Страшные последствия прорыва плотин. Большая энциклопедия нефти и газа

Упоминается несколько случаев разрушения плотин, с определенным намеком — мол, если плотины уже когда-то рушились, значит и Саяно-Шушенская тоже может упасть. Разберем подробнее упомянутые в этом фильме случаи разрушения плотин.

Разрушенная плотина Мальпассе. Фото отсюда

Учитывая, что высоких (более 15 м) плотин в мире многие тысячи, и строятся они уже сотни лет, нет ничего удивительного в том, что имеются случаи разрушения плотин. Чем же они обусловлены.

Плотина Сент-Френсис (США) разрушилась в 1928 году, это один из самых известных случаев разрушения плотин. По конструкции это не особенно высокая (59 м) бетонная арочно-гравитационная плотина, предназначенная для организации водоснабжения (ГЭС не имела).

Фото отсюда

Заполнение водохранилища начали в 1926 году, 7 марта 1928 года оно было закончено, а уже 12 марта плотина рухнула. Разрушению предшествовало образование большого количества трещин. Разрушение плотины произошло из-за подвижки грунтов в основании плотины по древнему разлому, не обнаруженному в ходе довольно примитивных изысканий.

Арочная плотина Мальпассе (Франция) высотой 65 м была построена для орошения земель, ГЭС не имела. Ее разрушение произошло 2 декабря 1959 после первого заполнения водохранилища, ему предшествовало резкое увеличение фильтрации. Причина — малоизученные свойства пород основания.

Плотина Мальпассе. Фото отсюда

Арочная плотина Вайонт (Италия) высотой 261,6 м не была разрушена вовсе. Произошел перелив воды через гребень плотины в результате схода крупного оползня в водохранилище. Водохранилище начали заполнять в 1960 году, а катастрофа произошла в 1963 году при первом заполнении водохранилища до высоких отметок, причем в течение всех трех лет наблюдались многочисленные подвижки грунта. Перелившаяся через гребень вода привела к многочисленным жертвам, но сама плотина устояла.

Плотина Вайонт. Фото отсюда

Грунтовая плотина Тэтон (США) высотой 93 м обрушилась в 1976 году, опять же после первого заполнения водохранилища. Причина — повышенная фильтрация через породы основания плотины, что привело к ее размыву. Процесс развивался постепенно, в итоге своевременно проведенная эвакуация позволила избежать больших жертв.

Прорыв плотины Тэтон. Фото отсюда

Грунтовая плотина Баньцяо (Китай) высотой 24,54 м была разрушена в 1975 году в результате перелива через гребень плотины. Перелив произошел в результате недостаточной пропускной способности холостых водосбросов в период экстремального паводка (повторяемостью раз в 2000 лет), в то время как плотина была рассчитана на паводок повторяемостью раз в 1000 лет, кроме того на столь печальное развитие событий повлияло несвоевременное принятие решения об открытии водосбросов.

Разрушенная плотина Баньцяо. Фото отсюда

Низконапорная плотина Шакидор в Пакистане была сооружена для орошения ближайших сельскохозяйственных угодий и фермерских хозяйств. Причиной ее разрушения стал перелив воды через плотину в результате обильных осадков, т.е. недостаточная пропускная способность гидроузла — типичная причина разрушения грунтовых плотин разных прудов, хвостохранилищ и т.п.

Плотина Шакидор. Фото отсюда

Каковы выводы?
1. Случаев разрушения по-настоящему крупных плотин ГЭС (высотой более 100 м либо размещенных на крупных реках) не зафиксировано. Причина проста — такие объекты и проектируются, и строятся весьма основательно.
2. Основные причины разрушения плотин — проблемы с породами основания либо недостаток пропускной способности гидроузла. Первая проблема проявляется при первом заполнении водохранилища. Вторая актуальна для некрупных плотин, как правило ирригационного назначения. Для Саяно-Шушенской ГЭС ни то, ни другое не актуально.

Запомни это название: дамба Баньцяо. С ней ассоциируется наиболее жуткий кошмар, связанный с плотинами, потопами и человеческими жизнями.

Плотину на реке Жухэ китайцы возводили при активном содействии советских консультантов. Работы начались в 1951 году и делались на совесть. И насчет «на века» - это не просто словесный оборот, а реальный расчет: прочность дамбы просчитывали с многократным запасом на случай наводнений и катаклизмов, которые случаются не чаще чем раз в тысячу лет.

После постройки, однако, в конструкцию дамбы вносились дополнения и изменения, из-за которых местами она пошла трещинами. Снова пришлось звать советских инженеров, чтобы они показали, как все исправить.

Однако в 1975 году случилось наводнение, равного которому не помнят даже старожилы. Неудивительно, ибо оно было крупнейшим не за тысячу, а за две тысячи лет! столько не живут, и никакие инженеры даже не закладывали подобные нагрузки в проекты.

После того как в регион пришел тайфун, был зафиксирован рекорд выпадания осадков - 1631 мм за день! Надо заметить, что система дамб в Баньцяо была частью еще более крупной сети плотин, охватывающей огромную область Китая. Первой не выдержала напора воды плотина Шиманьтань, авария на ней случилась в полпервого ночи 8 августа. Через полчаса нараставший поток воды достиг сети плотин в Баньцяо, и они не смогли оказать ни малейшего сопротивления. И самая современная и массивная дамба Баньцяо не справилась с нагрузкой. Всего в эту ночь, как домино, обрушились 62 дамбы!

На города и села пошла волна шириной 10 километров! Высота ее достигала семи метров. Множество провинций оказались затоплены, причем, что особенно печально, погибли не только мирные граждане, но и те службы, которые могли оказать им помощь. Только несколько особенно везучих поселений успели эвакуироваться до прихода большой воды.

26 тысяч человек погибли сразу. Но так как несколько недель в регионе не было ни транспорта, ни медикаментов, ни канализации, ни питания, разразились эпидемии и голод, в ходе которых на тот свет отправились еще порядка двухсот тысяч душ. По разным подсчетам, суммарное число жертв составляет от 171 до 230 тысяч.

Жертв и разрушений могло быть куда больше, если бы власти Китая вовремя не сообразили послать самолеты бомбить некоторые уцелевшие дамбы в обозначенных точках, чтобы вода ушла в необходимом направлении.

Восстановление разрушений оказалось задачей почти непосильной даже для коммунистического Китая. Лишь в 1993 году все плотины были отремонтированы, включая пресловутую крупнейшую дамбу Баньцяо, от которой и берет название вся эта история.

Cтраница 1

Прорыв плотин приводит к затоплению местности. Зона затопления образуется следующим образом. Волна прорыва в своем движении вдоль русла реки непрерывно изменяет высоту, скорость движения, ширину и другие параметры. Эта волна имеет зоны подъема уровней воды и зоны их спада, которые называются фронтом волны прорыва. Фронт волны прорыва может быть очень крутым при перемещении больших волн на участках, близких к разрушенному ГОО, и относительно пологим на значительном удалении от него.  

Прогнозировать прорыв плотин затруднительно, и сам прорыв в большинстве случаев происходит внезапно. Поэтому для гидродинамических аварий наиболее актуальна экстренная эвакуация. Она проводится из заранее определенной еще при проектировании гидроузла зоны возможного катастрофического затопления по сигналу о прорыве плотины. Поскольку скорость распространения волны прорыва может достигать 25 км / ч на равнинной местности и 100 км / ч в предгорной и горной местностях, время на оставление опасной зоны оказывается очень мало. Поэтому особенно успешно эвакуация проходит при наличии в зоне вероятного катастрофического затопления в нижнем бьефе плотины локальной автоматизированной системы оповещения о гидродинамической аварии и распространении волны прорыва.  

При прорыве плотины в ней образуется проран, от размеров которого зависят объем и скорость падения вод верхнего бьефа в нижний бьеф ГОО и параметры волны прорыва.  

При угрозе прорыва плотин проводится ряд специфических мероприятий. Информация о таких участках обязательно доводится до населения.  

Гидродинамические аварии: прорывы плотин (дамб, шлюзов, перемычек и др.) с образованием волн прорыва и катастрофических затоплений; прорывы плотин (дамб, шлюзов, перемычек и др.) с образованием прорывного паводка; прорывы плотин (дамб, шлюзов, перемычек и др.), повлекшие смыв плодородных почв или отложение наносов на обширных территориях.  

Наконец, при прорыве плотины также образуются волны и движение при этом - неустановившееся.  

Однако особую опасность представляют собой прорывы плотин водохранилищ и накопителей стоков. Таковые имели место в Башкортостане, Калужской, Ивановской и Ростовской областях.  

Применение цифровых ЭВМ позволяет решать задачу о прорыве плотины в довольно точной постановке. Первые результаты работы в этом направлении содержатся в публикациях (О. Ф. Васильев и др., 1965), посвященных численным методам расчета прерывных волн.  

Существует еще пятый вид наводнений - наводнения при прорыве плотин. По размерам или масштабам и по наносимому суммарному ущербу наводнения делятся также на четыре группы.  

Существует еще пятый вид наводнений - наводнения при прорыве плотин.  

В этом случае представляют интерес и задачи о прорыве плотины и об обрушении значительных масс грунта горных пород в водохранилища. Прорыв плотины сопровождается прохождением по нижележащему руслу мощного потока, состоящего из смеси воды, грунтов и камней. При обрушении грунтовых массивов в водохранилище возникают волны большой высоты, что приводит к переливу через гребень земляной или каменно-набросной плотины, к разрушению всей плотины или ее части. И опять в нижний бьеф поступает водо-грязе-каменная смесь, движущаяся с очень большой скоростью.  

Известны случаи авиационных, железнодорожных, рудничных катастроф, прорыва плотин, аварий на химических заводах и в котельных, вызванные этими видами коррозии.  

13 марта 1961 года произошла Куреневская трагедия - прорыв дамбы в Киеве, в результате которого погибло около 1500 человек. Научно-технический прогресс облегчает человеку жизнь, но и приводит к техногенным авариям. Рассказ пойдёт о пяти самых тяжелых катастрофах в истории СССР.
КУРЕНЁВСКАЯ ТРАГЕДИЯ
Куреневская трагедия произошла в Киеве, 13 марта 1961 года. 2 декабря 1952 года было принято решение о создании свалки из строительных отходов в печально известном месте Бабий Яр. Это место перекрывала дамба, которая защищала Куреневский район от сливавшихся отходов с заводов по производству кирпича. 13 марта дамбу прорвало, и грязевая волна высотой в 14 метров понеслась вниз, по улице Телиги. Поток обладал большой силой и смывал все на своем пути: автомобили, трамваи, здания.
Хотя потоп и продолжался всего полтора часа, за это время волна из отходов успела унести жизни сотни людей и нанести катастрофический урон всему городу. Точное количество жертв установить не удалось, но цифра эта близка к 1,5 тысяч человек. Кроме того, было разрушено около 90 зданий, примерно 60 из которых были жилыми.
Известие о катастрофе дошло до населения страны только 16 марта, а в день трагедии властями было принято решение не афишировать произошедшее. Для этого по всему Киеву была отключена международная и междугородняя связь. Позже экспертная комиссия вынесла решение о причинах этой аварии, ими были названы «ошибки в проекте гидроотвалов и дамбы».


РАДИАЦИОННАЯ АВАРИЯ НА ЗАВОДЕ «КРАСНОЕ СОРМОВО»
Радиационная авария на заводе «Красное Сормово», который располагался в Нижнем Новгороде, произошла 18 января 1970 года. Трагедия произошла во время строительства атомной подводной лодки К-320, которая входила в проект «Скат». Когда лодка находилась на стапеле, вдруг включился реактор, который проработал 15 секунд на предельной для него скорости. В результате этого произошло радиационное заражение всего механосборочного цеха.
В момент работы реактора в помещении находилось около 1000 человек, работающих на заводе. Не подозревая о заражении, в тот день многие ушли домой без необходимой медицинской помощи и дезактивационной обработки. Трое из шести пострадавших, доставленных в больницу в Москве, умерли от лучевой болезни. Было принято решение не придавать огласке это происшествие, и со всех, кто остался в живых, были взяты подписки о неразглашении на 25 лет. И только на следующий день после аварии рабочих начали обрабатывать. Ликвидация последствий аварии продолжалась до 24 апреля 1970 года, более тысячи рабочих завода были задействованы в этих работах.


АВАРИЯ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС
Чернобыльская катастрофа произошла 26 апреля 1986 года на Чернобыльской атомной электростанции. Реактор был полностью разрушен в результате взрыва, и в окружающую среду было выброшено огромное количество радиоактивных веществ. Авария стала самой крупной за всю историю атомной энергетики. Основным поражающим фактором при взрыве стало радиоактивное заражение. Кроме территорий, находящихся в непосредственной близости к взрыву (30 км), пострадала территория Европы. Это произошло из-за того, что облако, образовавшееся от взрыва, разнесло радиоактивные материалы на многие километры от очага. Выпадение радионуклеидов йода и цезия было зафиксировано на территории современной Белоруссии, Украины и Российской Федерации.
В течение трех первых месяцев после аварии погиб 31 человек, при этом за следующие 15 лет от последствий аварии погибло еще от 60 до 80 человек. Более 115 тысяч человек были эвакуированы из 30-километровой зоны поражения. В ликвидации аварии участвовало более 600 тысяч военнослужащих и добровольцев. Ход расследования постоянно менялся. До сих пор точно не установлены причины аварии.


КЫШТЫМСКАЯ АВАРИЯ
Кыштымская авария стала первой техногенной катастрофой в СССР, она случилась 29 сентября 1957 года. Она произошла на заводе «Маяк», который располагался в закрытом военном городе «Челябинск – 40». Название авария получила по наиболее близкому городу Кыштым.
Причиной стал взрыв, который произошел в специальном резервуаре для радиационных отходов. Эта ёмкость представляла собой ровный цилиндр, который был изготовлен из нержавеющей стали. Конструкция емкости представлялась надежной, и никто не ожидал того, что система охлаждения выйдет из строя.
Произошел взрыв, в результате которого в атмосферу было выброшено около 20 миллионов кюри радиоактивных веществ. Около 90 процентов радиации выпало на территорию самого химкомбината «Маяк». К счастью, Челябинск-40 не пострадал. В ходе ликвидации аварии 23 деревни были расселены, а сами дома и домашние животные подверглись уничтожению.
В результате взрыва ни один человек не погиб. Однако служащие, которые выполняли ликвидацию заражения, получили значительную дозу облучения. В операции принимало участие около тысячи человек. Сейчас эта зона носит название Восточно-Уральский радиоактивный след и любая хозяйственная деятельность на этой территории запрещена.


КАТАСТРОФА НА КОСМОДРОМЕ ПЛЕСЕЦК
18 марта 1980 года при подготовке к запуску ракеты-носителя «Восток 2-М» произошел взрыв. Происшествие произошло на космодроме Плесецк. Эта авария привела к большим количествам человеческих жертв: только в непосредственной близости к ракете в момент взрыва находился 141 человек. 44 человека погибло в пожаре, остальные получили ожоги разной степени тяжести и были доставлены в госпиталь, впоследствии четверо из них скончались.
К катастрофе привел тот факт, что при изготовлении фильтров в качестве каталитических материалов была использована перекись водорода. Только благодаря храбрости самих участников этой аварии удалось вынести из пожара множество людей. Ликвидация катастрофы длилась в течение трёх дней.
В будущем ученые отказались от применения перекиси водорода в качестве катализатора, что позволило избежать подобных происшествий.

"Дамба Баньцяо высотой 24,54 метра и длиной 118 метров была построена в 1952 году для защиты от наводнения, которое происходит раз в тысячу лет. Ее строили на века, но никто не ожидал, что она будет разрушена водной катастрофой спустя всего 23 года.

Желание сэкономить

Наводнение началось 8 августа 1975 года около часа ночи по местному времени. Мирные жители спали, когда вода в реке Жу начала подниматься из-за огромного количества осадков, выпавших во время бушевавшего в течение недели супертайфуна Нины. Дамба не выдержала выпавшей за день годовой нормы и под напором воды развалилась на части. В тот кошмарный день вода унесла жизни более 26 тысяч человек, и смыла урожай. После этого из-за уничтоженных продовольственных запасов и полей от эпидемий и голода скончались около 230 тысяч человек.

Гибели стольких людей можно было бы избежать, учтя несколько факторов при строительстве дамбы. Во-первых, во время строительства стоило использовать не грунт (дамба Баньцяо была полностью грунтовой - прим. ред.), а крепкие материалы. Еще до наводнения плотина под воздействием влажного климата начала разрушаться и «плыть», на стенах появились трещины. На помощь китайским строителям были призваны советские инженеры, которые укрепили хлипкое строение металлическими конструкциями, после чего дамба стала чуть ли не самой надежной плотиной во всем Китае.

Во-вторых, следовало учесть мнение одного из ведущих китайских гидрологов Чень Синя, который требовал не экономить народные деньги и построить 12 водоспусков. В этом случае катастрофа бы принесла меньше жертв и ущерба. Но тогда настойчивость специалиста была воспринята властями негативно, его подвергли партийной критике за призыв к растрате народных средств. Ученого отстранили от работы и, сэкономив, построили лишь пять водоспусков.

Третьей причиной катастрофы стало то, что в бассейне реки Жу по аналогии с дамбой Баньцяо начали строить другие плотины.

Точка отсчета

То, что катастрофа случится, можно было предугадать более чем за неделю до трагедии. 30 июля 1975 года на Поднебесную обрушился супертайфун Нина, который бушевал до 6 августа. После него начались сильные ливни. Рекордное количество осадков, которое превысило годовую норму в 200 мм, привело к подтоплению земли ниже по течению от дамбы.

6 августа руководство Баньцяо решило начать слив воды с водоспусков, для чего требовалось разрешение от высшей инстанции. Утром следующего дня руководству дамбы было направлено сообщение, которое до адресата не дошло из-за поломки линии связи. Вечером того же дня в одной из самых «надежных» плотин Китая начали образовываться трещины. Сотрудники дамбы приняли решение несмотря на «молчание» высшей инстанции начать спускать воду с водостоков, но было уже поздно: из-за ила они закупорились и перестали работать.

Рядом с дамбой располагалась военная часть, ее командир решил помочь руководству плотины и предложил нанести авиаудар и позволить воде вытечь. Возможно, это помогло бы, но в тот момент дамба Шиманьтань, стоящая выше по течению, разрушилась. Вся скопленная в ней вода огромной семиметровой волной, скорость которой достигала 50-55 километров в час, ударила про еле-живой Баньцяо. И та не выдержала. Примерно за час вода разлилась по равнине на ширине до 10-15 километров, она уничтожила все дороги, коммуникации, деревни, урожай. В ее водах погибли 26 тысяч людей и 300 тысяч голов скота. На утро выжившие вместо зеленых лугов увидели илистые озера и разоренную землю, также были разрушены все 62 дамбы, которые шли вниз по течению реки.

Во время подсчета ущерба выяснилось, что количество разрушенных домов приблизилось к 5,9 миллиона. Человеческие жертвы насчитывали от 90 тысяч до 230 тысяч человек. Со временем стало выясняться, что волной многих унесло на несколько километров от их домов, но они остались живы и через какое-то время смогли вернуться на родную землю.

К сожалению, на этом трагедия не закончилась. После наводнения в регионе начался голод и эпидемии, жертвами которых стали около 230 тысяч человек. Всего от катастрофы так или иначе пострадали 11 миллионов жителей пострадавшего региона.

Надо заметить, что разрушенные дамбы долгие годы напоминали о себе лишь руинами, их не восстанавливали вплоть до 1993 года. В этом же году вновь заработала заново возведенная дамба Баньцяо."