Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Организация аварийно-спасательных работ при ледовых заторах. Учебное пособие для СПО
.pdf
Методы краткосрочных и долгосрочных прогнозов, а также прогнозов особых
явлений заторов и зажоров льда подробно описаны в «Руководстве по гидрологическим прогнозам», разработанные Гидрометеорологическим научно-исследовательским центром СССР в 1988 году [18].
Прогноз заторов льда предусматривает предсказание самого факта образования затора в данном створе и предсказание максимального заторного уровня
воды. В настоящее время существует довольно полное представление об условиях образования и разрушения заторов, о создаваемом ими подпоре и факторах,
определяющих максимальный заторный уровень [19]. Известны морфологические
особенности русел, благоприятствующие образованию заторов и определяющие
возможные места их образования.
Одним из методов прогнозирования образования затора является определение интенсивности подъема уровня воды до начала подвижек льда на основе статистических данных многолетних наблюдений и базы прецедентов-аналогов. Для
этого необходимо знать вероятность превышения предела интенсивности подъема
уровня воды. Этот предел определяется на основании ожидаемых условий стока
талой воды с поверхности бассейна.
Прогноз вероятности образования затора при вскрытии реки может, в ряде случаев, быть основан на учете максимального уровня воды в начальный период ледостава [20]. Если ледостав на участке реки происходит при высоком уровне, причиной чему часто служат зажорные явления, то образуется при этом более толстый
ледяной покров. Это влечет за собой позднее вскрытие этого участка и образует
условия для образования затора на реках, текущих, в основном, с юга на север.
При прогнозировании заторов необходима оперативная гидрологическая информация, на основании которой, можно делать прогнозы о местоположении затора льда, времени его прорыва, скорости перемещения ледовых масс.
Определение местоположения затора может быть установлено путем анализа
графиков колебания уровня воды или продольного профиля водной поверхности.
Рассмотрим типовые случаи:
1. Имеется один водомерный пост. На образование затора льда ниже поста
указывается резкий подъем уровня. Длина участка (км), на котором сказывается
влияние подпора от затора, рассчитывается по формуле
L=1.5∆h/i
где ∆h - подъем уровня (м), i – уклон в промилях.
2. Имеется два водомерных поста. Образование затора между постами при
сравнительно близком их расположении приводит к тому, что на верхнем посту
уровень повышается, а на нижнем понижается. О возникновении затора при значительном расстоянии между постами следует судить по уменьшению густоты ледохода на нижнем посту (с учетом времени добегания).
3. Имеется несколько близкорасположенных водомерных постов. Местополо-
жение затора льда определяется по продольному профилю водной поверхности
– совпадает с наиболее крутым участком профиля. Наибольший подъем уровня
отмечается в пункте, где в данный момент происходит торошение льда.
(1)
21
21
Прогнозирование мощности затора (величины максимального заторного уровня) – адекватно только для постоянных мест образования заторов. Это участки
общего уменьшения уклона реки, морфологические аномалии.
Для створов, расположенных в зоне подпора от затора, имеющего постоянное
место образования, возможно установить прогностические зависимости между
максимальным уровнем и определяющими факторами. В качестве определяющих
факторов используются параметры:
• объем льда в русле реки в начале вскрытия (вместо объема могут быть использованы такие характеристики, как толщина льда, сумма отрицательных
температур воздуха);
• интенсивность паводка, характеризуемая интенсивностью подъема уровня
в период ледохода;
• отрицательная температура в период вскрытия реки;
• интенсивность потепления, равная сумме положительных температур воздуха от момента устойчивого перехода выше 00 С до даты ледохода, отнесенной к длительности этого периода;
• разница между временем вскрытия основной реки и ее крупных притоков.
На основании вышеизложенной информации можно с известной степенью точ-
ности прогнозировать заторный подъем уровня.
Так же для определения возможностей преодоления водной преграды на затороопасных участках организуются аэровизуальные и наземные наблюдения
[21]. Облет реки с целью авиаразведки ледовой обстановки необходимо проводить вниз по течению. Скорость полета 100-140 км/ч. На высоте 400-600 м. Облет
на высоте 200-250 м дает возможность детально рассмотреть ледовую обстановку
на отдельных участках реки. На участках скопления торосистого льда следует проводить полеты поперек реки с целью определения торосистого нагромождения и
положения шуговой дорожки.
С целью прогнозирования возможности образования заторов целесообразно
производить аэрофотосъемку ледовой обстановки в районе образования затора,
начиная с момента первых подвижек льда.
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 ледомерных съемок, которые производятся либо механическим бурением, либо с помощью радиолокационных приборов типа «Лед», «Ледостав» и т.п. 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).
22
22
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. Скорость течения
можно измерить или рассчитать, а расход воды определить по формуле
Q = V w, (2)
где, V - средняя скорость течения в створе, м/с;
2
w - площадь поперечного сечения русла, м
.
Средняя скорость течения в створе может быть вычислена по формуле:
1
V=
2/3*j1/2
*h
n
(3)
где, 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 суток.
Прогнозирование максимального зажорного уровня осуществляется на основе
его связи с обводненностью в предледоставный период (средний расход воды).
Заблаговременность таких прогнозов 1-1,5 месяца. На реках, где расход воды в
предледоставный период подвержен значительным колебаниям, строится связь
максимального зажорного уровня с расходом в период замерзания. Заблаговременность прогноза при этом составляет 3-5 дней.
Мощность зажора, образующегося в нижнем конце незамерзающего участка
реки, находится в прямой зависимости от объема льда. Для целей прогнозирования
необходимо установить связь максимального зажорного уровня со стоком льда.
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.
23
23
2. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ПРЕВЕНТИВНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
ПРИ УГРОЗЕ ОБРАЗОВАНИЯ ЛЕДОВЫХ ЗАТОРОВ
2.1. Порядок функционирования системы мониторинга и прогнозирования опасных гидрологических явлений
Ни предотвратить, ни остановить наводнения человек не в силах. Их можно
либо ослабить, либо локализовать. Постоянный мониторинг, своевременный и точный прогноз наводнения – единственный способ избежать негативных последствий.
Мониторинг наводнений представляет собой организационно или технически
оформленную государственную (ведомственную) систему наблюдений, оценку состояния гидрологической среды, анализ происходящих в ней процессов для своевременного выявления и прогнозирования изменений [5].
Порядок функционирования системы мониторинга гидрологических явлений и
прогнозирования наводнений представляет собой следующую взаимосвязь и последовательность действий объектов данной системы:
• гидрометеорологические пункты наблюдения и гидрометрические посты
осуществляют постоянное наблюдение за состоянием водных объектов
(рек, водоемов) и измерение их основных параметров - уровней и расходов
воды;
• гидрометрические обсерватории, гидрометеорологические бюро, авиаметеорологические центры и станции осуществляют постоянное наблюдение
за состоянием атмосферы, погоды, осадков и т.д.
На основании детального анализа аэросиноптической информации, получаемой от сети станций и постов, в том числе ведомственной, а также данных технических средств и метеорологических спутников, прогностические органы Росгидромета (территориальные, областные, краевые, республиканские центры) составляют
прогнозы и выдают предупреждения о возникновении гидрологических явлений.
При угрозе возникновения гидрологических явлений прогностические органы
Росгидромета незамедлительно составляют предупреждение (прогноз) по району своей ответственности с указанием времени возникновения, прогнозируемой
продолжительности и интенсивности гидрологических явлений, а также, по возможности, с указанием ожидаемого влияния на производственную деятельность и
безопасность населения.
Общие требования к системе мониторинга и прогнозирования заторно-зажорных явлений, согласно ГОСТ Р 22.1.01 [22] приведены в таблице 1.
При необходимости уточнения времени возникновения, интенсивности или
районов распространения стихийного явления составляется уточнение к предупреждению (прогнозу). Если последующий анализ показывает, что ожидавшихся
гидрологических явлений не возникает, то дается отмена предупреждения с максимально возможной заблаговременностью.
24
24
Табл. 1. Система мониторинга и прогнозирования заторно-зажорных явлений
Перечень основных параметров, определяющих развитие
Весеннее / осеннее скопление
льда и шуги в русле при низких
температурах воздуха, образу-
ющих частичное перекрытие
стока реки
Наблюдаемые и контролируемые параметры
Средне-
суточное
значение
расхода
воды
(м
Уровень
воды
(см)
3
/с)
М
О
Н
И
Визуальные и эксперементаль-
Т
ные наблюдения с помощью
О
Р
технических средств
(ГОСТ 18458)
И
Н
Г
Стандартный гидрологический
мониторинг
заторно-зажорных явлений
Время наступления паводко-
вых процессов (время воздей-
ствия воды половодья)
Время
наступл.
ледостава (дата)
Время
начала
ледохода
(дата)
Длитель-
ность
осеннего
ледохода
(сут.)
Способы и средства наблюдения
Авиационно-космические
съёмки зон заторов / зажо-
ров и площадей затопления
территории
Режим мониторинга
Учащенный гидрологический мониторинг
в период действия опасного
гидрологического явления
Макс.
уровень
воды в
начале
ледоста-
ва (см.)
Заторные подъ-
ёмы уровня воды
(толщина льда,
прочность льда)
Расход
воды у
кромки
льда
вверх по
течению
3
(м
Авиационно-кос-
мические средства
наблюдения
Отно-
шение
толщиты
льда к
глубине
реки у
кромки
/с)
льда, (%)
и контроля
Прогнозируемые параметры
Максимальный уровень
весеннего половодья (см.)
Максимальный заторный
уровень у заданного пункта
(см.)
Расчетное время
упреждения
прорыва затора
(сут.)
В случае, когда возникновение гидрологических явлений не было предусмотрено прогнозом, составляется оповещение, в котором указывается время начала
явления и его интенсивность, а также предупреждение о его предполагаемой продолжительности, максимальной интенсивности и возможности распространения
на другие районы.
После составления или получения от нижестоящих прогностических органов
предупреждения (оповещения) об гидрологических явлениях управление гидрометеорологического обеспечения оповещают Росгидромет, Росгидрометцентр.
25
25
На основании анализа информации (предупреждений, прогнозов), поступающей из органов Росгидромета, а также данных метеорологических спутников,
Центр мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций МЧС России составляет прогноз возможных масштабов ЧС и их последствий, разрабатывает перечень мероприятий, направленных на защиту населения и территорий, предотвращение или снижение ущерба от наводнений. Данные прогноза Центр мониторинга
и прогнозирования ЧС предоставляются в Департамент предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций МЧС России и в Центр управления в кризисных
ситуациях МЧС России.
Региональные центры МЧС России, органы управления по делам ГОЧС субъектов РФ на основании анализа информации (предупреждений, прогнозов), поступающей из соответствующих органов Росгидромета и Центра мониторинга и
прогнозирования ЧС МЧС России, осуществляют планирование, подготовку и проведение конкретных превентивных мероприятий по защите населения и территорий от наводнений, организуют аварийно-спасательные работы в зоне своей ответственности.
2.2. Особенности действия территориальных органов РСЧС при угрозе
затоплений
Основной задачей органов исполнительной власти и органов управления ГОЧС
всех уровней является предотвращение или минимизация ущерба от затопления, а
также обеспечение зашиты населения и объектов экономики.
Меры защиты от наводнений подразделяются на оперативные (срочные) и технические (предупредительные).
Оперативные меры не решают в целом проблему защиты от наводнений и
должны осуществляться в комплексе с техническими мерами.
Технические меры включают заблаговременное проектирование и строительство специальных сооружений. К ним относятся регулирование стока в русле реки;
отвод паводковых вод; регулирование поверхностного стока на водосбросах; обвалование; спрямление русел рек и дноуглубление; строительство берегозащитных сооружений; подсыпка застраиваемой территории; ограничение строительства в зонах возможных затоплений и др.
Наибольший экономический эффект и надежная защита пойменных территорий от наводнений могут быть достигнуты при использовании обширного комплекса мероприятий, сочетании активных методов защиты (регулирование водостока)
с пассивными методами (обвалование, русло-углубление и т. п.). Выбор способов
защиты зависит от ряда факторов: гидравлического режима водотока, рельефа
местности, инженерно-геологических и гидрогеологических условий, наличия инженерных сооружений в русле и на пойме (плотины, дамбы, мосты и т. д.), расположения объектов экономики, подвергающихся затоплению.
Основными направлениями действий органов исполнительной власти при
угрозе затопления являются:
26
26
• анализ обстановки, выявление источников и возможных сроков затопления;
• прогнозирование видов (типов), сроков и масштабов возможного затопления;
• планирование и подготовка комплекса типовых мероприятий по предупреждению затоплений;
• планирование и подготовка к проведению аварийно-спасательных работ в
зонах возможного затопления.
На федеральном уровне МЧС России осуществляет планирование и подготовку
мероприятий общегосударственного масштаба. На региональном уровне региональными центрами МЧС России планируются и готовятся мероприятия, входящие
в их компетенцию. На уровне области, края, республики планируются и готовятся
мероприятия на их территориях. В период угрозы затопления в режиме повышенной готовности функционируют органы управления ГОЧС субъектов Российской
Федерации. При угрозе затопления противопаводковые комиссии работают в дежурном режиме и осуществляют следующее:
• организуют круглосуточный контроль за паводковой обстановкой
в зоне своей ответственности, используя посты Росгидромета и своих
наблюдателей;
• поддерживают постоянную связь и обмениваются информацией с комиссиями по чрезвычайным ситуациям и оперативными дежурными органов
управления ГОЧС;
• проводят учения (тренировки) по противопаводковой тематике и организуют обучение населения правилам поведения и действиям во время наводнений;
• отправляют донесения в вышестоящие органы управления;
• уточняют и корректируют планы противопаводковых мероприятий с учетом
складывающейся обстановки;
• решением глав администраций территорий организуют круглосуточные дежурства спасательных сил и средств;
• уточняют (предусматривают) места (районы) временного отселения пострадавших жителей из подтопленных (разрушенных) домов, организуют
подготовку общественных зданий или палаточных городков к размещению
эвакуируемых;
• предусматривают обеспечение эвакуируемого населения всем необходимым для жизни;
• согласуют с местными органами МВД РФ и местного самоуправления порядок охраны имущества, оказавшегося в зоне затопления;
• участвуют в организации и оборудовании объездных маршрутов транспорта взамен подтопленных участков дорог;
• организуют (контролируют) укрепление имеющихся и сооружение новых
дамб и обвалований;
27
27
• организуют и поддерживают взаимодействие с органами управления МО РФ,
МВД РФ, территориальными управлениями (отделами) Росгидромета, территориальными подразделениями Всероссийской службы медицины катастроф.
Также в период угрозы паводков необходимо предусмотреть действия:
• границы и размеры (площади) зон затопления, количество административных районов, населенных пунктов, объектов экономики, дорог, мостов,
линий связи и электропередач, попадающих в зоны подтоплений и затоплений;
• число пострадавших, а также временно отселяемых из зоны затопления,
разрушенных (аварийных) домов, построек и т. п.;
• объемы откачки воды из затопленных сооружений;
• количество голов погибших сельскохозяйственных животных;
• местоположение и размеры сооружаемых дамб, запруд, обвалований, креплений откосов берегов, водоотводных каналов, ям (сифонов);
• предварительный размер материального ущерба;
• численность привлекаемых сил и средств;
• мероприятия по защите населения.
• возможные сценарии развития ЧС, при которых существенно нарушаются
условия жизнедеятельности людей на территории административных районов субъекта Российской Федерации; возможны человеческие жертвы или
ущерб здоровью большому количеству людей; могут быть значительные
материальные потери; возможен значительный ущерб окружающей среде.
Выявление возможных сценариев развития ЧС производится на основании
статистических данных о наводнениях и данных многолетних наблюдений по данной территории; изучения планов действий промышленных объектов в случае возникновении ЧС; собственных оценок территориальных органов управления РСЧС.
По выявленным факторам, способствующим возникновению ЧС, а также вторичным факторам, представляющим угрозу населению и объектам экономики, производится оценка вероятности возникновения ЧС; оценка масштабов возможной
ЧС, вызванных паводками.
Результаты выявления факторов, способствующих возникновению ЧС, связанных с затоплением территорий и населенных пунктов, служат основой планирования проведения профилактических мероприятий.
Планирование регламентируется Федеральным законом «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера», нормативно-правовыми актами органов государственной власти субъектов
Российской Федерации и органов местного самоуправления. При этом различают
предметное (целевое) и оперативное планирование.
Предметное планирование предусматривает проведение организационных,
финансово-экономических и инженерно-технических мероприятий по предотвращению или снижению риска затоплений.
28
28
Оперативное планирование предусматривает комплекс организационно-технических мероприятий по подготовке населения, объектов экономики и территорий к чрезвычайной ситуации, связанной с затоплением населенных пунктов в
следствии образования заторов или зажоров льда.
Для надежного доведения до администраций субъектов РФ, установленных
сигналов угрозы затопления территории, используется несколько видов связи:
проводная, радио- и радиорелейная связь. Внутри каждого субъекта для доведения информации до администраций районов и населенных пунктов, кроме вышеперечисленных, используется также сотовая связь. Главы администраций районов
должны иметь возможность получать информацию независимо от места своего
пребывания на данный момент. Схема прохождения сигналов оповещения о возможности затопления территории представлена на рис. 9.
Рис. 9. Схема прохождения сигналов оповещения о возможности
катастрофического затопления (пример)
Кроме системы оповещения необходимо также оборудовать систему информирования населения о действиях в случае угрозы наводнения. Информирование
населения осуществляется через средства массовой информации, в том числе через радиовещание, местную печать, а также доведение информации посредством
систем ОКСИОН и СИЗИОНТ.
Информирование населения предусматривает действия:
• передачу данных о прогнозе или факте возникновения ЧС природного или
техногенного характера;
• информацию о развитии ЧС, масштабах ЧС, ходе и итогах ликвидации ЧС;
29
29
• информацию о состоянии природной среды и потенциально-опасных
объектов;
• информацию об ожидаемых гидрометеорологических, стихийных и других
природных явлениях;
• систематическое ознакомление населения с мероприятиями, проводимыми
силами и средствами наблюдения контроля и ликвидации ЧС;
• доведение до населения информации о защите от вероятной ЧС.
Типовой порядок планирования мероприятий по предупреждению ЧС, вызван-
ных затоплениями, определяет принятие мер:
• выявление организаций и учреждений, которые могут быть задействованы
в организации и выполнении мероприятий по предупреждению ЧС;
• разработку и технико-экономическое обоснование организационных и
инженерно-технических мероприятий по предотвращению или снижению
риска возникновения ЧС;
• разработку и технико-экономическое обоснование мероприятий по снижению тяжести последствий воздействия ЧС на население, объекты экономики
и окружающую среду.
Разработанные планы согласовываются с заинтересованными органами и организациями, утверждаются соответствующими руководителями органов исполнительной власти и направляются исполнителям. Контроль за реализацией планов
осуществляется исполнительной властью территории через территориальные органы управления РСЧС.
Тем не менее, первоочередными мероприятиями по борьбе с наводнениями, вызванными заторно-зажорными явлениями, являются действия по их предупреждению.
2.3. Основные мероприятия по предупреждению заторно-зажорных
явлений
Борьба с заторами проводится с помощью предупредительных и активных мероприятий. Ускорение вскрытия участков рек в целях беззаторного пропуска расхода льда и воды и предупреждения образования заторов льда связано с работами по предварительному ослаблению и разрушению ледяного покрова [23].
В настоящее время в практике для борьбы с заторами находят применение
методы, представленные на рис. 10: использование радиационного тепла; посыпка
льда химикатами; замедление роста льда зимой (применение теплоизоляции из
снега и т.п.).
Применение этих методов возможно как отдельно, так и в комплексе с механическими методами разрушения льда.
30
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]