Гідродинамічні об’єкти та їх призначення

ЗМІСТ

1 Гідродинамічні об’єкти  та їх призначення……………………………………2

2 Біологічне забруднення  довкілля………………………………………………8

3 Літосферні природні  небезпеки………………………………………………21

Список використаної літератури………………………………………………..30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Гідродинамічні об’єкти та їх призначення

Гідродинамічні  об’єкти — греблі, водозабірні станції, загати для різних цілей.

Призначення гідродинамічних  об’єктів є очевидним це може бути і вивільнення простору для будівництва, перешкоджання постійному затопленню і розливу річок, побудова водних резервуарів для розведення риби чи інших промислів, загалом це будови найрізноманітнішого призначення  збудовані з урахуванням певних стандартів і матеріалів.

Гідротехнічна споруда - це господарський об'єкт, що знаходиться на або близько водної поверхні, який призначається для:

• використання кінетичної енергії руху води з метою перетворювання її в інші види енергії;

• охолодження відпрацьованого  пару на АЕС і ТЕЦ;

• меліорації, забору води для  зрошення, осушення і рибного захисту,

• водозабезпечення, захисту  побережної території, регулювання  рівня води;

• забезпечення діяльності річних і морських портів, суднобудівних  і судноремонтних підприємств, судноплавства;

• підводного добутку, зберігання і транспортування корисних копалень.

Гідровузол - це система гідротехнічних споруд і водосховищ, які пов'язані єдиним режимом перетікання води.

Основними гідротехнічними  спорудами напірного фронту води є:

• греблі, устої і підпірні стінки, які входять в склад  напірного фронту, дамби;

• водоприймальні і водозабірні  споруди;

• напірні басейни і  зрівняльні резервуари;

• гідравлічні, акумулюючі гідравлічні і малі гідроелектростанції;

• споруди, що входять в  склад інженерного захисту населених  пунктів і об'єктів господарської  діяльності.

Примітка: 

І. Загальна кількість великих  водосховищ на Україні - 110.

2. Загальна площа їх  дзеркала - 8361,6 км2.

3. Кількість малих водосховищ  на Україні - 1087.

4. Загальна площа їх  дзеркала - 9650,0 км2.

До основних гідротехнічних споруд, руйнування (прорив) яких призводить до гідродинамічних аварій, відносяться  греблі, водозабірні і водозбірні споруди (шлюзи).

Греблі — гідротехнічні споруди (штучні греблі) чи природні утворення (природні греблі), які створюють різницю рівнів по руслу річки.

Штучні греблі — гідротехнічні споруди, створені людиною для своїх потреб, які включають власне греблі гідроелектростан-цій, водозаборів в іригаційні системи, дамби, перемички, зага-ти й ін.

Природні греблі створюються дією природних сил, наприклад, у результаті зсувів, селів, лавин, обвалів, землетрусів. Перед гре-блею вгору по водостоку накопичується вода і утворюється шту-чне чи природне водоймище.

Ділянка річки між двома  сусідніми греблями на річці або  ділянка каналу між двома шлюзами  називається б’єфом.

Верхнім б'єфом греблі називається  частина річки вище підпірної  споруди (греблі, шлюзу), а частина  річки нижче підпірної споруди  — нижнім б'єфом.

Водоймища можуть бути довгостроковими  чи короткостроковими. Довгостроковим штучним водоймищем є, наприклад, водоймище  верхнього б’єфа греблі гідроелектростанції, зрошувальної системи.

До потенційних техногенно-небезпечних  об’єктів належать  такі гідродинамічні об’єкти – природні греблі і гідродинамічні споруди напірного фронту. При їх руйнуванні або прориві можливе катастрофічне затоплення місцевості та певних об’єктів життєдіяльності населення.

Територія, на якій внаслідок  пошкодження або зруйнування  гідродинамічних споруд відбувається затоплення місцевості, утворюється  зона катастрофічного затоплення

 

Гідродинамічно  небезпечний об'єкт - споруда або явище природи, що створює різницю рівнів води до і після нього, яка у разі її руйнування може привести до утворення проривної хвилі та зони затоплення, що може призвести до загибелі людей, сільськогосподарських тварин і рослин, завдати шкоду суб'єктам господарської діяльності і навколишньому природному середовищу.

Гідродинамічна  аварія — аварія на гідротехнічній споруді, коли вода поширюється з великою швидкістю, що створює загрозу виникнення надзвичайної ситуації техногенного характеру.

Гідродинамічними аваріями, що мають місце в Україні, є: прориви  гребель (дамб, шлюзів) з утворенням хвиль прориву та катастрофічних затоплень або з утворенням проривного наводку; аварійні спрацювання водосховищ ГЕС у зв'язку із загрозою прориву  гідроспоруди.

Зона затоплення — територія, на якій виникає затоплення місцевості внаслідок руйнування або пошкодження гідротехнічних споруд

До основних гідротехнічних споруд, руйнування (прорив) яких призводить до гідродинамічних аварій, відносяться  греблі, водозабірні і водозбірні споруди (шлюзи).

Прорив греблі є початковою фазою гідродинамічної аварії і  являє собою процес утворення  прорану і некерованого потоку води водоймища з верхнього б’єфа, що спрямовується через проран у нижній б’єф.

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.

Швидкість просування води прориву коливається в межах  від З до 25 км/год (для гірських і передгірних районів — близько 100 км/год).

Висота хвилі прориву, як правило, знаходиться в діапазоні  від 2 до 12 метрів.

Основним наслідком прориву  греблі при гідродинамічних аваріях  є катастрофічне затоплення місцевості.

Катастрофічне затоплення характеризується такими параметрами:

-        максимально можливими висотою і швидкістю хвилі прориву;

-        розрахунковим часом приходу гребеня і фронту хвилі прориву у відповідний створ;

-        межами зони можливого затоплення;

-        максимальною глибиною затоплення конкретної ділянки місцевості;

-        тривалістю затоплення території.

Катастрофічне затоплення поширюється  зі швидкістю хвилі прориву і  призводить через якийсь час після  прориву греблі до затоплення великих територій шаром води від 0,5 до 10 м і більше. Утворюються зони затоплення.

Зоною можливого затоплення при руйнуванні гідротехнічних споруд називається частина прилягаючої  до річки (озера, водоймища) місцевості, затоплена водою.

Переобладнання берегів  великих водосховищ надзвичайно  інтенсивно відбувалось у перші  роки після їх заповнення. Найбільших масштабів досягла зміна берегів  на Канівському (373 км, що дорівнює 4,2 % всієї  довжини берегової лінії); Кременчуцькому (25 % довжини берегової лінії), Дніпровському (195 км, 35 % довжини берегової лінії) і на Дніпродзержинському (115 км, 32 % берегової лінії) водосховищах. Значна частина берегової лінії захищена інженерними спорудами (по Дніпровському  каскаду 611 км або 17 % усієї берегової  лінії).

Гідротехнічне будівництво, яке призвело до перерозподілу річкового  стоку та перекриття природних шляхів дренування ґрунтових вод є  однією з найважливіших причин підтоплення земель. Так, система водосховищ Дніпровського каскаду зумовила підняття рівня води в Дніпрі від 2 до 12 м, внаслідок чого відбулося підтоплення величезних територій Придніпров'я.

За даними Держкомгеології, підтоплено близько 800 тис. га земель, що дорівнює 15 % території (у тому числі 200 тис. га в зонах зрошення). В зону підтоплення потрапили 240 міст і селищ міського типу, 138 тис. приватних будинків. Розвиток цього негативного процесу на міських територіях характеризується великою різноманітністю причин і факторів: втрати води із водонесучих комунікацій, неорганізований поверхневий стік, ліквідація або погіршення фільтраційних властивостей ґрунтів природних дренажних систем (ярів, балок, русел невеликих річок тощо), зменшення випаровування у зв'язку з асфальтуванням, баражний ефект фундаментів, трас колекторів, тунелів.

Основною причиною підтоплення  сільськогосподарських угідь стало  будівництво зрошувальних мереж  при несвоєчасному введенні дренажних  споруд: в зоні впливу Північно-Кримського каналу 96 тис. га підтоплено, Каховської зрошувальної системи — 5,1 тис. га, Каланчацької — 9,1 тис. га.

Підтоплення значних територій  є результатом безгосподарського  ставлення до їх освоєння, недостатнього  вивчення інженерно-геологічних умов, відсутності необхідної уваги до проектування, будівництва та експлуатації об'єктів у складних інженерно-геологічних  умовах.

Все це призводить до таких  негативних наслідків, як забруднення  підземних вод, підвищення вологості  і погіршення санітарного стану  територій, засолення і заболочування  ґрунтів, вимокання зелених насаджень, зниження урожайності сільгоспугідь, деформація будівель і споруд, виникнення таких процесів, як: зсуви, просадки, карст, обвали.

Створення Дніпровського  каскаду гідроелектростанцій з  великими водосховищами хоча зменшує  небезпеку затоплення територій  під час повеней, проте створює  небезпеку катастрофічного затоплення при прориві дамб цих водосховищ.

Гідродинамічні аварії (катастрофи) трапляються при:

• прориві гребель (дамб, шлюзів тощо) з утворенням проривного потоку або з утворенням хвиль  прориву та катастрофічного затоплення;

• спрацюванні водосховищ у зв'язку з загрозою прориву гідроспоруди.

Зруйнування гребель та інших  гідродинамічних небезпечних об'єктів  може статися як від дії природних  сил (землетруси, лавини, урагани, обвали, зсуви), так і від переливання  води через гребінь греблі внаслідок  великих повеней, або втрати ними стійкості, конструктивних дефектах, порушенні  правил техніки безпеки при експлуатації та інше.

При прориві греблі у ній  виникає проран від розмірів якого  залежить об'єм і швидкість падіння  води від верхнього б'єфу в  нижній б'єф і параметри хвилі  прориву - головного фактору ураження гідродинамічної аварії.

Головними характеристиками хвилі прориву, що визначають її руйнівну дію, є глибина і швидкість  потоку у даному створі, які залежать від висоти греблі і розмірів прорану, гідродинамічних і топографічних  умов русла і заплавини ріки.

Руйнівна дія хвилі  прориву є наслідком:

• різкої зміни рівня  води в нижньому і верхньому б'єфах при зруйнуванню напірного фронту;

• безпосередньої дії маси води, що пересувається з великою  швидкістю;

• змін характеристик міцності фунту в підвалинах споруд внаслідок  фільтрації і насичення його водою;

• розмиву і переміщення  великих мас фунту;

• переміщення з великою  швидкістю уламків зруйнованих  будинків і споруд і їх таранної дії.

Швидкість розповсюдження хвилі  прориву міняється від 3 до 25 км/ год  і більше. Крім того, дію ураження представляє собою і катастрофічне  затоплення місцевості.

Майже через 10-30 хвилин після  зруйнування греблі значні ділянки  місцевості можуть бути затоплені шаром  води товщиною від 0,5 до 10 м і більше.

Час, в продовженні якого  затоплені території можуть бути покриті водою, може коливатися від  декілька годин до декілька діб і  більше, створюючи значні руйнування і шкоду.

Масштаби наслідків гідродинамічних  аварій залежать від параметрів і  технічного стану гідровузла, характеру  і розмірів руйнувань греблі, обсягу запасів води у водосховищі, характеристик хвилі прориву і катастрофічної повені, рельєфу місцевості, сезону і часу доби події, багатьох інших факторів.

В результаті великих гідродинамічних  аварій переривається подача електроенергії в енергетичні системи, припиняється функціонування іригаційних та інших  водогосподарських систем, a також  об'єктів ставкового рибного господарства, руйнуються чи опиняються під водою  населені пункти і промислові підприємства, виводяться з ладу комунікації й  інші елементи інфраструктури, гинуть посіви і худоба, виводяться з господарського обороту сільськогосподарські угіддя, порушується життєдіяльність населення  і виробничо-економічна діяльність підприємств, втрачаються матеріальні, культурні та історичні цінності, наносяться великі збитки природному середовищу, в тому числі в результаті змін ландшафту, гинуть люди.

Вторинними наслідками гідродинамічних  аварій є забруднення води і місцевості речовинами зі зруйнованих (затоплених) сховищ, промислових і сільськогосподарських  підприємств, масові захворювання людей  і сільськогосподарських тварин, аварії на транспортних магістралях, зсуви  й обвали.

Довгострокові наслідки гідродинамічних  аварій пов'язані із залишковими  факторами затоплення — наносами, забрудненнями, зміною елементів природного середовища.

Підводячи підсумки, бачимо, що внаслідок техногенних аварій і катастроф виникають надзвичайні  ситуації, що призводить до соціально-екологічних  і економічних втрат, виникає  необхідність захисту людей від  дії небезпечних факторів, проведення евакуаційних заходів, рятувальних  та інших невідкладних робіт.