Примеры аварий плотин

С каждым годом растет мировой дефицит воды. Поэтому много гид­ротехнических сооружений возводится не только для выработки элек­трической энергии, но и с целью регулирования поверхностного сто­ка. В бассейнах таких рек, как Нил, Евфрат, Меконг, Ганг, Иордан и других усиливается борьба за пользование водой. В бассейне Нила расположены десять стран, население которых быстро растет. Жизнь в Египте с численностью населения 80 млн человек целиком зависит от воды Нила. Индия делит с Бангладеш воды реки Г&нг. Борьба за воду усиливается в долине реки Меконг. Китай строит в верховьях этой реки плотины, оставляя меньше воды Камбодже, Лаосу и Вьетнаму, где производство риса зависит от воды Меконга. Борются за воду Ев­фрата Турция и Ирак, за воду реки Иордан — Израиль, Иордания и Палестинская автономия.

Плотины всегда строятся с использованием современных матери­алов и технологий. Тём не менее, мировая статистика свидетельству­ет о тенденции роста аварий на гидротехнических сооружениях. Со­гласно материалам Международной комиссии по большим плотинам в мире на гидроузлах происходит около 3000 аварий в год. В историю вошли катастрофы, вызванные прорывами дамб на реках Хуанхэ, Янцзы, Миссисипи. В США имели место наиболее трагические по­следствия от повреждения плотин Каньон Лейк, Сан-Френсис, Титон. Аварии на гидротехнических сооружениях с большими ущербами происходили в Индии (Мачху), Бразилии (Орос), Южной Корее (Хаиокири), Италии (Вайонт), Франции (Мальпассе). В настоящее время состояние ряда крупных подпорных сооружений не полностью удов­летворяет требованиям надежной эксплуатации.

В марте 1928 г. была разрушена арочная плотина Сент-Френсис (США) высотой 62 м, длиной по гребню 210 м, толщиной по основа­нию 52 м. Плотина была возведена на неактивном тектоническом палеоразломе, который пришел в движение после попадания в его пространство напорной воды из водохранилища. Этот разлом под восточным береговым примыканием плотины не был вовремя обна­ружен геологами. Сразу после наполнения водохранилища в бетоне тела плотины образовались трещины. После этого фильтрационный поток в течение двух лет растворял заполнитель древнего разлома — слюдянистый кварц.

В результате аварии из водохранилища вылилось 45 млн м³ воды. Волна пронеслась 40-метровой стеной, сметая населенные пункты, унося жертвы и обломки в Тихий океан на расстояние 87 км от плоти­ны. Погибло около 600 человек. Последние погребенные останки по­гибших были обнаружены через 64 года после аварии. Суд, рассмат­ривавший эту аварию, рекомендовал, чтобы «в будущем проектирова­ние, строительство и надзор за крупными плотинами не оставались в ответственности одного человека, неважно насколько выдающегося».

В октябре 1963 г. в верхнем бьефе гидроузла Вайонт (Италия) про­изошел оползень. Плотина Вайонт наиболее «изящная» из когда-либо построенных: высота 262 м, длина 190 м, ширина по гребню 3,9 м, ширина по основанию всего 23 м. Перед заполнением водохранили­ща независимые эксперты высказывали опасения относительно ста­бильности склонов водохранилища и окружающего горного массива. Эксперты допускали возможность обрушения склона в водохранили­ще, но их мнение было проигнорировано, чтобы соблюсти сроки пус­ка сооружения в эксплуатацию.

В ноябре 1960 г. при заполнении водохранилища до глубины 190 м сошел первый оползень объемом 800 тыс. м³. Заполнение продолжа­лось. В октябре 1963 г. при заполнении водохранилища до глубины 245 м сошел гигантский оползень объемом 260 млн м³. Скорость опол­зня составила 110 км/ч. В результате через гребень переполненного водохранилища перелилось 50 млн м³ воды. Водяной вал сметал все на своем пути: погибло до 2500 человек. Плотина при этом устояла — был частично разрушен только гребень арочной плотины.

На целом ряде гидротехнических сооружений происходит зани­жение максимальных расчетных сбросных расходов, которые приня­ты давно на основании непродолжительного ряда наблюдений. В ав­густе 1975 г. из-за переполнения водохранилища разрушилась плотина Байнцяо (Китай) высотой 118 м. Образовавшийся водяной вал широким фронтом обрушился на жилые дома в нижнем бьефе гид­роузла. Сразу погибло 26 тыс. человек и 145 тыс. человек умерло позже из-за голода и эпидемий. В июне 2010 г. после проливных дож­дей была прорвана дамба на р. Фухэ (Китай). Пропали без вести и погибли 322 человека. Было эвакуировано 2,4 млн человек. В августе 2010 г. была прорвана плотина на р. Инд в Пакистане, в результате погибло 1700 человек, уничтожено 2 млн га посевов.

Катастрофа—это сильный отклик технической системы на плав­ное изменение внешних и внутренних условий работы. Одной из при­чин происходящих катастроф является несогласованность техноген­ных воздействий со свойствами и возможностями эксплуатируемого объекта. Ярким подтверждением этого тезиса является авария ароч­ной плотины Мальпассе (Франция, Лазурный берег).

В декабре 1959 г, арочная плотина Мальпассе с длиной по гребню 226 м, высотой 70 м практически мгновенно разрушилась. За две не­дели до аварии в этом районе выпало 500 мм осадков, в правобереж­ном примыкании появилась повышенная фильтрация. Водохранилище переполнилось, обрушение плотины произошло, когда до гребня оста­валось всего 28 см. Образовавшийся водяной вал высотой 40 м двигал­ся со скоростью 70 км/час. Перед водяным валом прошла ударная воз­душная волна, выбивавшая окна домов. Водяной вал смыл две деревни, срезал часть города Фрежюс и ушел в море. Погибло 423 человека.

После аварии в основании плотины был обнаружен тектоничес­кий разлом. Перед аварией недалеко от плотины в нижнем бьефе осу­ществлялись взрывы на строительстве дороги. Плотина была разру­шена вследствие изгиба тонкой арки. Контакт плотины с основани­ем и правым берегом остался цел, смещение подошвы центральной консоли составило 0,8 м. Полностью разрушилось левобережное кры­ло плотины. В основании залегали метаморфические породы, прони­цаемость которых при сжатии-растяжении изменялась на два поряд­ка. Таково заключение комиссии, расследовавшей эту трагедию. Эта особенность горных пород, а также отсутствие дренажа в основании плотины стали причиной возникновения в основании и берегах мощ­ных сосредоточенных сил. Эти силы нарушили условие устойчивос­ти плотины, обусловили подвижки ее основания и береговых примы­каний, в результате произошло ее хрупкое разрушение. После этой аварии правительство Франции инициировало обязательную разра­ботку планов экстренной ликвидации последствий техногенных и природных катастроф.