Обоснование расчета вероятного вреда при авариях в эксплуатируемых природоохранных сооружений

ВВЕДЕНИЕ 

 

      Курсовая  работа «Обоснование расчета вероятного вреда при авариях в эксплуатируемых  природоохранных сооружений» выполняется  с целью - научить студентов эксплуатировать  природоохранные сооружения согласно техническим условиям и проектной  документации, определить влияние  факторов разрушений на прилегающие сооружения, обоснования сценариев аварий для расчета вероятного вреда, дать комплексную оценку деятельности и рекомендовать мероприятия по улучшению работы природоохранных сооружений. 

      Данная  курсовая работа выполняется по курсу «Эксплуатация природоохранных сооружений». Природоохранными называют сооружения и мероприятия, предназначенные для полного или частичного предотвращения негативных последствий от природных и антропогенных воздействий на окружающую среду, а также сохранения качества окружающей среды на уровне, обеспечивающем устойчивость биосферы.

      Природа сложный комплекс, в котором все  явления взаимосвязаны и обуславливают  друг друга. Любые изменения в  природе влекут за собой цепь разнообразных изменений элементов комплекса. Поэтому при изучении природоохранных территорий, при их выделении и организации необходимо учитывать все природные взаимосвязи.

      В нашем случае, в результате силового воздействия волны прорыва происходит гидродинамическая авария на дамбе. В результате такой аварии происходят разрушения зданий и сооружений, нанесение ущерба здоровью и нарушение условий жизнедеятельности людей, не исключены случаи гибели. Необходимо  определять показатели последствий силового воздействия волны прорыва для территорий в пределах затопления, в границах которой воздействие волны опасно для жизни или здоровья человека, может вызвать разрушение зданий и сооружений .

      Работоспособность водохозяйственных объектов зависит  в значительной мере от условий их эксплуатации, ухода за ними, своевременного ремонта и реконструкции. Эксплуатация природоохранных сооружений представляет собой выполнение организационно- хозяйственных, инженерно – технических и финансово – экономических мероприятий с наименьшими затратами денежных средств и материально – технических ресурсов.

      Основные  направления улучшения эксплуатации водохозяйственных объектов, составной  частью которых являются гидротехнические сооружения, представляются следующим  образом: разработка рациональной структуры управления и организации службы эксплуатации; научная организация труда на базе внедрения передового опыта и стимулирования труда работников; совершенствование и разработка автоматизированных систем технического управления гидротехническими сооружениями; разработка  совершенных типовых положений, инструкций и правил эксплуатации водохозяйственных объектов и отдельных гидротехнических сооружений. 

      Удовлетворяя  требованиям эксплуатации и ремонта, гидротехнические сооружения должны: обладать надежностью, тем самым выполнять возложенные на них функции в течении установленного срока службы при сохранении параметров в допустимых пределах; быть ремонтнопригодными, то есть их сооружения и элементы должны быть приспособлены к выполнению всех видов технического обслуживания и ремонта; иметь эстетический архитектурный вид ; иметь обоснованные технические резервы.

      
 
 

1 ОПРЕДЕЛНИЕ  ПОКАЗАТЕЛЯ ПОСЛЕДСТВИЯ СИЛОВОГО

ВОЗДЕЙСТВИЯ ВОЛНЫ ПРОРЫВА 

      Показатели  последствий силового воздействия  волны прорыва, при гидродинамической аварии, 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.

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

                       Z= N₁ +  N _{2 *}   Рч  ,                                  (1)

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

      Согласно  варианту  люди присутствуют в зоне затопления полные сутки, значит  Рч=0.33.

                       Z=6+3*0.33=6.99=7  человек.

      При этом границы зоны катастрофического затопления (зоны, в которой параметры волны прорыва равны или превышают критические значения для жизни и здоровья человека) рекомендуется  устанавливать от участка зоны затопления со значением максимальной высоты волны прорыва 1,5 м и более.

      Показатель  силового воздействия волны прорыва  ZC на здания и сооружения определяется прочностными характеристиками зданий и сооружений, а также параметрами волны прорыва:

                        n               фиC(i)  

                      ZC=SUM -----------                                        (2)

                       i =1             фиLIM (i) 

  где фиC(i)   - значение параметра гидродинамической волны                           прорыва, принимаемой по таблице 1 /1/;

           фиLIM(i) – предельное значение параметра волны прорыва для                              данного вида  i-го здания или сооружения;

             n   - количество зданий и сооружений, оказавшихся в зоне                       затопления, равный 1. 

Таблица 1 Расчет показателя силового воздействия волны прорыва на элементы                     инженерно- технического комплекса – кирпичные административные и вспомогательные здания

 

     

            Значит , ZC= 1+0 +0=1 здание и сооружение подверглись  повреждению или разрушению.

 

        2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОСЛЕДСТВИЯ  АВАРИИ ПО

ВОЗДЕЙСТВИЮ НА ПРИРОДНУЮ СРЕДУ 

      Показатели  последствий аварии по воздействию  на природную среду при фильтрационных утечках из хранилищ и при гидродинамических  авариях, как правило, определяется:

- объемами сбросов загрязняющих веществ и опасных отходов в окружающую среду;

- соотношением концентраций загрязняющих веществ . в том числе : в почве  (С)^п   , в грунтовых водах (С)^гв , в водоемах (С)^в .

      Показатели  для отдельных вредных веществ определяются по формуле:

                       Zi=Ci / Cпдк ,                                             ( 3)

           где     Сi- значение концентрации вещества, принимается по                         варианту;

                      Спдк – предельно допустимые концентрации, принимаются по приложению 2,3,/1/.

                Рассчитываю показатели вредных  веществ, содержащихся в почве:

        Z₁₄=0,9/0,1=9

        Z₁₃=2,9/2,8=1,03

        Z₁₂=0,8/0,4=2

        Z^п =9+1,03+2=12,03

        Аналогично рассчитываю показатели  вредных веществ, содержащихся в водоемах:

        Z₄=3.9/3=1.3

        Z₅=0.09/0,05=1.8

        Z₆=210/200=1.05

        Z^в=1,3+1,8+1,05=4,15

             Для оценки показателей последствий  аварии и параметров загрязнения  почвы, поверхностных водоемов  вредными веществами , содержащимися в отходах , при гидродинамических авариях рекомендуется следующие допущения :

• инфильтрация жидкой фазы на площади затопления через почву и грунт – свободная, т.е. фильтрация происходит без подпора со стороны грунтовых вод;
• не учитывается вода, остающаяся в почвенно-растительном слое и в естественных впадинах и понижениях рельефа;
• не учитывается дифференциация загрязнения по мощности  и площади почв, грунтового потока, акватории водоема.

      При определении степени загрязнения  почвы рекомендуется принимать, что вся масса вредных веществ из профильтровавшейся с поверхности жидкости остается в почвенном слое и распределяется равномерно по глубине  слоя и площади затопления. При расчете не учитывается, что часть вредных веществ из профильтровавшихся стоков, не задерживаясь в почвенном слое, попадает в грунтовые воды.

      При определении степени загрязнения  грунтовых вод рекомендуется  принимать, что вся масса вредных  веществ из профильтровавшейся с  поверхности зоны затопления или  из хранилища жидкости попадает в  грунтовые воды и распределяется равномерно по мощности грунтового потока и (для гидродинамической аварии) по площади затопления. При расчете учитывается, что часть вредных веществ из профильтровавшихся стоков останется в почве.

      При определении параметров загрязнения поверхностных водоемов рекомендуется принимать, что вся масса вредных веществ, содержащихся в вытекшей или профильтровавшейся из хранилища жидкости, распределяется равномерно :

• для замкнутых поверхностных водоемов - по всему объему водоема;
• для проточных поверхностных водоемов - по сечению водоема.

      При расчете не учитывается, что часть  вредных веществ из  профильтровавшихся в грунтовые воды стоков задержится в почве и грунтах.

      Далее проводится расчет параметров загрязнения  почвы.

      Объем профильтровавшейся с поверхности почвы жидкости VФ определяется по формуле:

             VФ=КФ * J * FФ * ТФ  ,                                    ( 4 )

      где  FФ – площадь  фильтрации (м²),

              FФ=FЗ ,

где FЗ – площадь затопления при максимальных значениях параметров волны от хранилища до водной преграды (реки, озера, водоотводящего канала);

J - градиент инфильтрационного потока;

КФ  – коэффициент фильтрации почвенного слоя (м/ сутки), определяется по данным изысканий;

  ТФ - время  фильтрации жидкости (сутки).

      VФ=0,9*1,2*29200*2=0,63072*10⁵ м³ .