3.4. Практичне завдання з визначення фактичної швидкості затоплення населеного пункту при зливових дощах Теоретичні відомості

Повені на ріках за висотою підйому води поділяють на чотири категорії:

• низькі (малі);

• високі (середні);

• видатні (великі);

• катастрофічні.

Класифікація повеней за причинами їхнього виникнення наведена в табл. 3.4.1.

Вражаючим фактором повені є руйнівна дія води.

Основні параметри повені:

• глибина затоплення;

• ширина затопленої території;

• максимальна швидкість води.

Таблиця 3.4.1

Класифікація повеней за причинами виникнення

Найменування повені	Причина виникнення	Висота підйому, (м)	Тривалість	Регіон України
Повіддя	Весняне танення снігу	2-3 (м) на малих, 10-20 (м) на великих ріках	До 15-20 діб на малих, до 2-3 місяців на великих ріках	Більшість регіонів України
Паводкові	Дощі, зимові відлиги	Декілька метрів	15-20 діб на малих ріках, кілька діб на гірничих ріках	У Криму, Карпатах
Зливові	Інтенсивні короткочасні зливи	До 20-30 (м)	Кілька діб	В усіх регіонах України
Запірні	Затори – осінньо-зимове скупчення снігу	3-4, рідко до 6-8 (м)	До 4-5діб	Північний захід України
Селеві	Змивання з гірничих схилів пухкого ґрунту	Від 2-4 до 80-100 (м)	До декількох годин	Карпати
Нагонні	Нагони води в устях рік при припливах і сильних вітрах	Від 2-3 до 10-12 (м)	До 18-20 діб	Приазов’я
Завальні	Перекриття русла льодовиками, обвалами, зсувами схилів	Від декількох десятків до сотень метрів	Кілька годин при прориві завалу	Карпати
Аварії на гідротехнічних спорудженнях	Помилки інженерних розрахунків, гідрологічних прогнозів і експлуатації споруд	Десятки і сотні метрів	Кілька діб	На ріках з ГЕС

3.4.1. Приклад розв’язання завдання з визначення фактичної швидкості затоплення населеного пункту при зливових дощах

Вихідні дані:

Зливові дощі спричинили повінь в наслідок розливу р. Сіверський Донець.

Визначити фактичну швидкість затоплення населеного пункту та заходи щодо зменшення наслідків повені якщо:

глибина ріки h_o=2,5 (м);

ширина ріки В_о=70 (м);

швидкість течії води у річці до паводку v_o=0,4 (м/с);

інтенсивність опадів і=12 (мм/год);

площа випадання опадів F=9 (км²);

площа поперечного перетину ріки під час повіні S=100 (м²);

параметр зміщення, який враховує зміщення об’єкту від русла ріки f=0,85.

Розв’язок:

1. Визначимо витрату води у річці у звичайних умовах за формулою:

, (м³/с) (3.4.1)

де h₀ – глибина ріки в звичайних умовах, (м);

B₀ – ширина ріки до паводка, (м);

V₀ – швидкість потоку до паводка, (м/с).

2. Визначимо максимальну витрату води в річці при значних опадах за формулою:

, (м³/с) (3.4.2)

де i – інтенсивність опадів, (мм/год);

F – площа випадіння опадів, (км²);

Q_o – витрата води в річці у звичайних умовах, (м³/с).

3. Визначимо максимальну швидкість потоку затоплення (м/с) за формулою:

, (м/с) (3.4.3)

де S – площа поперечного перетину річки, (м²).

4. Визначимо фактичну швидкість потоку затоплення за формулою:

, (м/с) (3.4.4)

де f – параметр зміщення, який враховує зміщення об’єкту від русла ріки.

5. Заходи щодо зменшення наслідків повені:

- відвід паводкових вод;

- роботи щодо укріплення берегів.

6. Висновки: 1) за умов інтенсивних опадів в населеному пункті виникне зона ураження від повені з фактичною швидкістю потоку затоплення V_з=0,55 (м/с).

Завдання. За вищенаведеним прикладом визначити фактичну швидкість затоплення населеного пункту та заходи щодо зменшення наслідків повені. Вихідні дані до завдання наведені в табл. 3.4.2.

Таблиця 3.4.2