212-21-РВ - ш. Волоколамское - Расчет вреда. Расчет вероятного вреда

• Название: Расчет вероятного вреда
• Дата: 21.06.2022
• Размер: 0.83 Mb.
• Имя файла: 212-21-РВ - ш. Волоколамское - Расчет вреда.doc
• Тип: Документы; #607534
• страница: 3 из 6

2.2. Оценка вероятности возникновения аварии ГТС.
Для оценки вероятности возникновения аварии вначале рассчитывается коэффициент риска D_а, на основе принципа пересечения уровня опасности аварии и уровня уязвимости ГТС, по формуле:

D_а= х _у,

где  - коэффициент опасности для ГТС; _у - коэффициент уязвимости ГТС.

Физический смысл коэффициента D_а состоит в том, что он представляет собой меру (дозу) опасного воздействия на данное ГТС с установленной степенью уязвимости.

Коэффициент риска аварий ГТС плотины верхнего пруда на р. Городянка в г. Руза, городского округа Рузский Московской областиравен:

сценарий № 1: D_a = 0,4667 х 0,4667 = 0,218

сценарий № 2: D_a = 0,3 х 0,2 = 0,06

сценарий № 3: D_a = 0,2333 х 0,2833 = 0,066

В соответствии с табл. 12 (классификация уровней безопасности) в ГОСТ Р 22.2.09-2015, Плотины верхнего пруда на р. Городянка в г. Руза, городского округа Рузский Московской областиимеет Пониженный уровень безопасности.

Расчеты дозы вредного воздействия D_a позволяют оценивать вероятность возникновения аварии Р_а (ГТС) по формуле:

Р_а(ГТС)=0,5 х erfcx,

При этом величина Р_а (ГТС) (1 год), как вероятность аварии или частота ЧС рассчитывается по формуле:

Р_а(ГТС)=0,5 erfc(-0,83 β ln 2 D_а), где x = (-0,83 β ln 2 D_а),

β – значение коэффициента вероятности (для объекта III класса)

erfcx - вероятностная функция.
Коэффициент x равен:

сценарий № 1: x = -0,83 х 2,0 х ln (2 х 0,218) = 1,4

сценарий № 2: x = -0,83 х 2,0 х ln (2 х 0,06) = 3,5

сценарий № 3: x = -0,83 х 2,0 х ln (2 х 0,066) = 3,4
Значение функции erfcx:

сценарий № 1: erfc x = 0,0477

сценарий № 2: erfc x = 6,45 х 10^-7

сценарий № 3: erfc x = 2,04 х 10^-6
Расчет вероятности аварии Р_а (ГТС):

сценарий № 1: Р_а (ГТС) = 0,5 х 0,0477 = 2,39 х 10^-2

сценарий № 2: Р_а (ГТС) = 0,5 х 6,45 х 10^-7 = 3,22 х 10^-7

сценарий № 3: Р_а (ГТС) = 0,5 х 2,04 х 10^-6 = 1,02 х 10^-6
Согласно расчетным данным вероятности аварии Р_а в соответствии с табл. 15 в ГОСТ Р 22.2.09-2015, ГТС имеет Повышенный уровень риска эксплуатации.

В соответствии с расчетом, наибольшее значение вероятности аварии Р_а (ГТС) имеет авария по сценарию № 1, поэтому принимаем его к расчету вероятного вреда как сценарий наиболее вероятной аварии ГТС.

В соответствии с расчетом, наименьшее значение вероятности аварии Р_а (ГТС) имеет авария по сценарию № 2, поэтому принимаем его к расчету вероятного вреда как сценарий наиболее тяжелой аварии ГТС.

3. ПОРЯДОК РАСЧЕТА
В соответствии с п. 52-53 Приказа Ростехнадзора «Об утверждении Методики определения размера вреда, который может быть причинен жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварии гидротехнического сооружения (за исключением судоходных и портовых гидротехнических сооружений)» от 10 декабря 2020 года N 516, общая структура ущерба от аварий ГТС приведена в прил. 2 Методики. Конкретный перечень основных составляющих ущерба, возможных в результате аварий ГТС, для которого выполняется расчет вероятного вреда, разрабатывается на основе данной структуры по результатам анализа характера и величины опасных воздействий на жизнь и здоровье физических лиц, имущество физических и юридических лиц, природную среду с учетом особенностей социально-экономических показателей развития территории, попадающей в зону аварийного воздействия ГТС. Составляющие ущерба, невозможные при аварии конкретного ГТС, для которого выполняется расчет вероятного вреда, приравниваются к нулю при соответствующем обосновании (например, если в зоне затопления отсутствуют населенные пункты, составляющая ущерба жилому фонду и имуществу граждан равна нулю).

Основные этапы определения размера вероятного вреда от аварий ГТС включают выполнение следующих действий:

• 
  описание и обоснование принятых к расчету сценариев аварий гидротехнического сооружения;
  

• 
  идентификация зон аварийного воздействия ГТС в границах субъектов Российской Федерации;
  
• 
  определение основных параметров зон аварийного воздействия ГТС;
  
• 
  районирование зон затопления по степени поражения людей, разрушения промышленных и жилых объектов, транспортных сооружений (оценка последствий аварии ГТС);
  
• 
  обоснование исключения из расчета вероятного вреда ряда основных составляющих ущерба, не имеющих места в зонах аварийного воздействия ГТС;
  
• 
  определение величин, составляющих ущерб, возможных в результате аварий ГТС - социального ущерба, имущественного ущерба и ущерба природной среде.
  

Расчет зон затопления при возможных гидродинамических авариях в соответствии со сценариями развития аварий ГТС, выполнен с использованием компьютерной программы:

«Волна», версия 14.0 Copyright © 2001-2020 фирма ООО  НПП  «Титан-Оптима», сайт:  http://titan-optima.com, e-mail:  [e-mail], свидетельство об отраслевой регистрации разработки №18828, зарегистрировано 09 января 2013 года. Электронная версия Свидетельства размещена на сайте Лицензиара: http://www.titan-optima.ru/images/sert/img_002.jpg.

3.1. Описание и обоснование принятых к расчету сценариев аварий гидротехнического сооружения
Анализ возможных причин возникновения опасных повреждений, способных вызвать аварийные ситуации и гидродинамические аварии.

По результатам анализа установлены внешние и внутренние причины возникновения чрезвычайных ситуаций на гидротехническом сооружении, способные вызвать аварийные ситуации и гидродинамические аварии.

К внешним причинам аварий ГТС плотины верхнего пруда на р. Городянка в г. Руза, городского округа Рузский Московской области относятся:

- сверхрасчетный ливень;

- сверхрасчетный паводок.

К внутренним причинам аварий ГТС плотины верхнего пруда на р. Городянка в г. Руза, городского округа Рузский Московской области относятся:

- повреждение водосбросного сооружения;

- повреждение низового откоса;

- наличие пониженного участка на гребне плотины, через который может начаться перелив воды;

- нарушение фильтрационной прочности грунтов тела и (или) основания плотины;

- потеря устойчивости в результате воздействия большой волны.
Для «Расчета размера вероятного вреда, который может быть причинен жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварий ГТС плотины верхнего пруда на р. Городянка в г. Руза, городского округа Рузский Московской области в соответствии с прил. 1. Приказа Ростехнадзора «Об утверждении методики определения размера вреда, который может быть причинен жизни, здоровью физических лиц в результате аварии гидротехнического сооружения (за исключением судоходных и портовых гидротехнических сооружений)» от 10 декабря 2020 года N 516 принято 3 допустимых сценария развития аварии на гидротехническом сооружении.

Перечень основных сценариев аварий ГТС, принятых к Расчету вероятного вреда:

Сценарий №1: Разрушение водоподпорного сооружения (земляной плотины). По приведенному сценарию аварии принимаем, что происходит нарушение фильтрационной прочности аллювиальных грунтов основания грунтовой плотины. В этом случае, в основании плотины в области фильтрационного потока градиенты напора могут достичь и превысить критические значения для грунтов основания, что приведет к интенсивному выносу грунта из основания сооружения (механическая суффозия), что, в свою очередь, может привести к глубокой просадке гребня плотины. Процесс развития аварии данного типа может иметь протяженность во времени, измеряемую несколькими часами. Просадка гребня плотины может привести к переливу воды из верхнего бьефа, размыву тела плотины, образованию прорана в теле плотины и прорыву напорного фронта, что повлечет за собой неконтролируемый излив воды в нижний бьеф.

Сценарий №2: Разрушение водоподпорного сооружения (земляной плотины). По приведенному сценарию аварии принимаем, что из-за сильных ливневых дождей происходит резкое повышение уровня воды. Тело плотины находится под напором на проектных отметках НПУ и выше. Водопропускные сооружения находятся в нормальном состоянии и функционируют в проектных режимах. Происходит потеря устойчивости плотины при воздействии волны, пришедшей в результате прорыва тела плотины, расположенной выше по течению от створа ГТС. Происходит деформация и разрушение тела плотины, образованию прорана и прорыву напорного фронта, что повлечет за собой неконтролируемый излив воды в нижний бьеф.

Сценарий №3: Разрушение водоподпорного сооружения (земляной плотины). По приведенному сценарию аварии принимаем, что из-за сильных ливневых дождей происходит резкое повышение уровня воды по причине уменьшения пропускной способности водосбросного сооружения из-за его засорения, ввиду отсутствия сороудерживающей решетки и ледозащитного сооружения. Тело плотины находится под напором на отметках выше НПУ. Из-за длительной эксплуатации сильно размыт верховой откос и присутствуют недопустимые просадки гребня плотины. Происходит частичное обрушение верхового откоса и перелив воды из верхнего бьефа через пониженные участки плотины, размыву тела плотины в месте разрушения, образованию прорана и прорыву напорного фронта, что повлечет за собой неконтролируемый излив воды в нижний бьеф.

При оценке последствий возможной гидродинамической аварии на ГТС при сценариях № 1 и № 2 выявлено, что авария по сценарию № 1 приводит к образованию зоны затопления с наименьшей площадью, а по сценарию № 2 с наибольшей площадью зоны затопления, соответственно сценарий № 1 принимаем к расчету вреда как наиболее вероятную аварию ГТС, а № 2 принимаем к расчету вреда как наиболее тяжелую аварию ГТС.

3.1.1. Оценка последствий наиболее вероятной аварии ГТС
При оценке аварии по сценарию № 1 (наиболее вероятной), были учтены следующие положения:

• 
  событие происходит в весенний период и ночью;
  
• 
  эксплуатационные характеристики створа ГТС (объем, глубина, площадь водного зеркала и НПУ водохранилища);
  
• 
  характеристики нижнего бьефа плотины (глубина, ширина и скорость течения);
  
• 
  степень разрушения ГТС и высота порога бреши;
  
• 
  топографические данные створов, расположенных ниже по течению воды
  (3 створов, не считая створа «0»);
  
• 
  при образовании бреши в плотине ГТС плотины верхнего пруда на р. Городянка в г. Руза, городского округа Рузский Московской области, волна прорыва распространится согласно рельефу местности вдоль р. Городянка (Приложение №7).
  

Предполагается следующий возможный сценарий развития аварии, а также условия расчета:

• 
  при гидродинамическом воздействии на плотину, происходит ее разрушение и образуется проран шириной до 9,00 м;
  
• 
  высота порога бреши принимается равной 1,20 м;
  
• 
  степень разрушения плотины принимается равной 0,1;
  
• 
  волна прорыва распространяется в нижний бьеф плотины;
  
• 
  параметры волны устанавливаются в 3-х створах.
  

Расчет волны прорыва в результате аварии на ГТС плотины верхнего пруда на р. Городянка в г. Руза, городского округа Рузский Московской области (сценарий наиболее вероятной аварии ГТС), представлен в прилож. №5.

Расчёт параметров волны прорыва позволяет сделать вывод, что при развитии гидродинамической аварии по сценарию № 1 (наиболее вероятной аварии ГТС) зона возможного затопления ограничивается рельефом местности и волна движется вдоль имеющегося русла р. Городянка. Ниже 3-го створа последствия аварии ГТС, волна прорыва движется в пределах имеющегося русла р. Городянка. Площадь зоны возможного затопления составляет 0,043 кв. км.
В зону аварийного воздействия попадает следующий перечень объектов:

- территория г. Руза.

- участки автодорог местного значения - 0,09 км.

- участок автодороги 46К-1260 регионального (межмуниципального) значения – 0,03 км.

- воздушные ЛЭП на железобетонных опорах – 0,42 км.

Соответствующие виды ущерба при расчете вероятного вреда от аварии на ГТС плотины верхнего пруда на р. Городянка в г. Руза, городского округа Рузский Московской области отражены в п.п. 3.2–3.8 данного документа.
3.1.2. Оценка последствий наиболее тяжелой аварии ГТС
При оценке авария по сценарию № 2 (наиболее тяжелой), были учтены следующие положения:

• 
  событие происходит в весенний период и ночью;
  
• 
  эксплуатационные характеристики створа ГТС (объем, глубина, площадь водного зеркала и НПУ водохранилища);
  
• 
  характеристики нижнего бьефа плотины (глубина, ширина и скорость течения);
  
• 
  степень разрушения ГТС и высота порога бреши;
  
• 
  топографические данные створов, расположенных ниже по течению воды
  (3 створов, не считая створа «0»);
  
• 
  при образовании бреши в плотине ГТС плотины верхнего пруда на р. Городянка в г. Руза, городского округа Рузский Московской области, волна прорыва распространится согласно рельефу местности вдоль р. Городянка (Приложение №6).
  

Предполагается следующий возможный сценарий развития аварии, а также условия расчета:

• 
  при гидродинамическом воздействии на плотину, происходит ее разрушение и образуется проран шириной до 27,0 м;
  
• 
  высота порога бреши принимается равной 0,5 м;
  
• 
  степень разрушения плотины принимается равной 0,3;
  
• 
  волна прорыва распространяется в нижний бьеф плотины;
  
• 
  параметры волны устанавливаются в 3-х створах.
  

Расчет волны прорыва в результате аварии на ГТС плотины верхнего пруда на р. Городянка в г. Руза, городского округа Рузский Московской области (сценарий наиболее тяжелой аварии ГТС), представлен в прилож. №4.

Расчёт параметров волны прорыва позволяет сделать вывод, что при развитии гидродинамической аварии по сценарию № 2 (наиболее тяжелой аварии ГТС) зона возможного затопления ограничивается рельефом местности и волна движется вдоль имеющегося русла р. Городянка. Ниже 3-го створа последствия аварии ГТС, волна прорыва движется в пределах имеющегося русла р. Городянка. Площадь зоны возможного затопления составляет 0,068 кв. км.
В зону аварийного воздействия попадает следующий перечень объектов:

- территория г. Руза.

- участки автодорог местного значения – 0,13 км.

- участок автодороги 46К-1260 регионального (межмуниципального) значения – 0,07 км.

- воздушные ЛЭП на железобетонных опорах – 0,66 км.

Соответствующие виды ущерба при расчете вероятного вреда от аварии на ГТС плотины верхнего пруда на р. Городянка в г. Руза, городского округа Рузский Московской области отражены в п.п. 3.2–3.8 данного документа.

3.2. Оценка вероятного числа погибших и пострадавших при аварии ГТС людей среди персонала ГТС, населения постоянного проживания и населения временного нахождения

Величина социального ущерба N_л в натуральном выражении определяется по формуле:

N_л = N_л11+N_л21+N_л31+N_л12+N_л22+N_{л32 ,} где:

- N_л11 и N_л12 – соответственно, число погибших и пострадавших работников ГТС, которые при исполнении своих служебных обязанностей находились в зоне аварийного воздействия;

- N_л21 и N_л22 – соответственно, число погибших и пострадавших из числа постоянно проживающих на территории, попавшей в зону затопления;

- N_л31 и N_л32 – соответственно, число погибших и пострадавших временно находящихся в зоне затопления;
Оценка потерь среди работников ГТС

Общие потери среди работников ГТС принимаются равными 60% от численности персонала ГТС, находящегося в зоне катастрофических разрушений; из них безвозвратные потери N_Л11 составят 40% от общих потерь, возвратные потери N_Л12 - 60% от общих потерь в соответствии с показателями, приведенными в прил. №3 методики [10]:

N_Л11 = 0,6 х 0,4 х N_{раб.ГТС},

N_Л12 = 0,6 х 0,6 х N_{раб.ГТС},

где: N_{раб.ГТС} - численность персонала ГТС, попадающего в зону катастрофических разрушений.

На ГТС плотины верхнего пруда на р. Городянка в г. Руза, городского округа Рузский Московской области, постоянный обслуживающий персонал отсутствует. В результате аварии по прогнозируемым сценариям №1 и №2, численность персонала ГТС, попадающего в зону катастрофических разрушений составляет – 0 чел., соответственно:

N_Л11 = 0,6 х 0,4 х 0 = 0 чел.

N_Л12 = 0,6 х 0,6 х 0 = 0 чел.

Оценка потерь среди постоянно проживающего населения

Число погибших (N_Л21) и пострадавших (N_Л22) среди населения постоянного проживания, определяется в соответствии с п. 68 Методики, так как в зону затопления при аварии ГТС попадают городские и сельские поселения, при этом оценка численности городского и сельского населения постоянного проживания в зонах разрушений проводится на основе данных о численности населения, площадь территории объектов и средней плотности населения городов и сельских поселений субъекта РФ, который определяется по формуле:

P = N / S,

где: N – численность населения по данным официального интернет портала Федеральной службы государственной статистики (http://www.gks.ru/dbscripts/munst/) для г.Руза – 12 743 чел.

S – площадь территории по данным официального интернет портала Федеральной службы государственной статистики (http://www.gks.ru/dbscripts/munst/) для
г.Руза – 17,38 км кв.

P = 12 743 / 17 380 000 = 7,33•10^-4 чел/ кв. м.
Общая численность населения постоянного проживания в зоне возможного затопления, определенная по средней плотности населения субъекта Российской Федерации, равна:

Nз = P • Sзатоп,

где: Sзатоп - площадь зоны затопления при аварии ГТС с учетом i-й степени разрушения от общей площади зоны затопления, полученная по результатам расчетов волны прорыва.

Для аварии на ГТС плотины верхнего пруда на р. Городянка в г. Руза, городского округа Рузский Московской области:

- по сценарию № 1:	S (сил) –	12 000	кв. м. зона затопления
	S (ср) –	31 000	кв. м. зона затопления
	S (ср) –	0	кв. м. зона затопления
- по сценарию № 2:	S (сил) –	20 000	кв. м. зона затопления
	S (ср) –	48 000	кв. м. зона затопления
	S (ср) –	0	кв. м. зона затопления

Расчет численности:

- по сценарию № 1:

N (cил) =	7,33•10-4	х	12 000	=	8,80	чел.
N (cр) =	7,33•10-4	х	31 000	=	22,73	чел.
N (cл) =	7,33•10-4	х	0	=	0,00	чел.

- по сценарию № 2:

N (cил) =	7,33•10-4	х	20 000	=	14,66	чел.
N (cр) =	7,33•10-4	х	48 000	=	35,19	чел.
N (cл) =	7,33•10-4	х	0	=	0,00	чел.

В соответствии с п. 61 [10] в зонах сильных, средних и слабых разрушений, когда эвакуация людей производится частично, принимается, что воздействию подвергается 75% людей, попавших в зону затопления. Соответственно количество людей, подвергающихся воздействию, составляет:

- по сценарию № 1:

N (cил) х 0,75 =	8,80	х	0,75	=	6,60	чел.
N (cр) х 0,75 =	22,73	х	0,75	=	17,05	чел.
N (cл) х 0,75 =	0,00	х	0,75	=	0,00	чел.

- по сценарию № 2:

N (cил) х 0,75 =	14,66	х	0,75	=	11,00	чел.
N (cр) х 0,75 =	35,19	х	0,75	=	26,40	чел.
N (cл) х 0,75 =	0,00	х	0,75	=	0,00	чел.

Для расчета принимаем, что авария происходит в ночное время. В соответствии с п. 66 и прил. 3 [10] общие потери составят:

- по сценарию № 1:

зона сильного воздействия –	6,60	х	0,25	=	1,650	≈ 2	чел.
зона среднего воздействия –	17,05	х	0,15	=	2,557	≈ 3	чел.
зона слабого воздействия –	0,00	х	0,1	=	0,000	≈ 0	чел.

- по сценарию № 2:

зона сильного воздействия –	11,00	х	0,25	=	2,75	≈ 3	чел.
зона среднего воздействия –	26,40	х	0,15	=	3,96	≈ 4	чел.
зона слабого воздействия –	0,00	х	0,1	=	0,00	≈ 0	чел.

Для аварии на ГТС плотины верхнего пруда на р. Городянка в г. Руза, городского округа Рузский Московской области:

- по сценарию № 1:

Безвозвратные потери

N_Л21сел = 2 х 0,2 + 3 х 0,15 + 0 х 0,1 = 0,85 ≈ 1 чел.

Возвратные потери

N_Л22сел =4,15 ≈ 4 чел.

- по сценарию № 2:

Безвозвратные потери

N_Л21сел = 3 х 0,2 + 4 х 0,15 + 0 х 0,1 = 1,2 ≈ 1 чел.

Возвратные потери

N_Л22сел = 5,8 ≈ 6 чел.
Исходя из анализа площади зон затопления по сценарию № 1 (наиболее вероятной) и сценарию № 2 (наиболее тяжелая), они не выходят за границы территории г. Руза, следовательно, прочих пострадавших не будет (равно 0). В результате расчета числа погибших и пострадавших при аварии на ГТС плотины верхнего пруда на р. Городянка в г. Руза, городского округа Рузский Московской области среди населения постоянного проживания вне указанной области не проводился.
Оценка потерь среди временно находящегося населения

Визуальный осмотр зоны возможного затопления не выявил наличие предприятий, каких-либо строений, дорог и других объектов, где могут находиться люди. Также с учетом отсутствия данных о характере и численности населения временного нахождения на территории аварийного воздействия ГТС, в соответствии с п. 73 методики [10] значения составляющих N_Л31 и N_Л32 принимаются равными нулю.

N_Л31 = 0 чел. N_Л32 = 0 чел.