г. Минск
Minsk
Адрес для переписки: Ивашечкин Владимир Васильевич - Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 65, 220013, г. Минск, Республика Беларусь. Тел.: +375 17 292-30-13 fes@bntu.by
Address for correspondence: Ivashechkin Vladimir V. – Belаrusian National Technical University, 65, Nezavisimosty Ave., 220013, Minsk, Republic of Belarus. Tel.: +375 17 292-30-13 fes@bntu.by
г. Минск
Minsk
В Республике Беларусь создано 153 водохранилища. В период прохождения по реке катастрофических паводков и половодий возникает риск переполнения водохранилищ, перелива этих масс через гребень земляной плотины и затопления значительных территорий. Разрушение плотины сопровождается образованием прорана и истечением через него в нижний бьеф неустановившегося потока воды в виде волны прорыва. Волна прорыва и катастрофическое затопление местности являются основными разрушающими факторами гидродинамических аварий. Расчеты по определению параметров волны и оценке возможных последствий затопления необходимы при составлении оперативно-тактических планов по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций при авариях на подпорных сооружениях, определении вероятного ущерба от затопления территории в нижнем бьефе гидротехнического сооружения в результате прохождения волны прорыва. Необходимо оценить зону затопления и гидродинамические параметры потока: максимальные значения глубины и скорости потока в зоне катастрофического затопления, время от начала аварии до прихода в данную точку местности прорывной волны, продолжительность затопления, границы зоны катастрофического затопления, гидрограф расхода в створе размываемой плотины и график падения уровня верхнего бьефа. Степень достоверности прогнозных расчетов определяется точностью двух применяемых математических моделей: 1) размыва плотины; 2) движения волны прорыва. Анализ показывает, что для расчета движения волны прорыва во всех случаях применяются гидродинамические модели, основанные на однои двумерных уравнениях Буссинеска – Сен-Венана. Параметры волны – ее высота и скорость распространения – полностью зависят от гидрографа расхода в створе размываемой плотины, который, в свою очередь, определяется динамикой ее размыва. Цель исследования – разработка методики расчета затопления нижнего бьефа в результате разрушения грунтовой плотины.
153 reservoirs have been created in the Republic of Belarus. During the period of passing catastrophic floods and high waters along the river, there is a risk of overflowing reservoirs, overflow of water masses through the crest of an earthen dam and flooding of significantly large areas. The destruction of the dam is accompanied by the formation of a breach and the outflow through it of an unsteady flow of water in the form of a breakthrough wave into the downstream. A breakthrough wave and catastrophic flooding of the area are the main destructive factors of hydrodynamic accidents. Calculations to determine parameters of the wave and to assess the possible consequences of flooding are necessary when drawing up operational-and-tactical plans for the prevention and elimination of emergencies in case of accidents at retaining structures, determining the probable damage from flooding of the territory in the downstream of a hydraulic structure as a result of the passage of a breakthrough wave. It is necessary to assess the flooding zone and the hydrodynamic parameters of the flow, viz. the maximum values of the depth and velocity of the flow in the zone of catastrophic flooding, the time from the beginning of the accident to the arrival of a breakthrough wave at the particular point of the terrain, the duration of flooding, the boundaries of the zone of catastrophic flooding, the hydrographic flow rate in the section of the eroded dam and the graph of the fall headwater level. The degree of reliability of predictive calculations is determined by the accuracy of the two applied mathematical models, viz.: 1) erosion of the dam; 2) the movement of the breakout wave. The analysis of the applied mathematical models shows that in all cases the hydrodynamic models based on the oneand two-dimensional equations of Boussinesq – Saint-Venant are used to calculate the movement of the breakthrough wave. Wave parameters, i. e. wave height and speed of its propagation, completely depend on the hydrograph of the discharge in the section of the eroded dam, which, in its turn, is determined by the dynamics of its erosion. The aim of the work is to develop a methodology for calculating the flooding of the downstream as a result of the destruction of a soil dam.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.