Контрольная работа : Пример инженерной оценки гидродинамической аварии 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Контрольная работа >> Геология


Пример инженерной оценки гидродинамической аварии




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:

  • 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

  • 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)

  1. 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

  1. 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.

Похожие работы: