Дифракция света. Метод зон Френеля

АВАРИИ НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ

Гидротехническое сооружение – это объект хозяйственной деятельности, находящийся у водной поверхности и предназначенный, для:

Ø использования кинетической энергии движущейся воды, с целью преобразования ее в другие виды энергии;

Ø охлаждения отработанного пара ТЭС и АЭС;

Ø защиты прибрежной территории от воды;

Ø забора воды для орошения и водоснабжения;

Ø осушения;

Ø рыбозащиты;

Ø регулирования уровня воды;

Ø обеспечения деятельности речных и морских портов, судостроительных и судоремонтных предприятий, а также судоходства;

Ø подводной добычи, хранения и транспортировки полезных ископаемых.

Опасность затопления низменных районов возникает при разрушении плотин, дамб и гидроузлов. Непосредственную опасность представляет стремительный и мощный поток воды, вызывающий поражение, затопление и разрушение зданий и сооружений. Жертвы среди населения и разрушения происходят из-за высокой скорости огромного количества воды, сметающей все на своем пути.

Разрушение (прорыв) гидротехнического сооружения возникает вследствие воздействия природных факторов (землетрясений, ураганов, размыва дамб и плотин) или деятельности человека, а также из-за конструктивных дефектов или ошибок проектирования.

К основным гидротехническим сооружениям относятся: плотины, водозаборные и водосбросные сооружения, запруды.

Прорыв – это повреждение в теле плотины, дамбы, шлюза являющиеся последствием их размыва с образованием волн прорыва и катастрофических затоплений или прорывного паводка.

Волна прорыва возникает при условии одновременного наложения двух процессов: падения воды из водохранилища и резкого увеличения объема воды в месте падения. Высота волны прорыва и скорость ее распространения зависит от размеров прорыва, разницы уровней воды и топографических условий русла и устья реки.

Высота волны прорыва составляет 2-50 метров, скорость движения, как правило, находится в диапазоне от 3 до 25 км/ч.

Гидродинамическая авария – это чрезвычайная ситуация, связанная с выводом из строя (разрушением) гидротехнического сооружения или его части и неуправляемым перемещением больших масс воды, несущих разрушения и затапливающих значительные территории.

Это аварии на гидротехнических сооружениях, при которых вода распространяется с большой скоростью, создавая угрозу возникновения чрезвычайной ситуации техногенного характера.

Для предотвращения возможных внезапных прорывов на плотинах водохранилищ, защиты населения, территорий и материальных ценностей заблаговременно осуществляют следующие мероприятия:

а) административные:

Ø ограничение строительства жилых домов и объектов хозяйственной деятельности в местах, подпадающих под воздействие потенциально возможной волны прорыва возможного затопления;

Ø эвакуация населения из зон, время подхода волны прорыва к которым после разрушения плотины составляет менее четырёх часов, производится срочно, а с остальной территории, только в случае возникновения угрозы затопления;

б) инженерно-технические:

Ø обваловка (строительство дамб) населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий;

Ø создание надежных дренажных систем;

Ø берегоукрепительные работы для предотвращения оползней и обвалов;

Ø устройство гидроизоляции и специальных креплений на зданиях и сооружениях;

Ø насаждение низкорослых лесов из ольхи, вербы, осины и березы, повышающих шершавость поверхности и способствующих снижению скорости волны прорыва.

Рекомендации населению по действиям в условиях угрозы разрушения плотины водохранилища:

Ø оповещение и информирование населения;

Ø заблаговременно планируются маршруты возможной эвакуации на возвышенные участки местности;

Ø необходимо остерегаться оборванных и провисших проводов; о наличии таких повреждений, а также о разрушении канализационных и водопроводных сетей сообщать в соответствующие коммунальные службы;

Ø нельзя употреблять в пищу продукты, которые находились в контакте с водными потоками.

Для каждого гидроузла составляются схемы и карты, на которых указаны границы зоны затопления и дается характеристика волны прорыва. В этой зоне запрещено строить жилье и предприятия.

В случае прорыва плотины для оповещения населения используются все средства: сирены, радио, телевидение, телефон и средства громкоговорящей связи. Получив сигнал, следует немедленно эвакуироваться на ближайшие возвышенности. В безопасном месте следует находиться до тех пор, пока не спадет вода или не будет получено сообщение о том, что опасность миновала.

Эвакуация населения из зон возможного затопления в первую очередь проводится из населенных пунктов, находящихся вблизи плотин, волна прорыва которых может достичь этих населенных пунктов менее чем за четыре часа, а из остальных населенных пунктов - при наличии непосредственной угрозы их затопления.

При распространении волн в среде, содержащей неоднородности, наблюдается явление, называемое дифракцией. Суть его в том, что волна, встречая на своем пути препятствие, огибает его, изменяя направление своего распространения. Дифракция проявляется сильнее, если размер щели сравним с длиной волны l.

При больших размерах щели (d>> l) дифракция волн становится незначительной.

Звуковые волны (l ~ 1 м) хорошо дифрагируют при прохождении сквозь окна и двери, а дифракция световых волн (l ~ 10–5 см) становится заметной, лишь если размеры щели очень малы.

Если рассматривать малое круглое отверстие в непрозрачной преграде, то при прямолинейном распространении света на экране должно получиться изображение этого отверстия – светлое круглое пятно с четкой границей между освещенной областью и тенью. Однако в действительности на экране наблюдается дифракционная картина – система концентрических темных и светлых колец, заходящих в область геометрической тени. Это результат дифракции света.

Дифракция неразрывно связана с явлением интерференции. Более того, само явление дифракции зачастую трактуют как случай интерференции ограниченных в пространстве волн (интерференция вторичных волн).

Иллюстрация дифракции просто для ознакомления)

. Дифракция лазерного луча с длиной волны 650 нм, прошедшего через отверстие диаметром 0,2 мм(

Дата добавления: 2014-01-20