Прогнозирование последствий чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях Павловской ГЭС

Сейсмостойкость арочных плотин.

У арочных плотин существует ряд положительных сторон для обеспечения сейсмостойкости:

·                    монолитность и компактность всей конструкции

·                    высокая прочность применяемого материала

·                    безупречность основания и бортов плотины.

Для примера можно привести сохранность арочной бетонной плотины Корфино в Италии, подвергшейся разрушительному землетрясению. Однако указанная плотина характеризуется небольшой высотой (40 м) при небольшом радиусе кривизны арки (23,5 м). Поэтому для обеспечения сейсмостойкости современных арочных плотин не достаточно лишь произвести расчет их на действие сейсмических нагрузок (сейсмического давления воды и инерционных сил), а также необходимо осуществление специальных мероприятий (указанных выше). [18, с. 24-150]

5. Сценарии возможных аварий

5.1 Сведения об имевших место аварийных ситуациях на гидроузле и ходе выполнения неотложных (противоаварийных) работ

Согласно [13, с. 44], «на протяжении всего периода эксплуатации Павловской ГЭС аварий и аварийных ситуаций на гидротехнических сооружениях не было, но случались ситуации, квалифицированные как нарушения (близкие к аварийным)».

В 1959 году, когда предприятие вступило в начальный период эксплуатации, выход воды на низовой откос русловой плотины на отметках 121,00 – 122,00.

Наращено ядро плотины в 1964 году, достигнута локализация негативных процессов и последствий.

В 1960 году обнаружена сильная фильтрация по плохо проработанным строительным швам здания ГЭС.

Произведена инъекция трещин цементом и карбомидной смолой.

В 1959 и 1970 гг. произошел размыв дна отводящего канала за зубом водобоя из-за неоформления рисбермы.

Уложены бетонные тетраэдры, весом 15 т каждый, в количестве 442 штук. Проводимые в процессе эксплуатации ремонтно-восстановительные работы не сняли создавшуюся проблему в целом.

Примечание. Более полная информация по имевшим место нарушениям на ГТС Павловской ГЭС и сведения о планировавшихся и невыполненных мероприятиях, направленных на обеспечение безопасности ГТС приведены в «Акте обследования ГТС Павловской ГЭС» [14] и «Справке о состоянии ГТС Павловской ГЭС ОАО «Башкирэнерго»[21]».

5.2 Сценарии возможных аварий на гидроузле с оценкой уровня риска различных сценариев аварий и уровня безопасности объекта в целом

Основные положения методики оценки уровня риска различных сценариев аварий и уровня безопасности объекта.

Для оценки уровня риска и общего уровня безопасности объекта была применена, разработанная в 1997 году ОАО «НИИЭС», Методика оперативной оценки безопасности гидротехнических сооружений, находящихся в длительной эксплуатации.

Основные положения Методики сводятся к выполнению следующих этапов формализованной оценки безопасности ГТС:

1.                 определению состава объектов ГТС, для которых осуществляется оценка уровня безопасности и соответствующих «сценариев» возможных аварий;

2.                 определению набора факторов безопасности, соответствующих выбранным «сценариям»;

3.                 уточнению иерархической структуры фактора безопасности;

4.                 назначению ранжированных оценок факторов безопасности;

5.                 выбору метода учета взаимовлияния факторов безопасности, в том числе расчетных формул, применяемых на разных уровнях иерархической структуры факторов безопасности;

6.                 оценке уровня безопасности отдельных объектов и ГТС в целом;

7.                 анализу полученных результатов, корректировке (в случае необходимости) обнаруженных неточностей и повторению процедуры формализованной оценки безопасности ГТС.

Для оценки уровня безопасности I Методикой предусмотрен учет двух основных групп факторов безопасности, характеризующих:

·                                            состояние эксплуатируемого ГТС (фактор I1);

·                                            ущерб от возможной аварии или разрушения ГТС (фактор I2).

Эти две группы факторов безопасности в последующем разбиваются на более низкие уровни иерархии, включающие в себя:

-                     фактор I1.1, характеризующий изменения нормативных оценок состояния ГТС и ранжируемой непосредственно на факторы а1(а1.1-а1.4), а2(а2.1-а2.4) и а3(а3.1-а3.5);

-                     фактор I1.2, учитывающий отклонения конструктивных показателей состояния и условий эксплуатации ГТС от требований ПТЭ и ранжируемой на факторы а4(а4.1-а4.3), а5(а5.1-а5.14) и а6(а6.1-а6.21);

-                     факторы а7-а9, входящие в состав группы I2 и характеризующие ущерб от возможной аварии или разрушения ГТС.

Для осуществления комплексного учета вышеперечисленных факторов безопасности (итоговой оценке уровня безопасности ГТС) предусмотрено приведение их к единому масштабу на основе ранжирования по единой шкале, значения которой изменяются от 0 до 6 (см. таблицы 5.2.1. и 5.2.2).

Таблица 5.2.1.

Ранжирование уровня безопасности ГТС (фактор I), факторов I1, I2, I1.1 и I1.2.

Таблица 5.2.2.

Ранжирование факторов группы I1.1 (а1-а3) и группы I1.2 (а4-а6).

Примечание. Значения (а4 или а5)<3 соответствуют условиям непревышения предельно-допустимых значений (ПДЗ) контролируемых показателей состояния ГТС, тогда как значения (а4 или а5)<5 – условиям непревышения их критических значений (КЗ). Превышение ПДЗ и КЗ свидетельствует о наступлении предельно-допустимого и аварийного состояния, соответственно.

Таблица 5.2.3.

Ранжирование факторов группы I2 (a7-a9).

Не исключается применение вышеприведенной формулы на других уровнях принятой иерархической системы факторов безопасности. Также ее рекомендуется использовать и для учета взаимовлияния «независимых» факторов безопасности.

При использовании результатов инструментальны измерений показателей состояния ГТС ранжирование факторов безопасности а4 рекомендуется выполнять в соответствии с таблицей.

Таблица 5.2.4.

Ранжирование оценок факторов группы а4 по результатам инструментальных измерений.

Принятые обозначения:

Yi – измеренное значение показателя состояния ГТС;

Ynp – прогнозируемое значение показателя состояния;

Ymax – максимальное наблюденное значение показателя состояния;

 - среднее квадратичное отклонение измеренных значений от прогнозируемых.

Методику рекомендуется применять в полном объеме при оценке уровня безопасности ГТС первого и второго классов.

Описание сценария возможной аварии по Павловскому гидроузлу.

В этой части декларации рассматривается сценарий возможного локального разрушения русловой или левобережной плотины.

Сценарий. Локальное разрушение русловой или левобережной плотины.

Условия, причины и сценарий развития:

·                    прохождение паводка с обеспеченностью от 1% до 0,1%;

·                    неполная готовность механического оборудования к пропуску паводка;

·                    заполнение водохранилища выше отметки ФПУ = 142,00;

·                    перелив воды через гребень плотины;

·                    размыв гребня и низового откоса плотины, образование прорана.

Оценка уровня риска и уровня безопасности объекта по сценарию аварии.

Согласно вышеизложенной Методике в состав факторов безопасности ГТС по сценарию включены факторы а1.2, а1.4 и а 6.9, по которым в соответствии с таблице 2 устанавливаются следующие качественные и количественные показатели:

Таблица 5.2.5.

Качественные и количественные показатели факторов безопасности по сценарию аварии.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13