Контрольная работа: Пример инженерной оценки гидродинамической аварии

Задача. В результате весеннего половодья произошел подъём уровня воды в реке Ижорка, через которую наведен металлический мост. Близь реки расположен пос. Коптяевка, и недалеко от него имеется водохранилище с плотиной.

После переполнения водохранилища и прорыва плотины через проран в ней с параметром в безразмерном виде - В=0,5 началось резкое увеличение уровня воды в р. Ижорке, и гидропоток воды устремился к пос. Коптяевка.

Известны высота уровня воды в верхнем бъефе плотины Н0=80м, удаление створа объекта от плотины L=5 км, гидравлический уклон водной поверхности реки i =1·10-3, а также высота месторасположения объекта hм=2м, максимальная высота затопления участка местности (поселка) по створу объекта hзат=8 м и высота прямоугольника, эквивалентного по площади смоченному периметру в створе объекта, hср= 5 м.

Объект экономики: здания - каркасные панельные; склады - кирпичные; оборудование - сети КЭС: кабель подземный. В поселке 57 одноэтажных кирпичных домов, их подвалы - каменные. В каждом доме проведены трубы газоснабжения. В поселке проходит дорога с асфальтобетонным покрытием. Определить параметры волны прорыва - высоту, скорость и степень возможных разрушений на объекте и в поселке

Исходные данные:

ü  Высота уровня воды в верхнем бъефе плотины: Н0=80м

ü  Удаление створа объекта от плотины: L=5 км

ü  Гидравлический уклон водной поверхности реки: i =1·10-3

ü  Высота прямоугольника, эквивалентного по площади смоченному периметру в створе объекта: hср= 5 м

РЕШЕНИЕ:

1.  Высота волны прорыва (рис 1.)

гидродинамическая авария половодье волна

Из табл.1 для В=0,5, Н0 = 80 м, i = 1· 10-3, находим А1=320, В1=166. Тогда:

= 4,45 (м)

Рисунок 1

 

Таблица 1

Значения коэффициентов А, В при гидравлическом уклоне реки

B

Н0, м

i=1 · 10-4

i=1 · 10-3

А1

В1

А2

В2

А1

В1

А2

В2

1,0

20 100 90 9 7 40 10 16 21
40 280 150 20 9 110 30 32 24
80 720 286 39 12 300 60 62 29
150 1880 500 78 15 780 106 116 34
250 4000 830 144 19 1680 168 208 40

0,5

20 128 204 11 11 56 51 18 38
40 340 332 19 14 124 89 32 44
80 844 588 34 17 320 166 61 52
150 2140 1036 62 23 940 299 113 62
250 4520 1976 100 27 1840 470 187 79

0,25

20 140 192 8 21 40 38 15 43
40 220 388 13 21 108 74 30 50
80 880 780 23 21 316 146 61 65
150 2420 1456 41 20 840 172 114 89
250 4740 2420 67 16 1688 452 191 116

2. Скорость волны прорыва:

Из табл.1 для В=0,5, Н0 = 80 м, i = 1 · 10-3 находим А2=61, В2=52. Тогда:

= 0,858 (м/с)

3.  Время прихода гребня (tгр) и фронта (tфр) волны прорыва.

Определяем по табл.2 при Н0 = 80 м, L = 5 км, i = 1 · 10-3, что tгр = 1,1 ч = 66 мин и tфр = 0,1 ч = 6 мин.

 

Таблица 2

L, км

Н0=20м

Н0=40м

Н0=80м

i=10-3

i=10-4

i=10-3

i=10-4

i=10-3

i=10-4

tфр

tгр

tфр

tгр

tфр

tгр

tфр

tгр

tфр

tгр

tфр

tгр

5 0,2 1,8 0,2 1,2 0,1 2,0 0,1 1,2 0,1 1,1 0,1 0,2
10 0,6 4,0 0,6 2,4 0,3 3,0 0,3 2,0 0,2 1,7 0,1 0,4
20 1,6 7,0 2,0 5,0 1,0 6,0 1,0 4,0 0,5 3,0 0,4 1,0
40 5,0 14 4,0 10 3,0 10 2,0 7,0 1,2 5,0 1,0 2,0
80 13 30 11 21 8,0 21 6,0 14 3,0 9,0 3,0 4,0
150 33 62 27 43 18 40 15 23 7,0 17,0 6,0 9
200 160 230 113 161 95 140 70 98 25 32 35 59

4.  Время (продолжительность) затопления территории объекта:

 

tзат = β (tгр - tфр) (1-hм / h)

Коэффициент β находим по табл.3 при

 

Н0/h0=80/8=10, т.е. при H0=10h0

 

и отношении iL/H0 = 10-3 ·5000/80 = 0,0625.

Следовательно, при iL/H0 = 0,0625 и H0 =10h0 по табл.3 находим коэффициент β = 15,5

Тогда tзат = 15,5 (1,1 - 0,1) (1-2/4,45) = (ч) = 8,5 (мин).

 

Таблица 3

Значения коэффициента β

iL/H0

Высота плотины (H0) в долях от средней глубины реки в нижнем бъефе (h0)

Н0=10h0

Н0=20h0

0,05 15,5 18,0
0,1 14,0 16,0
0,2 12,5 14,0
0,4 11,0 12,0
0,8 9,5 10,8
1,6 8,3 9,9
3,0 8,0 9,6
5,0 7,6 9,3

 

5. Возможные разрушения волны прорыва находят также по табл.4 при h = = 4,45 и V = 0,858 м/с

 

Таблица 4

Параметры волны прорыва, приводящие к разрушению объектов

Объект Степень разрушения
Слабая Средняя Сильная

h, м

v, м/с

h, м

v, м/с

h, м

v, м/с

Здания: Кирпичные (4 и более эт.) Кирпичные (1-2 этажа) Каркасные панельные Промышленные с легким металлическим каркасом и бескаркасные Промышленные с тяжелым металлическим каркасом или ж/б каркасом Бетонные и ж/б здания Деревянные дома (1-2 этажа) Сборные деревянные дома 2.5 1,5 4 2,5 6 3
2 1 3 2 4 2,5
3 1,5 6 3 7,5 4
2 1,5 3,5 2 5 2,5
3 1,5 6 3 8 4
4,5 1,5 9 3 12 4
1 1 2,5 1,5 3,5 2
1 1 2,5 1,5 3 2
Мосты: металлические железобетонные деревянные 0 0,5 1 2 2 3
0 0,5 1 2 2 3
0 0,5 1 1,5 1 2

Дороги:

с асфальтобетонным покрытием с гравийным покрытием

1 1 2 1,5 4 3
0,5 0,5 1 1,5 2,5 2
Пирс 6 5 4 3 1 1,5
Плавучий док 3 1,5 5 1,5 8 2
Плавучий кран 2,5 1,5 5 1,5 7 2

а) На объекте: здания получат слабые разрушения. Склады - сильные разрушения.

б) В поселке: дома, мост, дорога - сильные разрушения.

Устьевые части рек
РЕФЕРАТ Курсовая работа состоит из 32 страницы, 6 источников. Ключевые слова: устьевые части рек, дельты, эстуарии, подводные долины, река, русло ...
а) В результате строительства плотин и водохранилищ, изъятия части стока на орошение уменьшается сток воды и наносов рек, изменяется их внутри-годовое распределение.
Море подтапливает устьевую часть реки, проникая далеко в сушу, а волна прилива проникает вверх по течению реки на десятки километров, как например, в р. Пенжина, впадающей в ...
Раздел: Рефераты по геологии
Тип: курсовая работа
Земляная плотина с паводковым водосбросом
Г.Г.Круглов, П.М.Богославчик, Н.В.Сурма Методическое пособие к курсовому проекту по курсу "Гидротехнические сооружения" для студентов специальности ...
Так как план стройплощадки студенту задается, то его первой задачей является выбор створа плотины и оси водосбросного сооружения с учетом топографических, инженерно-геологических ...
- средняя высота волны, определяемая для глубоководной зоны, которая чаще всего имеет место в ВБ земляных плотин, по верхней огибающей кривой графика рис.
Раздел: Рефераты по географии
Тип: дипломная работа
Проектирование комплексного гидроузла
Калининградский Государственный Технический Университет Кафедра водных ресурсов и водопользования Курсовой проект по дисциплине "Гидротехнические ...
hн - высота наката волн на откос плотины;
где h0 - глубина воды на носке-трамплине водосливной плотины при выходе на водобой;
Раздел: Рефераты по геологии
Тип: курсовая работа
Обеспечение взрывобезопасности при ликвидации весеннего затора на реке
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кафедра безопасности ...
При разрушении заторов (особенно мощных) вниз по течению устремляется волна прорыва с большим содержанием взломанного потоком льда, что нередко приводит к затоплению ниже лежащих ...
Створ р. Белая - с. Охлебинино ежегодно подвергается весеннему паводочному затоплению, однако специфическое строение русла на крутом повороте в данном створе способствует ...
Раздел: Рефераты по безопасности жизнедеятельности
Тип: дипломная работа
Экологическое состояние бассейна реки Днепр в пределах Смоленской ...
Курсовая работа "Экологическое состояние бассейна реки Днепр в пределах Смоленской области" Введение Актуальность темы. В настоящее время большое ...
Железо общее (0,14-0,93 мг/л) превышает ПДК на всем участке реки в районе Дорогобужского промузла, максимальные концентрации (6,9 ПДК) отмечены в створе ниже г. Дорогобужа.
Наиболее частыми причинами разрушений сооружений и срыва прудов является: разрушение выходной части водосбросных сооружений, перелив водного потока через гребень плотины и ее ...
Раздел: Рефераты по экологии
Тип: курсовая работа