II международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Компьютерный мониторинг и информационные технологии", ДонНТУ, 15 мая 2006 года.


СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ ДЛЯ АНАЛИЗА ПОСЛЕДСТВИЙ ПРОРЫВА ПЛОТИНЫ И ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЧС
Н.К. Попов, Н.Е. Губенко
Донецкий национальный технический университет


Человеку в современном мире жить становится все опасней. Если природные катаклизмы - землетрясения, наводнения, лесные пожары угрожали во все времена, то в последнее время к ним прибавились техногенные катастрофы. Каждый день мы слышим о прорывах плотин и дамб, авариях на АЭС, газо- и нефтепроводах, приводящих к наводнениям, выбросам в атмосферу ядовитых газов, разливу тонн нефти. Все это может происходить даже из-за малейших нарушений технологии и техники безопасности, небрежности, недосмотра, наконец, из-за пресловутого "человеческого фактора".
Плотины строились на протяжении тысячелетий - для защиты от паводков, выработки энергии, обеспечения питьевого, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения.
Сегодня в Донецкой области насчитывается около 200 плотин и крупных водохозяйственных сооружений. Большая часть из них построена очень давно, а предпринимаемые меры по обеспечению их безопасной эксплуатации неадекватны. Многие находящиеся в аварийном состоянии дамбы расположены на реках, в долинах которых проживает огромное число людей, находятся стратегически важные объекты, предприятия химической промышленности. Благодаря таким последствиям и у экологов, и у спасателей появилась поговорка "Где плотины - там смерть" [1].
Вопросом изучения поведения водного потока в результате прорыва плотин в последнее время занимаются достаточно серьезно. Строятся системы, предсказывающие поведение потока. От точности предсказания гидрографа излива зависит надежность прогноза параметров волны излива (изменение во времени глубины потока, скоростей течения и т.д.) в различных областях затопления, сведения о которых необходимы для выбора размещения хозяйственных объектов, разработки противопаводковых мероприятий, составления плана действий в случаях прорыва, оценки последствий прохождения волны прорыва и последующей экологической ситуации, страхования подпорных сооружений и т.д. Диаграмма развертывания данной программы представлена на рисунке 1.
Цель данной работы - определение путей создания открытой информационной системы мониторинга, в частности прогнозирование рисков несчастных случаев в результате прорыва плотин в Донецкой области, анализа данных, характеристики объектов, попадающих в зону затопления и получения инструкций к мгновенному реагированию для предотвращения чрезвычайных ситуаций. Идея работы заключается в автоматизации процесса реагирования на чрезвычайное положение, вызванное прорывом плотин в Донецкой области при помощи программных средств. Задачами проекта является анализ последствий прорыва плотины и мгновенного реагирования на эти события, прогнозирования возможных зон затопления, разрушения идущих ниже по течению дамб, рекомендации по проведению спасательных работ.
Данную тему затрагивали некоторые разработчики. Например, по заказу МЧС России разработана специализированная, геоинформационная система (ГИС) "Экстремум". Ее задачи - прогнозировать вероятность возникновения чрезвычайных ситуаций и, по возможности, предотвращать их, а в случае аварий или стихийных бедствий - планировать работу по ликвидации последствий с таким расчетом, чтобы свести к минимуму причиненный ими ущерб [2].

Рисунок 1 - Диаграмма развертывания системы анализа прорыва плотины

Автоматизированная система дистанционного контроля за состоянием плотины и прогнозирования последствий чрезвычайных ситуаций (АСДК "Плотина") - система для мониторинга состояния гидротехнических сооружений. АСДК "Плотина" разработана специально для шламохранилища ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат" (ЗСМК), находящегося в г. Новокузнецке. Шламохранилище представляет собой водоем площадью 229 га с насыпной дамбой длиной около 6 км.
Система основана на двух базовых элементах. Первый - автоматизированный контроль уровня фильтрационных вод в теле плотины. Второй - компьютерная обработка этих данных с помощью технологии геоинформационной системы оценки риска и промышленной безопасности, разработанной специально для этого комбината, но которую можно использовать, введя соответствующие изменения, для любого другого гидротехнического сооружения [3].
Модель паводков при разрушении плотины ( DAMBRK ). Модель DAMBRK рассчитывает гидрограф стока в зависимости от напора водослива или стока с плотины, времени изменяющейся геометрии динамического разрыва. Характеристики разрыва определяются пользователем модели. Влияние притоков в водохранилище рассматривается вместе с его характеристиками объема с помощью расчета запасов или динамической волны в водохранилище [4].

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК:

  1. Героические века http://gumilevica.kulichki.net/Toynbee/Toynbee601.htm (14.04.2006)
  2. Техника. Вести с переднего края http://nauka.relis.ru/06/0309/06309018.htm (26.04.2006)
  3. АСДК "Плотина" http://www.esrc.ru/research/technologies/dam/ (18.04.2006)
  4. Модель паводков при разрушении плотины ( DAMBRK ) http://www.wmo.ch/web/homs/projects/Components/Russian/k15302.html(1.04.2006)