CC BY
5
УДК 632.123.1
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОБОСНОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПЕРЕЧНЯ И ОБЪЕМОВ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ В УСЛОВИЯХ
ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЗАТОРОВ
Ю.А. Ткаченко
младший научный сотрудник научно-исследовательского отдела (организации подготовки научно-педагогических кадров) научно-исследовательского центра Академия гражданской защиты МЧС России имени генерал-лейтенанта Д.И. Михайлика Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки, мкр. Новогорск, ул. Соколовская, стр. 1А E-mail: и.tkachenkoQamchs.ru
А.И. Пономарев
доктор военных наук, профессор, профессор кафедры (оперативного управления мероприятиями РСЧС и ГО) Академия гражданской защиты МЧС России имени генерал-лейтенанта Д.И. Михайлика Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки, мкр. Новогорск, ул. Соколовская, стр. 1А E-mail: а.ponomarevQamchs.ru
Е.В. Иванов
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры (аварийно-спасательных работ) Академия гражданской защиты МЧС России имени генерал-лейтенанта Д.И. Михайлика Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки, мкр. Новогорск, ул. Соколовская, стр. 1А E-mail: linia-zhizniQyandex.ru
О.В. Саяпин
доктор технических наук, доцент, заместитель начальника
27-й Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации
Адрес: 123007, г. Москва, 1-й Хорошевский пр-д, д. 5 E-mail: tmaecQmail.ru
Аннотация. На основе проведенного анализа выявлена проблемная ситуация, заключающаяся в росте ущерба от чрезвычайных ситуаций, вызванных заторами. Данная проблемная ситуация во многом обусловлена низким уровнем обоснованности проводимых инженерно-технических мероприятий по снижению ущерба в подобных ситуациях. В статье представлена постановка задачи обоснования рациональных перечня и объемов инженерно-технических мероприятий в условиях возникновения заторов, с учетом ограничений на время и выделяемые ресурсы.
Ключевые слова: наводнение, затор, факторы, влияющие на возникновение заторов, инженерно-технические мероприятий, защита от наводнений.
Цитирование: Ткаченко Ю.А., Иванов Е.В., Пономарев А.И., Саяпин О.В. Постановка задачи обоснования рациональных перечня и объемов инженерно-технических мероприятий в условиях возникновения заторов // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2022. № 3 (54). С. 59 - 63.
Чрезвычайные ситуации (далее — ЧС), являющиеся следствием таких стихийных бедствий, как наводнения, приносят значительный материальный ущерб, наносят урон здоровью граждан, приводят к гибели людей. В период с 1991 по 2021 год в России произошло более 1300 наводнений, при этом более 650 произошли в период весенних половодий, в том числе более 120 из-за заторов [1]. На основе анализа многолетних гидрологических наблюдений, установлено, что заторы плохо прогнозируемы по времени возникнове-
ния и продолжительности действия [2].
Одно из ведущих мест по количеству заторных наводнений в России занимает Сибирь [3]. Причем, реки бассейна реки Обь имеют достаточно высокую вероятность возникновения катастрофических наводнений.
Исследования, проведенные Министерством природных ресурсов Российской Федерации, показывают, что наибольший ущерб от наводнений причиняется имуществу граждан, объектам промышленности и экономики, дорожной инфраструктуре (рисунок 1) [4, 5].
2022,3 (54)
Рисунок 1 Ущерб от наводнений
Проблемная ситуация заключается в том, что, несмотря на проведение различных мероприятий, потери от наводнений имеют устойчивую тенденцию к росту
Проведенный анализ показал, что в период весеннего половодья возникновение наводнений во многом определяется образованием заторов [2, 6, 7], а величина ущерба в значительной степени зависит от морфологических, гидрометеорологических и антропогенных факторов [8].
Для снижения ущерба от наводнений, вызванных заторами, как считают авторы работы [9], используются различные способы, обобщенно их можно представить в виде следующих групп:
изменение рельефа местности и инженерно-геологи чееких условий водосборного бассейна;
изменение режима гидравлических) водотока, гидрогеологичееких условий русла речного стока;
перенос населенных пунктов, объектов инфраструктуры, объектов экономики в районы, расположенные вне возможных зон затоплений .
Следует отметить, что рассмотренные направления разрешения проблемной ситуации требуют значительных финансовых, людских и временных ресурсов. Возникает противоречие, которое заключается в том, что, предложенные направления разрешения проблемной
ситуации позволяют снизить ущерб от '1С. вызванных заторами, но в то же время, реализация этих направлений потребует значительных финансовых, временных и других ресурсов, объем которых охрани чен.
Результаты исследований, проведенных в области обоснования способов снижения ущерба от наводнений [4, 10, 11], не позволяют в полной мере решить задачу определения рациональных перечня и объемов инженерно-технических мероприятий, выполняемых для снижения ущерба от заторов, так как в них не учитываются особенности затапливаемой территории наличие жилых строений, промышленных объектов и объектов экономики, дорог, объектов энергетики, объектов сельского хозяйства [11]. Решение задачи но снижению ущерба от наводнений в условиях возникновения заторов возможно за счет выбора рациональных перечня и объемов инженерно-техни чееких мероприятий.
Таким образом, становится актуальной научная задача, заключающаяся в обосновании рациональных перечня и объемов инженерно-технических мероприятий в условиях возникновения заторов.
В формализованном виде данная задачи может быть сформулирована следующим образом.
Для заданных:
М = (т1, т2,..., т»,..., тп) - морфологических факторов образования заторов, где т1 -
наименование г-го морфологического фактора (крутой поворот, излучина, меандр, разветвление русла, остров, плес, перекат, порог, отмель), г = 1,п,п- общее количество морфологических факторов;
С = {д1,д2,...,9к,...,9п) - гидрометеорологических факторов образования заторов, где д^ - наименование к-то гидрометеорологического фактора (толщина льда, сток, интенсивность поступления льда с верхних участков реки, снижение прочности льда, скорость течения, зашугованность русла), к = 1,К, К - общее количество гидрометеорологических факторов;
А = (а\,а2,...,ар,...,ар) - антропогенных факторов образования заторов, где ар - наименование р-го антропогенного фактора (мостовые переходы, ледозащитные дамбы, добыча песчано-гравийно материалов, складирование добываемых материалов, зимний отстой судов), р = 1,Р, Р - общее количество антропогенных факторов;
Н = (к\,к2,...,Н3,...,кз) - территориальных факторов затапливаемой территории (жилые строения, промышленные объекты, дороги, объекты энергетики, объекты сельского хозяйства), где — наименование з-го территориального фактора, в = 1,5, Б - общее количество территориальных факторов,
необходимо определить такой перечень 1 = f (М, G, А, Н) и объем инженерно-технических мероприятий V = f (M,G,A,H), при которых ущерб будет минимальным
U = f (I,V) jj min при ограничениях:
{£•=1 Cl{Il,Vl) < c3 \т(I,V) < TB,
где Cj - стоимость г-го инженерно-технического мероприятия, Т - время на выполнение инженерно-технических мероприятий, z - общее число выполняемых инженерно-технических мероприятий, направленных на снижение ущерба, С3 - заданное количество финансовых ресурсов, Тш - имеющееся время на выполнение инженерно-технических мероприятий в условиях возникновения затора.
Таким образом, в статье сформулирована задача обоснования рациональных перечня и объемов инженерно-технических мероприятий в условиях возникновения заторов, с учетом ограничений на время и выделяемые ресурсы. Решение предложенной задачи позволяет определить такой перечень и объем инженерно-технических мероприятий, который позволит минимизировать ущерб от ЧС, обусловленных заторами.
Литература
I Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации - мировой центр данных». Официальный сайт. [Электронный ресурс] - Режим доступа http://meteo.ru/data/310-neblagopriyatnye-usloviya-pogody-nanjosshie-ekonomicheskie-poteri (дата обращения: 05.12.2021).
2. Матвеев Д.II. и др. Мониторинг состояния ледового покрова на участках р. Томи, на которых возможно образование ледовых заторов (зажоров). Отчеты о НИР. - Томск: ОАО «Томскгеомони-торинг», 2011 - 2020 гг.
3. Кичигина Н.В. (2021) «Наводнения Сибири: географический и статистический анализ за период климатических изменений», Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле, 66(1).
4. Казанцев О.Н. Защита населения и территорий Российской Федерации от наводнений, безопасная эксплуатация гидротехнических сооружений / О.Н. Казанцев // Защита населения и территорий при чрезвычайных ситуациях в мирное и военное время как составная часть национальной безопасности России: тезисы докладов и выступлений, Москва, 26 - 27 мая 1997 года. - Москва: Внештор-гиздат, 1997. С. 127 - 131.
5. Глава 2. Экономика снижения риска бедствий // Глобальные и национальные приоритеты снижения риска бедствий и катастроф. - Москва: Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России, 2016. С. 79 - 130.
2022'3 (54)
6. Информационный ресурс схем комплексного использования и охраны водных объектов. [Электронный ресурс] - URL: http://skiovo.enbvu.ru/ (дата обращения 10.04.2022).
7. Агафонова С.А., Беркович K.M., Рулева С.Н., Сурков В.В., Фролова H.H. Современные особенности морфологии русла и процессов заторообразования на реке Томь // Водное хозяйство России. 2012. №6. URL: https://cyberleninka.ru/article/ii/sovremennye-osobennosti-morfologii-rusla-i-protsessov-zatoroobrazovaniya-na-reke-tom (дата обращения: 05.02.2022).
8. Ткаченко Ю.А., Ткаченко П.Н., Тедуриева А.Н., Иванов Е.В. Анализ научно-методических подходов к прогнозированию заторных явлений в Томской области / / Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2022. № 2(53). С. 29 - 37.
9. Земцов В.А. Имитационное моделирование заторов (на примере р. Томь, Западная Сибирь) / Земцов В.А., Вершинин Д.А., Инишев Н.Г. // Лёд и снег. 2014. Т. 54. № 3. С. 59 - 68.
10. Нигметов Г.М., Пчелкин В.И., Филатов Ю.А. Ледовые заторы на реках Российской Федерации, пути и способы борьбы с ними / / Технологии гражданской безопасности. 2003. №1 - 2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ledovye-zatory-na-rekah-rossiyskoy-federatsii-puti-i-sposoby-borby-s-nimi (дата обращения: 04.02.2022).
11. Вакорин М.В. Постановка научной задачи обоснования рационального комплекса мероприятий для снижения ущерба от наводнений на реках со снежным типом формирования речного стока / Вакорин МЛ?.. Письменский Н.В., Ткаченко П.Н. // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2019. № 4(43). С. 63 - 71.
STATEMENT OF THE TASK OF SUBSTANTIATING THE RATIONAL LIST AND SCOPE OF ENGINEERING AND TECHNICAL MEASURES IN THE CONDITIONS
Abstract. Based on the analysis, a problematic situation has been identified, consisting in an increase in damage from emergency situations caused by congestion. This problematic situation is largely due to the low level of validity of the ongoing engineering and technical measures to reduce damage in such situations. The article presents the formulation of the task of substantiating the rational list and scope of engineering and technical measures in the conditions of congestion, taking into account time constraints and allocated resources.
Keywords: flooding, congestion, factors affecting the occurrence of congestion, engineering and technical measures, flood protection.
Citation: Tkachenko Y.A., Ivanov E.V., Ponomarev A.I., Sayapin O.V. Statement of the task of substantiating the rational list and scope of engineering and technical measures in the conditions of congestion // Scientific and educational problems of civil protection. 2022. № 3 (54). S. 59 - 63.
OF CONGESTION
Yuliya TKACHENKO
junior researcher research department (organizations for the preparation of scientific-teaching staff) research center Civil Defence Academy EMERCOM of Russia named after Lieutenant General D.I. Mikhailika Address: 141435, Moscow region, city Khimki, md. Novogorsk, st. Sokolovskaya, building 1A E-mail: u.tkachenko®amchs.ru
Anatoliy PONOMAREV
doctor of military sciences, professor, professor departments (operational management RSChS and civil defense activities) Civil Defence Academy EMERCOM of Russia named after Lieutenant General D.I. Mikhailika Address: 141435, Moscow region, city Khimki, md. Novogorsk, st. Sokolovskaya, building 1A E-mail: a.ponomarevQamchs.ru
Evgeniy IVANOV
candidate of technical sciences, associate professor, associate professor of the department (rescue work) Civil Defence Academy EMERCOM of Russia named after Lieutenant General D.I. Mikhailika Address: 141435, Moscow region, city Khimki, md. Novogorsk, st. Sokolovskaya, building 1A E-mail: linia-zhizniQyandex.ru
Oleg SAYAPIN
doctor of technical sciences, associate professor, deputy head 27th Central Scientific Research Institute of the Ministry of Defense Russian Federation
Address: 123007, Moscow, 1st Khoroshevsky pr-d, 5 E-mail: tmaecQmail.ru
References
1. Federal Service for Hydrometeorology and Environmental Monitoring. Federal State Budgetary Institution "All-Russian Scientific Research Institute of Hydrometeorological Information - World Data Center". Official site. [Electronic resource] - Access mode http://meteo.ru/data/310-neblagopriyatnye-usloviya-pogody-nanjosshie-ekonomicheskie-poteri (Date of access: 12.05.2021).
2. Matveev D.I. and others. Monitoring of the state of the ice cover in the sections of the Tom river, where the formation of ice jams (jammings) is possible. Research reports. - Tomsk: JSC "Tomskgeomonitoring 2011 - 2020.
3. Kichigina N.V. (2021) "Floods of Siberia: geographical and statistical analysis for the period of climate change Bulletin of St. Petersburg University. Earth Sciences, 66(1).
4. Kazantsev O.N. Protection of the population and territories of the Russian Federation from floods, safe operation of hydraulic structures / O. N. Kazantsev // Protection of the population and territories in emergency situations in peacetime and wartime as an integral part of the national security of Russia: abstracts of reports and speeches, Moscow, 26 - 27 May 1997. - Moscow: Vneshtorgizdat, 1997. S. 127 - 131.
5. Chapter 2. The Economics of Disaster Risk Reduction // Global and National Priorities for Disaster Risk Reduction. - Moscow: All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergency Situations of the Ministry of Emergency Situations of Russia, 2016. S. 79 - 130.
6. Information resource of schemes for the integrated use and protection of water bodies. [Electronic resource] - URL: http://skiovo.enbvu.ru/ (Date of access: 10.04.2022).
7. Agafonova S.A., Berkovich K.M., Ruleva S.N., Surkov V.V., Frolova N.N. Modern features of channel morphology and damming processes on the Tom River // Water Management of Russia. 2012. No. 6. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennye-osobennosti-morfologii-rusla-i-protsessov-zatoroobrazovaniya-na-reke-tom (Date of access: 02.05.2022).
8. Tkachenko Y.A., Tkachenko P.N., Tedurieva A.N., Ivanov E.V. Analysis of scientific and methodological approaches to forecasting congestion phenomena in the Tomsk region / / Scientific and educational problems of civil protection. 2022. No. 2(53). S. 29 - 37.
9. Zemtsov V.A. Simulation modeling of congestion (on the example of the river Tom, Western Siberia) / Zemtsov V.A., Vershinin D.A., Inishev N.G. // Ice and snow. 2014. V. 54. No. 3. S. 59 - 68.
10. Nigmetov G.M., Pchelkin V.I., Filatov Y.A. Ice jams on the rivers of the Russian Federation, ways and means of dealing with them // Civil Security Technologies. 2003. No. 1-2. URL: https: / / cyberleninka.ru / article / n/ledovye-zatory-na-rekah-rossiyskoy-federatsii-puti-i-sposoby-borby-s-nimi (Date of access: 04.02.2022).
11. Vakorin M.V. Statement of the scientific problem of substantiation of a rational set of measures to reduce flood damage on rivers with a snowy type of river runoff formation / Vakorin M.V., Pismensky N.V., Tkachenko P.N. // Scientific and educational problems of civil protection. 2019. No. 4(43). S. 63 - 71.
