для жилья. Пострадали многие промышленные и сельскохозяйственные объекты.

Крупные гидродинамические аварии  случаются в мире не так уж редко. По данным ЮНЭСКО за последние 180 лет произошло более 300 крупных гидродинамических аварий. В нашей стране 256 гидротехнических сооружений  эксплуатируются без реконструкции и капитального ремонта уже более 50 лет, а это увеличивает вероятность возникновения на них гидродинамических аварий. Об этом свидетельствуют данные МЧС России.

События и факты, способствующие возникновению гидродинамических аварий, могут накладываться по времени. Пример — катастрофа в Казахстане и авария в Палласовском р-не. В обоих случаях весенний паводок, активное таяние снегов и обильные дожди привели к непредсказуемым последствиям.

Причины гидродинамических аварий

Говоря о причинах гидродинамических аварий, мы можем выделить несколько категорий: Разрушение (прорыв) гидротехнических сооружений происходит в результате действия сил природы или воздействия человека. Природные причины гидродинамических аварий:

землетрясения;ураганы; обвалы,оползни;паводки.Причины, связанные с деятельностью человека:

1. Ошибки при проектировании;
2. Конструктивные дефекты гидросооружений;
3. Нарушение правил эксплуатации;
4. Недостаточный водосброс и перелив воды через плотину;
5. Диверсионные акты;
6. Нанесение ударов ядерным или обычным оружием по гидросооружениям.

Россия великая водная держава. По объемам запасов водных ресурсов мы занимаем второе место в мире. В России под большими и малыми плотинами проживают более 14 млн. человек. Всего у нас в стране эксплуатируется более 65 тыс. отдельных гидротехнических сооружений и их комплексов. Из них почти 30 тыс. напорных гидротехнических сооружений.                 Самая большая  проблема это малые гидротехнические сооружения, среди которых почти полторы тысячи являются бесхозными.              Водность рек растет, что связано с изменениями климата. Значит, опасности на гидротехнических сооружениях тоже растут. А половина всех гидротехнических сооружений Российской Федерации имеет предельные для безопасности сроки эксплуатации. Более 1000 сооружений признаны аварийными и представляют угрозу жизнедеятельности населения. 

Положение усугубляется еще и тем, что собственниками гидротехнических сооружений должным образом не организована их безопасная эксплуатация.

Опасность разрушения плотин потенциально угрожает только областям, находящимся ниже по течению. Их катастрофическое затопление может привести к массовой гибели людей, прекращению судоходства и работы объектов экономики.

Самые тяжелые последствия гидротехнической аварии

Самыми тяжелыми последствиями обязательно сопровождаются все гидродинамические аварии – неожиданные события, тесно связанные со значительным разрушением гидросооружения (шлюза, плотины) и неконтролируемым, без какого-либо управления, перемещением громадных масс воды, вызывающим затопление больших территорий и повреждение объектов.

Затопления получаются катастрофическими, так как после аварии происходит стремительное затопление окружающей местности прорывной волной. Масштабы, степень аварий полностью зависят от технического состояния и параметров гидроузла, объемов воды в водохранилище, степени и характера разрушений плотины, характеристик катастрофического наводнения и волны прорыва, времени суток происшествия, сезона, рельефа местности и множества иных факторов. В таких случаях широко применяется эвакуация населения, как при паводках и половодьях.

Дальний Восток, 2013 год

Фото:kremlin.ru

В Хабаровском крае было подтоплено два города (4 сентября уровень воды в Амуре достиг пиковой отметки 808 см в Хабаровске, а 12 сентября — 910 см в Комсомольске-на-Амуре) и три районных центра, 90 населенных пунктов и 8 тыс. дачных и приусадебных участков, 3 тыс. 500 жилых домов, 35 объектов социального назначения и 74 объекта коммунального хозяйства.

Около 47 тыс. человек оказались в зонах затопления. От стихии пострадали в общей сложности 190 тыс. человек. В спасательных операциях принимали участие аварийно-спасательные службы, личный состав Вооруженных сил и волонтеры.

Единственной жертвой наводнения стал младший сержант Баир Банзаракцаев, погибший 5 сентября при выполнении задания по укреплению дамбы (посмертно награжден медалью «За отвагу»).

В результате стихийного бедствия было разрушено 290 км автодорог, пострадали 20 тыс. га сельхозугодий.

Общий ущерб от наводнения, по сообщению вице-премьера Юрия Трутнева, сделанному 25 апреля 2014 г., превысил 527 млрд руб., на восстановительные работы из федерального бюджета было выделено 40 млрд руб.

Объекты, подлежащие декларированию безопасности

Перечень таких объектов определяется в нашей стране МЧС России и Рохтехнадзором. В него включаются объекты промышленности, имеющие опасные производства, всевозможные гидротехнические сооружения, шламонакопители и хвостохранилища, где возможны аварии гидродинамические. В законе о промышленной безопасности определены максимальные дозы опасных веществ, которые являются основанием для разработки декларации. Необходимо отметить, что этот перечень определяется Рохтехнадзором и МЧС по данным, полученным от главных управлений по чрезвычайным ситуациям и гражданской обороне.

Аварии гидродинамические в России: примеры :

Самые тяжелые последствия гидротехнической аварии

Самыми тяжелыми последствиями обязательно сопровождаются все гидродинамические аварии – неожиданные события, тесно связанные со значительным разрушением гидросооружения (шлюза, плотины) и неконтролируемым, без какого-либо управления, перемещением громадных масс воды, вызывающим затопление больших территорий и повреждение объектов.

Затопления получаются катастрофическими, так как после аварии происходит стремительное затопление окружающей местности прорывной волной. Масштабы, степень аварий полностью зависят от технического состояния и параметров гидроузла, объемов воды в водохранилище, степени и характера разрушений плотины, характеристик катастрофического наводнения и волны прорыва, времени суток происшествия, сезона, рельефа местности и множества иных факторов. В таких случаях широко применяется эвакуация населения, как при паводках и половодьях.

Прогноз прорыва плотин

Положение усложняется тем, что идет незаконная застройка затапливаемых периодически территорий гидроузлов. Этим и создается предпосылка к образованию чрезвычайных ситуаций в таких зонах, особенно при возникновении аварии, связанной с гидродинамикой или с паводком. Прогноз прорыва плотин – дело неблагодарное, предсказать это очень трудно, и чаще всего катастрофа происходит внезапно.

Из-за этой причины актуальны экстренные, незапланированные эвакуации. Как только поступил сигнал, что произошли гидродинамические аварии, тут же начинается эвакуация. Волна прорыва достигает 25 км/час на равнине и 100 км/час в горной местности и предгорье. Времени на то, чтобы покинуть опасную зону, мало.

Поэтому успешной является эвакуация при наличии локальной автоматизированной системы мгновенного оповещения.

Объекты, подлежащие декларированию безопасности

Перечень таких объектов определяется в нашей стране МЧС России и Рохтехнадзором. В него включаются объекты промышленности, имеющие опасные производства, всевозможные гидротехнические сооружения, шламонакопители и хвостохранилища, где возможны аварии гидродинамические. В законе о промышленной безопасности определены максимальные дозы опасных веществ, которые являются основанием для разработки декларации. Необходимо отметить, что этот перечень определяется Рохтехнадзором и МЧС по данным, полученным от главных управлений по чрезвычайным ситуациям и гражданской обороне.

Гидродинамические аварии, примеры

Подобные аварии периодически случаются во всем мире. Их, как уже было сказано, предвидеть невозможно. Приведем примеры.

09.10.1963 года такая беда произошла на плотине Вайонт в Италии. В небольшое водохранилище, имеющее объем всего 0,169 км3, обрушился массив гор с объемом 0,24 км3, что ознаменовалось переливом более чем 50 миллионов м3 воды через плотину. Получился вал воды высотой 90 метров. Он всего за 15 минут уничтожил несколько небольших населенных пунктов и две тысячи человек. А все произошло из-за поднятия горизонта местных грунтовых вод, причиной чего стало строительство плотины.

Изменение направлений фильтрационных потоков

Технология метода заключа­ется в том, что
закачка воды прекращается в одни скважины и переносится на другие, в результате чего
обеспечивается из­менение направления фильтрационных потоков до 90°.

Физическая сущность процесса состоит в следующем. Во-первых, при обычном
заводнении вследствие вязкостной неус­тойчивости процесса вытеснения образуются
целики нефти, обойденные водой. Во-вторых, при вытеснении нефти водой во-донасыщенность вдоль
направления вытеснения уменьшается. При переносе фронта нагнетания в пла­сте создаются
изменяющиеся по величине и направлению гра­диенты гидродинамического давления,
нагнетаемая вода внед­ряется
в застойные малопроницаемые зоны, большая ось кото­рых теперь пересекается с линиями тока, и вытесняет из них нефть в зоны интенсивного движения воды.

Изменение
направления фильтрационных потоков достига­ется
за счет дополнительного разрезания залежи на блоки, оча­гового заводнения, перераспределения отборов и
закачки между скважинами,
циклического заводнения. Метод технологичен, требует лишь небольшого резерва и мощности насосных стан­ций и наличия активной системы заводнения. Он позволяет поддерживать достигну­тый уровень добычи нефти, снижать текущую обводненность
и увеличивать охват пластов
заводнением. Метод более эффек­тивен
в случае повышенной неоднородности пластов, высоко­вязких нефтей и применения в первой трети
основного периода разработки.

Как действовать человеку при авариях

Человек должен знать, как действовать при аварии на гидродинамических объектах. Главное здесь то, чтобы все жители зон затопления были хорошо обучены, знали возможные опасности и подготовлены к действиям во время затопления и при его угрозе. При поступлении сигнала тревоги население должно тут же эвакуироваться. Из дома нужно взять документы, вещи самой первой необходимости, ценности, запас чистой питьевой воды и еду на 2-3 суток. В доме, квартире необходимо плотно закрыть двери, выключить газ и электричество, перекрыть вентиляционные отверстия. Если наступает внезапное затопление, то для спасения от неожиданного удара волны прорыва нужно занять возвышенное место. В случае если поблизости нет подходящих строений, нужно воспользоваться любой преградой, что может помочь при движущейся воде: большие камни, дорожная насыпь, деревья. Держитесь за камень, дерево, иной выступающий предмет, иначе потоки воды и воздушная волна могут протащить по разным твердым предметам, травмировав о них. Аварии гидродинамические очень опасны, и нужно приложить все усилия, чтобы спастись. При приближении волны прорыва ныряйте вглубь у самого основания волны. И старайтесь добраться до незатопленных территорий.

Список литературы

1. Аганесян Д.Ю. Технологии безопасности в компаниях. — – М., 2002
2. «Безопасность в чрезвычайных ситуациях: Учебник» под редакцией Н.К.
3. Шишкина. — М., ЛИПКАЯ, 2005.
4. В.Е. Анофриков, С.А. Бобок, М.Н. Дудко, Г.Д. Елистратов «Безопасность в жизни: Учебник для университетов» / ГУУ. — М.: ЗАО «Финстатинформ», 2006.
5. В.Г. Атаманюк «Гражданская оборона: учебник для гимназий», под редакцией Д.И. Михайлика. М.: «Высшая школа», 2003.
6. Дженкин Б. М. Эффективность работы и качество жизни. Санкт-Петербург, 2002.
7. Савинов И.А. спасает жизнь в компании. — – М., 2003.
8. Трубачева Ю.А. Инжиниринг безопасности в компании. — – М., 2004.
9. Хромой А.А. Основы безопасности жизнедеятельности. — – М., 2004.

Создание высоких давлений нагнетания

При сущест­вующих режимах закачки воды заводнением
охватывается только небольшая часть нефтенасыщенной толщины пласта (20—25%); при определенных давлениях
нагнетания прони­цаемые (а часто и
высокопроницаемые) коллекторы воды не принимают;
при повышении давления нагнетания до вертикаль­ного горного увеличивается
толщина интервалов пласта, при­нимающих воду (охват толщины заводнением);
индикаторная зависимость приемистости от давления нагнетания нелинейная, причем темп прироста приемистости существенно
выше, чем темп прироста давления. Объясняется это тем, что с ростом давления нагнетания трещины пласта раскрываются и
увели­чивается их проницаемость;
преодолевается предель­ный градиент давления сдвига для неньютоновских
нефтей и систем; возникают инерционные
сопротивления, вы­зывающие
противоположное первым двум факторам искривле­ние индикаторных линий. На индикаторной кривой можно вы­делить следующие давления: р’ — первое
критическое давление нагнетания,
соответствующее давлению раскрытия или образо­вания трещин в самом слабом по
механической прочности ин­тервале
пласта, р» — второе критическое давление нагнетания,
соответствующее максимальному
значению охвата по толщине; превышение его приводит к резкому увеличению
трещиноватости, образованию нескольких
крупных трещин, принимающих воду. Применение высоких давлений нагнетания в пределах между р’и р»
обеспечивает: увеличение текущих дебитов сква­жин и пластового давления; снижение обводненности продук­ции за счет более интенсивного притока нефти из
малопрони­цаемого пропластка; уменьшение влияния неоднородности коллектора за счет относительно большего
увеличения приеми­стости малопроницаемого пропластка по сравнению с высоко-проницаемым;
повышение текущей нефтеотдачи при сущест­венно
меньшем расходе воды за счет вовлечения в разработку дополнительных запасов нефти.

Трагедия на Саяно-Шушенской ГЭС

К сожалению, в нашей стране не так давно произошла очень крупная катастрофа. Гидродинамические аварии в России не закончились Башкирией.

17.08.2009 года произошла крупнейшая в мире авария на Саяно-Шушенской ГЭС. Она должна была закрыть серию аварий, произошедших на гидроэлектростанциях, когда роторы агрегатов выходят из своих шахт. Поверхностное, предвзятое расследование этой катастрофы не дает гарантий на этот счет. Ведь для установления причин того, что случилось с гидрогенератором, недостаточно определить, почему и каким способом разрушались шпильки крепления железной крышки его турбины. Нужно найти причины выхода ротора агрегата из своей шахты. И почему так неожиданно произошло переполнение и затопление объема машинного зала и других нижележащих станционных помещений, что привело к гибели персонала.

Все едины только в том, что агрегат выталкивало давление воды, при котором он работал тем утром. Когда гидроагрегат входил в зону, не рекомендованную к работе, случился обрыв шпилек самой крышки турбины. Дальше вода начала свое воздействие на ротор с крышкой турбины и крестовиной, они начали движение вверх. То есть агрегат не мог быть выдавлен под воздействием давления воды. Заключение специалистов не согласуется с физическими законами. Результаты расчетов подтверждают, что второй гидроагрегат выходил самостоятельно из шахты, когда рабочее колесо вращалось не в турбинном режиме, а в моторном, в режиме винта гребного.

Последствия гидродинамических аварий

Многочисленные человеческие жертвы, разрушенные здания, потеря имущества жителями затопленных территорий — это прямой ущерб, который в результате гидродинамической аварии составит значительные суммы. Однако это не все потери, которые понесет человечество в результате крупной аварии, и косвенный ущерб по своим масштабам сопоставим с прямым, а иногда и значительно превосходит его.

К косвенному ущербу относятся:

• затраты на спасательные операции по поиску погибших и пропавших без вести, на расчистку завалов, на восстановление гидротехнического сооружения, оборудования, жилых домов;

• снижение качества жизни жителей из-за потери имущества и вынужденного переселения в другие районы;

• борьба с распространением инфекционных болезней у людей и скота из-за размыва канализаций и выхода сточных вод;

• затраты на оказание гуманитарной помощи пострадавшим;

• уничтоженный урожай.

Масштабы катастрофы предсказать практически невозможно.

Потери после аварии на Китайской дамбе Баньцао 8 августа 1975 г, с учетом погибших от голода и эпидемий, составили около 200 тысяч человек. Восстанавливалась страна после этого много лет. Последняя дамба, разрушенная в результате этой аварии, была восстановлена лишь в 1993 г.

ОБЖ. 8 класс. Рабочая тетрадь

Рабочая тетрадь является частью УМК по основам безопасности жизнедеятельности для 8 класса. В неё включены репродуктивные и творческие вопросы и задания, в том числе в виде схем и таблиц. Специальными знаками отмечены задания, направленные на формирование метапредметных умений и личностных качеств учеников. Пособие предназначено для самостоятельной работы учащихся.

Купить