11.8. Прогноз и оценка последствий гидросферных чс Задание 1

Тема: Прогнозирование и оценка последствий наводнений

Наводнение – затопление местности и населенных пунктов, возникающее в результате обильного и сосредоточенного потока воды вследствие снеготаяния или выпадения дождевых осадков в сочетании с другими гидрометеорологичес­кими явлениями, а также ветровым нагоном воды в морские побережья.

Затопления – образование свободной поверхности воды на территории в результате паводков, нагонов волн и повышения уровней воды в половодье.

Разлив реки, озера или водохранилища – затопление местности, не сопро­вождающееся материальным ущербом.

Паводок – интенсивный, сравнительно кратковременный подъем уровня воды.

Половодье – фаза водного режима реки, характеризующаяся наибольшей водностью высоким и довольно продолжительным подъемом уровня воды, ежегодно повторяющейся в один и тот же сезон.

Нагон воды (волн) – подъем уровня, вызванный воздействием ветра на водную поверхность. .

Водосбор – гидрографическая сеть речного бассейна, различного размера с разнообразными природными условиями, состоящая из: ложбин, суходолов и речных долин.

Площадь водосбора бассейна реки определяется по формуле:

F = 0,58  L^1,78,

где L – длина реки, км.

Наводнения определяется тремя главными факторами: количеством снега, аккумулированного в течение зимы в речном бассейне; количеством осадков выпадавших в период формирования наводнения; водопоглотительной способностью речного бассейна и характеризуются площадью затопления, максимальным расходом, наивысшим уровнем подъема воды и времени их наступления , а также высотой волн наката на берег.

Наводнения классифицируются по степени опасности:

1. степень опасности – уровень затопления больше или равен 1 м, скорость течения реки больше или равна 0,7 м/с;

2. степень опасности – уровень затопления меньше 1 м, но более 0,2 м, а скорость течения воды не превышает 0,7 м/с;

3. степень опасности – уровень затопления 0,2 и меньше.

Задача: В с. Заветном протекает р. Амта, общей протяженностью до истока в р. Джурак L= 75 км, а глубина р. Амта до паводка h_o= 1,5 м; ширина b_o =24; Скорость воды в реке V_o = 0,5 м/с. Сечение реки – треугольное. Интенсивность осадков и таяния снега во время наводнения l = 3,6 мм/ч. Высота месторасположения объектов жизнедеятельности с. Заветного h_m = 5 м.

Определить: 1. Параметры наводнения;

2. Характер последствий наводнения.

Решение:

1. Схематично сечение реки представляется либо треугольным или трапецеидаль­ным (рис. 11.2)

Рис. 11.2. Расчетная схема сечения реки

а – треугольное русло; б – трапецеидальное русло; а₀ – ширина дна реки, м; в₀ – ширина реки до наводнения, м; в – высота реки во время наводнения, м; h₀ – глубина реки до наводнения, м; h_п – высота подъема воды, м; h_з – глубина затопления, м; h_м – высота месторасположения объектов, м; m, n – углы наклона берегов реки; h – глубина реки во время наводнения, м

2. Расход воды в реке до наступления наводнения.

Q = V₀  S₀ , м/с

где V₀ – скорость воды в реке до наступления наводнения, м/с;

S₀ – площадь сечения русла реки до наводнения, м;

S₀ = 0,5  b₀  h₀ – для треугольного сечения;

S₀ = 0,5(а₀ + b₀)h₀ – для трапецеидального сечения;

S₀ = 0,5  1,5  24 = 18 м

Q₀ = 0,5  18 = 9 м/с

3. Площадь водосбора бассейна реки.

F = 0,58  L^1,78,

F = 0,58  75^1,78 = 1262 км²

4. Расход воды после таяния снега и выпадения осадком в реке, м³/с.

;

м³/с.

5. Высота подъема воды в реке при прохождении наводнения h_п, м

а) при треугольном русле реки:

в) при трапецеидальном русле:

;

м

6. Ширина реки во время наводнения определяется из подобия треугольников (трапеции)

а) Для треугольного сечения реки:

h = h_п + h₀

м

б). Для трапецеидального сечения реки:

h = h_п + h₀ .

в) Ширина затапливаемой территории при наводнении определяется по формуле

,

где  – угол наклона береговой черты, град (наименьший угол).

7. Площадь сечения русла реки в период наводнения м²

S_max = 0,5  b  h = 153,28  9,58 = 734,3 м² h = h_п + h₀

8. Максимальная скорость потока воды при прохождении наводнения U_max, м/с

U_max = Q_max / S_max = 1262,5 / 734,3 = 1,75 м/с

9. Поражающее действие наводнения определяется глубиной затопления и макси­мальной скоростью потока затопления

–h_з = h_п – h_m = 8,08 – 5 = 3,08 м

–U_з = U_max  f,

где f – параметр удаленности объекта реки, определяется на основании соотношения h_з / h по табл. 11.13

Таблица 11.13

hз / h	Для треугольного профиля реки	Для трапецеидального профиля реки
0,1	0,30	0,20
0,2	0,50	0,38
0,4	0,72	0,60
0,6	0,96	0,92
0,8	1,18	0,76
1,0	1,32.	1Д2

U_з = 1,72  0,63 = 1,1 м/с

Вывод: Параметры наводнения глубина затопления h_з = 3,08 м, максималь­ная скорость потока затопления составляет U_з = 1,1 м/с

2. Прогнозируемое наводнение будет относиться к 1 степени опасности.