Защита земель от затопления. Прогнозирование и оценка обстановки при наводнениях

Прогнозирование и оценка обстановки при наводнениях

Под наводнением понимается затопление водой прилегающей к реке, озеру или водохранилищу местности, которое причиняет материальный ущерб, наносит урон здоровью населения или приводит к гибели людей. Затопление же водой местности, не сопровождающееся ущербом, есть разлив реки, озера или водохранилища.

На территории России находятся сотни тысяч больших и маленьких рек, озер, водохранилищ, о большей части которых известно лишь специалистам или людям, проживающим на их берегах.

Изучением процессов, протекающих в водоемах суши, занимается гидрология суши. Название этой науки происходит от греч. "hydor" - вода и "logos" - учение. Как и любая наука, гидрология оперирует своей терминологией и своими понятиями. Гидрология суши относится к комплексу географических наук. Одним из основ понятий является понятие "физико-географическая зона" - природная зона, в которой происходит формирование стока реки. В зависимости от природной зоны, в которой происходит питание реки, зависит и ее "характер". Так, равнинные реки лесной зоны имеют и более равномерное питание, и более плавный ход уровней, чем реки, зона питания которых находится в горах. Другое понятие "гидрографическая сеть" означает совокупность постоянных и временных водотоков, а также озер, болот, прудов на какой-либо территории.

Речной бассейн - территория суши, с которой талая и дождевая вода стекает в реку. Различают бассейн реки (или иначе водосбор реки), бассейн озера, водохранилища и т.д. Важнейшей числовой характеристикой является размер водосбора, называемый площадью бассейна. Обычно различают ручьи (площадь водосбора менее 10 кв. км), малые реки с площадью водосборов от 10 до 5000 кв. км, сред с водосборами от 5 000 до 50 000 кв. км и большие реки с площадью водосбора более 50 000 кв. км. Протяженность водотока (реки) от истока до устья называет длиной реки. Между площадью водосбора и длиной реки существует приближенная связь.

Очевидно, что чем больше река, тем разнообразнее природные условия на ее территории. Среди многочисленных природных условий бассейна, помимо его площади и длины реки, важнейшее значение имеют заболоченность территории, лесистость, озерность, распаханность (т.е. доля площади бассейна в процентах, занятая соответственно, озерами, болотами, лесами, пашнями). Важнейшей характеристикой реки является ее водность, или сток воды, - объем воды, проходящий через поперечное сечение русла за определенный интервал времени (месяц, квартал, сезон, год). Объем стока в единицу времени называют расходом воды. Обычно расход воды обозначают буквой Q и измеряют в куб.м/с или л/с. Хронологический график изменения расхода воды называют гидрографом стока.

На территории России находится широкая сеть гидрологических постов, занимающихся регистрацией гидрологических характеристик рек, озер и водохранилищ. Обязательной регистрируемой характеристикой является уровень воды в реке, озере, водохранилище и т.д. Для каждого населенного пункта, расположенного вблизи водного объекта, устанавливаются некоторые критические значения уровня, так называемые опасные и особо опасные отметки. Опасная отметка - значение уровня воды, при превышении которого начинается затопление поймы, сельскохозяйственных угодий. Особо опасная отметка - значение уровня воды, при превышении которого начинается затопление прибрежных населенных пунктов, хозяйственных объектов, дорог, линий электропередач и т.д.

В режиме рек обычно выделяют половодье, паводок и межень. Под половодьем принято понимать ежегодно повторяющийся в один и тот же сезон значительный и довольно продолжительный подъем уровня воды в реке. Как правило, половодье вызывается таянием снега на равнинах и дождевыми осадками, и происходит это весной. В горных районах выделяют весенне-летнее половодье, связанное с таянием снега и ледников в высокогорных областях и выпадением осадков. Паводок - это интенсивный, сравнительно кратковременный подъем уровня воды, вызванный дождями и ливнями, иногда таянием снега при зимних оттепелях. Меженью называют период низкой водности рек, который устанавливается в зимний и летне-осенний сезоны, поэтому различают зимнюю и летне-осеннюю межень. В период половодий и паводков уровень воды в реках достигает наивысшего значения, которое называется максимальным уровнем воды в период половодья (или паводка). Данные о максимальных уровнях и расходах воды за год обобщаются, поскольку они имеют наибольшее значение при изучении наводнений и организации борьбы с ними. Именно максимальный уровень определяет площадь и глубину затоплений прибрежных территорий. Данные о максимальных уровнях воды используются при проектировании любых гидротехнических сооружений, а также жилых и хозяйственных объектов, расположенных в прибрежной зоне.

Наводнения в большей или меньшей степени периодически наблюдаются на большинстве рек России. По повторяемости, площади распространения и суммарному среднему годовому материальному ущербу в масштабах всей нашей страны наводнение занимает первое место в ряду стихийных бедствий. По человеческим жертвам и удельному материальному ущербу (т.е. ущербу, приходящемуся на единицу пораженной площади) наводнения занимают второе место после землетрясений. Ни в настоящем времени, ни в будущем наводнения как стихийное бедствие не могут быть целиком предотвращены. Их можно только ослабить и локализовать.

В России площадь паводкоопасных территорий составляет 400 тыс. км 2 . Ежегодно подвергается затоплению около 50 тыс. км 2 территорий. Наводнениям с катастрофическими последствиями подвержена территория в 150 тыс. км 2 , где расположены 300 городов, десятки тысяч населенных пунктов, большое количество хозяйственных объектов, более 7 млн га сельхозугодий. Среднемноголетний ущерб от наводнений оценивается в 41,6 млрд рублей в год (в ценах 2001 г.).

В конце XX - начале XXI века все большую роль в увеличении частоты и разрушительной силы наводнений стати играть антропогенные факторы. Среди них в первую очередь следует назвать сведение лесов - максимальный поверхностный сток возрастает на 250-300%, нерациональное ведение сельского хозяйства - в результате снижения инфильтрационных свойств почв резко увеличивается поверхностный сток и интенсивность паводков. Значительный вклад в усиление интенсивности паводков и половодий внесли: продольная распашка склонов, переуплотнение полей при использовании тяжелой техники, переполивы в результате нарушения норм орошения. Примерно втрое увеличился средний ущерб, наносимый паводками на урбанизированных территориях в связи с ростом водонепроницаемых покрытий и застройкой. Существенное увеличение максимального стока связано с хозяйственным освоением пойм, являющихся природными регуляторами стока. Помимо сказанного следует назвать еще несколько причин, непосредственно приводящих к формированию наводнений: неправильное осуществление паводкозащитных мер, ведущее к прорыву дамб обвалования, разрушение искусственных плотин, аварийные сработки водохранилищ и др.

Обострение проблемы наводнений в России связано также с прогрессирующим старением основных фондов водного хозяйства вследствие постоянного уменьшения объемов капиталовложений в водную отрасль в течение последних 10 лет. Дополнительными факторами риска антропогенного характера является изменение характера стока на хозяйственно освоенных и подвергнутых трансформациям водосборных территориях; хозяйственное освоение паводкоопасных территорий в нижних бьефах гидроузлов и размещение там хозяйственных объектов и жилья; стеснение живого сечения потока рек. Все это приводит к наводнениям с тяжелыми и катастрофическими последствиями, нанесению значительного ущерба объектам экономики, здоровью людей и к человеческим жертвам.

В зависимости от причин выделяются 4 группы наводнений.

1-я группа - наводнения, связанные в основном с максимальным стоком от весеннего таяния снега. Такие наводнения отличаются значительным довольно длительным подъемом уровня воды в реке и называются обычно половодьем.

2-я группа - наводнения, формируемые интенсивными дождями, иногда таянием снега при зимних оттепелях. Они характеризуются интенсивными, сравнительно кратковременными подъемами уровня воды и называются паводками.

3-я группа - наводнения, вызванные в основном большим сопротивлением, которое водный поток встречает в реке. Это обычно происходите начале и в конце зимы при зажорах и заторах льда.

4-я группа - наводнения, создаваемые ветровыми нагонами воды на крупных озерах и водохранилищах, а также в морских устьях рек.

Существует еще пятый вид наводнений - наводнения при прорыве плотин.

По размерам или масштабам и по наносимому суммарному ущербу наводнения делятся также на четыре группы.

1-я группа - низкие (малые) наводнения. Наблюдаются в основном на равнинных реках и имеют повторяемость примерно один раз в 5-10 лет. Затопляется при этом менее 10% сельскохозяйственных угодий, расположенных в низких местах. Эти наводнения наносят незначительный материальный ущерб и почти не нарушают ритма жизни населения.

2-я группа - высокие наводнения. Сопровождаются значительным затоплением, охватывают сравнительно большие участки речных долин и иногда существенно нарушают хозяйственный и бытовой уклад населения. В густонаселенных районах высокие наводнения нередко приводят к частичной эвакуации людей, наносят ощутимый материальный и моральный ущерб.

3-я группа - выдающиеся наводнения. Такие наводнения охватывают целые речные бассейны. Они парализуют хозяйственную деятельность и резко нарушают бытовой уклад населения, наносят большой материальный и моральный ущерб. Во время выдающихся наводнений обычно возникает необходимость массовой эвакуации населения и материальных ценностей из зоны затопления и защиты наиболее важных хозяйственных объектов. Выдающиеся наводнения повторяются примерно один раз в 50-100 лет. Затапливается при этом 50-70% сельскохозяйственных угодий - основные сенокосно-пастбищные угодья и половина пахотных земель поймы. Начинается затопление населенных пунктов.

4-я группа - катастрофические наводнения. Они вызывают затопления громадных территорий в пределах одной или нескольких речных систем. При этом в зоне затопления полностью парализована хозяйственная и производственная деятельность, временно изменяется жизненный уклад населения. Такие наводнения приводят к огромным материальным убыткам и гибели людей и случаются не чаще одного раза в 100-200 лет или еще реже. Затапливается более 70% сельскохозяйственных угодий, населенные пункты, промышленные предприятия и инженерные коммуникации.

Многочисленные реки, протекающие по обширной территории нашей страны, отличаются друг от друга различными условиями формирования стока воды. Сток воды - это количество воды, протекающей через замыкающий створ реки за какой-либо интервал времени.

По условиям формирования стока и, следовательно, по условиям возникновения наводнений реки России подразделяются на четыре типа.

1-й тип - реки с максимальным стоком, вызываемым таянием снега на равнинах. Для таких рек причиной наводнений является сезонное (весеннее) таяние снежного покрова. К этому типу относятся большинство рек Европейской части России и Западной Сибири.

2-й тип - реки с максимальным стоком, возникающим при таянии горных снегов и ледников. Причиной наводнений для таких рек является интенсивное таяние ледников и снежного покрова, расположенных высоко в горах, которое может наблюдаться несколько раз в течение года (в зависимости от погодных условий). К этому типу относятся реки Северного Кавказа.

3-й тип - реки с максимальным стоком, обусловленным выпадением интенсивных дождей. Для такого типа рек, так же как и для 2-го типа, характерно наличие нескольких пиков стока воды в течение года. К этому типу относятся реки Дальнего Востока и Сибири.

4-й тип - реки с максимальными стоками, образующимися от совместного влияния снеготаяния и выпадения осадков. Режимы этих рек характеризуются весенним половодьем от таяния снегов, повышением летнего и зимнего стока за счет обильного грунтового питания, а также значительными осенними осадками. Наличие такого типа рек характерно для северо-западных районов России и некоторых районов Кавказа.

Особенно опасные наводнения наблюдаются на реках дождевого и ледникового питания или при сочетании этих двух факторов.

Разливы воды, сопровождающиеся повышением ее уровня с затоплением прилегающих территорий, влекут за собой материальный ущерб, создают угрозу жизни и здоровью населения. Наводнения имеют место только на хозяйственно освоенных территориях, а значит, с освоением земель и развитием экономики их неблагоприятные последствия будут нарастать. Водные и около-водные экосистемы исторически приспособлены к наводнениям, хотя отдельные звенья их могут страдать от затопления и подтопления; в то же время для функционирования других, вероятно более многочисленных, звеньев экосистем наводнения полезны и необходимы.

Поданным ЮНЕСКО, за последнее столетие от наводнений погибло около 10 млн человек (для сравнения: от землетрясений и ураганов ~ 2 млн человек); убытки мировой экономики исчисляются десятками миллиардов долларов, достигая в некоторых странах 15% валового продукта.

К факторам, обусловливающим величины максимального уровня максимального расхода воды, для случая весеннего половодья, относятся следующие:

запас воды в снежном покрове перед начатом весеннего таяния;

атмосферные осадки в период снеготаяния и половодья; осенне-зимнее увлажнение почвы к началу весеннего снеготаяния;

глубина промерзания почвы к началу снеготаяния; ледяная корка на почве; интенсивность снеготаяния;

сочетание волн - половодья крупных притоков бассейна; озерность, заболоченность и лесистость бассейна (эти факторы в отличие от перечисленных способствуют уменьшению максимального расхода).

При определении основных характеристик половодий на горных реках, кроме вышеперечисленных факторов, необходимо учитывать вертикальную зональность климата, среднюю высоту водосбора, величины уклонов рек.

Из поражающих факторов наводнений выделяют: гидродинамический - в виде потока (течения) воды; гидрохимический - обусловливающий загрязнение гидросферы, почв, фунтов, а также ускорение процессов коррозии, гниения и других химических и микробиологических процессов.

К основным характеристикам последствий наводнения относятся:

численность населения, оказавшегося в зоне, подверженной наводнению (здесь можно выделить число жертв, количество раненых, количество населения, оставшегося без крова, и т.п.);

количество населенных пунктов, попавших в зону, охваченную наводнением (здесь можно выделить города, поселки городского типа, сельские населенные пункты, полностью затопленные, частично затопленные, попавшие в зону подтопления, и т.п.);

количество объектов различных отраслей народного хозяйства, оказавшихся в зоне, охваченной наводнением;

протяженность железных и автомобильных дорог, линий электропередач, линий коммуникаций и связи, оказавшихся в зоне затопления;

количество мостов и тоннелей, затопленных, разрушенных и поврежденных в результате наводнения;

площадь сельскохозяйственных угодий, охваченных наводнением;

количество погибших сельскохозяйственных животных и т.п., а также такие обобщенные характеристики, как величины ущерба,

наносимого наводнением различным отраслям народного хозяйства.

Различают прямой и косвенный ущерб от наводнений.

К видам прямого ущерба, например, относятся: повреждение и разрушение жилых и производственных зданий, железных и автомобильных дорог, линий электропередач и связи, мелиоративных систем и пр.;

гибель скота и урожая сельскохозяйственных культур; уничтожение и порча сырья, топлива, продуктов питания, кормов, удобрений и пр.;

затраты на временную эвакуацию населения и материальных ценностей в незатопляемые места;

смыв плодородного слоя почвы и занесение почвы песком и илом.

Виды косвенного ущерба:

затраты на приобретение и доставку в пострадавшие районы продуктов питания, строительных материалов, кормов для скота;

сокращение выработки продукции и замедление темпов развития народного хозяйства;

ухудшение условий жизни населения; невозможность рационального использования территории; увеличение амортизационных расходов на содержание зданий в нормальном состоянии.

Часто косвенный ущерб превышает прямой.

Наводнения иногда сопровождаются пожарами - вследствие обрывов и короткого замыкания электрических кабелей и проводов. Здания, периодически попадающие в зону затопления, теряют капитальность:

повреждается гнилью дерево, отваливается штукатурка, выпадают кирпичи, подвергаются коррозии металлические конструкции и пр., а главное, из-за разжижения и размыва грунта под фундаментом происходит неравномерная осадка зданий и, как следствие, появляются трещины.

При подтоплении города из-за неравномерной осадки грунта происходят частые разрывы канализационных и водопроводных труб, электрических, телевизионных и телеграфных кабелей и т.п.

Для городов и населенных пунктов существуют понятия "подтопление" и "затопление". При подтоплении вода проникает в подвальные помещения через канализацию (если она имеет входы в реку), по разного рода засыпанным канавам и траншеям (в них заложены тепловые, водопроводные и иные сети) или из-за подпора фунтовых вод. В случае же затопления местность покрывается слоем воды той или иной высоты.

Рис. 5.1. Расчетная схема сечения реки: треугольное сечение (а); трапецеидальное сечение (б): а 0 - ширина дна реки; b 0 , b - ширина реки до и во время наводнения; h 0 , h - глубина реки до и во время наводнения; h 3 - глубина затопления; h м - высота места; т, п - углы наклона берегов реки

При прогнозировании последствий наводнений схематически сечение русла реки можно представить либо треугольным сечением (рис. 5.1, а), либо сечением трапецеидального вида (рис. 5.1, б).

Расход воды в реке до наступления наводнения (паводка) (Q 0 , м 3 /с, равен

где V 0 - скорость воды в реке до наступления паводка, м/с; S 0 - площадь сечения русла реки до паводка, м 2 , равная:

S 0 = 0,5b 0 h 0 - для треугольного сечения; (5.20)

S 0 = 0,5(a 0 + b 0)h 0 - для трапецеидального сечения. (5.21)

Расход воды после выпадения осадков (таяния снега) и наступления половодья (паводка) (Q max , м 3 /с, равен

(5.22)

где J - интенсивность осадков (таяния снега), мм/ч; F - площадь выпадения осадков (таяния снега), км 2 .

Высота подъема воды в реке при прохождении паводка h, м, определяется из выражения

(5.23)

Если не известна глубина реки h 0 , но известны углы наклона берегов, то, например, для трапецеидального сечения

(5.24)

Максимальная скорость потока воды при прохождении паводка V max , м/с, равна

(5.25)

где S max - площадь поперечного сечения потока при прохождении паводка, м, определяемая по формулам (5.20) и (5.21), в которые вместо h 0 подставляется h, а вместо b 0 подставляется b.

Поражающее действие паводка определяется глубиной затопления h 3 , м:

(5.26)

и максимальной скоростью потока затопления V 3 , м/с:

Параметр удаленности объекта от русла реки f определяется по табл. 5.9

Таблица 5.9

Знамения параметра f

Поражающее действие волны затопления паводка аналогично поражающему действию волны прорыва и может быть оценено по табл. 5.45.

В отличие от волны прорыва наводнение и паводок оказывают более продолжительное действие, усугубляющее первоначальное разрушающее воздействие напорной волны (табл. 5.10).

Таблица 5.10

Доля поврежденных объектов (%) на затопленных площадях при крупных наводнениях (V 3 = 3 - 4 м/с)

Примечание. При V, = 1,5 - 2,5 м/с приведенные в таблице значения необходимо умножить на 0,6; при V 3 = 4,5 - 5,5 м/с - умножить на 1,4.

Пример 4 . Определить последствия наводнения, вызванного таянием снега в пойме реки, для населенного пункта, состоящего из деревянных и кирпичных малоэтажных домов и производственных зданий деревообрабатывающего комбината (ДОК). Интенсивность таяния снега V = 75 мм/ч, площадь поймы реки F= 300км 2 , ширина реки b 0 = 100 м, глубина h 0 = 3 м, скорость течения V 0 = 2 м/с, русло реки в сечении имеет форму трапеции с шириной дна а 0 = 80 м, высота места (города и ДОК) h м = 2 м.

1. Определим расход воды в реке до наступления наводнения Q 0 с использованием формул (5.19) и (5.21)

2. Расход воды после таяния снега и наступления половодья Q max определим по формуле (5.22)

3. Высота подъема воды в реке при прохождении наводнения находится по формуле (5.23)

4. Максимальную скорость потока воды при прохождении половодья V max определим по формуле (5.25)

Здесь S max (м 2) определяется по формуле (5.21), в которой вместо b 0 = 80 м подставлено значение b = а 0 + 2h ctg m = 80 + 2 · 9,67 · 3,33 = 144,3 (м), где ctg m = ctg n = (b 0 - а 0)/(2h 0) = (100 - 80)/(2 · 3) = 3,33.

5. Глубина затопления h 3 по формуле (5.26) равна

6. Максимальную скорость потока затопления определим по формуле (5.27). При h 3 /h = 0,48 для трапецеидального сечения русла значение параметра, найденное методом интерполяции по данным табл. 5.9, составляет 0,72:

7. Долю поврежденных объектов на затопленных площадях определим по табл. 5.10. В течение суток, то 85% подвалов будет затоплено, на 30% разрушены уличные мостовые, 50% кирпичных зданий получат различные степени разрушения. Прекратится подача электроэнергии, на 30% будут разрушены системы газо- и теплоснабжения.

8. По табл. 5.45 определим, что при скорости затопления V 3 = 4,5 м/с и глубине затопления Л 3 = 4,7 м полностью могут быть разрушены или получить сильные повреждения деревянные и кирпичные малоэтажные дома. Производственные здания - от средней до сильной степень разрушения.

Прогнозирование и оценка обстановки при селях

Сель - это стремительный поток большой разрушительной силы, состоящий из смеси воды и рыхлообломочных пород, внезапно возникающий в бассейнах небольших горных рек в результате интенсивных дождей или бурного таяния снега, а также прорыва завалов и морен.

Селевые явления в горах Российской Федерации распространены практически повсеместно. Площадь селеопасных территорий составляет около 8% от общей площади страны. В горах умеренного климатического пояса, преимущественно, проявляются дождевые сели, на севере, в пределах субарктического и арктического поясов - снеговые сели (водоснежные потоки).

Наиболее активно селевые процессы развиваются в высокогорьях Северного Кавказа, в горах Байкальской рифтовой зоны и в районах современного вулканизма на Камчатке, Курилах и Сахалине. На Северном Кавказе формируются дождевые и ледниковые сели; большая часть случаев их схода приходится на июль-август. Средняя повторяемость дождевых селей составляет один раз в 10-12 лет, ледниковых - в 15-20 лет. По объему выносов на Западном Кавказе преобладают мелкие, на Восточном - средние, на Центральном, наиболее высоко поднятом и несущим современное оледенение, - средние и крупные. Максимальный наблюденный объем выноса составил 3 млн м 3 (р. Адырсу, 1940).

Сели - это один из генетических типов экзогенных геологических процессов, занимающий промежуточное положение между обычными паводками с небольшим содержанием взвешенных и влекомых наносов, с одной стороны, и оползнями-потоками - с другой.

Сели представляют собой внезапные горные потоки, обильно насыщенные твердым материалом, возникающие во время ливневых дождей, при интенсивном таянии снега, а также при прорыве запруд и плотин в долинах рек, где имеются большие запасы рыхлообломочного материала. Для формирования селевых потоков необходимо наличие:

а) рыхлых или слабосвязных горных пород в руслах водотоков;

б) воды в количестве и со скоростью движения, достаточных для вовлечения этих пород в движение с образованием повышенной концентрации наносов.

Твердая составляющая по своему гранулометрическому составу может быть очень неоднородна - от мельчайших глинистых частиц до крупных глыб объемом до 2 м 3 и более.

Речные бассейны, в которых наблюдается прохождение селевых потоков, называются селевыми. В селевом бассейне различают три основные зоны: а) формирования селей; б) транзита селей; в) затухания селей (конусы выноса).

Зона формирования селей - часть бассейна, где находятся очаги их зарождения. Она, как правило, занимает верхнюю часть бассейна. В ней происходит зарождение и формирование селевого потока. В очаге зарождения поток приобретает все особенности, присущие селю. В зоне формирования продолжаются дальнейшие изменения насыщенности селевого потока твердой составляющей, его гранулометрического состава, характера движения.

Транзитная зона - часть бассейна (русла), где происходит движение уже сформировавшегося селевого потока без существенных изменений в его составе и режиме. Однако на отдельных участках может происходить некоторая трансформация селевого потока, за счет дополнительного поступления воды и рыхлообломочного материала из притоков или размыва берегов русла. Если селевой поток в транзитной зоне претерпевает существенные изменения в своем составе или режиме движения, то в ней выделяются участки вторичного переформирования. Среди них могут быть выделены участки временного затухания, подпитывания твердым материалом, разубоживания за счет поступления большого количества воды.

Зона затухания или разгрузки обычно представлена в виде конусов выноса, где происходит отложение твердого материала селевого потока. Эта зона может иметь и другие формы в зависимости от рельефа либо отсутствовать совсем, если селевой поток разгружается в крупный водоток.

Наибольший интерес для решения практических задач представляют следующие классификации: генетическая очагов зарождения селей, по гранулометрическому составу твердой составляющей, по состоянию воды в селевом потоке, по характеру движения селевого потока.

Классификация по генетическим особенностям очагов зарождения отражает наиболее общие закономерности формирования селей. По гидрологическим особенностям формирования селей выделены следующие основные группы очагов, связанные: а) со скоплением рыхлообломочного материала в руслах временных и малых водотоков; б) с подпруживанием рек; в) с деятельностью современных ледников; г) с деятельностью вулканов.

Гранулометрический состав твердой составляющей является одним из важнейших показателей селевых потоков, в значительной степени он определяет характер их движения и разрушительную силу. Обычно по гранулометрическому составу различают селевые потоки: грязевые, грязекаменные, каменно-грязевые, водокаменные, водопесчаные, водопылеватые.

Вода в селевом потоке может находиться в связном глинистыми частицами и свободном состоянии. Количество связанной воды в селевом потоке зависит от количества глинистых частиц, минерального состава и состава обменных катионов. Как установлено экспериментальными исследованиями, максимальное количество связной воды в состоянии покоя равно максимальной влажности набухания глинистого порошка. По состоянию воды различают несвязные и связные селевые потоки. Несвязные селевые потоки характеризуются турбулентным режимом движения, связные селевые потоки могут иметь ламинарный или турбулентный режим.

С точки зрения системного подхода, селевой процесс представляет собой многокомпонентную открытую эквиконечную систему, в которой проявление селевого потока следует рассматривать как результат действия всей системы. Эта система включает большое число факторов (компонентов).

Так, геологическое строение предопределяет потенциальную интенсивность проявления селей в данном водотоке, генетические особенности очагов их зарождения, гранулометрический и петрографический состав твердой составляющей.

Горные породы с жесткими связями характеризуются высокими показателями прочностных свойств и большой сопротивляемостью к размыву и непосредственного участия в формировании селевых потоков, когда они находятся в коренном залегании, не принимают. Горные породы без жестких связей в определенных условиях могут быть непосредственно вовлечены в селевой поток.

Влияние рельефа на характер и интенсивность селевого процесса может быть прямым и косвенным. Прямое влияние на формирование селей оказывают уклоны русел рек, крутизна склонов, морфология долин. Косвенное воздействие рельефа проявляется в качестве одного из компонентов географической среды, в значительной мере определяющего характер и пространственное распределение поверхностных и подземных вод, растительного и животного мира.

В системе селевого процесса климатические условия определяют в первую очередь особенности формирования жидкой составляющей селя.

Следует отметить, что большое значение в селевом процессе имеет состояние почвенно-растительного покрова. Наличие леса на горных склонах резко снижает селеопасность территории. Кустарниковый и травяной покров также хорошо защищают горные склоны от эрозии.

Из механизмов зарождения селей выделяют два основных типа: эрозионный и оползневой.

При эрозионном характере зарождения селей высвобождение частицы (нарушение связей с другими частицами), сдвижение с места и перенос ее осуществляется водой или суспензией. При этом твердая фаза движется как во взвешенном, так и во влекомом состоянии. Скорость и характер движения твердой фазы зависят от размера и формы частиц. Мелкие частицы переносятся быстрее, чем крупные, а влекомые обломки перекатываются и скользят по дну.

При оползневом характере зарождения селей первоначальное сдвижение твердой фазы (рыхлообломочного материала) происходит по одной поверхности в виде сплыва или оползня-потока без нарушения или со слабым нарушением структуры. По мере дальнейшего движения смещенного массива и поступления воды происходит нарушение структуры, и оплывина или оползень-поток переходит в состояние селевого потока, приобретая все характерные его черты.

Опасность селей - это угроза подверженности территории воздействию селевых потоков. При характеристике селевой опасности территории России приняты следующие основные показатели (критерии): пораженность территории селями, характеризуемая коэффициентом пораженности, представляющая собой отношение площади селевых бассейнов к общей площади территории в процентах; средний максимальный объем единовременных выносов селей; скорость движения селевых потоков; повторяемость селей (число случаев за 100 лет); разрушения, произведенные селевыми потоками. По первым двум показателям оценка селевой опасности территорий производится в баллах (табл. 5.11).

Таблица 5.11

Селевая опасность территории, балл

Максимальное количество баллов (5-6) характеризует чрезвычайно опасные территории; среднее - 4 балла - опасные и умеренно опасные; минимальное - 2-3 балла - малой незначительно опасные.

Наиболее часто образуются сели дождевого питания, основным условием формирования которых является количество осадков, способных вызвать смыв продуктов разрушения горных пород и вовлечь их в движение (табл. 5.12).

Таблица 5.12

Условия формирования дождевых селей

Основные параметры селевых потоков приведены в таблице 5.13

Таблица 5.13

Основные параметры селевых потоков

Последствия воздействия селевого потока на различные объекты зависят от его основных параметров, к которым относятся: расход Q с, м 3 /с; объем W c , м 3 ; скорость селевого потока V с, м/с; дальность продвижения L c , м, и размер включений, которые определяют величину гидравлического давления селевого потока на преграду (ΔР, Па):

(5.28)

Здесь ΔР ст, Па, - среднее гидростатическое давление селевого потока на преграду, определяемое по формуле:

(5.29)

где р с - средняя плотность селевого потока, кг/м 3 ; h с - глубина селевого потока, м.

Гидродинамическое давление селевого потока на здания и сооружения (ΔP дин, Па) равно

(5.30)

где С - коэффициент взаимодействия селевого потока с преградой (в зависимости от угла встречи потока с преградой β можно принять С = sin 2 p); V c - скорость движения селевого потока, определяемая по эмпирической формуле:

где v 0 - относительная гидравлическая крупность вовлекаемых в поток материалов (0,7 < v 0 < 1,0); а - средний угол наклона селевого русла, град; h с - средняя глубина потока, м.

Для ориентировочной оценки величины h с можно принять h c = (1... 1,5) м для маломощного потока, h c = (2...3) м - для среднемощного и h c = (3...5) м - для мощного селевого потока.

Степень повреждения объектов при воздействии селевых потоков представлена в табл. 5.14.

Таблица 5.14

Суммарное давление селевого потока (ΔР o10 -5 , Па), вызывающего разрушение объектов определенной степени

Расстояние продвижения селевого потока определяют в два этапа. Сначала рассчитывают дальность продвижения селя в долине реки L 1 (м)

(5.32)

где W c - объем селя, м 3 ; i - средний уклон долины; d - средний диаметр анкирующих обломков, принимаемый равным 0,5...0,8 - для селевых врезов, 0,3...0,4 - для рытвин и 0, ...0,2 - для очагов рассредоточенного селеобразования; В - среднее расстояние между селевыми береговыми валами, м.

На втором этапе рассчитывают дальность продвижения селевого потока на конусе выноса L 2 (м) при условии, что L 1 > L D .

где i k - средний уклон конуса выноса; L D - расстояние от конца селевого потока до вершины конуса выноса, м.

Суммарная дальность продвижения селевого потока L c , м, принимается равной

(5.34)

Объем селевого потока W c , м 3 , определяют по формуле

(5.35)

где l - длина селевого очага, м; а - уклон селевого очага, град; W - объем водного паводка, определяемый по следующим формулам:

для озера, подпруженного ледником:

где S - площадь водной поверхности озера на уровне 80% высоты плотины, м 2 ; H пл - высота плотины (ледника), м; для дождевого паводка

(5.37)

где H 1 - максимальный суточный слой осадков 1%-й обеспеченности, мм/сутки, определяемый по данным ближайшей метеостанции; F - площадь водосбора, км 2 ; λ - коэффициент перехода от слоев дождевого стока 1%-й обеспеченности к слоям стока другой вероятности (табл. 5.15).

Таблица 5.15

Значения коэффициента λ для разных районов

Пример 5 . Оценить последствия схода селевого потока для расположенного в предгорьях Северного Кавказа населенного пункта, состоящего из малоэтажных кирпичных домов, административного многоэтажного здания с железобетонным каркасом и имеющего железобетонный мост через реку с пролетом 40 м.

Сель возник в результате дождевых осадков, причем максимальный суточный слой осадков 1%-й обеспеченности, по данным метеостанции, равен Н 1 = 25 мм/сутки на площади F = 20 км 2 . Ширина реки В = 80 м, длина селевого очага l = 500 м, средний уклон α = 10° (i = i k = 0,176), расстояние от конца селевого потока до вершины конуса выноса L D = 1000 м.

1. Определим объем водного потока W по формуле (5.37)

2. Объем селевого потока W c найдем по формуле (5.35)

3. По формулам (5.32) и (5.33) определим дальность продвижения селевого потока при d = 0,6

Так как L 1 явно больше L D , то по условию (5.34) принимаем, что дальность продвижения селевого потока будет равна L c = L 1 = 59 км.

4. Принимая высоту селевого потока равной h с = 3 м, по формуле (5.31) найдем скорость селевого потока У с при v 0 = 0,8:

5. Гидродинамическое давление селевого потока на здания и сооружения ΔР дин определяем по формуле (5.30)

Здесь значение плотности селевого потока р с = 1,5 - 10 3 кг/м 3 заимствовано из табл. 5.13, а угол встречи селя с преградой принят равным β = 90°(sin 2 p= 1).

6. Гидростатическое давление селевого потока на здания и сооружения ΔР ст находим по формуле (5.29)

7. Суммарное гидравлическое давление селевого потока на здания и сооружения АР по формуле (5.28) равно

8. По табл. 5.14 находим, что при значении ΔР o 10 -5 = 1 сильные разрушения получит административное многоэтажное здание с железобетонным каркасом, будут полностью разрушены кирпичные жилые дома. Железобетонный мост через реку не пострадает.

Введение

Общеизвестно, что состояние, развитие и жизнедеятельность биосферы и человеческого общества находится в прямой зависимости от состояния водных ресурсов, но не всегда вода играет положительную роль в процессе функционирования всего живого. К несчастью, иногда она становится мощной стихией, способной уничтожить все на своем пути.

На протяжении многих веков человечество, предпринимающее неимоверные усилия для защиты от наводнений, никак не может преуспеть в этом деле. Наоборот, с каждым веком ущерб от наводнений продолжает расти. На реках нашей страны довольно часто происходят катастрофические паводки и наводнения. Затапливаются огромные территории сельскохозяйственных угодий, посёлки и города. Гибнет скот и посевы, разрушаются транспортные артерии и мосты, жилые постройки и промышленные сооружения. Иногда погибают люди.

Сильные наводнения происходят практически ежегодно. Одни возникают в результате быстрого таяния обильных снегов, покрывавших обширные водосборные площади, другие из-за сильных и продолжительных ливневых дождей, третьи - в результате нагонных ветров, препятствующих впадению рек в конечные бассейны.

Катастрофические наводнения на реках - возможно, наиболее значимое из опасных природных явлений. На протяжении веков и тысячелетий люди интуитивно оценивали риск наводнений - сопоставляли выгоды от освоения прибрежных территорий с потенциально возможными последствиями их затопления. Если риск был велик, человек или отказывался от использования пойменных земель, или пытался уменьшить опасность путем строительства простейших защитных сооружений. Рано или поздно этих защитных мер оказывалось недостаточно, и перед человеком вновь вставала необходимость выбора.

> Виды и причины наводнений

В наши дни реки приобрели значение и как источник энергии, орошения, промышленного водоснабжения, приемник сточных вод, а также как место массового отдыха, туризма и спорта. Наводнение - это интенсивное затопление большой территории водой выше ежегодных уровней, одно из стихийных бедствий. Отмечается при половодьях, паводках, прорывах дамб и плотин.

Половодье - это относительно продолжительный подъем уровня воды в реках; которое ежегодно повторяется в один и тот же сезон и сопровождается высоким и длительным подъёмом воды, обычно выходом её из русла на пойму. В половодье повреждаются сооружения в поймах рек, размываются берега, иногда покрываются песком ценные сельскохозяйственные угодья. Наибольшие половодья приводят к наводнениям, считаются стихийными бедствиями.

Паводок - интенсивный сравнительно кратковременный подъем уровня воды в реке, вызываемый обильными дождями, ливнями, иногда быстрым таянием снега при оттепелях. В отличие от половодий, паводки могут повторяться несколько раз в году. Особую угрозу представляют так называемые внезапные паводки, связанные с кратковременными, но очень интенсивными ливнями, которые случаются и зимой из-за оттепелей.

К естественным причинам наводнений относятся:

А) Весенне-летнее таяние снегов и ледников на водосборных площадях. Такие наводнения поддаются прогнозированию по сезонам, а исходя из снегозапасов - ориентировочно также по высоте и продолжительности. Следует иметь в виду, что корреляция между снегозапасами и высотой половодья не так уж высока. При сравнительно небольших снегозапасах дружная весна может повлечь за собой большое половодье. Значение имеет также состояние подстилающих пород (промёрзшие или нет), на которых располагается снежный покров. И наоборот, при больших снегозапасах, но не промёрзших почвах и растянутой весне, когда заморозки чередуются с оттепелями, снег на водосборах в значительной мере "сгнивает", не давая стока.

Б) Ливневые дожди. Здесь в смысле прогноза можно говорить лишь о паводкоопасном сезоне, а в порядке краткосрочного предупреждения - о календарных сроках, ориентировочно - о продолжительности и высоте ожидаемого повышения уровня. В климатических условиях России такие подъёмы уровня широко распространены в муссонах Дальнего Востока, на юго-западе европейской территории страны, па реках Черноморского побережья Кавказа и др. Следует отметить особенность кавказских рек, высокие паводки на которых могут наблюдаться в любое время года. В горных селеопасных районах паводки могут сопровождаться перемещением по речным долинам продуктов водной эрозии, а также донных отложений.

В) Ветровые нагоны воды. Проявляются на побережьях водоёмов и в низовьях рек, впадающих в эти водоёмы. По срокам они не поддаются предвидению; в ряде случаев можно говорить о сезонах, когда нагоны в целом наблюдаются чаще и имеют большую высоту. В целом же речь может идти лишь о вероятностном описании высоты и продолжительности нагонных подъёмов воды, которые могут очень сильно меняться по различным участкам побережья. На побережьях окраинных морей приходится считаться с совместным проявлением нагонных и приливных подъёмов уровня.

Г) Заторы. Затор - закупоривание русла неподвижным ледяным покровом и нагромождением льдин во время весеннего ледохода в сужениях и на излучинах русла реки, стесняющее течение и вызывающее подъем уровня воды в месте скопления льда и выше него. Заторные наводнения образуются в конце зимы или начале весны, и возникают из-за не одновременного вскрытия больших рек, протекающих с юга на север. Вскрывшиеся южные участки реки в своем течении запруживаются скоплением льда в северных районах, что нередко вызывает значительное повышение уровня воды. Заторные наводнения характеризуются высоким и сравнительно кратковременным подъёмом уровня воды в реке.

Д) Зажоры. Зажор - ледяная пробка, скопление внутриводного, рыхлого льда во время зимнего ледостава в сужениях и на излучинах русла, вызывающее подъем воды на некоторых участках выше уровня основного русла реки. Зажорные наводнения образуются в начале зимы и характеризуются значительным, однако меньшим чем при заторе, подъёмом уровня воды и более значительной продолжительностью наводнения.

Е) Отложение наносов при выходе рек с предгорных участков на равнинные с уменьшением скорости течения и транспортирующей способности потока; русло при этом растёт, оказываясь выше окружающей местности и время от времени "сваливаясь" в сторону.

Ё) Колебания уровня бессточных водоёмов в результате нарушений водного баланса под влиянием изменчивости его составляющих, как это имеет место, например, на Каспийском море, где амплитуда соответствующих долговременных колебаний уровня превышает 3 м.

Причины наводнений многообразны, и каждой причине или группе причин соответствует свой вид наводнения. Ниже укажем четыре группы видов наводнений.

1. Наводнения, связанные с прохождением очень большого для данной реки расхода воды. Такие наводнения случаются в период весеннего снеготаяния, при выпадении обильных ливневых и дождевых осадков, в случае крушения плотин и при прорывах завальных озер.

2. Наводнения, вызванные в основном большим сопротивлением, которое водный поток встречает в реке. Это обычно происходит в начале и в конце зимы при зажорах и заторах льда.

3. Наводнения, обусловленные как прохождением больших расходов воды, так и значительным сопротивлением водному потоку. К ним относятся селевые потоки на горных реках и водно-снеговые потоки в балках, оврагах и ложбинах.

4. Наводнения, создаваемые ветровыми нагонами воды на крупных озерах и водохранилищах, а прямые причины - связаны с проведением различных гидротехнических мероприятий и разрушением плотин. Косвенные - сведение лесов, осушение болот, промышленная и жилищная застройка, это приводит к изменению гидрологического режима рек за счёт увеличения поверхностной составляющей стока. Сокращается суммарное испарение из-за прекращения перехвата осадков лесной подстилкой и кронами деревьев. Если свести все леса, то максимальный сток может возрасти до 300%. Происходит уменьшение инфильтрации из-за роста водонепроницаемых покрытий и застроек. Рост водоупорных покрытий на урбанизированной территории в 3 раза увеличивает паводки.

Деятельность человека, ведущая к наводнениям:

1. Стеснение живого сечения потока дорогами, дамбами, мостовыми переходами, что уменьшает пропускную способность русла и повышает уровень воды.

2. Нарушение естественного режима расходов и уровней воды.

Следует подчеркнуть, что на конкретном водном объекте наводнения обычно вызываются несколькими причинами, а поэтому для определения расчётных характеристик возможного затопления следует осуществлять комплексный анализ и выполнять композицию законов распределения вероятностей, которые свойственны отдельным видам наводнений.

Введение

1. Понятие и виды наводнений

2. Характеристики последствий наводнений

Заключение

В гидрологическом смысле наводнение означает затопление прибрежных райо­нов речным стоком, который превышает полную пропускную способность русла. В засушливых райо­нах в момент большого стока наводняется само русло, обычно не заполненное водой. Стадия наводнения начинается при переполнении русла, когда вода выходит из берегов. Обычно устанав­ливают уровень половодья, критический с точки зрения ущерба имуществу и помех человеческой деятельности.

Наводнения могут происходить как на по­стоянных, так и на временных водотоках, а также в районах, где вообще нет рек и озер, например в засушливых районах с ливневым типом осадков.

Проблема приспособления человека к наводнениям приобретает особенно сложный характер, потому что наводнения одновременно с негативным воздействием на население и на среду его обитания имеют и положительные стороны. В опасных в отношении наводнений районах нет недостатка воды и плодородных пойменных земель. Попытки разрешить конфликт между необходимостью освоения прибрежных земель и неизбежными убытка­ми от наводнений предпринимались на протяжении всей истории человечества. Даже в условиях более примитивно организованных доиндустриальных обществ люди приспосабливались к наводне­ниям.

В индустриальных обществах XX столетия широко укоренилась концепция многоцелевого исполь­зования речных бассейнов, согласно которой уменьшение ущерба от наводнений должно сочетаться с планированием рационального водопользования.

Между имущественным ущербом от наводнений и числом жертв обычно существует обратная зависимость. Общества, которым есть что терять в смысле строительных сооружений, инженерных сетей, транспортных средств и пр., обычно располагают и научно-техническими средствами для обес­печения мониторинга, оповещения, эвакуации населения и ремонтно-восстановительных работ, а все это способствует сокращению числа жертв. Напротив, доиндустриальные общества, особенно с вы­сокой плотностью сельского населения, несут менее значительные имущественные потери, но не имеют необходимых средств для осуществления предупредительных мероприятий и спасения лю­дей.

Наводнение является опасным природным явлением, возможным источником чрезвычайной ситуации, если затопление водой местности причиняет материальный ущерб, наносит урон здоровью населения или приводит к гибели людей, сельскохозяйственных животных и растений.

В пределах Российской Федерации преобладают наводнения первых двух видов (около 70 – 80 % всех случаев). Они встречаются на равнинных, предгорных и горных реках, в северных, и южных, западных и восточных районах страны. Остальные три вида наводнений имеют локальное распространение.

1. Понятие и виды наводнений

Наводнение – это значительное затопление водой местности в результате подъема уровня воды в реке, водохранилище, озере или море, вызванное обильным притоком воды в период снеготаяния или ливней, ветровых нагонов воды, а также при заторах, зажорах и иных явлениях.

По повторяемости, площади распространения и суммарному среднегодовому материальному ущербу наводнения на территории Российской Федерации занимают первое место в ряду стихийных бедствий, а по количеству человеческих жертв и удельному материальному ущербу (приходящемуся на единицу поражённой площади) – второе место после землетрясений.

Реки отличаются друг от друга различными условиями формирования стока воды (сток воды – количество воды, протекающей через замыкающий створ реки, за какой-либо интервал времени).

По условиям формирования стока и возникновения наводнений реки Российской Федерации подразделяются на четыре типа (табл. 1).

Таблица 1

Типы рек Российской Федерации в зависимости от условий формирования максимального стока

Многообразие наводнений можно свести к пяти обобщающим группам, объединяющим различные наводнения по причинам возникновения и характеру проявления (табл. 2).

Таблица 2

Виды наводнений в зависимости от причин возникновения и характера проявления

Классификация наводнений в зависимости от масштаба их распространения и повторяемости представлена в табл. 3.

Таблица 3

Классификация наводнений в зависимости от масштаба распространения и повторяемости

Здания, периодически попадающие в зону затопления, теряют капитальность: гнилью повреждается дерево, отваливается штукатурка, выпадают кирпичи, подвергаются коррозии металлические конструкции, из-за размыва грунта под фундаментом происходит неравномерная осадка зданий и, как следствие, появляются трещины.

Характеристики последствий наводнений

Основные характеристики последствий наводнений следующие:

Численность населения, оказавшегося в зоне, подверженной наводнениям (здесь выделяются: количество жертв, количество пострадавших, количество населения, оставшегося без крова, и т.п.);

Количество населенных пунктов, попавших в зону, охваченную наводнением (здесь выделяются города, поселки городского типа, сельские населенные пункты, полностью затопленные, частично затопленные, попавшие в зону подтопления);

Количество объектов различных отраслей экономики, оказавшихся в зоне, наводнения;

Протяженность железных и автомобильных дорог, линий электропередачи, линий коммуникаций и связи, оказавшихся в зоне затопления;

Количество мостов и тоннелей, затопленных, разрушенных и поврежденных в результате наводнения;

Количество жилых домов, затопленных, разрушенных и поврежденных в результате наводнения;

Площадь сельскохозяйственных угодий, охваченных наводнением;

Количество погибших сельскохозяйственных животных и др.

Обобщенные характеристики последствий: величины ущерба, наносимого наводнением.

Основными особенностями обстановки, возникающей при наводнениях, являются: разрушительный характер чрезвычайной ситуации, быстрое нарастание параметров поражающих факторов, ограниченные сроки выживания пострадавших, оказавшихся под их воздействием; сложность доступа к пострадавшим, необходимость применения для этого специальных плавучих средств, а также сложные погодные условия (проливные дожди, ледоход, сели и т. п.).

Основным поражающим фактором наводнений является поток воды.

Главные характеристики потока воды приведены в табл. 4.

Таблица 4

Характеристика основного поражающего фактора наводнений

При наводнении возможно возникновение вторичных поражающих факторов: пожаров (вследствие обрывов и короткого замыкания электрических кабелей и проводов); обрушения зданий, сооружений (под воздействием водного потока и вследствие размыва основания); заболеваний людей и сельскохозяйственных животных (вследствие загрязнения питьевой воды и продуктов питания) и др.

3. Спасательные работы при последствиях наводнений

Главной целью аварийно-спасательных и других неотложных работ в условиях наводнений являются поиск, оказание помощи и спасение людей, оказавшихся в зоне затопления, в возможно короткие сроки, обеспечивающие их выживание в условиях складывающейся обстановки.

Успех проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ при ликвидации последствий наводнений достигается:

Проведением планомерной, заблаговременной подготовки органов управления и подразделений войск гражданской обороны, поисково-спасательных формирований и служб к ведению аварийно-спасательных работ; быстрым реагированием на возникновение стихийного бедствия, приведением в готовность и выдвижением необходимых сил и средств, организацией эффективной разведки и развертывания системы управления;

Применением эффективных способов и технологий поиска и спасения пострадавших, а также способов защиты населения и хозяйственных объектов;

Спасательные работы в условиях наводнений и катастрофических затоплений включают:

Поиск пострадавших;

Обеспечение доступа спасателей к пострадавшим и спасение пострадавших;

Оказание пострадавшим первой медицинской помощи;

Эвакуацию пострадавших из опасной зоны.

Неотложные аварийные работы при ликвидации последствий наводнений включают:

Укрепление (возведение) ограждающих дамб и валов;

Сооружение водоотводных каналов;

Ликвидацию заторов и зажоров;

Оборудование причалов для спасательных средств;

Защиту и восстановление дорожных сооружений;

Восстановление энергоснабжения;

Локализацию источников вторичных поражающих факторов.

Основными способами защиты людей от поражающих факторов наводнений являются эвакуация населения из затапливаемых районов, размещение людей на не затапливаемых частях, не разрушенных сооружений и участках местности.

В зависимости от места расположения населенного пункта, времени до начала его затопления, состояния транспортных коммуникаций и других факторов эвакуация может проводиться немедленно до получения сигнала о возможном затоплении данной территории или только при непосредственной угрозе затопления, пешим порядком или с использованием транспортных средств. Кроме эвакуации населения также организованно может проводиться вывоз сельскохозяйственных животных, материальных и культурных ценностей.

Эффективность эвакуации как способа защиты населения при наводнениях зависит главным образом от своевременного предупреждения об опасности, степени подготовленности населения и маршрутов.

С этой целью в зонах возможных затоплений создается система оповещения населения, заблаговременно доводится информация о месте расположения населенных пунктов относительно возможной опасной зоны и маршрутах эвакуации, с населением и эвакоорганами проводятся тренировки по практической отработке вопросов эвакуации, в том числе самостоятельного выхода людей на не затапливаемую территорию.

Помимо непосредственного воздействия водного потока угрозу для жизни и здоровья людей представляют аспирация (попадание в дыхательные пути) воды, длительное пребывание в холодной воде, нервно-психическое перенапряжение, а также затопление (разрушение) систем, обеспечивающих жизнедеятельность населения, особенно – выход из строя систем водоснабжения и канализации.

При продолжительном вынужденном пребывании людей в воде с пониженной температурой наступает гипотермия (переохлаждение) тела. При попадании человека в воду переохлаждение возможно даже при относительно высокой температуре (табл. 5).

Размещение людей на не затапливаемых частях, не разрушаемых сооружений и участках местности применяется в тех случаях, когда высокая скорость водного потока обусловливает её быстрый приход в населенные пункты и (или) население не может быть эвакуировано в безопасный район. В этом случае проведение таких защитных мероприятий, как правило, требует в дальнейшем осуществления спасательных работ по эвакуации людей из мест временного размещения в опасной зоне. При этом следует иметь в виду, что население может использовать в качестве места временного пребывания (укрытия) и верхние части деревьев.

Таблица 5

Время безопасного пребывания человека в воде

Решение на проведение аварийно-спасательных и других неотложных работ при наводнении, принимается на основе данных разведки, которая при наводнениях организуется для выявления обстановки в районах бедствия с целью максимального уменьшения ущерба.

Главными задачами разведки при наводнениях являются:

Определение границ затопления;

Контроль динамики развития наводнения;

Установление мест нахождения нуждающихся в помощи людей и сельскохозяйственных животных;

Выявление материальных ценностей, подлежащих вывозу из зоны бедствия;

Выбор и разведка маршрутов эвакуации людей, животных и материальных ценностей плавсредствами, оборудование причалов;

Выбор и оборудование площадок для приземления вертолетов в районе бедствия.

Для выполнения аварийно-спасательных работ назначаются подразделения войск гражданской обороны, поисково-спасательных отрядов (служб), усиленные переправочно-десантными средствами. Для выполнения других неотложных работ, с учетом их характера, назначаются инженерные, инженерно-технические, дорожные подразделения и формирования.

При поиске и спасении пострадавших, находящихся в воде и на затопленных территориях, должны широко использоваться авиационные технологии с применением самолетов и вертолетов.

Применение тех или иных технологий ликвидации заторов (зажоров) льда и обвалов зависит от масштабов наводнений и связанных с ними последствий. Основным способом разрушения ледяного покрова, ликвидации заторов (зажоров) льда, а также обвалов горных пород являются взрывны. Работы выполняются пиротехническими подразделениями, оснащенными плавсредствами и транспортом, оборудованными для доставки взрывчатых веществ и средств взрывания. При катастрофических наводнениях, особенно на крупных реках Севера и Северо-востока России, текущих с юга на север, практикуется разрушение ледяного покрова, заторов и зажоров льда с использованием бомбардировочной авиации.

Мероприятия по предупреждению наводнений и ликвидации их последствий предусматриваются в планах действий по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, разрабатываемых на всех уровнях комиссиями по чрезвычайным ситуациям.

Организация взаимодействия сил ликвидации, последствий наводнений и катастрофического затопления территорий является одним из важнейших факторов, обеспечивающих успех проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ.

Взаимодействие организуется прежде всего в интересах спасательных подразделений, выполнения этих работ в возможно короткие сроки.

Опыт последних лет по ликвидации катастрофических последствий наводнений подсказывает, что в целях совершенствования защиты населения и территорий от наводнений органам исполнительной власти субъектов Российской Федерации, органам местного самоуправления можно рекомендовать:

Ускорить формирование территориальных систем мониторинга, лабораторного контроля и прогнозирования чрезвычайных ситуаций;

Принять меры по развитию систем оповещения населения, уделив особое внимание сельским районам;

Принять меры по созданию и укреплению берегозащитных сооружений, ремонту плотин, углублению и очистке русел рек;

Активизировать работу по созданию поисково-спасательных формирований, финансируемых за счет бюджетов субъектов Российской Федерации;

С учетом указанного опыта переработать планы действий по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций;

Создать в полном объеме резервы финансовых и материальных ресурсов для ликвидации чрезвычайных ситуаций;

Рассмотреть вопрос о необходимости (целесообразности) перераспределения средств бюджетов субъектов Российской Федерации в сторону увеличения средств на проведение неотложных мероприятий, направленных на безопасное функционирование водохозяйственных комплексов регионов.

Можно привести немало примеров того, как в нашей стране предупредительными мерами был значительно сокращен ущерб от наводнений. В мае и июне 1987 г. в Тюменской области произошло очень сильное наводнение. На реках Иртыш, Тобол, Тура, Вага и Исеть вода вышла из берегов и образовала обширный разлив. Под угрозой затопления и разрушения оказались некоторые районы Тобольска, Тюмени, Ханты-Мансийска и ряд более мелких поселений. В результате паводка было повреждено пять железнодорожных мостов, разрушено или повреждено свыше 300 км дорог. Бо­лее 500 тыс. га сельскохозяйственных земель было залито водой и опустошено. Ущерб был бы суще­ственно больше, если бы к паводку не стали готовиться заранее, еще в марте. В частности, Тюмень была спасена от затопления в результате срочного сооружения дамбы длиной в 27 км. Искусствен­ный земляной вал помог уберечь от разлива реки и значительную территорию нижней части Тобольс­ка. В тех местах Тюменской области, где подготовка к встрече с паводком проводилась технически и экологически неграмотно, ущерб от стихии был ощутимее. Здесь оказались затопленными многие поселки. В общей сложности свыше 1 тыс. домов, 80 сел и деревень были отрезаны разливом от районных центров. В отдельных местах понадобилась срочная эвакуация людей. Множество неболь­ших плотин, сооруженных без учета размеров стихийного бедствия, также оказалось разрушено.

Заключение

Наводнение - значительно более распространенное стихийное бедствие по сравне­нию с другими экстремальными природными событиями.

Жертвы среди населения - наиболее трагический и, безусловно, легче всего выделяемый прямой результат наводнения.

В сельских районах особенно велики убытки вследствие гибели сельско­хозяйственных животных и затопления земельных угодий, сопровождающегося эрозией почв и унич­тожением посевов.

Вода повреждает сельскохозяйственный инвентарь, семена, удобрения, корма, хранящиеся в складских помещениях, выводит из строя ирригационные системы и другие источники водоснабжения, разрушает дороги.

Наводнения наносят ущерб городскому имуществу, включаю­щему постройки всех типов, инженерные сооружения и коммуникации, транспорт, речное хозяйство.

Косвенные убытки обычно связывают с последствиями для здоровья людей и общего благосостояния, хотя при этом следует учитывать и такие ценности, как живописность ландшафта, рекреационные возможности и сохранение уголков девственной природы.

Нормальная деятельность медико-санитарных служб весьма осложняется вследствие повреждения транспортных средств и инженерных сетей, особенно водопровода.

В результате наводнения возникает опасность заражения и загрязне­ния местности, вспышек эпизоотии, что может приводить к увеличению заболеваемости населения.

Список литературы

1. Безопасность жизнедеятельности. Конспект лекций. Ч. 2/ П.Г. Белов, А.Ф. Козьяков. С.В. Белов и др.; Под ред. С.В. Белова. –М.: ВАСОТ. 1993.

2. Безопасность жизнедеятельности/ Н.Г. Занько. Г.А. Корсаков, К. Р. Малаян и др. Под ред. О.Н. Русака. – С.-П.: Изд-во Петербургской лесотехнической академии, 1996.

3. Белов С.В., Морозова Л.Л., Сивков В.П. Безопасность жизнедеятельности. Ч. 1.–-М. ВАСОТ, 1992

4. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности–наука о выживании в техносфсре – М.: ВИНИТИ, Обзорная информация. Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях, 1996. вып. 1.

Полнотекстовый поиск:

Главная > Реферат >Безопасность жизнедеятельности

Российский государственный торгово-экономический университет

Факультет: Финансово-экономический

Кафедра: Экологической и экономической политики

Реферат

по безопасности жизнедеятельности

(название дисциплины)

Выполнил студент 1 курса 11 группы

Специальность бухгалтерский учет, анализ и аудит

(фамилия, имя, отчество студента)

« 06 »________декабря ________2010 г .

____________________

(подпись студента)

Рецензент: _____В.Ф. Рогозин __________________

(должность, фамилия и.о. преподавателя)

Москва 2010 г.

Введение 3

1. Наводнения. 4

1.1. Общие сведения о наводнениях. 4

2. Причины наводнений. 5

2.1. Антропогенные причины наводнений: 6

2.2. Деятельность человека, ведущая к наводнениям: 6

2.3. Естественные причины наводнений. 7

3. Классификация наводнений. 11

3.1. По размерам и масштабам ущерба 11

3.2. По масштабу проявления. 12

3.3.Интенсивные дожди. 12

3.4.Половодья 13

З.5.Паводки 13

3.6.Зажор. 14

3.7.Затор 14

3.8.Ветровой нагон. 15

4.Факторы опасности и поражающие факторы наводнений: 15

4.1.Факторы опасности: 15

4.2.Поражающие факторы: 15

5.История наводнений в России 16

5.1.Наводнения в Москве 16

5.2.Наводнения в Санкт-Петербурге 18

5.3.Европа борется с наводнениями 18

Заключение. 19

Список литературы: 20

Введение

Общеизвестно, что состояние и развитие как биосферы, так и человеческого общества находится в прямой зависимости от состояния водных ресурсов. В последние десятилетия все большее число специалистов и политических деятелей среди проблем, стоящих перед человечеством, под номером 1 называют проблему воды. Водные проблемы возникают в четырех случаях: когда воды нет или ее недостаточно, когда качество воды не отвечает социальным, экологическим и хозяйственным требованиям, когда режим водных объектов не соответствует оптимальному функционированию экосистем, а режим ее подачи потребителям не отвечает социальным и экономическим требованиям населения и, наконец, когда от избытка воды обжитые территории страдают от наводнений.

В глобальном аспекте первые три проблемы явились порождением уходящего века, а четвертая сопутствует человеческому обществу с древнейших времен. И как это ни парадоксально, на протяжении многих веков человечество, предпринимающее неимоверные усилия для защиты от наводнений, никак не может преуспеть в этом мероприятии. Наоборот, с каждым веком ущерб от наводнений продолжает расти. Особенно сильно, примерно в 10 раз, он возрос за вторую половину ушедшего века. По нашим расчетам, площадь паводкоопасных территорий составляет на Земном шаре примерно 3 млн. кв. км, на которых проживает около 1 миллиарда человек. Ежегодные убытки от наводнений в отдельные годы превышают 200 миллиардов долларов. Гибнут десятки и более тысяч людей.

О наводнениях написано много статей и сотни книг. Но, к сожалению, в большинстве из них дается простая констатация о происшедших наводнениях, причиненном ими ущербе, или же рассматриваются отдельные аспекты этого феномена, такие как прогноз наводнений, причины, вызывающие наводнения, инженерные методы защиты от них. В последние десятилетия, особенно в США и в первую очередь усилиями Джильберта Уайта начали рассматривать возможности внедрения не инженерных методов для уменьшения бедствий, причиняемых наводнениями.

1. Наводнения.

1.1. Общие сведения о наводнениях.

Наводнение - затопление местности в результате подъёма уровня воды в реках, озерах, морях из-за дождей, бурного таяния снегов, ветрового нагона воды на побережье и других причин, которое наносит урон здоровью людей и даже приводит к их гибели, а также причиняет материальный ущерб.

Наводнение - значительное затопление водой местности в результате подъёма уровня воды в реке, озере или море, вызываемого различными причинами. Наводнение на реке происходит от резкого возрастания количества воды вследствие таяния снега или ледников, расположенных в её бассейне, а также в результате выпадения обильных осадков. Наводнения нередко вызываются повышением уровня воды в реке вследствие загромождения русла льдом при ледоходе (затора) или вследствие закупоривания русла под неподвижным ледяным покровом скоплениями внутриводного льда и образования ледяной пробки (зажора). Нередко наводнения возникают под действием ветров, нагоняющих воду с моря и вызывающих повышение уровня за счёт задержки в устье приносимой рекой воды. Наводнения такого типа наблюдались в Ленинграде (1824, 1924), Нидерландах (1953). На морских побережьях и островах наводнения могут возникнуть в результате затопления прибрежной полосы волной, образующейся при землетрясениях или извержениях вулканов в океане (см. Цунами). Подобные наводнения нередки на берегах Японии и на других островах Тихого океана. Наводнения могут быть обусловлены прорывами плотин, оградительных дамб. Наводнения случаются на многих реках Западной Европы - Дунае, Сене, Роне, По и других, а также на реках Янцзы и Хуанхэ в Китае, Миссисипи и Огайо в США. В СССР большие наводнения наблюдались на р. Днепре (1931) и Волге (1908 и 1926)

Наводнение - это различное по длительности временное значительное затопление местности в результате подъёма уровня воды в реке, озере или океане по природным или антропогенным причинам (ГОСТ 19179-73).

Затопление - это повышение уровня воды водотока, водоёма или подземных вод, приводящее к образованию свободной поверхности воды на участке территории. Различают долговременные затопления, при которых хозяйственное использование затопляемых земель невозможно или нецелесообразно, и временные затопления, при которых использование затопляемых земель возможно и целесообразно

В наши дни реки приобрели значение и как источник энергии, орошения, промышленного водоснабжения, приемник сточных вод, а также как место массового отдыха, туризма и спорта.

Все крупные города страны расположены вблизи больших и средних рек, а также на морском побережье. На севере Европейской части страны нет ни одного населенного пункта (города, деревни) вне рек и озер. Так, в зоне затопления Братского водохранилища на р. Ангаре плотность населения была в шесть раз больше, чем в среднем по Иркутской области, а в зоне затопления Токтогульского водохранилища на р. Нарын - в двадцать раз больше, чем в Токтогульском районе. Если на географическую карту страны нанести только одни города, то она довольно верно отобразит ее гидрографическую сеть.

2. Причины наводнений.

Причины наводнений многообразны, и каждой причине или группе причин соответствует свой вид наводнения

В зависимости от причин возникновения наводнения подразделяют на четыре типа:

1 наводнения, связанные с максимальным стоком от весеннего таяния снега. Они отличаются значительным и довольно длительным подъемом уровня воды в реке и называются половодьем.

2 . наводнения, формируемые интенсивными дождями. Они характеризуются интенсивным, сравнительно кратковременным подъемом уровнями воды и называются паводками.

3. наводнения, вызванные в основном большим сопротивлением, которое водный поток встречает в реке. Происходит такое, большей частью, в начале при раннем ледоставе и появлении льда на реках, озерах, водохранилищах или в конце зимы при заторах.

4. Наводнения, создаваемые ветровыми нагонами воды на крупных озерах и водохранилищах, а также в морских устьях рек.

Можно выделить и «пятый тип» причин наводнений, связанный с прорывом плотин. Но эти наводнения относятся к ЧС техногенного характера

2.1. Антропогенные причины наводнений:

Прямые причины - связаны с проведением различных гидротехнических мероприятий и разрушением плотин.

Косвенные - сведение лесов, осушение болот (осушение болот - естественных аккумуляторов стока увеличивает сток до 130 - 160%), промышленная и жилищная застройка, это приводит к изменению гидрологического режима рек за счёт увеличения поверхностной составляющей стока. Уменьшается инфильтрующая способность почв и увеличивается интенсивность их смыва. Сокращается суммарное испарение из-за прекращения перехвата осадков лесной подстилкой и кронами деревьев. Если свести все леса, то максимальный сток может возрасти до 300%.

Происходит уменьшение инфильтрации из-за роста водонепроницаемых покрытий и застроек. Рост водоупорных покрытий на урбанизированной территории в 3 раза увеличивает паводки.

2.2. Деятельность человека, ведущая к наводнениям:

1. Стеснение живого сечения потока вдольрусловыми дорогами, дамбами, мостовыми переходами, что уменьшает пропускную способность русла и повышает уровень воды.

2. Нарушение естественного режима расходов и уровней воды, как это происходит на нижней Волге в результате сезонного регулирования стока вышележащими водохранилищами: потребность в зимней энергии заставила в 2-3 раза повысить расходы воды зимой, что при наличии ледяного покрова сопровождается ростом уровня воды (зимними наводнениями), зачастую выше отметок в половодье.

3. Освоение территорий в нижних бьефах водохранилищ многолетнего регулирования стока. Хозяйственное освоение пойм увеличивает максимальный сток.

Следует подчеркнуть, что на конкретном водном объекте наводнения обычно вызываются несколькими причинами, а поэтому для определения расчётных характеристик возможного затопления следует осуществлять комплексный анализ и выполнять композицию законов распределения вероятностей, которые свойственны отдельным видам наводнений.

Так, например, для Нижней Волги требуется композиция законов распределений, описывающих: многолетние балансовые колебания уровня Каспийского моря, сезонные балансовые, ветровые нагоны, а также подъём уровней от Волжских половодий, которые проявляются тем сильнее, чем дальше располагается расчётный створ от уреза моря. Естественно, что в подобных случаях необходимо выявить корреляционные зависимости между высотой наводнений различного происхождения.

Владельцы патента RU 2560952:

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для снижения подтопления поймы рек во время прохождения паводка. В предшествующий паводку период времени со стороны одного или обоих берегов строят абсорбирующие вертикальные или наклонные скважины. Входные сечения скважин перекрывают водонепроницаемыми крышками. Ко времени подхода паводковой воды крышки снимают. Паводковая вода под действием силы тяжести сбрасывается в скважины, откуда поступает в подрусловые потоки или аккумулируется в подземных слоях грунта, что обеспечивает снижение подтопления поймы рек. 2 ил.

Изобретение относится к области речной гидравлики, а именно к способу снижения подтопления поймы рек во время прохождения паводка.

Известен способ защиты от подтопления пойм рек путем аккумуляции части речного стока в период прохождения больших расходов реки в специально созданных искусственных бассейнах (водохранилищах, прудах) и сброса накопленных объемов воды в меженный период или использования их для нужд народного хозяйства (Гидрология и гидротехнические сооружения / Г.Н. Смирнов, Е.В. Курлович (и др.); под ред. Г.Н. Смирнова. - М.: Высш. шк., 1988. - 472 с.; Гидротехнические сооружения: справочник проектировщика / под ред. В.П. Недриги. - М., 1983. - 544 с.).

Недостатки этого способа, при всей его эффективности, состоят в огромной капиталоемкости, больших сроках строительства, необходимости вывода из народнохозяйственного оборота больших территорий, существенных изменениях климатических факторов, возникновении трудно решаемых экологических проблем.

Известен способ сброса воды в водоносный слой грунта с помощью водопоглощающего (абсорбирующего) колодца ([Агроскин И.И. Гидравлика / И.И. Агроскин, Г.Т. Дмитриев, Ф.И. Пикалов. - М.-Л.: Энергия, 1964. - 352 с. С. 307]; [Чугаев Р.Р. Гидравлика (техническая механика жидкости) / Р.Р. Чугаев. - Л.: Энергия, 1971. - 552 с. С. 457]; [Штеренлихт Д.В. Гидравлика / Д.В. Штеренлихт. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 640 с. С. 551]).

Недостаток этого способа состоит в том, что он применялся для сброса воды с помощью принудительной закачки, например, насосами, и динамический уровень в колодце располагался ниже дневной поверхности земли.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является снижение уровней подтопления поймы рек паводковыми водами без использования насосов.

Указанная задача решается тем, что в способе снижения подтопления поймы рек паводковыми водами в период, предшествующий паводку, в пониженных точках рельефа поймы реки, при наличии подруслового потока или на тех ее участках, на которых геологическое строение грунта может обеспечить аккумуляцию значительных объемов воды, при отсутствии подземных инженерных сооружений, со стороны одного или обоих берегов строят абсорбирующие вертикальные или наклонные скважины, входные сечения которых затем перекрывают водонепроницаемыми крышками. Согласно изобретению, ко времени подхода паводковой волны крышки снимают, и паводковую воду под действием силы тяжести сбрасывают вниз, аккумулируя ее в подземных слоях грунта или направляя в подрусловые потоки, за счет чего снижают уровень подтопления поймы или почти полностью предотвращают затопление поймы.

После прохождения паводковой волны крышки возвращают в исходное положение, при котором входное сечение скважины будет перекрыто. Частоту расположения на пойме водопоглощающих колодцев определяют гидравлическим расчетом.

Абсорбирующие скважины, предназначенные для приема паводковых вод, конструктивно выполняют так, чтобы, с одной стороны, они обеспечивали целостность и работоспособность конструкции во всем предполагаемом диапазоне уровней затопления поймы и, одновременно, защиту грунтовых массивов от проникновения в них крупных продуктов поверхностного размыва (валунов, крупных камней, фрагментов растительности, щепы и т.п.). Для этого входное сечение скважины перекрывают сороудерживающей решеткой, а вокруг этого сечения после предварительной планировки дневной поверхности устраивают отмостку из какого-либо трудно размываемого материала (бетона, железобетона, асфальта и т.п.) по подготовке с небольшим уклоном (0,0005-0,005) к скважине. Ширину отмостки рассчитывают по допускаемым скоростям для выбранного материала отмостки. Верхнюю часть скважины укрепляют обсадными трубами (кольцами). Водонепроницаемые крышки скважин прикрепляют к массиву грунта с помощью анкеров и гибких связей (цепей или каким-либо другим способом).

Преимущества предлагаемого способа снижения подтопления поймы рек паводковыми водами состоят в том, что он не требует вывода из народнохозяйственного оборота больших территорий, может выполняться за более короткое, чем строительство водохранилищ, время, не приводит к существенным изменениям климатических факторов, возникновениям трудно решаемых экологических проблем, не требует использования насосного оборудования и, в целом, является менее затратным по сравнению с другими традиционными способами регулирования речных русел.

Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан вертикальный разрез совершенного абсорбирующего колодца (скважины), на фиг. 2 - вертикальный разрез несовершенного абсорбирующего колодца.

Способ снижения подтопления поймы реки паводковыми водами осуществляется следующим образом.

В период, предшествующий паводку, в пониженных точках рельефа поймы реки, при наличии подруслового потока или на тех ее участках, на которых геологическое строение грунта может обеспечить аккумуляцию значительных объемов воды, при отсутствии подземных инженерных сооружений, со стороны одного или обоих берегов строят абсорбирующие вертикальные или наклонные скважины 1 (фиг. 1), верхнюю часть которой укрепляют обсадной трубой 2 или обсадными кольцами (не показаны). Входное сечение 3 скважины 1 перекрывают сороудерживающей решеткой 4 и водонепроницаемой крышкой 5 с монтажной петлей 6, которую через гибкую связь 7 крепят к анкеру 8. Подход к входному сечению скважины 1 выполняют в виде отмостки 9 по слою подготовки 10 с предварительной планировкой дневной поверхности земли с уклоном 0,0005-0,005 к скважине. Для предотвращения повреждения водоносного пласта грунта 11 нижнее сечение 12 обсадной трубы (обсадных колец) 2 опускают ниже естественного уровня грунтовых вод 13 на величину h≈0,3-0,5 м, в концевую часть скважины для предотвращения гидромеханической суффозии грунта устанавливают сетчатый фильтр 14, а для защиты подстилающего слоя 15 устраивают засыпку из гравия, щебня и крупного камня 16, выполненную по схеме обратного фильтра.

При подходе к створу, в котором построена абсорбирующая скважина, паводковой волны водонепроницаемую крышку 5 с помощью монтажной петли 6 снимают с входного сечения 3 и паводковую воду под действием силы тяжести, без принудительной закачки, без использования насосного оборудования сбрасывают вниз, аккумулируя ее в подземных слоях грунта 11 или направляя в подрусловые потоки, за счет чего снижают уровень подтопления поймы или почти полностью предотвращают затопление поймы.

После прохождения волны паводка и оголения входного сечения 3 скважины 1 производят очистку отмостки 9 и сороудерживающей решетки 4 от накопленного за время затопления мусора, проверяют состояние анкера 8, гибкой связи 7 и водонепроницаемой крышки 5, и с помощью монтажной петли 6 возвращают крышку 5 в исходное положение, при котором входное сечение 3 перекрывается.

Таким образом, наличие заблаговременно построенных скважин, соответствующая их эксплуатации и обслуживание позволяют существенно снизить негативные последствия затопления поймы рек во время паводков.

Источники информации

1. Агроскин И.И. Гидравлика / И.И. Агроскин, Г.Т. Дмитриев, Ф.И. Пикалов. - М.-Л.: Энергия, 1964. - 352 с.

2. Чугаев Р.Р. Гидравлика (техническая механика жидкости) / Р.Р. Чугаев. - Л.: Энергия, 1971. - 552 с.

3. Штеренлихт Д.В. Гидравлика / Д.В. Штеренлихт. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 640 с.

Способ снижения подтопления поймы рек паводковыми водами, состоящий в том, что в период, предшествующий паводку, в пониженных точках рельефа поймы реки, при наличии подруслового потока или на тех ее участках, на которых геологическое строение грунта может обеспечить аккумуляцию значительных объемов воды, при отсутствии подземных инженерных сооружений, со стороны одного или обоих берегов строят абсорбирующие вертикальные или наклонные скважины, отличающийся тем, что входные сечения скважин перекрывают водонепроницаемыми крышками, ко времени подхода паводковой волны крышки снимают, и паводковую воду под действием силы тяжести сбрасывают вниз, аккумулируя ее в подземных слоях грунта или направляя в подрусловые потоки.

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, предназначенным для защиты территорий от наводнений путем регулирования стока рек. Плотина сооружается на притоках главных рек с возможностью образования в зоне формирования паводка временного водохранилища и укладывается поперек русла притока в виде трапециевидной призмы.

Изобретение относится к землеустройству и гидротехническому строительству сооружений, обеспечивающих орошение засушливых земель с целью повышения их урожайности, развития кормопроизводства и др.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к противопаводковым мероприятиям. Способ включает возведение на пониженных и подверженных затоплению участках или на водоподпорных грунтовых сооружениях берегоукрепительных защитных сооружений в виде сборно-разборной напорной конструкции 1 против переливающегося потока с закреплением водонепроницаемых защитных средств со стороны наклонной напорной части и с возможностью демонтажа по окончании паводка.

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Способ осушения водохранилища на реке, сотворенного в результате строительства на ней плотины, включает сооружение в акватории водохранилища двух дамб, ориентированных вдоль русла реки, протекающей между этими дамбами, концы которых доходят до верховья водохранилища.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве защиты от паводков при чрезвычайных ситуациях, при проведении аварийно-восстановительных работ, а также при капитальном строительстве в сложных условиях.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к средствам для защиты территорий от весеннего половодья при помощи водоограждающих сооружений.

Изобретение относится к гидротехнике. Устройство включает один и более изогнутых винтовых трубопроводов, соединенных между собой боковыми сторонами и смонтированных в одном блоке, который закреплен на пути потока прибрежных течений для изменения направления части потока воды, увеличения его скорости и введения этих потоков в акваторию бухт и заливов. Каждый трубопровод выполнен изогнутым под углом от 45° до 170° с многозаходной винтовой поверхностью, снабженной винтовыми канавками внутри и снаружи винтового трубопровода под углом к его оси в виде карманов многоугольной формы в виде различных геометрических фигур с четырьмя и более боковыми сторонами. Каждый винтовой трубопровод выполнен в виде соосно установленных и жестко соединенных между собой пустотелых винтовых барабанов с расположенными по внутреннему периметру карманами в форме различных геометрических фигур, например четырех: конической формы винтовой барабан - приемная секция и двух прямолинейных винтовых барабанов - прямолинейных секций, между которыми жестко вмонтирован пустотелый сектор с углом изгиба 30°-180°, с расположенными по внутреннему их периметру карманами многоугольной формы в форме различных геометрических фигур с четырьмя и более боковыми сторонами. Приемная секция - конической формы винтовой барабан, выполнена из не менее трех полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине приемной части, скрученных в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии полосы и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на конической оправке. Две пустотелые прямолинейные секции изготовлены в виде многозаходного винтового барабана, по меньшей мере, из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы, с образованием одинаковых параллелограммов, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, при этом полоса свернута в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, с образованием на внутренней поверхности однонаправленных винтовых линий и винтовых карманов многоугольной формы. Расстояние между прямыми линиями сгиба равно длине каждого элемента многоугольника. Форма и размеры карманов могут быть различными как по форме и размерам, так и по периметру прямолинейных секций. Пустотелый сектор изготовлен в виде многозаходного винтового барабана, снабженного винтовыми канавками внутри под углом к его оси, в виде карманов многоугольной формы в виде различных геометрических фигур с четырьмя и более боковыми сторонами, причем расстояние между прямыми линиями сгиба равно длине каждого элемента многоугольника и смонтированного из секций, изготовленных из полосы, свернутой в кольцо, многогранной поверхностью и образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, расположенными параллельно друг другу. Секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников в виде пустотелого сектора. Обеспечивается очистка застойных и загрязненных вод акваторий бухт и заливов путем создания внутри них постоянной циркуляции чистой воды за счет поворота и направления прибрежных течений вглубь их акватории, увеличения скорости искусственно созданных течений с последующим выводом в открытое море этими течениями загрязнений бухт и заливов. 23 ил.

Изобретение относится к гидротехнике. Устройство включает блок из одного и более изогнутых трубопроводов, соединенных между собой боковыми сторонами и смонтированных в одном блоке, который закреплен на пути потока прибрежных течений для изменения направления части потоков воды, увеличения их скорости и введения этих потоков в акваторию бухт и заливов. Каждый трубопровод выполнен изогнутым под углом от 45° до 170° с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы. Каждый трубопровод выполнен в виде соосно установленных и жестко соединенных между собой пустотелых винтовых барабанов, в том числе приемной секции, прямолинейной секции, сектора поворота с углом изгиба 30°-170° и прямолинейной секции. Приемная секция выполнена в виде конической втулки, к внутренней поверхности которой под углом, равным углу наклона винтовых линий прямолинейной секции, прикреплены криволинейные винтовые вставки в виде криволинейных угловых пластин, скрученных по длине по винтовым линиям, равным шагу винтовых линий прямолинейной секции. Количество вставок равно количеству винтовых карманов прямолинейной секции. Прямолинейные секции изготовлены, по меньшей мере, из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полос, с образованием одинаковых параллелограммов, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, при этом полоса свернута в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, с образованием по наружной поверхности однонаправленных винтовых линий под углом к оси прямолинейной секции, а на внутренней поверхности - винтовых карманов треугольной формы. Сектор поворота выполнен из секций, каждая из которых смонтирована из полосы, согнутой попеременно в разные стороны по прямым линиям в виде линий сгиба, расположенных на полосе на равных расстояниях друг от друга и размещенных под углом к кромкам полосы с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, расположенными на полосе попеременно и параллельно друг другу, при этом полоса свернута в кольцо с карманами треугольной формы, а секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников с образованием по его периметру наружной и внутренней поверхностей многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий. Обеспечивается очистка застойных и загрязненных вод акваторий бухт и заливов путем создания внутри их постоянной циркуляции чистой морской воды за счет поворота и направления прибрежных течений вглубь их акватории, увеличения скорости искусственно созданных течений с последующим выводом в открытое море этими течениями загрязнений бухт и заливов. 22 ил.

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано в качестве противоэрозионных сооружений. При осуществлении способа возведения противоэрозионного сооружения биопозитивной конструкции укладывают донные пороги. Донные пороги выполняют в виде армированных ступеней из тяжелых фашин. Фашины уложены послойно чередующимися вдоль и поперек рядами. Ряды фашин расположены внутри арматурного решетчатого каркаса. В каждой ступени первый слой фашин укладывают плотными рядами поперек ширины русла. Второй слой фашин укладывают по направлению потока и нормально к рядам первого слоя. Самый верхний ряд тяжелых фашин первой ступени прочно связывают с первым слоем второй ступени. Вторую и последующие ступени возводят аналогично первой ступени. Все ступени связывают между собой с помощью арматурных решетчатых каркасов. Вдоль прибрежных откосов выше ступеней укладывают легкие фашины. Укладку легких фашин ведут параллельными рядами в один слой до уровня высоких вод. Сверху рядов легких фашин обтягивают габионную сетку. Сетку крепят к откосу и арматурному каркасу. В концевой части первой ступени поперек направления потока воды укладывают не менее трех рядов тяжелых фашин. Повышается эффективность сооружения при восстановлении глубоких оврагов и промоин. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано в качестве противоэрозионных сооружений. Противоэрозионное сооружение биопозитивной конструкции содержит донные пороги из рядов тяжелых фашин и гибкие тюфяки из легких фашин. Донные пороги из тяжелых фашин выполнены в виде армированных ступеней. Фашины уложены послойно чередующимися вдоль и поперек рядами. Ряды фашин расположены внутри арматурного решетчатого каркаса. В каждой ступени первый слой фашин уложен плотными рядами поперек ширины русла. Второй слой фашин уложен по направлению потока и нормально к рядам первого слоя. Самый верхний ряд тяжелых фашин первой ступени прочно связан с первым слоем второй ступени. Вторая и последующие ступени возводятся аналогично первой ступени. Верхний ряд фашин первой ступени связан с первым слоем второй ступени. Все ступени связаны между собой с помощью арматурных решетчатых каркасов. Тяжелые фашины состоят из грунтового заполнителя и сетчатой оболочки. Фашины соединены между собой габионной сеткой и проволокой. Повышается эффективность сооружения при восстановлении глубоких оврагов и промоин. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов равнинных рек, и может быть использовано при строительстве малых гидроэлектростанций. Способ включает строительство на пологом берегу 2 вдоль дамбы 11 водоотводного канала 3, сопряженного в нижнем бьефе с рекой 1. На крутом берегу 7 в местах нежелательных подтоплений территорий строят защитные дамбы 10 и системы водостоков и канализаций 8, которые связывают с водоотводным каналом 3 полого берега 2 посредством трубопроводов 6, проложенных по дну реки 1, тем завершая подготовку к строительству сплошной дамбы 11 на сужение русла реки 1. Строят плотину 14 и завершают строительство дамбы 11, сопрягая в нижнем бьефе с плотиной 14. После чего завершают строительство плотины 14 и здания гидроэлектростанции. Изобретение позволяет снизить площади отчуждаемых территорий, что уменьшает экологические нарушения в бассейне рек, а также обеспечивает выработку гидроэлектроэнергии на больших реках с использованием их проток или специально сооруженных каналов при минимальном ущербе для прилегающих к реке территорий и ускорение сроков возведения равнинных гидроэлектростанций. 3 ил.

Устройство включает блок из одного и более изогнутых трубопроводов, соединенных между собой боковыми сторонами и смонтированных в одном блоке, который закреплен на пути потока прибрежных течений для изменения направления части потоков воды, увеличения их скорости и введения этих потоков вглубь акваторий бухт и заливов. Каждый трубопровод изготовлен в виде соосно установленных и жестко соединенных между собой пустотелых винтовых барабанов, например, четырех: конической формы винтовой барабан - приемная секция и двух прямолинейных винтовых барабанов - прямолинейных секций, между которыми жестко вмонтирован пустотелый сектор с углом изгиба 20-180° и более. Конической формы винтовой барабан - приемная секция, смонтирована из пяти и более полос выпуклой криволинейной формы, выполненных по боковым кромкам каждой из полос кривыми второй степени кривизны с разными размерами по ширине полосы с уменьшением их по длине приемной секции от входного отверстия к выходному отверстию, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения с образованием по периметру внутри приемной секции винтовых линий и винтовых криволинейных поверхностей выпуклой формы относительно оси симметрии приемной секции с центрами кривизны внутри приемной секции, а также напусков внутри в виде винтовых лопастей по всей длине от входного отверстия до выходного отверстия приемной секции. Каждая из двух пустотелых прямолинейных секций изготовлена, по меньшей мере, из одной полосы, согнутой волнообразно по размещенным под углом к их продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом 30-70° к оси пустотелой прямолинейной секции винтовых поверхностей в виде карманов волнообразной формы. Форма и размеры карманов по внутренней поверхности могут отличаться от формы и размеров карманов по наружной поверхности, и по периметру пустотелой прямолинейной секции карманы могут быть различными не только по форме, но и по размерам. Пустотелый сектор изготовлен из полосы, свернутой в кольцо с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, расположенными параллельно друг другу. Секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников в виде пустотелого трубопровода с волнообразной формой проходного сечения, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом к продольной оси трубопровода с волнообразной формой проходного сечения волнообразных винтовых поверхностей в виде карманов волнообразной формы по наружной и внутренней поверхностям, которые по периметру трубопровода с волнообразной формой проходного сечения могут быть различными не только по форме, но и по размерам. Расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей. Обеспечивается очистка застойных и загрязненных зон акваторий бухт и заливов путем создания внутри них постоянной циркуляции чистой морской воды. 24 ил.

Устройство для очистки вод акваторий бухт и заливов включает блок из одного и более изогнутых трубопроводов, соединенных между собой боковыми сторонами и смонтированных в одном блоке, который закреплен на пути потока прибрежных течений для изменения направления части потоков воды, увеличения их скорости и введения этих потоков в акваторию бухт, заливов. Каждый трубопровод изогнут под углом от 45° до 170° с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов криволинейной формы и выполнен в виде соосно установленных и жестко соединенных между собой четырех пустотелых винтовых барабанов: конического барабана - приемной секции, двух прямолинейных барабанов - прямолинейных секций, между которыми жестко вмонтирован пустотелый сектор с углом изгиба 30°-180°. Конический барабан выполнен из не менее чем трех полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине с увеличением их по длине приемной части, скрученных в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии полосы и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на конической оправке. Прямолинейные барабаны изготовлены из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы. Полоса свернута в цилиндрические витки с образованием по наружной и внутренней поверхностям винтовых линий и винтовых поверхностей криволинейной формы в виде карманов внутренней поверхности полукруглой формы, которые по периметру могут быть различными не только по форме, но и по размерам. Расстояния между линиями сгиба равны друг другу и равны сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренних поверхностей. Сектор изготовлен из полосы с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами в виде линий сгиба, расположенными на полосе на равных расстояниях друг от друга и параллельно друг другу. Полоса свернута в кольцо-подсекцию, по периметру которой размещены карманы криволинейной формы. Подсекции соединены друг с другом свободными сторонами четырехугольников в виде пустотелого сектора с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под острым углом к оси пустотелого сектора винтовых линий и винтовых внутренних поверхностей в виде карманов криволинейной формы, которые по периметру могут быть различными не только по форме, но и по размерам. Расстояния между линиями сгиба равны друг другу и равны сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренних поверхностей. Технический результат - повышение качества очистки. 23 ил.