Защита населения в зонах катастрофического

1.5. Защита населения в зонах катастрофического

затопления и наводнения

1.5.1. Возможные варианты защиты населения в зонах катастрофического затопления

Основным способом ЗН в зонах катастрофического затопления  (ЗКЗ) является эвакуация всего населения из этой зоны в угрожаемый пе­риод. Эвакуация населения должна проводиться в короткие сроки при ми­нимальном количестве затрат.

Эффективность эвакуации и рассредоточения измеряется величиной снижения потерь среди населения. Данная величина зависит от времени осуществления вывоза (выхода) людей из ЗКЗ в районы не подлежащие затоплению.

Установлено, что время проведения эвакуации, в свою очередь, зависит от следующих факторов (условий):

количества средств автомобильного, железнодорожного и других видов транспорта и числа посадочных мест для перевозки населения;

наличия соответствующего количества путей эвакуации и их про­пускной и провозной способности;

степени подготовленности населения, соответствующих служб и времени сбора их по сигналам на эвакуацию;

Рекомендуемые материалы

расстояния перевозки (выхода) населения в безопасные зоны;

возможного характера воздействия противника по городу в военное время или характера затопления (факторов затопления) в мирное время;

условий, складывающихся в районах размещения населения;

степени и полноты осуществления мероприятий, обеспечивающих успешное проведение эвакуации.

Для определения оптимального варианта эвакуации из ЗКЗ необхо­димо задаться начальными условиями. Основным граничащим условием будет наличие путей для эвакуации.

Для определения времени на эвакуацию из ЗКЗ пешим порядком за­дадимся следующими переменными параметрами:

время начала оповещения об эвакуации;

время сбора населения (подготовка продуктов, документов, отклю­чение электроэнергии и др.);

выход населения из жилых помещений на улицу;

время движения от мест проживания к месту сбора;

время выхода колонн за зону возможного затопления.

Эвакуация населения из ЗКЗ определяется, исходя из полного времени выхода (Т) эвакуированных, по формуле

, ч,                                                     (1.1)

где  t₁ =1 ч - промежуток времени с момента подачи сигнала до выхода     последнего человека из здания;

S₁ - расстояние от центра города (населенного пункта) до границы ЗКЗ;

V₁ - скорость движения пешим порядком.

Вывоз населения транспортом из ЗКЗ определяется из следующих соображений.

При постоянной интенсивности вывоза населения количество населения (N2) в безопасном районе будет равно

, чел.,                                        (1.2)

где    q₂ - средняя провозная способность автотранспорта;

V₂ - скорость движения транспорта;

S₂ - расстояние, преодолеваемое транспортом.

Приравняв время завершения пешей эвакуации ко времени вывоза населения автотранспортом, получим

, чел.,                                 (1.3)

Аналогичным образом получены зависимости, позволяющие опре­делить количество эвакуируемого населения железнодорожным (Nз) и  водным транспортом (N₄)

, чел.,                                  (1.4)

, чел.,                                 (1.5)

Количество населения, выводимого из городами (населенного пункта) в пеших колоннах, определяется по формуле

N₁ = Н_э - N₂ – N₃ - N₄, чел.                                (1.6)

Провозная способность каждого вида транспорта определяется как частное от деления числа посадочных мест (θ) на время одного рейса . Тогда имеем:

; ; ;                          (1.7)

В результате расчетов может получиться, что сумма полученных значений количества людей, вывозимых каждым видом транспорта, пре­вышает общее количество эвакуируемых. Это означает, что в данном слу­чае время вывоза всего населения меньше, чем продолжительность пешей эвакуации и поэтому эвакуация пешим порядком нецелесообразна. Для этого случая выведены следующие зависимости

; ; , чел.        (1.8)

Для случая применительно к городам, находящимся в ЗКЗ, приведен пример расчета.

Исходные данные:

1. Численность эвакуируемого населения - 12 тыс. чел.

2. Количество населения, эвакуируемого автомобильным транспор­том - 1050 чел.

3. Количество населения, эвакуируемого железнодорожным транс­портом - 4000 чел.

4. Протяженность маршрутов эвакуации: автотранспортом - 70 км, железнодорожным транспортом - 120 км.

Решение:

1. Определяем среднюю провозную способность автомобильного и железнодорожного транспорта:

 чел/ч;

чел/ч.

2. Определяем количество населения, вывозимого автотранспортом и железнодорожным транспортом.

Автотранспортом:

чел.

Железнодорожным транспортом:

чел.

Далее суммируем количество эвакуируемых автомобильным и же-

лезнодорожным транспортом:

N_тр= N₂ + N₃ = 602+5500 =6102 чел.

Считаем, что количество населения для пешей эвакуации равно

N_П= N_Э- N₂- N₃= 12000 -602 -5500 =5898 чел.

Для данного случая количество ЭН автомобильным и железнодо­рожным транспортом не превышает общего количества эвакуируемых. Значит, целесообразно проводить и пешую эвакуацию.

Вторым способом ЗН является защита людей в ЗС.

Защиту рабочих и служащих на производственных объектах, продолжающих работу в военное время, допускается производить в убежи­щах. Целесообразность такого способа ЗН зависит от необходимости строить убежища в ЗКЗ. Такая необходимость возникает в том случае, ес­ли данное убежище будет защищать рабочих и служащих объекта от при­менения противником ССП воздействия волны прорыва, и если лю­ди будут продолжать свою производственную деятельность на сохранив­шемся оборудовании объектов.

  Строительные нормы и правила СНиП 11-11-77*  предусматривают следующие правила проектирования, размещения, строительства и эксплуатации ЗС в ЗКЗ.

1. Создание фонда ЗС осуществляется заблаговременно в мирное время, как правило, вне ЗКЗ и в основном за счет убежищ.

2. Системы жизнеобеспечения убежищ должны обеспечивать непре­рывное пребывание в них расчетного количества укрываемых в течение двух суток.

3. В убежищах, расположенных в ЗКЗ, следует предусматривать ре­жим полной или частичной изоляции с регенерацией внутреннего воздуха (режим III).

Строительные нормы и правила СНиП II-11-77^х) предусматривают следующие общие требования к убежищам, возводимым в ЗКЗ. Убежища, размещенные в ЗКЗ, должны удовлетворять всем требованиям настоящих норм с учетом воздействия гидравлического потока, обусловленного гра­витационными или прорывными волнами. Продолжительность затопления для гравитационных волн принимается кратковременной < 2 ч., а для прорывных волн - длительной > 2 ч.

Убежища в зонах длительного затопления следует предусматривать при расчетной глубине воды не более 10м. При больших глубинах затоп­ления следует применить другие способы защиты.

Прежде всего необходимо определить время укрытия людей в убе­жищах при известной скорости волны прорыва. Задачу по определению времени укрытия людей в убежище при данной скорости волны прорыва необходимо решать, чтобы быть уверенным, что при подходе к объекту фронта волны прорыва, 100% людей, предназначенных для укрытия в данном убежище, будут в нем находиться, и все мероприятия по подготов­ке убежища к приему укрываемых выполнены в полном объеме.

Определение времени укрытия людей в убежище представляет из себя более сложную задачу. Данное время обозначим как время упрежде­ния; которое будет равно

             t_у =t_с + t_сб + t_зд + t_г + t_уб + t₁₁₁, ч,                                       (1.9)

где t_с - время поступления сигнала из соответствующего органа 

  управления на объект, имеющего убежище в ЗКЗ, и доведение этого 

  сигнала до        рабочих и служащих объекта, t_с ≈ 5 - 7 мин.

 t_сб - время, необходимое для сбора укрываемых (обесточивание

  электро  энергии, сбор необходимых документов, закрытие дверей и

  т.д.), t_сб  ≈ 5 мин.;

 t_зд - время движения укрываемых по коридорам здания к выходу и

  выход на 1 этаж здания принимаем t_зд ≈ 5 мин. при выходе лю­дей из

  пятиэтажного здания (средняя высота застройки);

 t_г - время движения людей к убежищу (производится отдельный

  расчет);

 t_Уб - время движения людей в пределах убежища и распределение

  их  по местам (t_уб ≈ 10 мин. - с учетом непрерывности потока

  укрываемых);

 t₁₁₁- время для полной герметизации убежища и перевода его на

  режим регенерации воздуха, t₁₁₁ ≈10 минут (учитывая высокие

  практические навыки звена по обслуживанию убежища).

Для нахождения величины t_г изобразим схему сбора укрываемых к отдельно стоящему убежищу. Схема сбора укрываемых к убежищу приве­дена на рис.1.3. 

Рис.1.3.  Схема сбора укрываемых к убежищам

На схеме обозначено:

1 - убежище (отдельно стоящее) на объекте, попадающее в ЗКЗ;

(R₁-R₆) - радиусы сбора укрываемых, при­нимаем радиус сбора

      укрываемых равный 500 м;

N - количество укрываемых в убежище, данное значение принима­ем

согласно максимальному значению укрываемых в убежищах,

построенных в ЗКЗ, наиболее целесообраззная вместимость убежища, N= 600 чел.;

V - скорость движения группы укрываемых к убежищу.

Допущение:

В качестве допущения примем, что в каждой зоне на удалении через каждые 100 м от убежища находится одинаковое количество укрываемых (отличается каждое последующее количество людей в зонах движения от предыдущего на 100 чел.).

Особого расчета требует определение скорости движения групп ук­рываемых. Естественно, что даже при равномерном распределении плот­ности людей по потокам, их движение к убежищу не будет одинаковым хотя бы из-за неравномерности движения через вход убежища.

         Скорость движения укрываемых будет подчиняться закону убывающей арифметической прогрессии

V_п+1=V_п-q_п+1,                                                      (1.10)

         где V_п - скорость потока укрываемых;

         q_п+1- шаг разности скорости потоков.

         За счет уменьшения скорости каждого потока запишем следующее выражение:

q_п+1=( q_п +0,1)                                                     (1.11)

         В конечном счете формула (5.8) примет вид:

V_п+1=V_п-(q_п+0,1)                                                 (1.12)

Для создания полной "картины" укрытия людей в убежище, прини­маем, что первый, идущий в своем потоке, находится на расстоянии 100 м

от первого, идущего в последующем потоке.

Время, движения каждого потока к убежищу определяется по формуле

,                                                             (1.13)

         где S_i - расстояние от каждого потока убежища;

V_i - скорость движения потока.        

Произведем численный расчет времени движения каждого потока укрываемых к убежищу. При этом предварительно подсчитаем по вышеуказанному закону арифметической прогрессии скорость каждого потока

V₁ = 4 км/ч; V₂ = 3,8 км/ч; V₃ = 3,5 км/ч;

V₄ = 3,1 км/ч;  V₅= 2,6 км/ч; . V₆ =2,0 км/ч.

         В конечном итоге имеем:

         t_Г1 = S₁/V₁= 0,1 км / 4 км/ч = 0,025 ч = 1,5 мин;

         t_Г2 = S₂/V₂= 0,2 км / 3,8 км/ч = 0,0526 ч = 3,15 мин;

         t_Г3 = S₃/V₃= 0,3 км / 3,5 км/ч = 0,0857 ч = 5,14 мин;

t_Г4 = S₄/V₄ =0,4 км / 3,1 км/ч = 0,129 ч = 7,74 мин;

t_Г5 = S₅/V₅ = 0,5 км / 2,6 км/ч = 0,192 ч = 11,5 мин;

t_Г6 = S₆/V₆ = 0,6 км / 2,0 км/ч = 0,285 ч = 17,1 мин.

Таким образом, последний укрываемый войдет в убежище через 17,1 мин. после выхода из здания.

По приведенным выше показателям время на укрытие всех 600 чел. будет равно:

t_у = t_с + t_сб + t_зд + t_уб + t_з + t_Г6 = 5+5+5+10+5+10+17,1=57,1 мин.

Значит время для полного укрытия всех 600 чел. на объекте при под­считанных значениях составит 57,1 мин, а время добегания волны проры­ва при разрушении плотины для первого створа составляет 0,9 ч = 54 мин.

Таким образом, убежища для укрытия рабочих и служащих объекта в районе, ограниченным первым створом, строить нецелесообразно.

1.5.2. Мероприятия по защите населения при наводнениях

Под наводнением понимают значительное затопление местности в результате подъема уровня воды в реке, озере или море, вызываемое различными причинами. В ряде стран среди других СБ по повторяемости, площади распространения и материальному ущербу наводнения стоят на первом месте.

Природно-географическими условиями возникновения наводнений являются: выпадение осадков в виде дождя; резкое таяние снега и льда на водоемах и горах; цунами; тайфуны; аварийное разрушение плотин водохранилищ

Наиболее часто наводнения бывают дождевого - речного типа. Дру­гой тип - затопление побережья в результате поднятия уровня моря при шторме (наводнения нагонного типа). Реже наводнения могут являться следствием опускания суши. Наводнения возникают также при обильном таянии снега, в связи с заторами при ледоходе, таянием льда при оттепе­лях. Весьма опасны наводнения, связанные с разрушением инженерных сооружений (дамб, плотин). Причиной наводнений может быть недоста­точная пропускная способность водоотводов при грозовых ливнях. Выпа­дающие на значительных площадях ливневые дожди могут сильно повы­сить уровень рек, если дожди сопровождаются внедрением теплых воз­душных масс или воздействием мигрирующего штормового фронта. При этом от разлива реки может быть затоплена вся ее пойма.

При таянии снега вода от снега суммируется с дождевой, что может вызвать наводнение, особенно при внезапной оттепели, ускоряющей тая­ние снега. Тем не менее, паводки от таяния снега развиваются медленнее, чем дождевые, что позволяет принять упреждающие защитные меры.

При резкой оттепели после холодной зимы речной лед почти не раз­мягчается и его ломка происходит с замедлением. При этом ледяной слой проламывает вздувшаяся река, большие глыбы льда могут образовывать заторы у мостов и в узких местах русла, что приводит к запрудам. Выше затора происходит разлив, а при преодолении водой затора волна навод­нения, распространяясь вдоль русла, вызывает разрушения.

Крупные наводнения возникают при прорыве ледниковых вод (воды, скапливающейся под ледником), а также при прорыве дамб и плотин. Эти прорывы идут при высоких расходах воды.

Наиболее часто на наводнение представляет собой повышение уровней и расходов воды в реке за счет увеличения ее притока. В зависимости от времени года, источника притока воды в русло и его ин­тенсивности, наводнения подразделяются на весеннее половодье и паво­док.

Продолжительность половодья для малых рек - несколько дней, для больших рек - 1 - 3 месяца.

Паводковые наводнения, как правило, скоротечны, возникают вне­запно и тем самым наносят наибольший ущерб экономике региона. Па­водки обычно продолжаются в течение нескольких дней.

Особую опасность для населения представляет наводнение, вызван­ное весенним половодьем и одновременно с ним возникшим паводком.

Особый интерес вызывает рассмотрение влияния наводнений на об­становку в населенных пунктах и повреждения, возникающие в результате их воздействия. Обстановка в населенных пунктах существенно зависит от морально-психологического состояния, а также инженерной обстановки.

На морально-психологическое состояние населения влияют степень и сроки оповещения о предстоящем наводнении, уровень заблаговремен­ной подготовки населения к действиям в период наводнения, частота на­воднений, время года и суток, скорость подъема воды и другие факторы.

Если наводнение возникает внезапно и заблаговременная подготовка населения не проводилась, то возникает паника, неорганизованное отступ­ление и бегство от стихии, которые приводят к заторам и пробкам на пу­тях эвакуации, дополнительным жертвам. Усугубляют эту обстановку хо­лодная, ненастная погода и темное время суток.

При заблаговременном оповещении и подготовке населения идет оперативная организованная ЭН и материальных ценностей, принимаются меры по борьбе со СБ, мобилизуются органы управления и спасательные команды с техникой.

В населенных пунктах, подвергающихся относительно частому за­топлению (1 раз в 3-5 лет), население, как правило, готово к стихии, про­водит заблаговременные, организованные и технические мероприятия, направленные на защиту от нее и снижение возможного ущерба. В этих на­селенных пунктах, как правило, встречают наводнение без паники. Пла­номерно обеспечивается ЭН и спасение материальных ценностей.

Поражающее воздействие наводнения выражается в затоплении во­дой жилищ, промышленных и сельскохозяйственных объектов, полей с выращенным урожаем, разрушении зданий и сооружений или поврежде­нии и порче оборудования предприятий, разрушении гидротехнических сооружений и коммуникаций.

Последовательная картина затопления города такова: заливаются подвалы, внутренние дворы, расположенные ниже улиц, затем улицы и первые этажи зданий. Местность покрывается слоем воды.

Обычно при средних и крупных наводнениях в первые часы нару­шаются средства сообщения на значительных площадях затопленных тер­риторий, телефонная связь и электроснабжение выходит из строя в тече­ние первого часа. В первые часы также приостанавливается лоцманская служба в речных портах. Многие деревянные строения разваливаются и сносятся в течение 3-4 ч. Защитные дамбы могут выдерживать дина­мическое давление воды, однако в течение нескольких дней могут образо­вываться бреши.

При крупных и катастрофических паводках, когда реки собирают воду с площадей в несколько сотен квадратных километров, поток выры­вает с корнем деревья, сносит большие каменные глыбы, каменные ограды и небольшие здания.

В результате размыва оснований и непрерывного углубления промо­ин от размывающего действия текущей воды может происходить разру­шение кирпичных зданий в течение 5-10 сут.

Более устойчивы блочные бетонные здания, с фундаментами из бе­тонных (железобетонных) плит. Такие здания с затопленными водой под­валами сохраняют общую устойчивость до нескольких месяцев. Вследст­вие затопления в течение нескольких суток разрушаются мостовые на улицах городов.

Различают прямой и косвенный ущерб от наводнений.

1. К прямому ущербу относят:

повреждения и разрушения жилых, общественных и производст­венных зданий, железных и автомобильных дорог, линий электропереда­чи и связи, мелиоративных систем;

гибель скота, сельскохозяйственных культур;

уничтожения и порчу сырья, топлива, продуктов питания, кормов, удобрений;

затраты на временную ЭН и перевозку ценностей в незатопленные места;

смыв плодородного слоя почвы и замыв почвы песком.

2. К косвенному ущербу относят:

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

сокращение выработки продукции, замедление темпов развития экономики;

ухудшение условий жизни населения;

невозможность рационального использования территорий;

увеличение амортизационных расходов по содержанию зданий в нормальном состоянии.

По сложившейся практике работы по борьбе с наводнениями и по ликвидации их последствий условно делятся на три этапа.

Первый этап:

прогноз СБ и организация работ по снижению возможных ЧС;

оповещение руководителей учреждений объектов, членов комис­сии по ЧС, командиров воинских частей и населения; приведение в готовность к ЧС органов управления и воинских частей; анализ возможной обстановки;

проведение подготовительных мероприятий по снижению возмож­ных потерь и ущерба (обваловка различных инженерных сооружений, ук­репления дамб и мостов); приведение в готовность аварийно-технических средств; уточнение расчета сил и средств на возможную эвакуацию; опре­деление маршрутов эвакуации; организация взаимодействия.

При оценке прогноза СБ на первом этапе учитывается доля поврежденных объектов на затопленных площадях при крупных паводках, которая приведена в табл. 1.13  .

Таблица 1.13 

Доля поврежденных объектов на затопленных площадях (в %) при крупных паводках (скорость потока V = 3-4 м/с)

Возможные размеры зон поражения, высота подъема воды приведе-табл.1.14.

Таблица 1.14

Возможные размеры зон поражения, высота подъема воды

Второй этап:

проведение мероприятий по спасению населения; укрепление дамб и других гидросооружений; наведение переправ; эвакуация в незатоплен­ные районы детских и лечебных учреждений, населения; сельскохозяйст­венных животных; вывоз материальных и культурных ценностей; поиск и спасение людей и животных;

жизнеобеспечение населения; снабжение имуществом и продукта­ми пострадавших; восстановление поврежденных систем водо-, тепло-, электроснабжения и связи; восстановление железных и автомобильных дорог и мостов.

Третий этап:

восстановление жилищного фонда;

ввод в строй объектов социальной сферы; систем тепло- и энерго­снабжения;

уборка сохранившегося урожая;

восстановление коммуникаций (дорог и мостов).

В качестве заблаговременных мероприятий по борьбе с наводнениями целесообразно предусматривать следующее:

1. Проведение агромелиоративных мероприятий, способствующих переводу скоротечного поверхностного стока в замедленный подземный сток; посадка лесозащитных полос; распашка земли поперек склонов; со­хранение прибрежных водоохранных полос древесной и кустарниковой растительности; устройство террас на склонах.

2. На средних и крупных реках для регулирования паводкового стока возможно использование водохранилищ. В предвидении наступающего паводка водохранилище частично опорожняется для принятия паводковых вод и тем самым сглаживается воздействие паводковой волны.

3. Защита населенных пунктов, сельскохозяйственных угодий огра­ждающими дамбами.

4. Подсыпка территории (намывка грунта).

5. Постановка на учет местных плавсредств и уточнение задач их владельцам в случае наводнения.

Целесообразно создание сети оповещения руководителей учрежде­ний, объектов и населения, которое может включать:

поддержание в постоянной готовности аварийно-технических средств;

уточнение расчета сил и средств на возможную ЭН;

определение маршрутов ЭН;

организация взаимодействия с воинскими частями;

проведение тренировок по действиям в случае наводнения.

1.5.3. Мероприятия по повышению безопасности населения при появлении заторов и зажоров на реках

1. Заторы, их основная характеристика

Заторы, как правило, образуются при вскрытии рек в период раз­рушения ледяного покрова при скоростях течения более 0,6 м/с, главным образом на участках изменения уклонов водной поверхности от большего к меньшему, на крутых поворотах реки, в сужении русла реки, а также на участках с повышенной толщиной ледяного покрова.

В результате заторов происходит подъем уровня воды в месте затора и выше его по течению. Такой подъем весьма опасен, так как нередко приво­дит к затоплению прилегающей территории, а на берегах рек образуются навалы льда высотой до 10 - 15 м.

Наиболее часто встречаются заторы торошения. Они формируются при интенсивном подъеме уровня воды, когда вслед за образованием тре­щин вдоль берегов ледяной покров размывается на отдельные льдины, в результате столкновения происходит наползание одних льдин на другие, их сжатие и торошение.

На участках регулированных рек, а также со значительным разруше­нием ледяного покрова при скоростях течения более 1 м/с образуются за­торы. При этом льдины увлекаются под кромку и перемещаются под ледя­ным покровом до участка с пониженным скоростным движением, где они задерживаются и забивают водное сечение реки.

Поверхность затора торосистая. Высота торосов может достигать нескольких метров. Ниже затора естественный ледяной покров, как прави­ло, сохраняется, выше - отсутствует.

В период образования и стабилизации заторов (2-8 сут.) выше по течению обычно происходит ледоход. Потеря устойчивости и прорыв за­тора происходит под влиянием напора воды и повышения температуры воздуха. При прорыве скорость движения заторов составляет 2-5 м/с, толщина движущегося скопления льда - 3 - 6 м, водная поверхность пол­ностью покрывается льдом. Водный поток ниже прорвавшегося затора может выйти за пределы русла и затопить прилегающие участки местно­сти, оставляя на берегах рек навалы льда высотой более 3 м.

2. Зажоры, их основная характеристика

Зажоры на реках образуются в период формирования ледяного по­крова. Необходимым условием образования зажоров является возникнове­ние в русле реки внутреннего льда и его вовлечение под кромку ледяного покрова на участках с повышенными уклонами водной поверхности со скоростью более 0,4 м/с.

Образованию зажоров в значительной степени способствуют раз­личные русловые препятствия: острова, отмели, валуны, крутые повороты, сужение русла, а также участки в нижних бьефах ГЭС, на которых под влиянием суточного колебания уровня воды происходит непрерывный процесс образования внутриводного льда и разрушения ледяного покрова.

Скопление шуги и льда вызывает стеснение водного сечения, поэто­му происходит подъем уровня воды выше по течению, ниже - уровни по­нижаются. Образование сплошного ледяного покрова в месте образования зажора задерживается. Подъем уровня воды при зажоре меньше, чем при заторе, поскольку зажоры образуются в период малой входности.

Распространение зажоров наиболее характерно для рек, текущих с юга на север, верховья которых расположены в горах и предгорьях, а так же для рек, имеющих длительный (более 6 сут.) и интенсивный ледоход. Такой ледоход, как правило, происходит на реках с большой осенней вод­ностью, когда замерзание прерывается оттепелями.

При зажорах скопление льда обычно делится на три характерных участка:

замок зажора - покрытый трещинами ледяной покров или пере­мычка из ледяных полей, закрывающих русло;

голова зажора (собственно зажор) - многослойное скопление хао­тически расположенных льдин, подвергшихся интенсивному торошению;

хвост зажора - примыкающее к зажору однослойное скопление льдин в зоне подпора.

Длина головной части зажора обычно превышает ширину реки в 3 -5 раз. На этом участке скопление льда имеет наибольшую толщину. На крупных реках длина хвоста зажора может достигать несколько десятков километров, на средних реках - от одного до нескольких километров.

3. Борьба с заторами и зажорами

Борьба с заторами (зажорами) заключается в предотвращении их об­разования или ликвидация уже образовавшихся заторов (зажоров).

Образование заторов предотвращают предварительным вскрытием реки. Ускорение вскрытия участка реки достигается ослаблением ледяного покрова; задержка вскрытия - упрочнением льда. В результате ослабления или нарушения сплошности ледяного покрова снижается его сопротив­ляемость водному потоку, поэтому обеспечивается беззаторный пропуск льда.

Толщину льда на выбранном участке увеличивают удалением снега или искусственным натораживанием. При толщине снега более 10 см его удаление приводит к ускоренному нарастанию толщины льда снизу.

Снег с ледяного покрова следует удалять за пределы участка при температуре воздуха ниже -10°С и толщине льда менее 30 см.

При ликвидации заторов наиболее эффективным является взрывной способ, применение которого наиболее целесообразно в период образова­ния заторов. Заторы на широких реках разрушают, дробя его постепенно снизу вверх по течению, начиная с подрыва ледяных полей ниже затора.

Условия и средства разрушения ледяного покрова, массы подводных        

зарядов и расстояния между ними указаны в табл. 1.15 и 1.16.          

Таблица 1.15

Условия и средства разрушения ледяного покрова

Таблица 1.16

Ориентировочная масса, кг, сосредоточенного заряда для разрушения затора при расстоянии α между зарядами

Если затор не потерял устойчивости после разрушения ледяного по­ля, то необходимо произвести еще серию взрывов вдоль берегов, либо на середине реки (в пределах нижней, наиболее уплотненной части затора). Если и после этого затор остается на месте, следует произвести серию взрывов вдоль затора.

На средних реках подрывать лед необходимо сверху вниз по течению или одновременно по длине затора, так как это способствует образова­нию в заторе канала, по которому идет основной поток воды, при этом за­торный уровень понижается, а сам затор размывается.

При большой протяженности затора на узких и средних реках с из­вилистым руслом подрыв заторных масс в нижней части малоэффективен, поэтому взрывы следует вести одновременно по всей длине затора или сверху вниз по течению.

Для разрушения многослойных заторных масс используют не менее 30 кг зарядов, которые опускают в воду между льдинами.

При проведении взрывных работ можно применять вертолеты, кото­рые позволяют укладывать заряды в любом месте непосредственно с борта вертолета или с выходом подрывников на лед. Бомбометание как средство для разрушения ледяного покрова и заторов малоэффективно вследствие трудностей прицельного попадания.

Для предотвращения заторов вблизи мостов необходимо еще до на­чала ледохода освободить от примерзшего льда все опоры и ледорезы, сделав вокруг них борозды во льду шириной не менее 0,5 м. Кроме этого, следует устроить вдоль реки (по фарватеру) канал.

Устройство канала начинают с низовой стороны моста. Заряды рас­полагают параллельными рядами перпендикулярно фарватеру. Расстояние между зарядами принимают не менее (5 - 6) Н (где Н - глубина погруже­ния заряда в воду), между рядами - не менее 2 - 4 м. Заряды взрывают поочередно рядами, начиная с ряда, ближайшего к борозде, предварительно устраиваемой по границе канала.

При устройстве канала выше моста ряды зарядов располагают па­раллельно фарватеру против опор и ледорядов. Взрывать заряды ближе 15 м от моста запрещается.

Если на некотором удалении от моста образовался затор, его разру­шают взрывами зарядов с низовой стороны для устройства в нем канала шириной 20 - 30 м. Массу зарядов принимают равной 5-20 кг. Заряды в заторе располагаются в 2 - 3 ряда перпендикулярно оси устраиваемого ка­нала и на расстоянии, в 4 - 6 раз превышающем их заглубления. При уста­новке в затор нескольких зарядов их подрыв следует производить одно­временно для того, чтобы лед, пришедший в движение после первого взрыва, не принес к мосту невзорвавшиеся снаряды. В затор, образовав­шийся непосредственно около моста, следует устанавливать только по од­ному заряду. Крупные льдины при подходе к мосту разрушают бросаемы­ми на них зарядами массой не более 3 кг. Эти заряды должны взрываться до подхода льдин под мост.

Работы по разрушению заторов должны вестись ускоренными тем­пами. При подрывах необходимо следить, чтобы вместе с тронувшимся льдом не унесло работающий личный состав. Ходить по затору и непроч­ному льду следует с палками для прощупывания льда. В наиболее опасных местах прокладывают доски, обвязывают веревками подрывников, кото­рых страхуют люди на берегу или на прочном льду, ниже затора должны находиться дежурные расчеты, на лодках со спасательными средствами (спасательные круги, веревки, доски, багры и др.). Задачей этих расчетов является оказание помощи утопающим и наблюдение за прохождением льда вниз по течению.

Подрыв зарядов может быть прекращен, если будет заметно падение уровня воды с верховой стороны затора или напор льда перестанет угро­жать мосту.

1.5.4. Особенности прогнозирования заторов и зажоров

Основной целью прогнозирования заторов и зажоров является опре­деление максимального заторного и зажорного уровня воды, а также даты их наступления.

Предварительная стадия прогнозирования включает оценку возмож­ности образования затора (зажора). Для этого по картам определяют зато-роопасные (зажороопасные) участки, ориентировочные величины подъе­мов заторных (зажорных) уровней воды и повторяемость заторов (зажо­ров).

Прогноз максимальных заторных уровней воды и другие необходи­мые сведения запрашиваются в территориальных управлениях гидроме­теослужбы и контроля природной среды.

Для определения возможностей преодоления водной преграды на за-тороопасных участках организуются аэровизуальные и наземные наблю­дения. По величинам максимальных заторных (зажорных) уровней воды определяют возможную зону затопления, которую наносят на топографи­ческую карту. Прогнозирование заторов (зажоров) льда может осуществ­ляться как при наличии данных гидрометеорологических наблюдений, так и при их отсутствии.

Для прогнозирования максимального заторного уровня воды по дан­ным метеорологических наблюдений необходимо знать расход воды, тем­пературу воздуха и сведения о ледовой обстановке. По этим данным стро­ят совмещенные хронологические графики расходов и уровней воды для ряда гидрологических постов, позволяющие иметь сведения о ледовых фа­зах при наличии и отсутствии ледовых явлений. По материалам ледомер-ных съемок строят продольные профили ледяного покрова. По этим же данным составляют схемы ледовой обстановки на главной реке и ее про­токах, В результате анализа колебаний уровней воды устанавливают места и сроки образования заторов и зажоров, а также определяют уровни подъ­ема воды. Данные о максимальных уровнях воды составляют по результа­там многолетних наблюдений за максимальными расходами и уровнями воды при заторах (зажорах).

При отсутствии данных гидрометеорологических наблюдений ис­ходными данными являются: уровни и расходы воды; уклоны водной по­верхности; глубина и скорости течения, а также ширина открытого русла.

Уклон, глубину и ширину русла определяют промерами и нивели­ровкой урезов воды и берегов, а скорость течения можно измерить или рассчитать.

Расход воды определяется по следующей формуле

, м³/с,                                                     (1.14)

где  - средняя скорость течения в створе, м/с;

Информация в лекции "Часть 1" поможет Вам.

w - площадь поперечного сечения русла, м²;

n - коэффициент шероховатости;

h - средняя глубина русла, м;

j - уклон водной поверхности.

Для проведения измерений необходимо организовать временные во­домерные посты. Время перемещения кромки ледяного покрова опреде­ляют по средним многолетним данным вскрытия, сведения о которых имеются в справочнике "Основные гидрологические характеристики". Для прогноза используют зависимости максимального заторного (зажорного) уровня воды от расхода воды у кромки ледяного покрова и средней темпе­ратуры воздуха.

Заблаговременность прогноза для узких горных рек может состав­лять от нескольких часов - по мере увеличения длины реки и уменьшения уклона - до нескольких суток, а на крупных долинных реках – 15 - 20 сут.