Научная статья на тему 'Природа возникновения наводнений, затоплений и характеристика их поражающих факторов'

Природа возникновения наводнений, затоплений и характеристика их поражающих факторов Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
2832
276
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НАВОДНЕНИЕ / FLOOD / ЗАТОПЛЕНИЕ / КЛАССИФИКАЦИЯ / CLASSIFICATION / ПОРАЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ / AFFECTING FACTORS / INUNDATION

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Симонов Виталий Валерьевич, Осадчий Олег Владимирович

Настоящая статья является первой частью работы, посвященной разработке рекомендаций территориальным органам управления МЧС России по совершенствованию мероприятий предупреждения и ликвидации последствий наводнений и затоплений.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Симонов Виталий Валерьевич, Осадчий Олег Владимирович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE NATURE OF FLOODS, FLOODS AND CHARACTERISTICS OF THEIR DAMAGING FACTORS

This article is the first part of the work devoted to the development of recommendations to territorial management of EMERCOM of Russia on the improvement measures of prevention and liquidation of consequences of floods.

Текст научной работы на тему «Природа возникновения наводнений, затоплений и характеристика их поражающих факторов»

Предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций

УДК 630*43 (470+571)

В.В. Симонов, О.В. Осадчий

ПРИРОДА ВОЗНИКНОВЕНИЯ НАВОДНЕНИЙ, ЗАТОПЛЕНИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКА ИХ ПОРАЖАЮЩИХ ФАКТОРОВ

Настоящая статья является первой частью работы, посвященной разработке рекомендаций территориальным органам управления МЧС России по совершенствованию мероприятий предупреждения и ликвидации последствий наводнений и затоплений.

Ключевые слова: наводнение, затопление, классификация, поражающие факторы.

V. Simonov, O. Osadchy

THE NATURE OF FLOODS, FLOODS AND CHARACTERISTICS OF THEIR

DAMAGING FACTORS

This article is the first part of the work devoted to the development of recommendations to territorial management of EMERCOM of Russia on the improvement measures ofprevention and liquidation of consequences offloods.

Keywords: flood, inundation, classification, affecting factors.

С конца июля 2013 года юг Дальнего Востока России и северо-восток Китая оказались подвержены катастрофическим наводнениям, вызванными интенсивными затяжными осадками, что привело к последовательному увеличению уровня воды в реке Амур. На пике паводка, 3 и 4 сентября, расход воды в Амуре достигал 46 тысяч м3/с, при норме в 18 - 20 тысяч м3/с. Наводнение таких масштабов произошло впервые за 115 лет наблюдений. В России наиболее пострадавшими регионами стали Амурская область, Еврейская автономная область и Хабаровский край. Только для сельского хозяйства ущерб составил не менее 10 миллиардов рублей.

В Амурской области было подтоплено 126 населенных пунктов в 15 муниципальных образованиях. Было затоплено около 8 тысяч жилых домов с населением 36339 человек (из них более 10 тысяч детей). Также наводнением были затоплены более 20 тысяч дачных участков и огородов. С момента начала эвакуационных мероприятий оказана помощь более 120 тыс. человек.

В Хабаровском крае было подтоплено 77 населенных пунктов в 9 муниципальных образованиях. Было подтоплено более 3000 жилых домов с населением около 35000 человек. Также наводнением были затоплены территории 3869 приусадебных и 3762 дачных участков. С момента начала эвакуационных мероприятий оказана помощь 13688 людям.

События в Дальневосточном федеральном округе показали, что в условиях, когда предупредить и предотвратить чрезвычайную ситуацию (ЧС) уже не возможно, одним из приоритетных направлений деятельности территориальных органов управления МЧС России и сил РСЧС является минимизация последствий этого события в ходе проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ (АСДНР), а

также оперативное решение вопросов достойного жизнеобеспечения пострадавшего населения. Именно по этому необходимо уделить особое внимание вопросам совершенствования методического обеспечения и повышения эффективности работы территориальных органов управления МЧС России, развертывания группировки сил и средств РСЧС и МЧС России, ее тылового обеспечения, создания и использования материальных ресурсов для ликвидации ЧС, вопросам качественного улучшения экипировки и снаряжения спасателей и пожарных, совершенствования технологий контроля и мониторинга ЧС, создания и внедрения геоинформационных систем, а также тактике применения сил РСЧС и МЧС России включая применение беспилотной авиации.

Прежде чем приступить к разработке рекомендаций территориальным органам управления МЧС России по совершенствованию мероприятий предупреждения и ликвидации последствий наводнений и затоплений необходимо рассмотреть их природу возникновения, классификацию и характеристику поражающих факторов.

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 при заторах, зажорах и иных явлениях.

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

По повторяемости, площади распространения и суммарному среднегодовому материальному ущербу наводнения на территории России занимают первое место в ряде стихийных бедствий, а по количеству человеческих жертв и удельному материальному ущербу (ущербу, приходящемуся на единицу пораженной площади) занимают 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.

Многообразие наводнений и характеристик их проявлений можно свести к пяти обобщающим группам, объединяющим различные наводнения по причинам возникновения и характеру проявления (табл. 1).

Таблица 1

Виды наводнений в зависимости от причин возникновения и характера проявления

Виды наводнения Причины возникновения Характер проявления

Половодье Весеннее таяние снега на равнинах или весенне-летнее таяние снега и дождевые осадки в горах Повторяются периодически в один и тот же сезон. Характеризуются значительным и длительным подъемом уровней воды. Отсутствует четко выраженная периодичность. Характеризуется интенсивным и сравнительно кратковременным подъемом уровня воды.

Паводок Интенсивные дожди и таяние снега при зимних оттепелях

Заторные, зажорные наводнения (заторы, зажоры) Большое сопротивление водному потоку, образующееся на отдельных участках русла реки, возникающее при скоплении ледового материала в сужениях или излучинах реки во время ледостава (зажоры) или во время ледохода (заторы) Заторные наводнения образуются в конце зимы или весны. Они характеризуются высоким и сравнительно кратковременным подъемом уровня воды в реке. Зажорные наводнения образуются в начале зимы и характеризуются значительным (но менее чем при заторе) подъемом уровня воды и более значительным временем продолжительности наводнения

Нагонные наводнения (нагоны) Ветровые нагоны воды в морских устьях рек и на ветреных участках побережья морей, крупных озер, водохранилищ Возможны в любое время года. Характеризуются отсутствием периодичности и значительным подъемом уровня воды

Наводнения (затопления), образующиеся при прорывах плотин Излив воды из водохранилища или водоема, образующийся при прорыве сооружения напорного фронта (плотины, дамбы и т.п.) или при аварийном сбросе воды из водохранилища, а также при прорыве естественной плотины, создаваемой природой при землетрясениях, оползнях, обвалах, движении ледников Характеризуются образованием волны прорыва, приводящей к затоплению больших территорий и к разрушению или повреждению встречающихся на пути ее движения объектов (зданий, сооружений и др.)

Факторы, оказывающие влияние на величину максимального подъема уровня воды при различных видах наводнений, приведены в табл. 2.

Таблица 2

Факторы, оказывающие влияние на величину максимального подъема уровней воды при различных видах наводнений

Вид наводнения Факторы, оказывающие влияние на величину максимального подъема уровня воды во время наводнения

Половодье Запас воды в снежном покрове перед началом весеннего таяния; атмосферные осадки в период снеготаяния и половодья; осенне-зимнее увлажнение почвы к началу весеннего снеготаяния; ледяная корка на почве; интенсивность снеготаяния; сочетание волн половодья крупных притоков речного бассейна; озерность, заболоченность и лесистость бассейна, рельеф бассейна

Паводок Количество осадков, их интенсивность, продолжительность, площадь охвата, предшествующее выпадение осадков, увлажненность и водопроницаемость почвы, рельеф бассейна, величина уклонов рек, наличие и глубина мерзлоты

Затор, зажор Поверхностная скорость течения воды, наличие в русле сужений, излучин, мелей, крутых поворотов, островов и других русловых препятствий, температура воздуха в период ледостава (при зажоре) или в период ледохода (при заторе), рельеф местности

Нагон Скорость, направление и продолжительность ветра, совпадение по времени с приливом или отливом, уклон водной поверхности и глубина реки, расстояние от морского побережья, средняя глубина и конфигурация водоема, рельеф местности

Наводнения (затопления) при прорывах плотин Величина перепада уровня воды в створе плотины: объем, заполненный водой в водохранилище на момент прорыва; уклон дна водохранилища и реки; размеры прорана и время образования прорана; расстояние от плотины, рельеф местности

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

Таблица 3

Классификация наводнений в зависимости от масштаба распространения и повторяемости

Класс наводнения Масштабы распространения наводнения Повторяемость (годы)

1 2 3

Низкие (малые) Наносят сравнительно незначительный ущерб. Охватывают небольшие прибрежные территории. Затопляется менее 10 % сельскохозяйственных угодий, расположенных в низких местах. Почти не нарушают ритма жизни населения 5 - 10

Высокие Наносят ощутимый материальный и моральный ущерб, охватывают сравнительно большие земельные участки речных долин, затапливают примерно 10-15 % сельскохозяйственных угодий. Существенно нарушают хозяйственный и бытовой уклад населения. Приводят к частичной эвакуации людей 20 - 25

Выдающиеся Наносят большой материальный ущерб, охватывая целые речные бассейны. Затапливают примерно 50-70 % сельскохозяйственных угодий, некоторые населенные пункты. Парализуют хозяйственную деятельность и резко нарушают бытовой уклад населения. Приводят к необходимости массовой эвакуации населения и материальных ценностей из зоны затопления и защиты наиболее важных хозяйственных объектов 50 - 100

Катастрофические Наносят огромный материальный ущерб и приводят к гибели 100 - 200

людей, охватывая громадные территории в пределах одной

или нескольких речных систем. Затапливается более 70 %

сельскохозяйственных угодий, множество населенных

пунктов, промышленных предприятий и инженерных

коммуникаций. Полностью парализуется хозяйственная и

производственная деятельность, временно изменяется

жизненный уклад населения

Затопление - это покрытие местности слоем воды той или иной высоты. Затопление прибрежных территорий, с находящимися на них населенными пунктами, хозяйственными объектами, может наступить в результате разрушения гидротехнических сооружений: плотин, дамб, перемычек, расположенных выше по течению реки или системы ирригационных сооружений в орошаемых районах.

Под термином «затопление» будем понимать затопление местности при разрушении гидротехнических сооружений.

Наиболее опасно разрушение крупных плотин и дамб у водохранилищ, в результате чего возникает зона катастрофического затопления.

Плотины и дамбы являются гидротехническими сооружениями напорного фронта, создающими разницу уровней воды.

Отличительная особенность таких сооружений - образование волны прорыва при их разрушении и затопление значительных территорий местности.

Гидротехнические сооружения напорного фронта подразделяются на постоянные и временные.

Постоянными называются гидротехнические сооружения, используемые для выполнения каких-либо технологических задач (производство электроэнергии, мелиорация территории и т.п.).

К временным относятся сооружения, используемые в период строительства и ремонта постоянных гидротехнических сооружений.

Гидротехнические сооружения подразделяются на основные и второстепенные.

К основным относятся сооружения напорного фронта, прорыв которых влечет за собой нарушение нормальной жизнедеятельности населения близлежащих населенных пунктов, разрушение, повреждение жилых зданий или объектов экономики в результате действия волны прорыва.

К второстепенным относятся гидротехнические сооружения напорного фронта, разрушение или повреждение которых не повлечет за собой указанных последствий.

Гидротехнические сооружения напорного фронта являются гидродинамическими опасными объектами (ГОО).

Прорыв ГОО может произойти из-за воздействия стихийных явлений (землетрясений, ураганов, обвалов, оползней и др.), конструкторских ошибок, некачественного выполнения строительных работ, нарушения правил эксплуатации, воздействия паводков, недостаточности водосбросов и др. При прорыве ГОО образуется проран, через который происходит излив воды из верхнего бьефа в нижний и образование волны прорыва. Причины

аварий, сопровождающихся прорывом гидротехнических сооружений напорного фронта и образованием волны прорыва, могут быть различны, но чаще всего такие аварии происходят по причине разрушения основания сооружения и недостаточности водосбросов. Процентное соотношение различных их причин приведено в табл. 4.

Таблица 4

Частота различных причин аварий гидротехнических сооружений, сопровождающихся образованием волны прорыва

Причина разрушения Частота, %

Разрушение основания 40

Недостаточность водосбросов 23

Конструктивные недостатки 12

Неравномерная осадка 10

Высокое пороговое (капиллярное) давление (в намытой плотине) 5

Военные действия 3

Сползание откосов 2

Дефекты материалов 2

Землетрясение 1

Неправильная эксплуатация 2

Всего 100

Процентное соотношение аварий для различных типов плотин представлено в табл. 5.

Таблица 5

Частота аварий для различных типов плотин

Тип плотины Аварии, %

Земляная плотина 53

Защитные дамбы из местных материалов 4

Бетонная гравитационная 23

Арочная железобетонная 3

Плотины других типов 17

Всего 100

Из 300 аварий плотин (сопровождающихся их прорывом) в различных странах мира за 175 лет в 35% случаев причиной аварии было превышение расчетного максимального сбросного расхода, т.е. перелив воды через гребень плотины.

Основными причинами прорыва естественных плотин, образованных при запруживании речного русла обрушившимися массами горных пород (при землетрясениях, обвалах, оползнях), либо массами льда (при движении ледников), являются их перелив через гребень такой плотины и размыв ее.

Земляные и каменно-земляные плотины разрушаются, как правило, не полностью. Чаще всего возникает проран шириной 0,20 - 0,35 м от длины плотины. Ширина прорана зависит также от типа реки.

Ориентировочно для всех типов плотин (кроме арочных) относительный размер прорыва Впр (отношение ширины прораны к ширине плотины) в зависимости от типа реки, обычно принимается следующим образом:

для равнинных рек Впр = 0,2 м;

для предгорных рек Впр = 0,25 м;

для горных рек Впр = 0,5 м.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Для арочных плотин ориентировочно принимают Впр = 1,0 м.

Значения расхода воды и скорости волны прорыва, а, следовательно, и масштабы затоплений и разрушений, вызванных волной прорыва, зависят не только от напора воды на плотине и ширины прорана, но и от очертаний прорана, соотношения ширины реки и прорана, а также от других характеристик русла водотока, характеристики ложа реки.

Рассмотрим более подробно характеристики поражающих факторов, возникающие при наводнениях, затоплениях.

Основным поражающим фактором наводнений является поток воды.

Уровень воды - это высота поверхности воды в реке (озере, водохранилище) над условной горизонтальной плоскостью сравнения, называемой нулем поста. Эту плоскость выбирают при организации гидрологического поста таким образом, чтобы она была на 0,3 -0,5 м ниже самого возможного низкого уровня. Высоту этой плоскости обычно отсчитывают от уровня моря. В устьевых участках рек уровень воды иногда измеряется от ординара, т.е. над средним многолетним уровнем в данном пункте. Сумма двух величин - уровня воды на посту и отметки нуля поста -представляет собой абсолютную отметку уровня, т.е. превышение поверхности воды в реке (озере, водохранилище) над поверхностью моря.

Расходом воды в данном створе реки (поперечном сечении русла реки) называется количество воды (сток воды), протекающее через этот створ за секунду.

Основные характеристики водного режима реки уровни и расходы, которые непрерывно изменяются во времени. Причиной колебаний является расход воды, уровень же устанавливается такой, какой необходим, чтобы пропустить данный расход воды.

Между физическими величинами уровня и расхода воды для каждого створа реки существует определенная зависимость. На основании серии измерений для данного створа реки устанавливается графическая зависимость между расходом и уровнем воды, называемая кривой расходов.

График изменения расхода воды во времени называется гидрографом стока и является одной из основных характеристик реки. Максимальный уровень воды служит критерием стихийных гидрологических явлений. Наводнения (половодья, паводки, заторы, зажоры, ветровые нагоны) считаются стихийными (особо опасными) гидрологическими явлениями, если в них образуются высокие уровни воды, при которых возможно затопление пониженных частей города, населенных пунктов, посевов сельскохозяйственных культур, железных или автомобильных дорог или повреждение крупных промышленных и транспортных объектов.

От величины максимальных уровней воды зависят и другие важные характеристики наводнений: площадь, слой (глубина) и продолжительность затопления местности.

Для некоторых видов наводнений (например, наводнений при прорыве плотин, а также катастрофических паводков на горных и предгорных реках) большое значение имеет такая характеристика потока воды, как скорость течения.

Кроме того, в некоторых случаях, особенно при воздействии наводнений на посевы сельскохозяйственных культур, имеют немалое значение температура воды и время (сезон) наводнения.

При оценке ущерба от наводнений, а также при проектировании различных гидротехнических сооружений, кроме величины максимального уровня или максимального расхода воды, учитывается повторяемость этой величины. Повторяемость той или иной величины максимального уровня или максимального расхода воды при наводнениях есть число лет, за которое эта величина оказывается достигнутой или превзойденной.

При характеристике территории, охваченной наводнением, используются термины: зона затопления и зона катастрофического затопления.

Зона затопления - территория, в пределах которой произошло затопление местности в результате стихийных бедствий, либо повреждений, разрушений гидротехнических сооружений.

Зона катастрофического затопления - территория, в пределах которой в результате затопления произошли массовые потери людей и (или) разрушения зданий и сооружений, повреждения или уничтожение материальных ценностей.

При прогнозировании последствий наводнений используются термины: зона вероятного (возможного) затопления, зона вероятного (возможного) катастрофического затопления.

Зоны вероятного затопления и вероятного катастрофического затопления - это территории, в пределах которых возможно или прогнозируется образование зон затопления и катастрофического затопления соответственно.

Для каждого города, а также для большинства прибрежных населенных пунктов и для многих хозяйственных объектов, расположенных в зонах возможного затопления, гидрологической службой зафиксированы критические уровни воды.

Критический уровень - это уровень по ближайшему гидрологическому посту, с превышением которого начинается затопление данного города, населенного пункта или хозяйственного объекта.

В некоторых случаях может существовать несколько значений критического уровня, характеризующих последовательность затопления по мере повышения уровня воды в реке. Нередко для городов и сельскохозяйственных угодий фиксируются критические уровни подтопления их территорий.

При подтоплении вода проникает в подвальные помещения через канализацию (если она имеет выходы в реку), по разного рода каналам и траншеям (в них заложены тепловые, водопроводные коммуникационные сети) или из-за напора грунтовых вод. В случае затопления местность покрывается слоем воды той или иной высоты.

Основные характеристики последствий наводнений, затоплений следующие:

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

количество населенных пунктов, попавших в зону, охваченную наводнением, затоплением (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, охваченной наводнением, затоплением;

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

16 -

Научные и образовательные проблемы гражданской защиты - 2014'1

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

количество жилых домов, затопленных, разрушенных и поврежденных в результате наводнения, затопления;

площадь сельскохозяйственных угодий, охваченных наводнением, затоплением; количество погибших сельскохозяйственных животных и др., а также обобщенные характеристики последствий: величины ущерба, наносимого наводнением, затоплением. Различают прямой и косвенный ущерб от наводнений, затоплений. Виды прямого ущерба:

повреждение и разрушение жилых, производственных зданий, железных, автомобильных дорог, мостов, линий электропередачи и связи, газопроводов, нефтепроводов и пр.; гибель скота и урожая сельскохозяйственных культур;

смыв, уничтожение и порча сырья, полуфабрикатов, топлива, продуктов питания, кормов, удобрений, готовой продукции и пр.;

затраты на эвакуацию населения и материальных ценностей в безопасные места; затраты на АСДНР;

убытки из-за временного прекращения производственного цикла; смыв плодородного слоя почвы и другие. Виды косвенного ущерба:

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

ухудшение условий жизни населения;

невозможность рационального использования территории и др.

К косвенным видам ущерба относятся также негативное влияние наводнений на работу объектов экономики (прекращения поступления электроэнергии, топлива, не дополучения сырья, полуфабрикатов, удлинения маршрутов доставки грузов и т.п.).

Прямой и косвенный ущерб обычно находятся в соотношении 70 и 30 %.

При наводнениях, затоплениях 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.

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.

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

При авариях на гидротехнических сооружениях напорного фронта, сопровождающихся их прорывом, основными поражающими факторами являются волна прорыва, которая образуется при изливе воды из водохранилища в нижний бьеф через прорыв, и затопление местности.

Воздействие волны прорыва на объекты подобно воздействию воздушной ударной волны взрыва, но отличается от него тем, что действующим телом в этом случае является вода.

Волна прорыва, распространяясь вниз по течению нижнего рельефа, приводит к затоплению прилегающей местности и к разрушению различных объектов.

Поражающее действие волны прорыва является результатом:

резкого изменения уровня воды в нижнем и верхнем бьефе при разрушении напорного фронта;

непосредственного воздействия потока воды, перемещающегося с большой скоростью;

изменения под действием потока воды прочностных характеристик грунта, его размыва и перемещения;

перемещения со значительными скоростями различных объектов, увлекаемых потоком воды.

Масштабы ЧС при аварии на гидротехническом сооружении, сопровождающейся образованием волны прорыва, зависят от типа и класса гидротехнического сооружения напорного фронта, от вида аварии (главным образом, от размеров прорана), от параметров водохранилища, плотины (дамбы), от характеристик русла в нижнем бьефе, а также от топографических и гидрографических условий местности, подвергаемой затоплению.

Волной прорыва может быть разрушено большое количество зданий и сооружений, находящихся в зоне ее действия. Степень их разрушения зависит от высоты подъема уровня воды и скорости течения, а также от характеристики самого здания (сооружения) и его основания.

От обычных, наблюдаемых на реках в естественных условиях паводков и половодий, волна прорыва отличается, прежде всего, наличием на ее движущемся фронте значительного перепада уровней воды, называемого бором, а также более высокими (по сравнению с паводками и половодьями) параметрами течения: максимальными величинами уровней воды, скорости течения и

др.

Для оценки масштаба разрушительных последствий наиболее важными характеристиками волны прорыва являются величины максимальной высоты фронта волны прорыва (перепад уровней воды во фронте волны прорыва), высота гребня волны прорыва и скорость волны прорыва, изменяющиеся по длине водотока ниже плотины.

Другими параметрами, оказывающими влияние на масштабы последствий прорывов плотин, являются временные характеристики: время прихода волны прорыва в какой-либо створ реки, время наступления максимального уровня воды и продолжительность затопления местности.

При воздействии больших гидродинамических нагрузок волны прорыва на встречающиеся на пути различные объекты (здания, сооружения) происходит разрушение этих объектов.

Величины нагрузок при воздействии потока волны прорыва на различные здания, определяются параметрами потока (скоростью и глубиной потока вблизи объекта), а также параметрами самого объекта воздействия: его формой, размерами, ориентацией относительно направления течения потока и проницаемостью объекта (наличием проемов, отверстий).

Объекты, подверженные воздействию такого интенсивного водного потока, как волна прорыва, условно делят на две группы: первую и вторую.

Объекты первой группы представляют собой конструкции, состоящие, в основном, из элементов стержневого типа, и характеризуются высокой степенью проницаемости потока (мосты, технологические трубопроводы на металлических и железобетонных эстакадах, опоры воздушных линий электропередачи, крановое оборудование и т.п.). Первая фаза воздействия волны прорыва (ударное воздействие фронта потока на объект) для них не существенна по причине малого времени дифракции фронта волны вокруг их элементов. Для них более существенна вторая фаза воздействия -квазистационарное обтекание потоком.

Объекты второй группы имеют в своей конструкции элементы, которые воспринимают нагрузки потока по типу подпорной стенки (промышленные, жилые, административные здания, набережные, пирсы и т.п.). Они имеют сравнительно низкую степень проницаемости потока, для них первая фаза воздействия потока волны прорыва (фаза дифракции) имеет существенное значение, и расчет их устойчивости необходимо проводить для обеих фаз взаимодействия потока с объектом. Иногда в процессе взаимодействия с потоком объекты второй группы, разрушаясь, становятся объектами первой группы, когда в процессе разрушения степень проницаемости потока у них резко возрастает.

Глубина и скорость потока воды в месте расположения объекта воздействия обуславливаются значениями подъема уровня воды и скорости потока в ближайшем к рассматриваемому объекту створе водотока, а также топографическими данными местоположения объекта.

При воздействии потока воды на людей, кроме основных параметров поражения - глубины и скорости потока, имеет значение также и температура потока воды. Материальный ущерб от воздействия волны прорыва для населенных пунктов и промышленных объектов связан, главным образом, с глубиной и скоростью потока, а также площадью затопления и отчасти с продолжительностью затопления.

Для сельскохозяйственных угодий решающее значение имеют продолжительность и время (сезон) затопления, так как существуют особенности в чувствительности тех или иных сельскохозяйственных культур в зависимости от времени (сезона) воздействия на них затопления, вызванного волной прорыва. При значительных скоростях потока в волне прорыва возможен смыв плодородного слоя почвы на пахотных землях.

Кроме основных поражающих факторов возможно образование вторичных поражающих факторов: пожаров, вследствие обрывов проводов и короткого замыкания в электрических сетях, перенос водой различных загрязнений, возникновение оползней, обвалов и др.

Следовательно, рассмотрев первый этап исследования, а именно определив природу возникновения наводнений, затоплений, классификацию и характеристику их поражающих факторов, необходимо приступить ко второму этапу исследования, а именно провести анализ действий территориальных органов управления МЧС России и применения сил и средств РСЧС и МЧС России по предупреждению и ликвидации последствий наводнений, затоплений. Третьим этапом исследования будет обобщение методик прогнозирования наводнений, затопления, оценки их последствий и расчета сил и средств для их ликвидации.

Таким образом, только исследовав данные три этапа можно будет приступить к четвертому этапу исследования, а именно к качественной разработке рекомендаций территориальным органам управления МЧС России по совершенствованию мероприятий предупреждения и ликвидации последствий наводнений и затоплений, которые позволят в последующем эффективнее организовать управление при выполнении мероприятий предупреждающего характера и ликвидации последствий наводнений и затоплений.

Литература

1. О причинах возникновения катастрофического паводка на р. Амур в 2013 г. Пресс-центр Росгидромета, 10 сентября 2013.

2. Строительные нормы и правила. СНиП 2.06.01.86. Гидротехнические и энергетические сооружения.

3. Методические рекомендации по организации и проведению мероприятий при угрозе затопления населенных пунктов и территорий России. М.: ВНИИ ГОЧС МЧС России, 2009.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.