Плотины и землетрясения
Как известно, многие плотины, и плотины высотные, построены в горах, а горы - это зоны сейсмической активности. Соответственно, вопрос устойчивости плотин к землетрясениям имеет особое значения и постоянно поднимается в СМИ. Безусловно, сейсмоустойчивость плотин подтверждается тщательными расчетами - но расчеты мало понятны неспециалисту. А вот практика - это вещь куда более понятная. Были ли случаи, когда крупные плотины оказывались в зоне сильных землетрясений? Да, такие случаи были, и неоднократно; и самый типичный из них - Сычуаньское землетрясение в Китае в 2008 году. Как пережили его плотины?
Плотина Зипингпу после землетрясения. Фото отсюда
Сычуаньское землетрясение произошло в уезде Вэньчуань 12 мая 2008 года. Магнитуда землетрясения составила 8,0 по шкале Рихтера, его очаг находился очень неглубоко - всего 19 км. В итоге, землетрясение оказалось чрезвычайно разрушительным - в эпицентре сила толчков достигала 11 баллов по шкале MSK-64. Жертвы и разрушения оказались огромны - погибли 69 тысяч человек, несколько миллионов остались без жилья. Это второе по своей разрушительности землетрясение в новейшей истории Китая.
Разрушения, вызванные землетрясением.
Район землетрясения очень активно использовался для строительства различных плотин - как гидроэнергетических, так и ирригационных. В результате подземных толчков, повреждения той или иной степени получили 1583 плотины самых разных типов, в том числе несколько крупных. Однако, ни одна из них не была разрушена.
Каменно-набросная с железобетонном экраном плотина Зипингпу высотой 156 м оказалась всего в 17 километрах от эпицентра. Плотина была рассчитана на землетрясение в 8 баллов, при котором пиковое ускорение грунта должно было составить 0,26 g. Фактически, сила толчков намного превзошла расчетные значения - были зафиксированы ускорения, составляющие 2,0 g. Фактическая сила толчков составила 9-10 баллов.
Схема плотины Зипингпу.
Что в итоге? Плотина дала максимальную осадку на 70 см, сместилась в нижний бьеф на 18 см, отмечены повреждения экрана и парапета на гребне… и все.
Плотина Зипингпу сразу после землетрясения. Фото отсюда
Несмотря на нагрузки, значительно превышающие расчетные, плотина не только не рухнула, но и не была значительно повреждена (определенные повреждения получило здание ГЭС с гидроагрегатами мощностью 700 МВт). После ремонта эксплуатация гидроузла была продолжена.
Плотина Зипингпу в 2009 году. Фото отсюда
Без существенных повреждений пережила землетрясения каменно-набросная с суглинистым ядром плотина Бику высотой 102 м. Рассчитанная на землетрясение в 7,5 баллов, она перенесла 8-балльные толчки с ускорениями, существенно превышающими расчетные. Максимальная осадка плотины составила 24 см.
Расположение плотины Бику на карте интенсивности землетрясения.
Может быть, каменно-набросные плотины отличаются какой-то особой сейсмостойкостью, а другим типам плотин пришлось куда хуже? Отнюдь.
Арочная бетонная плотина Шэйпай высотой 132 м оказалась всего лишь в 12 км от эпицентра. Рассчитана она была на 7 баллов с пиковым ускорением грунта 0,138 g.
Плотина Шэйпай.
Схема плотины Шэйпай.
По факту, интенсивность землетрясения в районе плотины Шэйпай составила 10 баллов, т.е. намного превысила расчетную. езультат - плотина не получила каких-либо существенных повреждений, от камнепада лишь пострадало здание ГЭС.
Толчки силой 7-8 баллов ощущались и в районе гравитационной бетонной плотины Баоцузи высотой 132 м. Пиковые ускорения и тут превысили расчетные, однако плотина не получила никаких повреждений.
Плотина Баоцузи. Фото отсюда
Выводы сделать несложно. Практика показала, что высотные плотины являются чрезвычайно сейсмоустойчивыми объектам, переносящими без значительных повреждений землетрясения, сила которых значительно превышает ту, на которую они рассчитывались.
Плотина Зипингпу после землетрясения. Фото отсюда
Сычуаньское землетрясение произошло в уезде Вэньчуань 12 мая 2008 года. Магнитуда землетрясения составила 8,0 по шкале Рихтера, его очаг находился очень неглубоко - всего 19 км. В итоге, землетрясение оказалось чрезвычайно разрушительным - в эпицентре сила толчков достигала 11 баллов по шкале MSK-64. Жертвы и разрушения оказались огромны - погибли 69 тысяч человек, несколько миллионов остались без жилья. Это второе по своей разрушительности землетрясение в новейшей истории Китая.
Разрушения, вызванные землетрясением.
Район землетрясения очень активно использовался для строительства различных плотин - как гидроэнергетических, так и ирригационных. В результате подземных толчков, повреждения той или иной степени получили 1583 плотины самых разных типов, в том числе несколько крупных. Однако, ни одна из них не была разрушена.
Каменно-набросная с железобетонном экраном плотина Зипингпу высотой 156 м оказалась всего в 17 километрах от эпицентра. Плотина была рассчитана на землетрясение в 8 баллов, при котором пиковое ускорение грунта должно было составить 0,26 g. Фактически, сила толчков намного превзошла расчетные значения - были зафиксированы ускорения, составляющие 2,0 g. Фактическая сила толчков составила 9-10 баллов.
Схема плотины Зипингпу.
Что в итоге? Плотина дала максимальную осадку на 70 см, сместилась в нижний бьеф на 18 см, отмечены повреждения экрана и парапета на гребне… и все.
Плотина Зипингпу сразу после землетрясения. Фото отсюда
Несмотря на нагрузки, значительно превышающие расчетные, плотина не только не рухнула, но и не была значительно повреждена (определенные повреждения получило здание ГЭС с гидроагрегатами мощностью 700 МВт). После ремонта эксплуатация гидроузла была продолжена.
Плотина Зипингпу в 2009 году. Фото отсюда
Без существенных повреждений пережила землетрясения каменно-набросная с суглинистым ядром плотина Бику высотой 102 м. Рассчитанная на землетрясение в 7,5 баллов, она перенесла 8-балльные толчки с ускорениями, существенно превышающими расчетные. Максимальная осадка плотины составила 24 см.
Расположение плотины Бику на карте интенсивности землетрясения.
Может быть, каменно-набросные плотины отличаются какой-то особой сейсмостойкостью, а другим типам плотин пришлось куда хуже? Отнюдь.
Арочная бетонная плотина Шэйпай высотой 132 м оказалась всего лишь в 12 км от эпицентра. Рассчитана она была на 7 баллов с пиковым ускорением грунта 0,138 g.
Плотина Шэйпай.
Схема плотины Шэйпай.
По факту, интенсивность землетрясения в районе плотины Шэйпай составила 10 баллов, т.е. намного превысила расчетную. езультат - плотина не получила каких-либо существенных повреждений, от камнепада лишь пострадало здание ГЭС.
Толчки силой 7-8 баллов ощущались и в районе гравитационной бетонной плотины Баоцузи высотой 132 м. Пиковые ускорения и тут превысили расчетные, однако плотина не получила никаких повреждений.
Плотина Баоцузи. Фото отсюда
Выводы сделать несложно. Практика показала, что высотные плотины являются чрезвычайно сейсмоустойчивыми объектам, переносящими без значительных повреждений землетрясения, сила которых значительно превышает ту, на которую они рассчитывались.