3.4. Сведения о наличии и составе материально-технических средств и оборудования для обеспечения безопасной эксплуатации ГТС
С целью предупреждения, локализации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях Харанорской ГРЭС проводятся мероприятия по созданию резервов строительных материалов, землеройной техники, автотранспорта, средств спасения и другого оборудования. Работа проводится в соответствии с действующим на станции планом мероприятий по предупреждению и ликвидации ЧС на ХГРЭС.
В таблицах 12 и 13 дан перечень собственных материально-технических средств и механизмов, имеющихся на ГРЭС и предназначенных для локализации и ликвидации ЧС на гидротехнических сооружениях.
Запасные части и оборудование размещены согласно аварийному запасу по цехам. Место расположения механизмов – цех топливоподачи, котельный цех, электроцех. Место расположения материалов – насосная станция осветленной воды и склад ГРЭС (ответственные за содержание – начальник отдела материально-технического снабжения). Место расположения грунта для локализации и ликвидации возможных чрезвычайных ситуаций на ГТС – карьер в районе бывшего здания гидротехнического цеха.
Анализируя вышеприведенные сведения, можно сделать вывод о достаточности, обеспечении сохранности и готовности к использованию имеющихся на объекте и привлекаемых резервов строительных материалов, землеройной техники, автотранспорта, другого оборудования для оперативной ликвидации повреждений и аварийных ситуаций на гидротехнических сооружениях.
Таблица 12. Перечень имеющихся на Харанорской ГРЭС материально-технических средств для ликвидации ЧС на ГТС
| Наименование материально-технических средств | Единицы измерения | Количество |
| 1. Цемент | т | 15 |
| 2. Асбест шнуровой | кг | 10 |
| 3. Бензин | т | 3 |
| 4. Трубы | т | 50 |
| 5. Металлопрокат | т | 7 |
| 6. Дизельное топливо | т | 6 |
| 7. Дизельное масло | л | 20 |
| 8. Лопаты | шт | 6 |
| 9. Комплект газовой резки | шт | 1 |
| 10. Кислород | баллон | 2 |
| 11. Пропан | баллон | 1 |
| 12. Резина листовая | кг | 10 |
| 13. Бандажи диаметром 500мм | шт | 6 |
| 14. Кабельная продукция | т | 50 |
Таблица 13. Перечень специальной техники, имеющейся на Харанорской ГРЭС, для ликвидации ЧС на ГТС
| Наименование механизмов | Единицы измерения | Количество |
| 1. Бульдозер Т-35 | шт | 3 |
| 2. Бульдозер Т-330 | шт | 1 |
| 4. Скрепер | шт | 1 |
| 5. КАМАЗ 5320 | шт | 3 |
| 6. КАМАЗ 5410 | шт | 2 |
| 7. ЗИЛ 43336 | шт | 3 |
| 8. МАЗ бензовоз | шт | 1 |
| 9. МАЗ самосвал | шт. | 1 |
| 10. Автокран | шт | 3 |
| 11. Электросиловая станция | шт | 1 |
| 12. Электроосветительная станция | шт | 1 |
| 13. Сварочные аппараты | шт | 2 |
| 14. Насос | шт | 1 |
| 15. Компрессор | шт | 1 |
3.5. Сведения о соответствии ГТС критериям безопасности, проекту, действующим техническим нормам и правилам в области безопасности ГТС.
Отметка гребня плотины водохранилища превышает проектную на 0,2- 1,0 м (минимальная отметка – 575,71 м – створ 4); низовой откос более пологий, т.к. минимальное заложение m = 5,1 (створ 2) при проектном m = 3, однако эти отклонения являются положительным фактором, т.к. значение Кs низового откоса плотины более проектного и нормативного (таблице 14). Ширина гребня на проектных отметках соответствует проекту -10 м.
Таблица 14. Сопоставление коэффициентов устойчивости откосов Кs
| Створ | Значения коэффициента устойчивости (проект/факт) | |
| Основное сочетание нагрузок | Особое сочетание нагрузок | |
| Плотина водохранилища | ||
| 0 | 1,64/ — | 1,30/ 2,65 |
| 1 | 1,34/2,88 | 1,10/2,12 |
| 2 | 1,35/2,70 | 1,08/2,04 |
| 3 | 1,44/3,79 | 1,18/2,35 |
| 4 | 1,42/3,85 | 1,28/1,96 |
| 5 | 1,43/4,34 | 1,30/2,84 |
Параметры и условия эксплуатации ГТС в основном соответствуют положениям проекта и требованиям действующих норм и правил. Отсутствует участок (100 м) резервного трубопровода осветленной воды, который на безопасность комплекса ГТС не влияет.
Установлено, что состояние бетонных конструкций здания береговой насосной станции исправное. Разрушений бетонной поверхности в зоне переменного уровня воды и под водой не обнаружено. Дно водоприемного ковша береговой НС покрыто песчано-иловыми отложениями мощностью – 1,0 м., замусорено мелким бытовым мусором, металлоломом, рыболовными сетями, обломками железобетона. Сороудерживающие решетки водоприемных камер корродированы на 5-7%, антикоррозионное покрытие отсутствует, обрастание органикой. Пазовые конструкции в удовлетворительном состоянии. Состояние концевого водораспределительного сооружения неудовлетворительное, водосливной лоток разрушен на ~ 70%, одна из плит ограждения разрушена полностью, остальные имеют локальные морозные разрушения.
Дно сбросного канала со шлюзами-регуляторами частично захламлено бытовым и строительным мусором. Дно шлюза-регулятора в р. Тургу сильно засорено мусором толщиной до 1,0 м. Разрушения защитного слоя бетона до оголения арматурного каркаса происходят в зоне переменного уровня воды по всей длине канала. Характер разрушений морозный. Бычки и подпорные стенки шлюза в зоне переменного уровня воды имеют разрушения поверхности бетона с локальными участками обнажения арматуры. Шандоры шлюза-регулятора в р. Тургу опущены и приварены к металлическим частям направляющих.
Водозаборные оголовки насосной станции осветленной воды находятся в технически исправном состоянии. Нижняя часть опорного бетонного блока имеет разрушения. Стойки из труб неустойчивы и имеют крен.
Водозаборный оголовок дренажной НС в зоне переменного уровня воды и стенки имеют морозные разрушения. Дренажная канава заилена песчано-иловыми отложениями мощностью до 1,0 м, имеет локальные завалы из камней.
В результате водолазного обследования сделан вывод – за период эксплуатации гидротехнических сооружений произошел естественный процесс старения конструкций и материалов, а также износ и разрушение отдельных элементов конструкций и сооружений. По результатам водолазного обследования гидротехнические сооружения Харанорской ГРЭС считаются работоспособными, но для обеспечения бесперебойной и надежной эксплуатации, требуется текущий ремонт вышеуказанных объектов.
4. Определение значения риска аварии ГТС
4.1. Возможные источники опасности для ГТС
Возможными внешними источниками опасности для плотины водохранилища-охладителя являются:
— стихийные бедствия (землетрясения, ураганы, ливни и др.);
— диверсионный акт.
За время эксплуатации ХГРЭС экстремальных значений природных и техногенных воздействий на ГТС не наблюдалось.
Сейсмичность района (площадки) ГТС 6 баллов, следовательно сейсмические воздействия для ГТС не являются расчетными нагрузками, т.к. выбор карты ОСР-97В согласован проектировщиками с заказчиком (письмо №3940-09 от 11.10.02г. и №3977-09 от 17.10.02г.), при этом период повторяемости землетрясений интенсивностью 6 баллов не превышает 1 раз в 1000 лет (вероятность Р=10-3).
Поскольку некоторые внешние источники опасности (сверхрасчетные значения климатических факторов, сверхрасчетные сейсмические воздействия, диверсионный акт и пр.) не регламентированы при рассмотрении последствий аварий согласно РД 03.521-02 «Порядок определения размера вреда, который может быть причинен жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварии гидротехнического сооружения», утв. Приказом МЧС РФ, Минэнерго РФ, Минтранса РФ и Госгортехнадзора РФ от 18.05.2002 г. № 243/150/270/68/89, то в дальнейшем они не рассматриваются.
Факторы внутреннего характера, влияющие на проявления внутренних источников опасности :
- ошибки в проектировании (ошибки в конструкции плотины и других сооружений);
- некачественное производство работ (особенно при строительстве сравнительно небольших сооружений, когда не обеспечен должный геотехнический контроль с участием инженеров-гидротехников);
- информационная неопределенность и (или) недостаточность в идентификации физико — механических и теплофизических характеристик грунтов тела плотины и основания на участке гидроузла и его сооружений, которая, в свою очередь, может связана с недостаточным объемом инженерно – геологических изысканий и (или) ошибками при определении свойств грунтов;
- ошибки в расчетах, связанные, в том числе, и с несовершенством расчетных методик, в результате чего не удается адекватно спрогнозировать поведение сооружения или развитие какого – либо процесса во времени;
- неправильная эксплуатация, которая может быть связана с неправильными действиями эксплуатационного персонала и местного населения (некомпетентность, низкая квалификация и т.п.) или с несвоевременным и недостаточным выделением финансовых ресурсов на осуществление необходимых эксплуатационных мероприятий;
- неправильная и (или) недостаточная информация о состоянии сооружений гидроузла, которая может быть связана с недостаточным количеством и (или) неисправностью установленной КИА, или с неправильным или несвоевременным сбором, обработкой и интерпретацией контрольной информации службой эксплуатации;
- отсутствие или недостаточный объем мероприятий по обеспечению готовности объекта к локализации и ликвидации аварийной ситуации;
- отсутствие своевременных ремонтных работ.
Перечисленные выше факторы внутреннего характера могут стать причиной наступления на сооружениях водохранилища-охладителя событий аварийного характера, в частности, опасных повреждений плотины или ограждающей дамбы.
Согласно статистическим данным (А.А. Ничипорович, В.И. Истомин) по разрушению земляных плотин основными причинами возникновения гидродинамической аварии являются:
- Усиленная фильтрация через тело и основание плотины, сопровождающаяся выносом грунта.
- Недостаточная пропускная способность водосбросных сооружений, что может привести к подъему уровня выше ФПУ и к переливу через плотину.
- Выход из строя водозаборного узла.
- Потеря устойчивости низового или верхового откоса плотины.
- Разрушение плотины в результате внешнего воздействия (диверсионного акта, сверхрасчетных землетрясений, паводков и пр.).
Наиболее вероятными и опасными событиями, которые могут произойти на рассматриваемом объекте — плотине водохранилища-охладителя и дамбе ЗШО, являются события по причинам 1 и 4 с учетом вышеописанных факторов внутреннего характера.
4.2. Сценарии возможных аварий и повреждений ГТС в результате воздействия каждого источника опасности в отдельности и одновременно нескольких источников опасности
Сценарий аварии — последовательность отдельных логически связанных событий, обусловленных конкретным инициирующим (исходным) событием, приводящих к определенным опасным последствиям аварии.
Практика показывает, что использование сложных количественных методов анализа риска зачастую дает значение показателей риска, точность которых для сложных технических систем невелика.
Ранжирование основных сценариев возникновения и развития аварий и ЧС на ГТС по уровню опасности для персонала, населения, имущества и окружающей среды выполнено с помощью матрицы «частота — тяжесть последствий», СТП 210.02.НТ-04 ОАО «ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева» с применением терминов «вряд ли», «вероятно», «редкое».
Перечень и вероятность сценариев, масштабы негативных воздействий при гидродинамической аварии ГТС установлены на основании:
- анализа возможных причин возникновения и характера опасных повреждений ГТС, способных вызвать аварийные ситуации и гидродинамические аварии (выявлены с использованием статистических данных, анализа произошедших аварий на аналогичных объектах, с учетом конструктивных особенностей и состояния сооружений, природно-климатических, геологических и других условий эксплуатации и расположения ГТС, режимов эксплуатации);
- оценки вероятности сценариев аварий на качественном уровне по рассмотренным причинам;
- оценки последствий реализации рассмотренных сценариев аварий.
Сценарии развития возможных аварий зависит от характера первоначальных повреждений, вызванных определенными источниками опасности. Рассмотрим сценарии возможных аварий для каждого декларируемого ГТС в отдельности.
Плотина водохранилища-охладителя
Возможные источники опасности и сценарии развития аварий для плотины водохранилища-охладителя.
Сценарий А1: Перелив через гребень плотины.
Перелив через гребень плотины возможен в результате просадки гребня ниже проектной отметки или при повышении уровня водохранилища вследствие выпадения обильных осадков.
При наличии данных источников опасности возможно развитие чрезвычайной ситуации по сценарию: возникновение и возможное развитие прорана в теле земляной плотины → образование волны прорыва → затопление прилегающей территории и загрязнение водного объекта → полное или частичное опорожнение водохранилища.
Сценарий А2: Потеря статической устойчивости низового откоса.
Потеря статической устойчивости низового откоса возможна вследствие отступления от проектных решений (увеличение крутизны откоса) или отказа дренажа.
При наличии данных источников опасности развитие чрезвычайной ситуации может развиваться следующему сценарию: разрушение участка грунтовой плотины → развитие прорана → образование волны прорыва → затопление прилегающей территории и загрязнение водного объекта → полное или практически полное опорожнение водохранилища.
Сценарий А3: Нарушение фильтрационной прочности грунтов или режима фильтрации.
Нарушение фильтрационной прочности грунтов или режима фильтрации возможно вследствие суффозии основания или тела плотины, а также в результате отказа дренажной системы.
Развитие чрезвычайной ситуации в данном случае аналогично сценарию А2: разрушение участка грунтовой плотины → развитие прорана → образование волны прорыва → затопление прилегающей территории и загрязнение водного объекта → полное или практически полное опорожнение водохранилища.
4.3 Значение степени опасности (вероятности) для сценариев наиболее тяжелой и наиболее вероятной аварий и повреждений
Основой расчета послужили документы и материалы:
- Методические указания по проведению анализа риска аварий гидротехнических сооружений» (СТП ВНИИГ 210.02.НТ-04);
- Описание сценариев, представленных в п.4.2.
Расчет вероятности для систем ТВС выполнялся одновременно для всех источников опасности.
4.3.1 Значение степени опасности (вероятности) для сценариев развития аварии на плотине водохранилища-охладителя.
В таблице 15 представлены результаты предварительного анализа опасностей (ПАО) аварий плотины водохранилища-охладителя в соответствии со сценариями развития аварий, описанных с экспертной оценкой их вероятностей согласно требованиям «Методических указаний…».
Таблица 15. Результаты предварительного анализа опасностей (ПАО) аварий плотины водохранилища-охладителя
| № п/п | Сооружение, элемент | Нежелательные процессы, явления, события, способные инициировать аварию ГТС | Ожидаемые последствия для персонала, населения, имущества и окружающей природной среды | Предварительная оценка вероятности реализации |
| 1.1 | Плотина | Перелив через гребень | Возникновение и возможное развитие прорана в теле земляной плотины → образование волны прорыва → затопление прилегающей территории и загрязнение водного объекта → полное или частичное опорожнение водохранилища | Вряд ли. 1. Наличие нагорной канавы для отвода стока с водосборной площади 2. Среднегодовое количество осадков составляет 350 мм 3. Превышение минимальной отметки гребня над ФПУ 1.15 м 4. Постоянный контроль уровней у БНС при закачке воды из канала |
| 1.2 | Плотина | Потеря статической устойчивости низового откоса | Разрушение участка грунтовой плотины → развитие прорана → образование волны прорыва → затопление прилегающей территории и загрязнение водного объекта → полное или практически полное опорожнение водохранилища | Вряд ли. Согласно «Экспертного заключения…», коэффициенты устойчивости для основного и особого сочетания нагрузок составляют 1,87…4,34 |
| 1.3 | Плотина | Нарушение фильтрационной прочности грунтов или режима фильтрации | Разрушение участка грунтовой плотины → развитие прорана → образование волны прорыва → затопление прилегающей территории и загрязнение водного объекта → полное или практически полное опорожнение водохранилища | Вряд ли. 1.Дренажная система работает исправно. 2. Согласно «Экспертного заключения…», за время эксплуатации грунты тела и основания плотины самоуплотнились. Неблагоприятные геологические процессы и аномалии отсутствуют. |
В соответствие с методикой ВНИИГ (матрица «частота-тяжесть последствий» – см. табл. 16) при средних последствиях аварий ГТС их среднегодовая частота может составлять примерно 10-5 год-1, вследствие чего, рекомендуется выполнить количественный анализ риска в вероятностной постановке.
Таблица 16. Матрица «частота-тяжесть последствий» для ранжирования возможных сценариев возникновения и развития аварий ГТС
| Вероятность аварии | Среднегодовая частота, 1/год | Последствия аварии | ||||
| Несущественные | Малые | Средние | Значительные | Катастрофические | ||
| Почти несомненно | >1 | В | В | А | А | А |
| Весьма возможно | 1 — 10-2 | С | В | В | А | А |
| Вероятно | 10-2 — 10-4 | D (сценарий С) | С | В (сценарий В3) | А | А |
| Вряд ли | 10-4 — 10-6 | D | D
| С (сценарии А1, А2, А3, В1, В2) | В
| А |
| Редко | <10-6 | D | D | С | В | В |
Примечание: Обозначение уровней риска аварий: А — высокий; В — существенный; С — средний; D — низкий.
Для проведения анализа риска составляем «дерево отказов» в соответствии с описанными в п. 4.2 сценариями развития аварий. «Дерево отказов» для плотины водохранилища-охладителя представлено на рисунке 1.
Количественная оценка вероятности аварий плотины водохранилища-охладителя выполнена по данным, приведенным в методики ВНИИГ, с учетом особенностей ГТС Харанорской ГРЭС.
Поскольку каждое из базовых событий, вызывающих аварию, есть событие независимое, то вероятность отказа определяется по формуле:
РА=1-(1-РА11) ·(1-РА12) ·(1-РА21) ·(1-РА22) ·(1-РА31) ·(1-РА32) ,
или, отбросив члены второго порядка малости:
РА=РА11+ РА12+ РА21+ РА22+ РА31+ РА32=10-5+10-5+10-6+10-5+10-6+5·10-6=
3,7·10-5 год-1.
Соответственно,
РА1=РА11+ РА12=10-5+10-5=2·10-5 год-1,
РА2=РА21+ РА22=10-6+10-5=1,1·10-5,
РА3=РА31+ РА32+ РА22=10-6+5·10-6+10-5==1,6·10-5 год-1.
Результаты решения «дерева отказов» для плотины водохранилища-охладителя представлены в таблице 17.
Таблица 17. Результаты решения «дерева отказов» для плотины водохранилища-охладителя Харанорской ГРЭС
| Элемент «дерева отказов» | Характеристика элемента «дерева отказов» | Среднегодовая вероятность отказа, год-1 |
| 1 | 2 | 3 |
| РА11 | Просадка гребня ниже проектной отметки | 10-5 |
| РА12 | Обильные осадки | 10-5 |
| РА21 | Отступление от проектных решений (увеличение крутизны откоса) | 10-6 |
| РА22 | Отказ дренажной системы | 10-5 |
| РА31 | Суффозия в основании плотины | 10-6 |
| РА32 | Суффозия в теле плотины | 5·10-6 |
| РА1 | Перелив через гребень плотины | 2·10-5 |
| РА2 | Потеря статической устойчивости низового откоса плотины | 1,1·10-5 |
| РА3 | Нарушение фильтрационной прочности грунтов или режима фильтрации | 1,6·10-5 |
Как видно из табл. 17, сценарий перелива через гребень плотины А1 прогнозируется с вероятностью РА1=2·10-5 год-1, приводящий к возникновению и возможному развитию прорана в теле плотины с затоплением прилегающей территории (правобережная пойма р.Онон) и загрязнением водного объекта (р.Онон).
Вероятность отказа плотины по внутренним причинам более высокая (суффозия и отказ дренажа) РА= 3,7·10-5 год-1.
4.4. Максимальное значение вероятности аварии ГТС, которое может привести к возникновению чрезвычайной ситуации.
Плотина водохранилища-охладителя: максимальное значение вероятности аварии – 3,7·10-5 год-1.
4.5. Сведения о наличии расчета параметров волны прорыва при гидродинамической аварии, площадь затопления, перечень объектов, попадающих в зону возможного затопления.
Расчет параметров волны прорыва при гидродинамической аварии на плотине водохранилища-охладителя, зон затопления выполнен в составе «Расчета вероятного вреда, который может быть причинен жизни, здоровью физических и юридических лиц в результате аварий гидротехнических сооружений филиала «Харанорская ГРЭС» АО «Интер РАО – Электрогенерация», согласованный 04.09.2015 г. Министром природных ресурсов и промышленной политики Забайкальского края Поляковым О.А.
Расчет вероятного вреда, который может быть причинен в результате аварии гидротехнических сооружений ХГРЭС, на основании п. 5 «Правил определения величины финансового обеспечения гражданской ответственности за вред, причиненный в результате аварии гидротехнического сооружения», утв. Постановлением Правительства РФ от 18.12.01 № 876 и Приказа Ростехнадзора № 377, входит в комплект декларации безопасности гидротехнических сооружений.
При расчете вреда использовалась «Методика определения размера вреда, который может быть причинен жизни, здоровью физических лиц, имуществу физических и юридических лиц в результате аварии судоходных гидротехнических сооружений», утвержденная Приказами МЧС РФ № 528 и Минтранса РФ № 143 от 2 октября 2007 г.
Площадь затопления при прорыве плотины водохранилища-охладителя составляет 800 га. Зона возможного затопления расположена на правобережной пойме р. Онон, между плотиной и р. Онон.
В зонах возможного затопления при прорыве плотины водохранилища-охладителя отсутствуют какие-либо производственные объекты, объекты транспорта и связи, места проживания людей. Для сельскохозяйственного производства и животноводства данные земли не используются.