Учебное пособие-2022. Учебное пособие Саяногорск сфу 2007
 Скачать 2.5 Mb.
|
|
Надежность является составной частью безопасности, но отнюдь ее не заменяет. Понятие безопасности сооружения имеет более широкий философский смысл, так как помимо технических аспектов включает экономические и со- циальные, а также психологические аспекты, связанные с чувствами живу- щего в непосредственной близости от сооружения населения, а также с мо- ральным ущербом, в том числе и международным, который может нанести разрушение или повреждение сооружения той стране, организации и инже- нерам, которые проектировали, строили и эксплуатировали сооружения. Безопасность сооружения – это его характеристика не создавать опасности для жизни и здоровья людей, а также для экономической ин- фраструктуры и окружающей среды как в период строительства соору- жения, так и в период его эксплуатации. Так, например, «Бюро мелиорации США» следующим образом опреде- ляет безопасность плотин: «Безопасная плотина – это та, которая своим при- 154 сутствием не подвергает население недопустимому риску». Таким образом, это определение безопасности подразумевает не только необходимость оцен- ки риска, но и выяснение его «допустимости», т.е. оценки, как уже отмеча- лось выше, социально-приемлемого уровня ущерба. В общепринятой сегодня инженерной практике оценка устойчивости или прочности конструкции осуществляется методом вычисления коэффици- ента запаса, который практически представляет собою отношение макси- мальной нагрузки, которую может выдержать сооружение, к эксплуатацион- ной. Такое определение коэффициента запаса позволяет использовать его как для оценки возможной перегрузки, так и для оценки возможности потери прочности в рассматриваемом сечении. Для оценки надежности сооружения или его основания, как правило, используются критерии прочности, устойчивости или деформации. Как уже говорилось, понятие надежности связано с возможностью на- рушения работы или разрушением самого сооружения и поэтому оно являет- ся составной частью безопасности. Однако для суждения о безопасности следует рассмотреть те последствия, к которым может привести авария со- оружения: – опасность для жизни людей; – экономический ущерб (включая стоимость самого сооружения и потери, связанные с прекращением его нормальной эксплуатации); – социальный ущерб, связанный с физическим и психическим травматизмом; – ущерб, причиненный окружающей среде. Следует отметить, что аварии и разрушения чаще всего происходят при первом заполнении водохранилища и в первые 5 лет эксплуатации плотины. Затем, в течение довольно долгого периода плотины работают без аварий, но по истечении нескольких десятилетий аварии на плотинах (но не разруше- ния) учащаются за счет старения плотин. При этом частота разрушений зем- ляных и каменно-набросных плотин в 5 раз превышает частоту разрушений бетонных плотин. Первая крупная авария с каменно-набросной плотиной Джонстаун (США) произошла в 1889 г. Плотина была построена в 1839 г., в 1875 г. на- ращивалась до высоты 23 м. В мае 1889 г. плотина разрушилась вследствие дождевого паводка. Погибло 2 тыс. человек. Во второй половине ХIХ века французы строили много ирригационных плотин в Алжире. Гравитационная плотина Хабра в Алжире высотой 38 м, шириной по подошве 26 м была разрушена в 1881 г., когда уровень воды в водохранилище поднялся выше расчетного на 4 м. В плотине образовались трещины вблизи контакта с основанием, и она потеряла устойчивость на сдвиг. 155 Еще более крупная авария во Франции произошла с плотиной Бузей. Гравитационная плотина Бузей (Bouzey), построенная в 1878-81 гг., имела столь обжатый профиль, что ее вряд ли рискнули бы возводить в настоящее время. При высоте 16 м она имела толщину по гребню 4 м и по подошве 12 м. В 1884 г. в низовом клине тела плотины образовалась наклонная трещина, и произошел небольшой сдвиг плотины в нижний бьеф (часть водоёма, рас- положенная по течению ниже плотины). Плотина продолжала эксплуатиро- ваться, и в 1895 г. плотина разрушилась на высоте 11 м ниже гребня (верхняя часть плотины) на участке в 180 м при общей длине напорного фронта (длина плотины воспринимающая гидростатическое давление) 550 м. Погибло 150 человек. Разрушение плотины вызвало широкую дискуссию, в которой при- няли участие крупные инженеры и ученые того времени (Ренкин, Делор, Мо- рис Леви). Морис Леви (1895 г.) считал, что плотина разрушилась вследствие не учета новой нагрузки – противодавления (взвешивающее давление на по- дошву плотины, направленное вверх). Он сформулировал требование, из- вестное как «правило Леви»: напряжения на верховой грани плотины долж- ны быть сжимающими и по величине не меньшими, чем gh (где g – плот- ность воды, h – глубина). В 1897 г. правительство Франции выпустило цир- куляр, обязывавший при проектировании плотин учитывать противодавле- ние. В начале ХХ века это правило стало повсеместным. В энергетических системах, кроме плотин, немало составляющих эле- ментов, влияние которых необходимо учитывать при решении глобальных экологических проблем, в частности, учитывать и снижать воздействие на окружающую среду тепловых и химических процессов, радиоактивности и запыленности, а также влияние электрических полей высокого напряжения. Существующее вблизи проводов высоковольтных ЛЭП электромагнит- ное поле, как уже указывалось, неблагоприятно действуют на организм чело- века. По мнению биологов, жизнь – это тонкий электрический процесс. Возле электромагнитного поля могут изменяться электрохимические, а, следова- тельно, и любые биохимические процессы в клетках организмов. В то же время ни у животных, ни у растений не удалось обнаружить специальных магниточувствительных органов. Однако, несомненно, магнитные и электри- ческие поля оказывают (пока не до конца ясное) влияние на живые организ- мы. Влияние электромагнитных полей (изменяющихся с промышленной частотой 50 Гц) на человека пока недостаточно изучено. Проведенные в на- шей стране и за рубежом исследования показали, что сильное электромаг- нитное поле вызывает функциональное нарушение сердечно-сосудистой сис- темы и нарушение невралгического характера. Первоначально вредные воз- действия сильных полей на человека были замечены при вводе в эксплуата- цию высоковольтных ЛЭП и подстанций напряжением 400-500 кВ. Повто- ряющееся электромагнитное облучение человека приводит к накапливаю- 156 щимся (кумулятивным) эффектам, пока еще также не вполне изученным. Од- нако уже очевидно, что вредные последствия пребывания человека в сильном электромагнитном поле зависят от напряженности Е поля и продолжительно- сти его воздействия Т. Чем больше напряженность поля, тем меньшая допус- кается продолжительность пребывания в нем человека. Значение напряжен- ности поля уменьшается с увеличением расстояния от источника излучения поля – проводов, аппаратов. Приведенными примерами влияния плотин ГЭС и электрических уст- ройств, как составных частей энергетических систем, на окружающую среду показана сложность проблем, которые должен знать инженер, работающий в области электроэнергетики, в результате чего труд его приобретает все более творческую направленность, вызываемую, с одной стороны, потребностями развития техники, а с другой, – минимизацией вредных экологических по- следствий. Эффективные решения экологических задач при проектировании ГЭС позволят избежать их негативного влияния на окружающую среду и придадут гидроэлектростанциям ещё большую общественную значимость. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Брызгалов, В.И. Из опыта создания Красноярской и Саяно-Шушенской гидроэлектростанций / В.И. Брызгалов. – Красноярск : Издательский дом «Суриков», 1999. – 560 с. : ил. 2. Введение в гидроэлектроэнергетику : учебное пособие для вузов / А.Л. Можевитинов, Г.В. Симаков, А.В. Михайлов, В.Н. Поспелов; под ред. А.Л. Можевитинова. – М. : Энергоатомиздат, 1984. – 232 с. : ил. 3. История электротехники / под ред. И.А. Глебова. – М. Изд-во МЭИ, 1999. – 524 с. : ил. 4. Электроэнергетика России. История и перспективы развития ) под общ. ред. А.Ф. Дьякова. – М. : АО «Информэнерго», 1997. – 568 с. : ил. |