Методика расчета зон затопления при гидродинамических авариях на хранилищах производственных отходов химических предприятий РД 09-391-00 (утв. постановлением Федерального горного и промышленного надзора России от 4 ноября 2000 г. N 65)

Введена в действие 4 ноября 2000 г.

ГАРАНТ:

См. Методические рекомендации по расчету развития гидродинамических аварий на накопителях жидких промышленных отходов РД 03-607-03, утвержденные постановлением Госгортехнадзора РФ от 5 июня 2003 г. N 51

Введение

Методика предназначена для расчета зон затопления и количественной оценки уровня безопасности при гидродинамической аварии на эксплуатируемых и проектируемых хранилищах шламов, жидких производственных отходов, стоков и технических вод (далее - хранилища).

При разработке Методики расчета зон затопления при гидродинамических авариях на хранилищах производственных отходов химических предприятий (далее - Методика) учтены требования следующих документов:

Федерального закона Российской Федерации от 21.07.97 N 117 "О безопасности гидротехнических сооружений*(1)";

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Имеется в виду "N 117-ФЗ"

Постановления Правительства Российской Федерации от 06.11.98 N 1303 "Об утверждении положения о декларировании безопасности гидротехнических сооружений".

В Методике учтены особенности хранилищ отходов химического промышленного комплекса, в том числе:

наличие в хранилищах высокотоксичных и токсичных веществ, веществ, представляющих опасность для окружающей природной среды (далее - вредные вещества);

размещение хранилищ на местности с относительно плавными формами рельефа недалеко от поверхностных водоемов, на промплощадках предприятий, в непосредственной близости от населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий;

устройство ограждающих дамб из песчаных, супесчаных и суглинистых грунтов.

Методика может быть использована для расчета зон затопления и количественной оценки уровня безопасности при авариях на хранилищах предприятий других отраслей промышленности.

1. Общие положения

1.1. При аварии на хранилищах отходов и стоков происходит разрушение ограждающих дамб и разлив содержимого хранилищ, вызывающий:

затопление окружающих территорий, в том числе мест временного или постоянного присутствия человека, зданий и сооружений;

распространение волной прорыва вредных веществ, которое приводит к загрязнению почв и земель, грунтовых вод, поверхностных водоемов, источников питьевого водоснабжения.

1.2. Опасность аварий определяется последствиями возникающих чрезвычайных ситуаций (ЧС).

1.3. При разработке Методики использованы традиционные положения теории русловых процессов, безнапорного гидротранспорта грунтов, а также Рекомендации по расчету охранных зон хвостохранилищ, выпущенные ВНИИПИ механической обработки полезных ископаемых (МЕХАНОБР) в 1984 году [1-7].

1.4. Методика позволяет определить показатели, характеризующие аварию и ее последствия:

границы зоны затопления;

время образования прорана (время от начала до полного истечения жидкости из хранилища);

размеры прорана;

расходы и объемы жидких отходов, выливающихся по мере развития прорана;

высота, скорость и гидродинамическое давление волны прорыва по пути движения;

параметры загрязнения вредными веществами почвы, грунтовых и поверхностных вод;

показатели последствий аварий по воздействию волны прорыва на человека, здания и сооружения;

показатели последствий аварий по воздействию на окружающую природную среду.

1.5. Методика предназначена для использования:

предприятиями и организациями, эксплуатирующими хранилища;

проектными и экспертными организациями;

другими организациями, по роду своей деятельности связанными с обеспечением безопасности хранилищ;

при декларировании безопасности ГТС;

при определении возможности дальнейшей эксплуатации хранилищ и других работах, в которых требуется количественная оценка уровня безопасности.

1.6. Полученные показатели последствий аварии могут быть использованы при оценке ущерба окружающей природной среде, материальных потерь, границ зон поражающих факторов и классификации ЧС.

1.7. Основные термины и определения, используемые в методике.

Затопление - повышение уровня воды водотока, водоема или подземных вод, приводящее к образованию свободной поверхности воды на участке территории [8, 9].

Катастрофическое затопление - территория, на которой затопление имеет глубину 1,5 м и более и может повлечь за собой разрушения зданий и сооружений, гибель людей, вывод из строя оборудования предприятий [10].

Зона затопления - зона, в пределах которой происходит движение потока, образующегося при разрушении дамбы (плотины) [8, 11].

Почва - природное образование, слагающее поверхностный слой земной коры и обладающее плодородием [12, 13].

Плотность сухого грунта - отношение массы сухого грунта (исключая массу воды в его порах) к его первоначальному объему [14].

Плотность частиц грунта - масса единицы объема грунта без учета пор или масса единицы объема твердых частиц грунта [14].

Вода грунтовая - гравитационная вода первого от поверхности земли постоянно действующего водоносного горизонта, расположенного на первом водоупорном слое [13].

Коэффициент фильтрации - скорость фильтрации воды при градиенте напора, равном единице, и линейном законе фильтрации [14].

Градиент напора - отношение разности напора воды к длине пути фильтрации [14].

Инфильтрация - проникновение атмосферной или поверхностной воды в породы и почвы [14].

Авария - опасное техногенное происшествие, создающее угрозу жизни и здоровью людей, приводящее к разрушению зданий, сооружений, оборудования и транспортных средств, нарушению производственного и транспортного процесса, нанесению ущерба окружающей природной среде [8, 15, 16].

Гидродинамическая авария - авария на ГТС, связанная с распространением с большой скоростью воды и создающая угрозу возникновения чрезвычайной техногенной ситуации [8, 15, 16].

Чрезвычайная ситуация - обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии на ГТС, которая может повлечь или повлекла за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение жизнедеятельности людей [8, 16].

Предельно допустимая концентрация - максимальная концентрация, при которой вещество не оказывает прямого или опосредованного влияния на состояние здоровья населения (при воздействии на организм в течение всей жизни) и не ухудшает гигиенические условия водопользования [8].

Опасные отходы - отходы, которые в силу их реакционной способности или токсичности представляют непосредственную или потенциальную опасность для здоровья человека или состояния окружающей среды самостоятельно или при вступлении в контакт с другими отходами и окружающей средой [8].

Загрязняющие вещества - химические соединения, повышенное содержание которых в биосфере и ее компонентах вызывает негативную токсико-экологическую ситуацию [8].

Прудок-отстойник - водоем, в котором происходит осветление в процессе намыва [8].

2. Расчет распространения отходов*(2), содержащихся в хранилище, в случае разрушения ограждающей дамбы

2.1. Основные положения, принимаемые при расчете

2.1.1. Процесс разрушения хранилища, образования прорана и движения образующегося при этом потока отходов является сложным. Неравномерный и неустановившийся характер движения потока по всей трассе растекания обусловливают переменные значения его гидродинамических параметров [1-7], поэтому для упрощения расчетов рассматриваемый процесс разделяется в расчетном отношении на два этапа:

1) расчет образования прорана и расчет параметров потока в сечении у подошвы откоса дамбы;

2) расчет максимальных параметров потока по трассе растекания.

2.1.2. В Методике приняты следующие допущения:

расчет производится для глубины слоя жидкости и неконсолидированных отходов не менее 25 см;

отходы в хранилище могут представлять собой однородный или неоднородный состав;

поперечное сечение прорана принимается прямоугольным и постоянным по всей длине прорана;

после образования прорана жидкость растекается по местности, имеющей естественный уклон;

гидравлический прыжок, возникающий на переходе потока с участка с уклоном дна больше критического на участок, где уклон меньше критического, - не рассматривается [17, 18].

2.2. Расчет образования прорана (процесса разрушения дамбы)

2.2.1. В расчетах приняты следующие основные обозначения:

- максимальная глубина вытекающего из прудка слоя жидкости и несконсолидированных отходов, м;

F - площадь хранилища по максимальной отметке гребня дамбы, ;

- полный объем отходов в хранилище, ;

- ширина гребня дамбы, м;

- заложение внутреннего откоса дамбы*(3), м/м;

- заложение внешнего откоса дамбы, м/м;

- плотность частиц грунта, ;

- плотность жидкости в поверхностном слое, ;

- плотность жидкости в слое, расположенном на глубине, равной 1/2 толщины слоя жидкости и несконсолидированных отходов, ;

- плотность жидкости в придонном слое, ;

- средняя плотность сухого грунта тела дамбы, [7];

- кинематический коэффициент вязкости жидкости в поверхностном слое, ;

- кинематический коэффициент вязкости жидкости в слое, расположенном на глубине, равной 1/2 толщины слоя жидкости и несконсолидированных отходов, ;

- кинематический коэффициент вязкости жидкости в придонном слое, (для воды кинематический коэффициент вязкости равен 0,0101 );

d - средневзвешенный размер частиц грунта, мм.

2.2.2. Подготовка исходных данных для расчета на первом этапе

2.2.2.1. Исходными данными для расчета являются:

максимальная глубина вытекающего из прудка слоя жидкости и несконсолидированных отходов;

площадь хранилища по максимальной отметке гребня дамбы;

ширина гребня дамбы;

заложение внутреннего откоса дамбы;

заложение внешнего откоса дамбы;

плотность частиц грунта;

средневзвешенный размер частиц грунта.

2.2.2.2. Вычисление средневзвешенного размера частиц грунта. Для этого производятся замеры размера частиц грунта:

для наливных хранилищ - на дамбе;

для комбинированных (наливных + намывных) и намывных - на первичной насыпной и на намывной дамбах.

Определяются среднее значение диаметра частиц грунта и стандартное отклонение измерений :

; (1)

, (2)

где - диаметр i-й выделенной фракции частиц грунта, определяемый по гранулометрическому анализу, мм;

n - количество измерений.

Из формул (1) и (2) получаем выражение для определения средневзвешенного размера частиц грунта

, (3)

где - квантиль распределения Стьюдента с доверительной вероятностью 0,95 [19].

2.2.2.3. Плотность жидкости j-м слое для отходов с неоднородным составом определяется по следующей формуле:

, (4)

где - расстояние от поверхности жидких отходов до рассматриваемого j-го слоя, м;

; (5)

Н - высота слоя жидкости и несконсолидированных отходов, м.

Для отходов с однородным составом j = 1.

2.2.2.4. Кинематический коэффициент вязкости жидкости в j-м слое для отходов с неоднородным составом определяется по следующей формуле:

, (6)

где (7)

Для отходов с однородным составом j = 1.

Вывод формул (4) - (7) приведен в приложении 1.

За начальные условия расчета размыва элементарного прорана принимается равенство

, (8)

где - начальная глубина прорана;

- начальная ширина прорана;

- начальная глубина потока.

На рис. 1 представлена схема расчета размыва гребня и пляжной зоны хвостохранилища.

Задавая приращение глубины прорана на каждом расчетном шаге постоянным и равным , определяется приращение ширины прорана

. (9)

2.2.3. Задавая приращения размеров прорана ( и ), определяем уменьшение глубины вытекающего из прудка слоя . Расчет ведется методом итераций.

Определение параметров размыва прорана и потока производится в расчетный i-й промежуток времени:

глубина прорана ; (10)

ширина прорана ; (11)

длина прорана, м, . (12)

При достижении принимается, что увеличение прорана осуществляется только за счет его расширения:

, (13)

где . (14)

Глубина потока в проране, м, , (15)

где определяется по формуле (37).

Расход потока в проране, [4]: , (16)

где m - коэффициент водослива, принимаемый равным 0,31.

Удельный расход потока в проране, , . (17)

Скорость потока в проране, м/с, . (18)

Неразмывающая скорость , м/с, определяется для заданного значения и гидравлических параметров потока производится по зависимостям B.C. Кнороза [20]:

для ; (19)

для 0,25 мм <d< 1,5 мм ; (20)

для мм , (21)

где ;

g - ускорение силы тяжести (g=981 );

- гидравлический радиус потока для прямоугольного сечения прорана, определяемый по формуле:

, м; (22)

- относительная плотность жидких отходов j-го слоя, которая определяется как

. (23)

Для частиц грунтов с d < 0,1 мм при определении значения неразмывающей скорости необходимо учитывать силы сцепления между частицами грунта. Значение рекомендуется определять по нормативно-справочной литературе [17].

Величина гидравлической крупности , м/с, для размываемых грунтов в проране определяется в зависимости от диаметра частиц грунта по формулам [20]:

при мм ; (24)

при 0,1 мм<d<0,6 мм ; (25)

при 0,6 мм < d < 2,0 мм ; (26)

при мм , (27)

где g - ускорение силы тяжести (g = 981 ).

Время размыва элементарного объема прорана, с:

, (28)

где - транспортирующая (размывающая) способность потока;

- увеличение объема размытого прорана, м :

. (29)

В зависимости от гидравлических параметров потока и диаметра частиц размываемого грунта они могут переноситься потоком либо во взвешенном, либо в донном состоянии.

Если скорость потока и все частицы мм (переносятся во взвешенном состоянии), то величина может быть определена как [1]:

, (30)

где - критическая скорость потока, м/с, определяется:

при ; (31)

при ; (32)

Если и все частицы d>0,15 мм (движутся в донном режиме), то величина определяется по формуле [1]:

, (33)

где g - ускорение силы тяжести (g = 9,81 ).

Объем жидкости, вытекающей из прудка за время :

. (34)

Общий объем, вытекший за время :

. (35)

Понижение уровня в прудке

. (36)

Глубина слоя, вытекающего из прудка:

. (37)

При i = 1 принимаем, что и .

Расчет ведется до того момента, когда V достигает значения или величина транспортирующей способности установится меньше 0,003.

Для удобства все результаты расчетов представляются в табличной форме.

2.3. Определение параметров потока в сечении у подошвы откоса дамбы

Для определения значений скорости U и глубины h потока по внешнему откосу дамбы из результатов расчетов, полученных в п. 2.2.3. выбираются:

максимальное значение полного расхода и соответствующие ему значения ширины и глубины (вариант 1);

максимальное значение удельного расхода и соответствующие ему значения ширины и глубины (вариант 2);

максимальное значение ширины прорана .

Расчет по выбранным параметрам производится одновременно для и .

2.3.1. Для определения формы свободной поверхности потока [4] необходимо сравнить величину нормальной глубины с критической глубиной и значение уклона внешнего откоса дамбы со значением критического уклона .

Определение критической глубины потока, м,

, *(4), (38)

где - коэффициент кинетической энергии, принимается равным 1,1;

g - ускорение силы тяжести (g = 9,81 ).

Нормальная глубина потока вычисляется в процессе итерационной процедуры (подбором) по значению модуля расхода :

вычисляется модуль расхода [4]:

, , (39)

где .

Задавая различные значения ()*(5), определяем характеристики потока:

площадь сечения, ,

, ; (40)

смоченный периметр потока

, ; (41)

гидравлический радиус

, ; (42)

коэффициент Шези

, , (43)

где n - коэффициент шероховатости, принимаемый равным 0,025 [4];

значение расчетного модуля расхода :

, . (44)

Подставляя значения параметров, определяемых по уравнениям (40) - (43), в выражения (44), получим

, . (45)

Результаты расчетов и значения () заносятся в таблицу. Значение (), при котором расчетный модуль расхода (), и будет значением нормальной глубины потока ().

Величина критического уклона определяется по формуле [4]:

, . (46)

Подставляя значения параметров, определяемых по уравнениям (40) - (43) при условии , в выражения (46), получим

, , (47)

где , .

В зависимости от глубины потока в начале откоса () и соотношения () и () определяется форма свободной поверхности потока [4, 17, 18].

2.3.2. Определение глубины потока в сечении у подошвы откоса

Из полученных значений , , (, , ) выбирается наибольшее и наименьшее значение глубины потока [, (, )] и вычисляется среднее значение:

, . (48)

Определяем длину откоса L, на которой устанавливается нормальная глубина () [6]:

;

; (49)

, , (50)

где , ;

- относительная глубина (для каждого из вариантов) определяется:

, ; (51а)

, ; (51б)

По величинам гидравлических показателей русла () и относительным глубинам находятся функции относительной глубины , и , (см. приложение 2). Гидравлический показатель русла определяется по формулам [6]:

, (52)

Полученные в уравнении (49) величины и сравниваются с длиной внешнего откоса дамбы . Если полученное значение (), то считается, что глубина потока у подошвы откоса равна нормальной глубине и . Если же значение (), тогда, задавая (), из уравнения (49) определяем глубину потока у подошвы откоса:

;

; (53)

2.3.3. Определение скорости потока в сечении у подошвы откоса дамбы

Скорость u определяется по известному расходу и глубине потока в сечении у подошвы откоса:

, . (54)

Из полученных расчетов из двух случаев выбираем максимальные значения параметров потока в сечении у подошвы откоса: глубины и скорости . Ширина потока в этом сечении принимается равной максимальной ширине прорана . Эти величины являются исходными для расчета движения потока по прилегающей к хранилищу местности.

2.4. Расчет максимальных параметров потока по трассе растекания

В зависимости от характера рельефа вытекающий из хранилища поток может быть ограничен боковыми склонами долины, либо растекание может происходить нестесненным образом, если хранилище расположено на плоской местности или в широкой долине.

Учитывая, что хранилища предприятий химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности в основном относятся к овражным, овражно-пойменным и (или) равнинным типам и имеют емкость до нескольких млн. , принимаем, что вытекающий поток ограничен постоянным значением боковых склонов ложбин, лога или слабонаклоненных поверхностей поймы или равнины.

В расчете принято допущение о том, что лог по всей длине трассы растекания имеет треугольное сечение.

Для определения параметров потока по трассе растекания русло потока разбивается на участки с постоянными уклонами дна и формой поперечного сечения. На границах участков принимается условие равенства расходов. За расчетное принимается максимальное значение расхода потока , полученное в результате расчета на первом этапе.

Для расчета площади сечения лога на концах выбранных участков задаются характерные абсолютные отметки бортов и дна лога (см. рис. 2).

Для определения формул расчета скорости , глубины и ширины потока [4] вычисляются уклоны i-x участков лога

,

где - длина выбранного i-го участка лога.

Для уклонов < 0,01 параметры потока определяются:

скорость потока ; (55)

глубина потока ; (56)

ширина потока , (57)

где - относительное расстояние; (58)

,

здесь и (см. рис. 2).

При i = 0: , ,

,

где и - заложения левого и правого откосов лога у подошвы откоса дамбы соответственно.

Гидродинамическое давление на сооружения, расположенные на пути потока на расстоянии от подошвы дамбы, вычисляется по формуле

, Па, (59)

где - средняя плотность потока.

Для защиты объектов, попадающих в зону затопления, можно отвести поток через какое-либо пропускное сооружение (водоотводной канал), находящееся на расстоянии от подошвы дамбы, расчет которого ведется по условию пропуска максимального расхода потока . Поперечное сечение обеспечивающее отвод потока, рассчитывается по значению скорости u в этом месте и по максимальному расходу:

. (60)

Приведенные выше формулы позволяют рассчитать параметры потока по длине выбранной расчетной трассы движения на прилегающей к хранилищу местности, нанести их на соответствующий план или карту и определить границы зоны затопления.

Ввиду сложности расчетов и большого числа итераций в ЗАО "Экоцентр-Агрохимбезопасность" разработан комплекс компьютерных программ "PRORAN".

2.5. Определение параметров загрязнения почвы, грунтовых вод и поверхностных водоемов вредными веществами, содержащимися в отходах

2.5.1. Для проведения расчетов приняты 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 по трассе потока;

не учитывается дифференциация загрязнения по мощности и площади почв, грунтового потока, акватории водоемов.

2.5.1.1. При определении степени загрязнения почвы принимается, 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.

2.5.1.2. При определении степени загрязнения грунтовых вод принимается, что вся масса вредных веществ из профильтровавшейся с поверхности жидкости попадает в грунтовые воды и распределяется равномерно по мощности грунтового потока и площади затопления.

При расчете не учитывается, что часть вредных веществ из профильтровавшихся стоков останется в почве.

2.5.1.3. При определении параметров загрязнения поверхностных водоемов принимается, что вся масса вредных веществ, содержащихся в вытекшей 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 останется в почве и водоносных грунтах.

2.5.2. Расчет параметров загрязнения почвы [21-27]

Объем профильтровавшейся с поверхности почвы жидкости , , определяется по формуле

, (61)

где - коэффициент фильтрации почвенного слоя, м/сут, определяется по данным изысканий;

J - градиент инфильтрационного потока;

- площадь фильтрации, , , здесь - площадь затопления при максимальных значениях параметров волны от хранилища до водной преграды (реки, озера, водоотводящего канала);

- время фильтрации жидкости, сут, которое определяется:

, (62)

здесь - коэффициент, характеризующий время, при котором расход потока в проране больше 0,7 , и определяемый по зависимости , полученной по результатам расчетов в п. 2.2.3 (для расчетов рекомендуется принимать );

Т - время образования прорана, сут (см. п. 2.2.3);

и - средние рассчитанные значения скоростей потока в проране (см. п. 2.2.3) и по трассе растекания (см п. 2.4).

Значение не должно превышать общего объема V, вытекшего из хранилища жидкости [см. формулу (35)].

Для каждого i-го вредного вещества, содержащегося в жидких отходах, вычисляется концентрация вредного вещества в почве , мг/кг, на площади :

, (63)

где - концентрация i-го вредного вещества в жидких отходах, мг/л;

- мощность почвенного слоя, м;

- плотность сухого почвенно-грунтового слоя, ;

- фоновая концентрация i-го вещества в почве, мг/кг. Параметры и определяются по данным изысканий.

Полученная концентрация сравнивается с ПДК данного вещества в почве (см. приложение 3).

При отсутствии конкретных исходных данных для ориентировочных оценок рекомендуется пользоваться следующими значениями параметров:

, м;

, ;

.

2.5.3. Расчет параметров загрязнения грунтовых вод [21-27]

Объем профильтровавшейся с поверхности жидкости определяется по формуле (61). Для каждого i-го вредного вещества, содержащегося в жидких отходах, вычисляется концентрация вещества в грунтовых водах , мг/л, в зоне затопления:

(64)

где - концентрация вещества в грунтовых водах до гидродинамической аварии (фоновая концентрация), мг/л;

- мощность грунтового потока, м;

- пористость водоносных грунтов.

Параметры , и определяются по данным изысканий. Полученная концентрация сравнивается с ПДК данного вещества в воде (см. приложение 4).

2.5.4. Расчет степени загрязнения поверхностных водоемов. Следует различать два случая:

1. Непроточная водная преграда (замкнутый водоем).

2. Проточная водная преграда.

Объем жидких отходов , попадающих в замкнутый водоем, принимаем равным объему жидкости, вылившейся из хранилища [см. п. 2.2.3, формула (35)]:

.

Для каждого из вредных веществ, содержащихся в жидких отходах, вычисляется концентрация в воде замкнутого водоема , мг/л:

, (65)

где - объем замкнутого водоема, .

Полученная концентрация сравнивается с ПДК данного вещества в воде (см. приложение 4).

Для проточного водоема удельное содержание вредного вещества в воде проточного водоема , мг/л, составит:

, (66)

где - расход проточного водоема, ;

- максимальный расход изливающегося из хранилища потока, (см. п. 2.3.1).

Полученная концентрация сравнивается с ПДК данного вещества в воде.

2.5.5. При наличии соответствующих исходных данных возможно районирование площади фильтрации стоков по значениям , J, , , , , . В этих случаях при определении параметров загрязнения почвы и грунтовых вод для каждого выделенного района (r) рассчитывают величины , .

2.5.6. Учет сорбции, ионного обмена, окислительно-восстановительных, других физико-химических и биохимических процессов, которые происходят с вредными веществами при фильтрации стоков через почвенный слой и грунты, может привести к снижению параметров загрязнения.

2.6. Показатели последствий гидродинамических аварий на хранилищах отходов предприятий химического комплекса

2.6.1. Показатели последствий гидродинамической аварии характеризуются следующими видами опасных явлений: гибелью людей, нанесением ущерба здоровью и нарушением условий жизнедеятельности людей, разрушением и повреждением зданий и сооружений, загрязнением окружающей природной среды.

Величина показателя последствий является количественной оценкой уровня безопасности.

Исследования показали устойчивость результатов расчета показателей последствий аварии к вариации параметров, принимаемых в соответствии с допущениями, принятыми в пп. 2.2.2.2 - 2.2.2.4.

Определяемые в методике величины показателей последствий являются количественной оценкой уровня безопасности гидродинамической аварии и могут использоваться при оценке количества пострадавших людей, материальных потерь, ущерба окружающей среде, определении класса чрезвычайных ситуаций.

2.6.2. Показатели последствий силового воздействия волны прорыва 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.

2.6.2.1. Показатель последствий силового воздействия волны прорыва на человека () определяется количеством людей, постоянно () или временно () находящихся в зоне воздействия волны прорыва, значения параметров которой равны или превышают критические значения для жизни и здоровья человека:

, чел, (67)

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

Например, если в зоне затопления люди присутствуют круглосуточно, = 1; если в зоне затопления люди присутствуют неполные сутки, например одну смену (8 ч), - = 0,33.

В качестве критического значения параметра волны прорыва может быть принята, например, глубина потока в зоне растекания м или параметры потока, приводящие к разрушению зданий и сооружений, в которых находятся люди.

2.6.2.2. Показатель силового воздействия волны прорыва на здания и сооружения определяется прочностными характеристиками зданий и сооружений, а также параметрами волны прорыва (гидродинамическое давление, скорость и глубина потока):

. (68)

Если , то . Если , то ,

где - значение параметра гидродинамической волны прорыва;

- предельное значение параметра волны прорыва для данного вида i-го здания или сооружения (см. приложение 5);

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

Показатель численно равен количеству зданий и сооружений, подвергшихся повреждению или разрушению.

2.6.2.3. Показатель последствий гидродинамической аварии по воздействию на окружающую среду определяется соотношением концентраций загрязняющих веществ в почве (), грунтовых водах (), в водоемах () и соответствующих предельно допустимых концентраций ().

Рассчитав показатель для отдельных вредных веществ как , выбирают несколько веществ, имеющих наибольшее значение , и определяют суммарный показатель последствий ().

Показатели определяются по каждому элементу окружающей среды - почва, грунтовые воды [24]:

; (69а)

; (69б)

, (69в)

где k - количество суммируемых вредных веществ.

______________________________

*(1) Далее - ГТС.

*(2) Отходы - жидкие производственные отходы, стоки и технические воды.

*(3) Отношение длины горизонтальной проекции откоса к высоте откоса.

*(4) Здесь и далее по тексту формулы в левой колонке относятся к первому варианту расчета, в правой - ко второму.

*(5) Здесь и далее по тексту значения параметров, указанных в скобках, относятся ко второму варианту расчета.

Список литературы

1. Леви И.И. Динамика русловых процессов. Л.: Госэнергоиздат, 1957.

2. Гончаров В.Н. Динамика русловых потоков. Л.: Гидрометеоиздат, 1962.

3. Кнороз B.C. Безнапорный гидротранспорт и его расчет//Известия ВНИИГ. 1951. Т. 44.

4. Чугаев P.P. Гидравлика. Л.: Энергоиздат, 1982. С. 573, табл. П-4.

5. Исследование и расчет волны прорыва из хвостохранилища Михайловского ГОКа. М.: ВНИИВОДГЕО, 1978.

6. Временные методические рекомендации по расчету зон при внезапном прорыве ограждающих дамб хвостохранилищ. Белгород: ВИОГЕМ, 1981.

7. Рекомендации по расчету охранных зон хвостохранилищ. Л.: Механобр, 1984.

8. РД 09-255-99. Методические рекомендации по оценке технического состояния и безопасности хранилищ производственных отходов и стоков предприятий химического комплекса.

9. ГОСТ 19185-73. Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения.

10. СНиП II-89-80. Генеральные планы промышленных предприятий. М., 1990.

11. ПБ 06-123-96. Правила безопасности при эксплуатации хвостовых, шламовых и гидроотвальных хозяйств.

12. ГОСТ 25100-82. Грунты. Классификация.

ГАРАНТ:

См. ГОСТ 25100-2011 "Грунты. Классификация", утвержденный приказом Росстандарта от 12 июля 2012 г. N 190-ст

13. ГОСТ 25584-90. Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации.

14. Геологический словарь. М.: Недра, 1978. Т. 1.

15. ГОСТ Р 22.0.05-94. Термины и определения.

16. РД 03-268-99. Порядок разработки и дополнительные требования к содержанию декларации безопасности гидротехнических сооружений на подконтрольных Госгортехнадзору России предприятиях (организациях).

17. Гидротехнические сооружения: Справочник проектировщика/Под ред. В.П. Недриги. М.: Стройиздат, 1983. 543 с.

18. Пособие по гидравлическим расчетам малых водопропускных сооружений. М.: Транспорт, 1992. 408 с.

19. Закс Л. Статистические оценивания. М.: Статистика, 1976. С. 130-131.

20. Кнороз B.C. Неразмывающие скорости для несвязных грунтов и факторы, их определяющие//Известия ВНИИГ. 1958. Т. 59.

21. Перечень ПДК и ОДК химических веществ в почве. М., 1993.

22. ГН 2.1.5.689-98. ПДК химических веществ водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

ГАРАНТ:

Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 30 апреля 2003 г. N 79 гигиенические нормативы ГН 2.1.5.689-98 признаны утратившими силу с 15 июня 2003 г. См. гигиенические нормативы "ГН 2.1.5.1315-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования", утвержденные постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 30 апреля 2003 г. N 78

23. Перечень ПДК вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов. М., 1995.

24. СНиП 2.06.15-85. Инженерная защита территорий от затопления и подтопления. М., 1990.

25. СНиП 1.02.07-87. Инженерные изыскания для строительства. М., 1988.

26. СНиП 2.02.02-85. Основания гидротехнических сооружений. М., 1988.

27. ГОСТ 5180-84. Грунты. Метода лабораторного определения физических характеристик.

28. Мальцев В.А. Методики оценки обстановки на промышленном предприятии при чрезвычайных ситуациях. М.: ИПК Госслужбы, 1993.