Прогноз последствий прорыва Краснодарского водохранилища (научно – исследовательская работа)

Слайд 1

Вода - единственный ресурс природы, который не имеет заменителя. По мере развития общества потребности в ней все время увеличиваются. Они будут неизбежно расти и далее всюду, где существуют земные формы жизни.

Слайд 2

Там, где был камыш и плавни. Глушь да тучи комарья, Мы в короткий срок создали Рукотворные моря.

Слайд 3

Актуальность: Краснодарский край относится к регионам с разнообразным природным условиями: климата, рельефа, вод. Именно они чаще всего становятся причинами стихийных бедствий. Наибольший ущерб приносят паводки. Причем эта проблема давняя. Одной из болевых точек края с первых дней его образования были постоянные паводки и разливы реки Кубань. Только в 1930–1932 гг. оказались под водой 650 тыс. га сельхозугодий, было разрушено 1,5 тыс. домов. Из зоны затопления тогда эвакуировали 26 тыс. жителей. В 1939 г. паводок нанес ущерб краю в 12 млн. рублей. Особенно пострадали Северский, Крымский, Славянский и Темрюкский районы. Для решения этой проблемы задумали построить в Краснодарском крае и Адыгее несколько водохранилищ.

Слайд 4

Проблема: В случае выпадения большого количества осадков прогнозируются затопление территорий, прорывы дамб (плотин), подмыв опор мостов. Также возможны оползни на территории Апшеронского, Лабинского , Мостовского, Отрадненского , Усть – Лабинского , Туапсинского районов и в городах Горячий Ключ и Геленджик.

Слайд 5

Объект исследования: Краснодарское водохранилище Предмет исследования: последствия прорыва Краснодарского водохранилища Цель: определить последствия прорыва Краснодарского водохранилища для прилегающих к нему территорий.

Слайд 6

Задачи: 1. Рассмотреть историю строительства Краснодарского водохранилища 2.Дать оценку состояния Краснодарского водохранилища 3.Изучить мифы и реальное состояние Краснодарского водохранилища 4.Создать электронную программу прогнозирования последствий прорыва Краснодарского водохранилища для прилегающих к нему территорий.

Слайд 7

Гипотеза: бытует мнение, что в случае прорыва дамбы Краснодарского водохранилища будет затоплена значительная часть Краснодарского края. Методика: анализ литературы, изучить мифы и реальное состояние Краснодарского водохранилища, разработка программы расчета. Практическое значение: использование на уроках географии, кубановедения и для информирования населения.

Слайд 8

В ходе написания научного проекта были использованы следующие источники информации : -Богословский Б.Б., Самохин А.А. Иванов К.Е., Соколов Д.П. Общая гидрология ( гидрология суши). – Л.: Гидрометеоиздат 1984; -Динамика и термика рек и водохранилищ./ Отв. ред. Б.А. Фидман , В.К. Дебольский . – М.: Наука, 1984; -Никитин М.Р. Оценка влияния водохранилищ на гидрологические условия. – М.: Наука. 1990; -Роль водохранилищ в изменении природных условий./ С.Л. Вендров , А.Б. Авакян , К.Н. Дьяконов, А.Ю. Ретеюм . – М.: Знание, 1968.

Слайд 9

Структура работы: работа состоит из введения, 3 глав, заключения и приложения. В главе 1 « История создания Краснодарского водохранилища » , рассматривается вопрос об истории создания Краснодарского водохранилища. Обсуждаются положительных и отрицательными сторон строительства Краснодарского водохранилища. О влияние плотины на природный комплекс Краснодарского края. История создания плотины и шлюзовой системы.

Слайд 10

Координаты: 44°59′36″ с. ш ., 39°17′38″ в. д. Расположение Краснодарский край Длина 40 км Ширина 15 км Площадь 420 км ² Объём 2,0 - 3,1 км ³ Вытекающие реки Кубань (регулируется, уровень воды колеблется на 8 м)

Слайд 11

К числу положительных сторон Краснодарского водохранилища относят: сбор и аккумуляция воды, многолетнее и внутригодовое распределение стока, предотвращение разрушений паводками и половодьем, улучшение судоходства.

Слайд 12

Отрицательными сторонами водохранилища являются: затопление земель и населенных пунктов, большие потери воды на испарение, деформация берегов, подтопление земель и их заболачивание за счет повышения уровня грунтовых вод, изменение микроклимата прилегающей местности, а конкретно увеличение влажности воздуха и возможности образования туманов.

Слайд 13

В главе 2 « Мифы и реальность Краснодарского водохранилища » , рассматриваются спорные вопросы, которые отрицаются специалистами или подтверждаются из разных областей науки.

Слайд 14

Миф № 2 Краснодарское водохранилище неудачно расположено в сейсмологическом плане. Его зону делит глубинный разлом, нагрузка в виде ударной волны по которому может стать спусковым механизмом для землетрясения.

Слайд 15

Реальность - Все разговоры о том, что водохранилище находится в плохом месте и может спровоцировать землетрясение, - не имеют под собой научного обоснования, - говорит директор научно-исследовательского центра прогнозирования и предупреждения геоэкологических и техногенных катастроф при Кубанском государственном университете академик РАН Владимир Бабешко . - Нам известны все разломы на территории Краснодара, и проходят они в других местах, мы в любой момент готовы показать их карту. Заявляю категорически: никакой сейсмологической угрозы водохранилище не представляет.

Слайд 16

В главе 3 «Расчеты последствий прорыва Краснодарского водохранилища», производятся расчеты различных аварийных ситуаций на Краснодарском гидроузле, связанных с разрушением напорного фронта, рек.

Слайд 17

Рассматриваемая методика позволяет выполнить оценку параметров зоны наводнения (затопления) и волны прорыва при аварии или разрушении ГТС и ее воздействия на работу объекта экономики, его персонал и население. Отметим, что на практике органы управления ГОЧС для расчетов широко используют ЭВМ, потому предлагаемые программные продукты актуальны. Рассмотрим две методики расчета.

Слайд 18

3.1. Определение параметров волны прорыва и зоны затопления при прорыве (разрушении) плотины водохранилища

Слайд 19

Исходные данные для расчетов: – объем водохранилища – , ; – глубина воды перед плотиной (глубина прорана) – , ; – ширина прорыва или участка перелива воды через гребень плотины – ; – средняя скорость движения волны прорыва (попуска) –; – расстояние от плотины (водоема) до объекта – .

Слайд 20

Последовательность расчетов: Находится время подхода волны прорыва (попуска) на заданное расстояние R (до объекта): , ч Значение V =2,5-5 м/с принимаются для зон чрезвычайно опасного и опасного затоплений; для участков возможного затопления – V = 1,5-2,4 м/с. Определяется высота волны прорыва (попуска) h на расстоянии R до объекта, используя табл.1 , м где m – коэффициент в табл. 2, зависящий от расстояния ГТС до объекта.

Слайд 21

Время опорожнения водохранилища (водоема) находится по формуле ,ч где N – максимальный расход воды на 1м ширины прорана (участка перелива воды через гребень плотины), м 3 /с 1м, определяемый по табл. 3.

Слайд 22

Рассчитывается продолжительность (время) прохождения волны прорыва (попуска) t на заданном до объекта расстоянии R , ч где m 1 – коэффициент (табл. 1), зависящий от расстояния до плотины (водоёма). По данным расчета по табл.4 могут быть определены степень разрушения элементов объекта при ГА.

Слайд 23

3.2. Определение параметров волны прорыва и зоны наводнения (затопления) при разрушении ГТС на малых и больших реках

Слайд 24

Данная упрощенная методика используется в расчетах на ЭВМ применительно к ГТС (плотина, дамба, запруда и т.п.) на малых и больших реках, а также - к грунтовым напорным сооружениям. В этом случае при разрушении ГТС и при недостаточном водосбросе (перелив воды через гребень плотины) также образуется волна прорыва (рис. 1), характеризуемая параметрами – высотой и скоростью. Рисунок 1. Волна прорыва и ее сущность

Слайд 25

Исходные данные: – высота плотины или высота уровня воды в верхнем бьефе плотины (уровень воды в водохранилище), м; Н 0 – параметр прорана в безразмерном виде ( l – длина плотины) В=B 3 / l – гидравлический уклон реки; i – удаленность створа объекта от ГТС, км; L – высота месторасположения объекта, м; h м

Слайд 26

Последовательность расчетов: 1 .Определяется высота волны прорыва h , м: где А 1 и В 1 – коэффициенты, зависящие от H 0 , B и i , значения которых находятся по табл.5. 2. Находится скорость волны прорыва (V, м/с): где А 2 и В 2 – коэффициенты, зависящие от H 0 , B и i , значения которых находятся по табл.5. 3. Время подхода гребня волны t гр и фронта волны t фр прорыва определяются по табл. 6 при известных L, H 0 , i . 4 . Продолжительность затопления территории объекта 5. Степень разрушения элементов объекта экономики (здания, оборудования, сети КЭС и т. п.) в зависимости от скорости и высоты волны прорыва (рис. 1) находится по табл. 4.

Слайд 27

3.3 . Программная реализация методов

Слайд 28

Заключение Были разработаны сценарии и проведены расчеты различных аварийных ситуаций на Краснодарском гидроузле, связанных с разрушением напорного фронта. Наихудшим из всех сценариев является сценарий образования прорыва в русловой части плотины с отметкой дна прорыва 20,0 м и шириной бреши до 800 м. В этом случае максимальный расход через прорыв составляет 28 000 м 3 /с, уровни затопления в нижнем бьефе выше ж/ д моста достигают 27 м, скорости в русле достигают 3-4 м/с, а вблизи прорыва и в отверстии железнодорожного моста до 8 м/с. При образовании прорыва на пойме максимальный расход через проран составляет 23 500 м 3 /с, уровни воды в ближней зоне (выше ж/ д ) несколько ниже, чем при проране в русле (около 26 м), скорости течения в русле в ближней зоне незначительные. В связи с конструктивными недостатками дамбы такой сценарий является наиболее вероятным.

Слайд 29

Правительство России и губернатор Краснодарского края не допустят прорыва дамбы и своевременно предотвратят гибель тысяч людей, своевременно выделив деньги на капитальный ремонт водохранилища.