Структурная схема алгоритма обнаружения оползневых событий в водохранилище ГЭС

BLOCK DIAGRAM OF THE ALGORITHM FOR THE DETECTION OF LANDSLIDE EVENTS IN THE RESERVOIR OF A HYDROELECTRIC POWER STATION

Alexandra Ageeva

Undergraduate, Siberian Federal University, Sayano-Shushenskiy Branch, Russia, Sayanogorsk

Аннотация. Оползни являются опасными геоморфологическими явлениями, особенно если они происходят в водохранилищах гидроэлектростанций. При проектировании гидроэлектростанций проводятся инженерные изыскания, в том числе по изучению будущего водохранилища, исследуют возможные зоны повышенного риска возникновения оползневых явлений и их приблизительные параметры. По этим данным рассчитываются волновые образования от оползневого события. Использование алгоритма по изменениям показаний датчиков уровней верхнего бьефа позволит нам своевременно узнать об оползневом событии в водохранилище ГЭС.

Abstract. Landslides are dangerous geomorphological phenomena, especially occurring in reservoirs of hydroelectric power stations. When designing hydroelectric power stations, engineering surveys are carried out, including the study of the future reservoir. Knowing the possible areas of increased risk of landslide events and their approximate parameters. Based on this data, wave formations from a landslide event are calculated. Using the algorithm, based on changes in the readings of the upstream level sensors, it will allow us to timely learn about a landslide event in the HPP reservoir.

Ключевые слова: алгоритм; оползень; оползневое событие; водохранилище; датчики уровня воды; волнообразование.

Keywords: algorithm; landslide; landslide event; reservoir; water level sensors; wave formation.

Основные положения

Оползень – опасное геоморфологическое явление, смещение масс горных пород по склону под воздействием собственного веса и дополнительной нагрузки вследствие подмыва склона, переувлажнения, сейсмических толчков и иных процессов [1]. Оползневые события, происходящие в руслах зарегулированных рек, выше гидроэлектростанций, т. е. в водохранилищах, несут дополнительную угрозу как гидротехническим сооружениям, так и населению выше или ниже станции. Примеров этих страшных событий в истории гидроэнергетики немало.

После возникновения оползневого события к плотине придет волна, которую зафиксируют датчики уровня верхнего бьефа.

Рассчитав параметры данной волны по формуле (1), получим характеристики волны от оползневых событий:

,                                                              (1)

где  – высота волны;

 - декартова координата;

 – время;

 – длина обвального тела;

 – длина;

 - глубина водоема;

 – вертикальное смещение обвального тела;

 – его скорость;

 – сцепление грунта;

 ,

где  ,

где  – порядковый номер [2].

Принимаем это значение за приращение отметки от текущего уровня верхнего бьефа. Используя предложенный алгоритм, определяем факт оползневого события и его возможные координаты. Через автоматическую систему управления технологическим процессом (АСУ ТП) отображаем сигнализацию о событии.

Упрощенная структурная схема алгоритма представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Упрощенная структурная схема алгоритма

Описание значений:

 – период времени;

 – текущее значение отметки уровня верхнего бьефа;

 – предыдущее значение отметки уровня верхнего бьефа;

 – изменение текущей отметки уровня верхнего бьефа;

  – высота волны, зависящая от оползневого события.

Описание сигналов:

1) cигнал № 1 – предупредительный сигнал в АСУ ТП «Вероятное оползневое событие в Х₁ удаленности от плотины»;

2) cигнал № 2 – предупредительный сигнал в АСУ ТП «Вероятное оползневое событие в Х₂ удаленности от плотины»;

3) cигнал № 3 – предупредительный сигнал в АСУ ТП «Вероятное оползневое событие в Х₃ удаленности от плотины»;

4) cигнал № 4 – предупредительный сигнал в АСУ ТП «Неисправность определения оползневого события».

Таким образом, появляется возможность более быстрого реагирования на произошедшие события. Своевременное обнаружение оползневых событий позволит минимизировать ущерб для населенных пунктов выше и ниже гидроэлектростанции.