Методика расчета зон затопления

  РАСЧЕТ  ЗОН ЗАТОПЛЕНИЯ ПРИ  ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ

  АВАРИЯХ НА ХРАНИЛИЩАХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОТХОДОВ

  ХИМИЧЕСКИХ  ПРЕДПРИЯТИЙ 

  ВВЕДЕНИЕ 

  Работы  предназначена для расчета зон затопления и количественной оценки уровня безопасности при гидродинамической аварии на эксплуатируемых и проектируемых хранилищах шламов, жидких производственных отходов, стоков и технических вод (далее - хранилища).

  При разработке Методики расчета зон  затопления при гидродинамических  авариях на хранилищах производственных отходов химических предприятий (далее - Методика) учтены требования следующих документов: 

  1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 

  1.1. При аварии на хранилищах отходов  и стоков происходит разрушение  ограждающих дамб и разлив  содержимого хранилищ, вызывающий:

  затопление  окружающих территорий, в том числе мест временного или постоянного присутствия человека, зданий и сооружений;

  распространение волной прорыва вредных веществ, которое приводит к загрязнению  почв и земель, грунтовых вод, поверхностных  водоемов, источников питьевого водоснабжения.

  1.2. Опасность аварий определяется последствиями возникающих чрезвычайных ситуаций (ЧC).

  1.3. При разработке Методики использованы  традиционные положения теории  русловых процессов, безнапорного  гидротранспорта грунтов, а также  Рекомендации по расчету охранных  зон хвостохранилищ, выпущенные ВНИИПИ механической обработки полезных ископаемых (МЕХАНОБР) в 1984 году [1-7].

  1.4. Методика позволяет определить  показатели, характеризующие аварию  и ее последствия:

  границы зоны затопления;

  время образования прорана (время от начала до полного истечения жидкости из хранилища);

  размеры прорана;

  расходы и объемы жидких отходов, выливающихся по мере развития прорана;

  высота, скорость и гидродинамическое давление волны прорыва по пути движения;

  параметры загрязнения вредными веществами почвы, грунтовых и поверхностных вод;

  показатели  последствий аварий по воздействию  волны прорыва на человека, здания и сооружения;

  показатели  последствий аварий по воздействию  на окружающую природную среду.

  1.5. Методика предназначена для использования:

  предприятиями и организациями, эксплуатирующими хранилища;

  проектными  и экспертными организациями;

  другими организациями по роду своей деятельности связанными с обеспечением безопасности хранилищ;

  при декларировании безопасности ГТС;

  при определении возможности дальнейшей эксплуатации хранилищ и других работах, в которых требуется количественная оценка уровня безопасности.

  1.6. Полученные показатели последствий  аварии могут быть использованы  при оценке ущерба окружающей  природной среде, материальных  потерь, границ зон поражающих факторов и классификации ЧС. 

2.6 Показатели последствий гидродинамических аварий

на  хранилищах отходов  предприятий химического  комплекса 

  2.6.1. Показатели последствий гидродинамической  аварии характеризуются следующими  видами опасных явлений: гибелью людей, нанесением ущерба здоровью и нарушением условий жизнедеятельности людей, разрушением и повреждением зданий и сооружений, загрязнением окружающей природной среды.

  Величина  показателя последствий является количественной оценкой уровня безопасности.

  Исследования  показали устойчивость результатов  расчета показателей последствий  аварии к вариации параметров, принимаемых  в соответствии с допущениями, принятыми  в пп. 2.2.2.2-2.2.2.4.

  Определяемые  в методике величины показателей  последствий являются количественной оценкой уровня безопасности гидродинамической аварии и могут использоваться при оценке количества пострадавших людей, материальных потерь, ущерба окружающей среде, определении класса чрезвычайных ситуаций.

  2.6.2. Показатели последствий силового воздействия волны прорыва на человека, здания и сооружения (гибель, нанесение ущерба здоровью и нарушение условий жизнедеятельности людей, разрушение и повреждение зданий и сооружений) определяются для территории в пределах зоны затопления, в границах которой воздействие волны опасно для жизни или здоровья человека, может вызвать разрушение и повреждение зданий и сооружений.

  2.6.2.1. Показатель последствий силового  воздействия волны прорыва на  человека ( ) определяется количеством людей постоянно (N₁) или временно (N₂) находящихся в зоне воздействия волны прорыва, значения параметров которой равны или превышают критические значения для жизни и здоровья человека:

   , чел,                                                     (67)

  где - вероятность пребывания человека в зоне силового воздействия волны прорыва в течение суток.

  Например, если в зоне затопления люди присутствуют круглосуточно, = 1, если в зоне затопления люди присутствуют не полные сутки, например, одну смену (8 ч), - = 0,33.

  В качестве критического значения параметра  волны прорыва может быть принята, например, глубина потока в зоне растекания 1,5 м или параметры потока, приводящие к разрушению зданий и сооружений, в которых находятся люди.

  2.6.2.2. Показатель силового воздействия  волны прорыва  на здания и сооружения определяется прочностными характеристиками зданий и сооружений, а также параметрами волны прорыва (гидродинамическое давление, скорость и глубина потока):

   .                                                   (68)

  Если , то = 1. Если , то = 0,

  где - значение параметра гидродинамической волны прорыва;

   - предельное значение параметра  волны прорыва для данного  вида i-го здания или сооружения (см. приложение 5);

  n - количество зданий и сооружений, оказавшихся в зоне затопления.

  Показатель  численно равен количеству зданий и сооружений, подвергшихся повреждению или разрушению.

  2.6.2.3. Показатель последствий гидродинамической  аварии по воздействию на окружающую среду определяется соотношением концентраций загрязняющих веществ в почве ( ), грунтовых водах ( ), в водоемах ( ) и соответствующих предельно допустимых концентраций ( ).

  Рассчитав показатель для отдельных вредных  веществ как , выбирают несколько веществ, имеющих наибольшее значение Zi, и определяют суммарный показатель последствий ( ).

  Показатели  определяются по каждому элементу окружающей среды - почва, грунтовые воды [24]:

   ;                                                        (69а) 

   ;                                                       (69б) 

   ,                                                       (69в)

  где k - количество суммируемых вредных веществ. 
 

  СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ 

  1. Леви И.И. Динамика русловых  процессов. Л.: Госэнергоиздат, 1957.

  2. Гончаров В.Н. Динамика русловых  потоков. Л.: Гидрометеоиздат, 1962.

  3. Кнороз В.С. Безнапорный гидротранспорт  и его расчет // Известия ВНИИГ. 1951. Т.44.

  4. Чугаев Р.Р. Гидравлика. Л.: Энергоиздат, 1982. С. 573, табл. П-4.

  5. Исследование и расчет волны прорыва хвостохранилища Михайловского ГОКа. М.: ВНИИВОДГЕО, 1978.

  6. Временные методические рекомендации  по расчету зон при внезапном  прорыве ограждающих дамб хвостохранилищ. Белгород: ВИОГЕМ, 1981.

  7. Рекомендации по расчету охранных  зон хвостохранилищ. Л.: Механобр, 1984.

  8. РД 09-255-99. Методические рекомендации  по оценке технического состояния  и безопасности хранилищ производственных  отходов и стоков предприятий  химического комплекса.

  9. ГОСТ 19185-73. Гидротехника. Основные понятия.  Термины и определения.

  10. СНиП II-89-80. Генеральные планы промышленных  предприятий. М., 1990.

  11. ПБ 06-123-96. Правила безопасности при  эксплуатации хвостовых, шламовых  и гидроотвальных хозяйств.

  12. ГОСТ 25100-82. Грунты. Классификация.

  13. ГОСТ 25584-90. Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации.

  14. Геологический словарь. М.: Недра, 1978. Т.1.

  15. ГОСТ Р 22.0.05-94. Термины и определения.

  16. РД 03-268-99. Порядок разработки и  дополнительные требования к  содержанию декларации безопасности  гидротехнических сооружений на подконтрольных Госгортехнадзору России предприятиях (организациях).

  17. Гидротехнические сооружения: Справочник  проектировщика / Под ред. В.П.  Недриги. М.: Стройиздат, 1983. 543 с.

  18. Пособие по гидравлическим расчетам  малых водопропускных сооружений. М.: Транспорт, 1992. 408 с.

  19. Закс Л. Статистические оценивания. М.: Статистика, 1976. С. 130-131.

  20. Кнороз В.С. Неразмывающие скорости  для несвязных грунтов и факторы,  их определяющие // Известия ВНИИГ. 1958. Т.59.

  21. Перечень ПДК и ОДК химических веществ в почве. М., 1993.

  22. ГН 2.1.5.689-98. ПДК химических веществ  водных объектов хозяйственно-питьевого  и культурно-бытового водопользования.

  23. Перечень ПДК вредных веществ  для воды рыбохозяйственных водоемов. М., 1995.

  24. СНиП 2.06.15-85. Инженерная защита территорий от затопления и подтопления. М., 1990.

  25. СНиП 1.02.07-87. Инженерные изыскания  для строительства. М., 1988.

  26. СНиП 2.02.02-85. Основания гидротехнических  сооружений. М., 1988.

  27. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.

  28. Мальцев В.А. Методики оценки  обстановки на промышленном предприятии  при чрезвычайных ситуациях. М.: ИПК Госслужбы. 1993. 
 

  ПРИЛОЖЕНИЕ 3 

  Предельно-допустимые концентрации в почве (ПДК)

  некоторых химических веществ, характерных для хранилищ жидких отходов

  предприятий химического комплекса [21]