Прогнозирование последствий чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях Павловской ГЭС
·
глухие
русловая и левобережная грунтовые плотины
·
шлюз
– водосброс, находящийся на балансе Павловского района гидросооружений
·
водохранилище.
Длина напорного фронта
гидротехнических сооружений – 810 м.
Расчетный сбросной расход
воды через водопропускные сооружения при нормальном (НПУ=140, 00) – 6515 куб.
м/сек и форсированном (ФПУ=142, 00) – 8035 куб. м/сек подпорных уровнях
соответственно. Максимальный сбросной расход через гидроузел, определенный
Правилами эксплуатации Павловского водохранилища (1995 г.), составляет 8050
куб. м/сек. [13, с. 9-10; 14, с. 1-2].
Сведения по структуре и размещению
персонала Павловской ГЭС.
Согласно [13, с. 10],
«для Павловской ГЭС, как филиала Башкирского акционерного общества энергетики и
электрификации «Башкирэнерго», предусмотрено следующее распределение и
размещение штатов (по состоянию на 1 апреля 1999 г.) »:
№№ п.п.
|
Перечень рабочих мест
|
Количество штатных
единиц
|
1
|
Управление
|
27 человек
|
2
|
Электротехнический цех
|
37 человек
|
3
|
Гидротурбинный цех
|
49 человек
|
4
|
Транспортный цех
|
35 человек
|
5
|
Ремонтно-строительный
цех
|
28 человек
|
|
ВСЕГО
|
176 человек
|
2.2 Сооружения ГЭС
Тип плотины – водослив с
широким порогом, водобоем, рисбермой, подводящим и отводящим каналами. Материал
– железобетон. Грунты основания – разборная скала (известняки). Основные
размеры плотины:
·
длина
по гребню – 119,0 м;
·
ширина
по гребню – 30,0 м;
·
ширина
по подошве – 67,0 м;
·
отметка
гребня – 144,50 м;
·
отметка
порога водослива – 127,70 м.
Количество пролетов – 4
шт. Ширина пролета – 16 м.
Максимальный напор на
плотину (при НПУ=140,00) – 33,25 м.
Расчетные расходы через
водосливные отверстия: пропускная способность одного отверстия при НПУ
(НПУ=140,00) – 1150 куб. м/сек (4600 всех отверстий), при ФПУ (ФПУ=142,00) – 1350
куб. м/сек (5400 всех отверстий).
В состав ГТС Павловской
ГЭС входят здание ГЭС совмещенное с водосливом, подводящий и отводящий каналы,
глухие русловая и левобережная грунтовые плотины, шлюз-водосброс,
водохранилище.
Водохранилище.
Водохранилище Павловского
гидроузла расположено на территории четырех районов: Караидельском, Покровском,
Нуримановском и Аксинском. Водохранилище образовано в долинах реки Уфы и ее
притоках: Юрюзань, Урюш, Тюй, Байки и других.
Основные показатели
водохранилища [13, с. 17-19]:
№№ п.п.
|
Характеристики
|
Значения
|
1
|
Отметка нормального
подпорного уровня (НПУ)
|
140
|
2
|
Отметка форсированного
подпорного уровня (ФПУ)
|
142
|
3
|
Отметка уровня мертвого
объема (УМО)
|
128,5
|
4
|
Площадь зеркала при
НПУ, кв. км
|
115,9
|
5
|
Полный объем, млн. куб.
м при НПУ
|
|
* по проекту (1960 г.)
|
1410
|
* по данным съемки 1997
г.
|
1410
|
6
|
Полезный объем, млн.
куб. м
|
|
* по проекту (1960 г.)
|
895
|
* по данным съемки 1997
г.
|
895
|
7
|
Характер регулирования
бытового стока реки
|
суточный недельный
сезонный
|
Водоподпорные сооружения
– земляные плотины: русловая и левобережная.
Русловая грунтовая
плотина намывная с ядром.
Материалы плотины:
·
ядро
– мелкозернистый песок;
·
боковые
призмы – аллювиальные отложения на известняках.
Длина по гребню – 232,0
м.
Ширина по гребню – 8,0 м.
Ширина по подошве – 250,0 м.
Наибольшая высота – 43,0
м.
Максимальный напор на
плотину – 35 м.
Отметки гребня –
143,0-144,5.
Противофильтрационные
устройства:
·
ядро
по оси плотины;
·
над
ядром возведена буробетонная стенка;
·
двухрядная
цементационная завеса в основании.
Левобережная плотина
насыпная, укатанная, из местных материалов (суглинки).
Длина по гребню – 397,0
м.
Ширина по гребню: от 8,0
м до 40 м (в примыканиях к зданию ГЭС).
Ширина по подошве – 250
м.
Наибольшая высота – 46,0
м.
Максимальный напор на
плотину – 35 м.
Отметки гребня –
143,0-144,5.
Противофильтрационные
устройства: цементационная завеса, смещенная от оси плотины в сторону НБ на 5,1
м.
Дренажные устройства: в
основании лоток с выпуском воды в отводящий канал. [13, с. 14-16].
Здание ГЭС.
Здание электростанции
разделено на две секции, в каждой из которых расположено по два гидроагрегата и
два водосливных пролета.
Надводная часть здания
выполнена из железобетона с машинным залом гидроэлектростанции. Основные
размеры надводной части, м:
·
длина
– 120,0
·
ширина
по верху – 30,0, по низу – 67,0
·
высота
– 40,0.
В щитовом отделении
верхнего бьефа размещены пазы сороудерживающих решеток.
Подводная часть здания
выполнена из железобетона и конструктивно представляет собой монолитную фундаментную
плиту. В фундаментной плите располагается 3 потерны (цементационная,
водоприемная, служебная) и 4 отсасывающие трубы.
Противофильтрационные
устройства: понур перед зданием ГЭС – железобетонная плита длиной 16 м,
цементационная завеса глубиной 56 м.
Основные размеры
подводной части, м:
·
длина
– 123,0
·
ширина
– 67,0
·
высота
– 13,5.
Здание
гидроэлектростанции сопрягается в верхнем бьефе гидроузла с левобережной
грунтовой плотиной. Грузоподъемное оборудование для обслуживания механического
оборудования здания ГЭС со стороны верхнего бьефа – 2 крана (150 т), со стороны
нижнего бьефа – 1 кран (150 т).
Подводящий канал
ограничен левобережной подпорной стенкой пирсом шлюза. Длина – 80 м, ширина –
79 м.
Отводящий канал.
Отметки уровней НБ:
-
наивысшего
– 114,80 при Q=5250 куб. м / с;
-
наинизшего
– 106,75 при Q=160 куб. м / с.
Канал общей длиной 300 м,
состоит из 2-х участков: 100 м первый и 200 м второй.
Судоходный
шлюз-водосброс.
Шлюз – водосброс,
шахтного типа, находящийся на балансе Павловского района гидросооружений может
служить, как для целей судоходства, так и для пропуска катастрофического
паводка.
Число камер – 1.
Размеры камеры:
длина – 120 м;
ширина – 15 м.
Строительная высота –
44,5 м.
Глубина воды на короле –
1,75 м.
Система питания – через
продольные галереи с поперечными выпусками.
Объем воды сливной призмы
– 57 600 куб. м.
Пропускная способность
при пропуске катастрофического паводка – 1410 куб. м/с.
Правая стенка камеры
шлюза является упором русловой плотины, левая – общая со зданием ГЭС.
Оборудование по маневрированию затворами со стороны ВБ и НБ находится в
помещениях нижней и верхней голов шлюза.
В настоящее время
однокамерный шлюз Павловского гидроузла является самым высоконапорным (32,9 м)
в Российской Федерации. [13, с. 11-19].
Сведения о границах и
размерах территории Павловской ГЭС, границах запретных и санитарно-защитных
зон.
Длина напорного фронта
гидротехнических сооружений Павловской ГЭС составляет 810 км. Подпор от
Павловского гидроузла распространяется по водохранилищу на 150 км.
Запретной зоной
Павловской ГЭС, которая огорожена и охраняется, является вся территория
комплекса гидротехнического узла.
В соответствии с
«Положением о водоохранных зонах водных объектов и их прибрежных защитных
полосах», утвержденным Постановлением Правительства РФ от 23 ноября 1996 г
№1404, минимальная ширина водоохранной зоны
·
реки
Уфы на участке расположения гидроузла, составляет 300 м;
·
Павловского
водохранилища составляет 55 – 100 м (в зависимости от крутизны склонов бортов
водохранилища и вида угодий).
По Акту отвода земель №93
утвержденному Постановлением главы администрации Нуримановского района от
07.03.95 Дирекции Павловской ГЭС предоставлено в пользование
·
18,0
га земли под территории станционного узла с хоздвором и здания управления;
·
1184
га – площадь водного фонда;
·
9,08
га – под базу отдыха «Бирючево поле»;
·
площади
производственного фонда (2,66 га) в поселке Павловка;
·
площади
ведомственного фонда (120,8 га) в поселке Павловка. [13, с. 17-19].
3. Уязвимые места ГТС
Павловской ГЭС
3.1 Краткая
характеристика основных положений проекта гидротехнических сооружений
Проектирование ГТС
выполнялось исходя из требований комплексного использования водных ресурсов.
Выбор типа сооружений и компоновка гидроузла были произведены на основании
технико-экономических показателей, разработанных с учетом:
·
природных
условий района и места возведения сооружений (инженерно-геологических,
топографических, гидрогеологических и других факторов окружающей среды);
·
перспективного
развития энергопотребления;
·
изменения
условий рыбного хозяйства и судоходства;
·
требований
санитарной подготовки и санитарной охраны зоны водохранилищ;
·
условий
производства работ, временной и постоянной эксплуатации ГТС и т.д.
При проектировании
гидроузла Павловской ГЭС выбирался вариант из 4-х основных компоновочных
решений:
1.
Левобережная
компоновка с водосливной ГЭС в русле реки и пятиступенчатым шлюзом.
2.
Пойменная
компоновка с водосливной ГЭС на надпойменной террасе и пятиступенчатым шлюзом.
3.
Левобережная
компоновка с водосливной ГЭС в русле реки и одноступенчатым шлюзом.
4.
Пойменная
компоновка с водосливной ГЭС на надпойменной террасе и одноступенчатым шахтным
шлюзом.
Наиболее экономичным по
условиям производства работ был признан 4-й вариант компоновочного решения,
который представлен в следующем виде:
·
здание
ГЭС совмещенное с водосливом расположено на надпойменной террасе реки Уфа в 20
м от старого русла;
·
с
левой стороны к нему примыкает монтажный блок ГЭС и справа – однокамерный шлюз;
·
напорный
фронт сооружений в левом плече завершается левобережной насыпной плотиной, а в
русловой части - намывной плотиной.
Окончательная компоновка
гидроузла была проверена лабораторией ВОДГЕО на жесткой модели на открытой
площадке в масштабе 1:100, включающей в себя все элементы гидросооружений, а
также русло и пойму реки на участке 2-5 км в районе створа.
Гидростатическое давление
на плотину и давление волн учитывалось по ГОСТ 3255-46.
Давление фильтрационных
вод определялось по методу, изложенному в приложении №7 к Техническим Условиям
24-104-40 Главгидроэнергостроя.
Сейсмические силы при
расчёте не учитывались.
Статическое давление льда
на сооружения – по ГОСТ 1664-42.
Ветровое давление – по
ГОСТ 1664-42.
Нагрузки от судов – по
ГОСТ 3439-46.
Расчёт общей устойчивости
производился на следующие случаи работы:
-
на
опрокидывание;
-
на
сдвиг по основанию;
-
на
сдвиг по криволинейным плоскостям (глубокий сдвиг);
-
на
устойчивость грунта в основании;
-
на
осадку основания.
Общая устойчивость
проверялась на чрезвычайные (катастрофические) условия эксплуатации.
Исследовался случай наиболее невыгодной комбинации сил и нагрузок.
Применялись следующие
коэффициенты запаса для сооружений 2-го класса:
-
в
нормальных эксплуатационных условиях –1,40;
-
для
строительного случая – 1,20;
-
для
чрезвычайных (катастрофических) условий эксплуатации – 1,10.
Гидравлические
характеристики водосбросных сооружений приняты по результатам лабораторных
исследований на модели гидроузла масштаба 1:100 и отдельных сооружений в
масштабе 1:65. [13, с. 20-23].
3.2 Обоснование о
включении Павловского гидроузла в перечень объектов электроэнергетики, на
которые распространяются требования Федерального закона «О безопасности
гидротехнических сооружений»
Павловский гидроузел был
запроектирован и построен в целях комплексного использования водных ресурсов
реки Уфы, с учетом перспективного развития энергопотребления, водоснабжения и
судоходства.
В комплекс Павловского
гидроузла входят водоподпорные, водопроводящие, судоходные и другие сооружения
(см. раздел 2 «Описание предприятия»), повреждения которых могут привести к
возникновению чрезвычайных ситуаций, поскольку от их надежности зависит не
только работа Павловской ГЭС, но и функционирование хозяйственных и
промышленных объектов региона.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13
|