Прогнозирование последствий чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях Павловской ГЭС

В соответствии с этой таблицей и расчета по формуле, приведенной в Методике, оценка факторов а1 принимается равной 2,8.

Итоговая оценка фактора I1.1, характеризующего изменения нормативных оценок состояния ГТС, принимается равной значению фактора а1=2,8, как единственному в поддиапазоне 3<=a<4.

Итоговая оценка фактора а6 принимается равной значениям а6.9=1,5.

Количественное значение фактора I1.2, характеризующего отклонения контролируемых показателей ГТС и условий его эксплуатации от требований ПТЭ, принимается равным значению фактора а6=1,5.

Количественное значение фактора I1, характеризующего состояние ГТС, принимается равным значению фактора I1.1=2,8.

В соответствии с Методикой фактор I2, характеризующий возможный ущерб от аварии, не подлежит обязательному учету для сооружений II класса.

Таким образом, уровень безопасности грунтовой плотины I принимается равным I1=2,8 и характеризуется как нормальный (согласно Методике). [13, с. 44-52].

6. Оценка величины ущерба

Согласно ФЗ «О безопасности ГТС»:

«Собственник ГТС или эксплуатирующая организация несет ответственность за безопасность ГТС (в том числе возмещает в соответствии со статьями 16, 17 и 18 настоящего Федерального закона ущерб, нанесенный в результате аварии ГТС) вплоть до момента перехода прав собственности к другому физическому или юридическому лицу либо до полного завершения работ по ликвидации ГТС».

6.1 Информация об изменении проектных условий ответственности энергообъекта за причинение вреда (ущерба) в случае аварии на гидроузле

Как отмечалось выше (см. подраздел 3.1), проектирование Павловского гидроузла выполнялось исходя из требований комплексного использования водных ресурсов реки Уфы, перспективного развития энергопотребления, водоснабжения и судоходства.

За длительный период эксплуатации ГЭС произошли значительные изменения проектных условий ответственности энергообъекта – продолжался рост города Уфы, вводились его хозяйственные и промышленные объекты, отмечался рост водопользователей и водопотребителей, а также потребителей электрической энергии.

Учитывая вышеизложенное можно заключить, что аварии на гидроузле при современных условиях ответственности ГЭС чреваты серьезными последствиями. При этом, в случае аварии на водосливе, в опасной зоне может оказаться весь обслуживающий персонал ГЭС, включая охрану (данные по штатному расписанию ГЭС приведены в подразделе 2.1) и ее развитие не исключает человеческих жертв в зоне распространения волны прорыва, которое может составить, согласно [13, с. 43], 500 м и более (в зависимости от условий аварии, масштаба разрушений и действий станционного персонала). [13, c.42-44].

Ниже створа водоподпорных сооружений головного узла, в 5-10 км от створа расположены населенные пункты Красный Ключ, Нижняя Павловка, Яман-Елгинский ЛПХ, Кировка.[13, c. 30].

6.2 Оценка величины ущерба от аварии на Павловском гидроузле, произошедшей согласно сценарию возможной аварии

Согласно п. 7.2.3 Декларации безопасности ГТС Павловской ГЭС [13, с. 50-53], возможный ущерб от аварии, сценарий которой приведен в п. 7.2.2 этой же Декларации безопасности ГТС Павловской ГЭС, не подлежит обязательному учету для сооружений II класса.

6.3 Финансовое (имущественное) обеспечение гражданской ответственности за причинение вреда (ущерба) в случае аварии на гидроузле

Договора страхования Павловской ГЭС на случай ущерба от стихийного бедствия не имеется, в связи с отсутствием нормативно-технической документации по определению ущерба и страхования гидротехнических сооружений.

7. Технические решения, направленные на обеспечение безопасности и повышение сейсмоустойчивости

7.1 Мероприятия по проведению ремонтных, реконструктивных и других работ, направленных на обеспечение надежности и безопасности ГТС

Согласно [21, с. 11-13], после обследования ГТС Павловской ГЭС в 1998 году были предложены следующие рекомендации для обеспечения безопасности объекта:

1.                 Продолжить ремонтные работы по восстановлению бетонных поверхностей бычков нижнего бьефа и подпорных стенок отводящего канала.

2.                 Продолжить работы по инъекции фильтрующих участков бетона здания ГЭС.

3.                 Выявить пути фильтрационного потока по шву между зданием ГЭС и шлюзом.

4.                 Выполнить проект ремонта, а затем отремонтировать температурно-осадочные швы между блоками здания ГЭС.

5.                 Провести обследование автодорожного моста здания ГЭС со стороны верхнего бьефа с привлечением специализированной организации. Заказать проект и выполнить реконструкцию моста силами заинтересованных организаций.

6.                 Закончить работы по креплению левобережного откоса отводящего канала ГЭС.

7.                 Необходимо выполнить исследования вибрации элементов конструкций сооружений станции в новых условиях (после частичной модернизации и замены некоторых агрегатов).

8.                  Продолжить исследования состояния опорных конструкций генераторов.

9.                  В связи с тем, что срок эксплуатации сооружений более 40 лет, произвести многофакторные исследования всех напорных ГТС, в том числе шлюза, с оценкой прочности, устойчивости, эксплуатационной надежности, с привлечением специализированных организаций. Уточнить пропускную способность гидроузла.

10.             Постоянно вырубать кустарник и деревья с низового откоса русловой плотины для обеспечения устойчивости и прочности откоса.

11.             Провести обследование затворов с целью определения их несущей способности по фактическому состоянию.

12.             Провести освидетельствование сороудерживающих решеток (при выводе агрегата на капитальный ремонт).

13.             Дополнить паспорта оборудования и ГТС необходимыми сведениями о проведенных ремонтах, испытаниях и исследованиях.

14.             Для обеспечения надежной эксплуатации по шлюзу необходимо:

·                                            закончить работы по усилению бетона стенок камер шлюза и уменьшению фильтрации, приостановленные в 1998 г. из-за отсутствия финансирования;

·                                            в связи с продолжающимся увеличением открытия;

·                                            завершить крепление дна подходного канала для предупреждения подмыва оголовка низового пирса шлюза.

·                                            Для обеспечения безопасности напорного фронта Павловского гидроузла произвести замену рабочих ворот верхней головы шлюза.

7.2 Мероприятия, направленные на обеспечение сейсмостойкости ГТС Павловской ГЭС

Согласно [18, 107-120], для обеспечения сейсмостойкости земляных и набросных плотин может быть рекомендован ряд мероприятий, одни из которых следует проводить только на этапе проектирования и начала строительства, а проведение других возможно в период эксплуатации ГТС.

1.      Постройка плотины из разнородных грунтов с центральной противофильтрационной призмой пластичного типа (плотина с ядром) из суглинка или глинобетона, т.к. эти материалы трудно поддаются разрыхлению и трещинообразованию.

2.      Расположение слагающих плотину грунтов такое, чтобы переход от одной разновидности грунтов к другой проходил постепенно, для предотвращения образования резких границ раздела.

3.      Выравнивание мест резкого изменения каньона под плотиной плотным грунтом, либо путем особого уплотнения в верхней части (гребень) плотины тех же грунтов.

4.      Пригрузка откосов плотины слоем каменной наброски из крупного гравия или связного грунта при мощности слоя не менее 2-3 т/кв. м для предотвращения значительного оседания и выпирания откосов при землетрясении. При расчетной сейсмичности района не более 7 баллов возможно использование в качестве пригружающего слоя бетонных плит.

5.      Постановка у основания обоих откосов плотины невысоких ограждающих призм из каменной наброски, причем низовая призма одновременно будет дренажной (для предотвращения разрушения-растекания дамб и выдавливания оснований из водонасыщенных песчаных грунтов вследствие их разжижения).

6.      В тех же целях, что и мероприятия п. 5, будут достаточно эффективными невысокие шпунтовые стенки.

7.      Выполнение понура и экрана из глины, глинобетона или торфа так, чтобы они представляли собой сплошную конструкцию.

8.      Максимально возможное избегание устройства в теле плотины водосбросных труб, галерей, сифонов и т.п.

9.      Пригрузка каждого откоса слоем из наиболее крупноразмерных камней с тщательным заполнением пустот мелким камнем для набросных плотин (для ограничения деформаций).

10. Устройство невысоких упорных призм (у основания откосов каменной наброски) из кладки постелистых камней при сейсмичности 7 и 8 баллов и из бетона при сейсмичности 9 баллов. Это повышает устойчивость поверхностной толщи каменной наброски против оползания их по наклонной поверхности.

11. Увеличение пологости откосов каменно-набросного типа примерно на 10-20 % по сравнению с откосами, применяемыми без учета сейсмического фактора.

12. Уменьшение поперечных размеров ядра до пределов, допустимых по фильтрационным расчетам.

13. Подпорную стенку для массива каменной наброски следует выполнять либо из каменной кладки на прочном цементном растворе (в районе сейсмичностью 7 баллов), либо из бетона (при большей сейсмичности района).

14. Устройство шарнирного сопряжения экрана с противофильтрационным зубом.

15. Обеспечение сейсмической прочности и устойчивости стен и перекрытия дренажной галереи, устраиваемой в толще откоса каменно-набросной плотины:

·                                назначение конструкции и размеров галереи с учетом увеличения давления наброски при сейсмических условиях;

·                                выполнение перекрытий галерей из железобетона или армированного бетона.

Заключение

1.      На основе литературного обзора (раздел 1 «Чрезвычайные ситуации, характерные для данного объекта») строительство и использование гидротехнических сооружений в народном хозяйстве существенно возросло (в РБ около 1,5 тысяч ГТС). За последние годы большая часть современных ГТС функционирует 20-30 лет (Павловский гидроузел – 40 лет), т.е. они входят в период «старения» и нуждаются в особом внимании. Кроме того, часть ГТС находится либо в аварийном состоянии, либо являются бесхозными, в результате чего возросло количество аварий на них.

Гидротехнические сооружения являются потенциально опасными объектами, чрезвычайные ситуации на которых могут привести к большим человеческим жертвам и значительному материальному ущербу.

2.      Для расчета последствий чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях Павловской ГЭС, проведена оценка состояния сооружений и рассмотрено местоположение данного объекта. Показано, что некоторые сооружения Павловского гидроузла находятся в изношенном состоянии, допущены просчеты при строительстве гидроузла.

Сохраняется тенденция застройки нижнего бьефа гидроузла, продолжается рост города Уфы, находящегося на расстоянии 156 км от ГТС. Также ниже Павловской ГЭС расположено значительное количество крупных населенных пунктов, которые могут пострадать в результате аварии на ГТС.

На объекте имеется в наличии группа наблюдений за состоянием ГТС в количестве 3 человек, осуществляющая надзор за безопасностью ГТС в объеме и сроки удовлетворяющие требованиям руководящих документов, а также спасательная группа в количестве 50 человек.

3.      Показано, что существует значительное количество уязвимых мест ГТС Павловской ГЭС. В основном это ошибки и отступления от проектных решений при строительстве, которые сделали эксплуатацию ГТС довольно затруднительной, а также не укреплен левый берег отводящего канала, не оформлена рисберма отводящего канала, проект постройки ГТС выполнен без учета сейсмического воздействия. Кроме того, необходимые ремонтные работы выполняются с опозданием вследствие плохого финансирования. В процессе эксплуатации имели место отдельные случаи нарушений.

Дан анализ вероятных причин возникновения чрезвычайных ситуаций на гидросооружениях Павловской ГЭС, включающих субъективные и объективные данные (фильтрация воды в нижний бьеф, нарушения, допущенные при эксплуатации ГТС, землетрясения, оползни, паводки редкой повторяемости и другие).

4.      Рассмотрены случаи аварий, возникающих в результате сейсмического воздействия на них, а также наиболее распространенный характер повреждений плотин из грунтовых материалов (какими являются плотины гидротехнических сооружений Павловской ГЭС) при воздействии землетрясения.

Показано, что при выполнении некоторых мероприятий, направленных на повышение сейсмостойкости гидротехнических сооружений, возможно практически полное исключение разрушения плотин в результате землетрясения.

5.      Рассмотрен сценарий возникновения чрезвычайных ситуаций при использовании гидротехнических сооружений, а также расчет величины ущерба в результате реализации этого сценария.

Ущерб от наиболее вероятного сценария аварии на ГТС Павловской ГЭС не подлежит учету по «Методике оперативной оценки безопасности ГТС…» разработанной ОАО «НИИЭС» в 1997 г. и рекомендованной письмом от 27.01.98 г. №02-01-3-4/82 РАО «ЕЭС России» к использованию при составлении Декларации безопасности. Поэтому для расчета возможной величины ущерба от разрушения гидроузлов предложен другой сценарий (Приложение №2), который является менее вероятным, но приводящим к большому ущербу.

6.      Предложена оценка возможной величины ущерба от аварии, произошедшей по наиболее вероятному сценарию. Показано, что в результате аварии на водосливе, в опасной зоне может оказаться весь обслуживающий персонал, включая охрану. Развитие этой аварии не исключает человеческих жертв в зоне распространения волны прорыва.

Показано, что договора страхования Павловской ГЭС на случай ущерба от стихийного бедствия не имеется.

7.      Рассмотрены мероприятия, направленные на обеспечение безопасности и повышение сейсмостойкости. В частности, мероприятия по проведению ремонтных, реконструктивных и других работ, направленных на обеспечение надежности и безопасности ГТС и мероприятия, направленные на обеспечение сейсмостойкости ГТС Павловской ГЭС (сейсмостойкость земляных и набросных плотин).

Среди мероприятий, имеющих первостепенное значение, следуют:

·                   закончить работы по креплению левобережного откоса отводящего канала ГЭС;

·                   продолжение ремонтных работ по шлюзу-водосбросу;

·                   модернизация и замена некоторых элементов контрольно-измерительной аппаратуры;

·                   выявление путей фильтрационных потоков;

·                   инъекция фильтрующих участков бетона здания ГЭС;

·                   по возможности предусмотреть мероприятия сейсмостойкости;

·                   предусмотреть договор страхования Павловской ГЭС на случай ущерба от стихийного бедствия и т.п.

8.      В Приложениях рассмотрена Методика расчета параметров затопления при разрушении гидроузлов (программа «Волна 2.0»), разработанной ЦИЭКС, ВИА им. Куйбышева, ВНИИ ГОЧС от 1998 года.

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