3.6.3.2. Паводок

Паводок – это сравнительно кратковременный (1—2 суток) подъем воды, вызванный обильными дождями или бурным таянием снежного покрова. Паводки могут повторяться по нескольку раз в году. Иногда они проходят один за другим, волнами, в зависимости от количества сильных ливневых дождей. Опасность паводкового наводнения состоит в том, что оно может быть неожиданным, например, при прохождении ливневых дождей в ночное время. Паводок относится к нестационарным течениям.

Скорость гребня паводка, соответствующего прохождению в рассматриваемом створе максимального расхода воды, составляет

,

(3.45)

где ŋ – подъем воды при прохождении паводка.

Для определения величины ŋ можно использовать формулу (3.44), где при ливневом паводке максимальный расход вычисляют по соотношению

,

(3.46)

Q_m—максимальный расход, Q₀ – расход до выпадения осадков, J – интенсивность осадков, мм/час, F – площадь района выпадения осадков в бассейне реки, км², k – коэффициент, учитывающий долю стока осадков в реку (обычно 0<k<1; в приближенных расчетах для оценки максимально возможного паводка допускается k=1).

Высота паводка на расстоянии Х от наблюдаемого створа оценивается по соотношению

,

(3.47)

где с₁ ,с₂ – численные коэффициенты, определяемые по наблюдениям высоты паводка в двух створах, ŋ – высота паводка в наблюдаемом створе.

3.6.3.3. Мероприятия по уменьшению негативных последствий половодий и паводков

По сложившейся практике работы по борьбе с половодьями и паводками и по уменьшению негативных последствий этих явлений условно подразделяются на три этапа:

1ый этап:

Прогноз стихийного бедствия на базе долгосрочного, включающего многолетние наблюдения, и кратковременного, учитывающего запасы снега в текущем году и температуру воздуха, осадки, метеорологических прогнозов; определение зон возможного затопления.

Проведение подготовительных мероприятий по снижению потерь и ущерба: строительство на реках и водохранилищах, способных аккумулировать значительное количество воды; в преддверии половодья, крупного паводка водохранилище частично опорожняется для последующего принятия объема воды, тем самым сглаживаются негативные последствия ; высадка древесной и кустарниковой растительности для создания прибрежных водоохранных зон, посадка лесозащитных полей; защита населенных пунктов, промышленных объектов, с/х угодий дамбами, насыпями; укрепление дорог, мостов, линий электроснабжения и связи.

Согласование с руководителями учреждений предприятий, плана работ, приведение в готовность органов управления ГО, анализ возможной обстановки.

2ой этап:

Проведение мероприятий по оказанию помощи населению: укрепление дамб и др. гидросооружений; эвакуация в незатапливаемые районы детских и лечебных учреждений, людей животных, вывоз культурных и материальных ценностей, поиск и спасение людей и животных.

Жизнеобеспечение населения: снабжение водой и продовольствием, оказание мед помощи, восстановление поврежденных систем водо, тепло, электроснабжения и связи, восстановление ж/д и автодорог, а также мостов.

3ий этап:

Восстановление жилищного фонда;

Ввод в строй объектов социальной сферы, сетей водо,тепло, и энергоснабжения.

Уборка сохранившегося урожая и др.

3.6.3.4. Селевые потоки

Сель – грязевой или грязекаменный поток, возникающий в руслах горных рек в результате интенсивных и продолжительных ливней, бурного таяния снежного покрова и ледников. По составу селевой массы различают сели: грязевые, грязекаменные, воднокаменные, по физическим свойствам – несвязные и связные. В несвязных селях транспортируется среда для твердых включений – это вода, а в связных – это водогрунтовая смесь, в которой основная масса воды связана тонкодисперсными частицами. Содержание твердого материала в селевом потоке может составлять от 10% до 75%. В отличие от обычных потоков сели часто движутся не непрерывно, а отдельными волнами, что связанно с заторным характером движения – образованием в сужениях и на поворотах русла скоплений твердого материала с последующим их прорывом. Мощность (высота) селевого потока может достигать 30 м, при этом его скорость движения может составлять 10м/с. Объем выносов составляет сотни тысяч, иногда миллионы м³, а крупность переносимых обломков до 3—4 метров в поперечнике при массе до 100—200 тонн.

Распространение селевого потока создает угрозу населенным пунктам, расположенным в речной долине, объектам промышленности, транспорта, связи, сельского хозяйства, другим объектам инфраструктуры. При движении селя разрушаются или повреждаются здания, сооружения, мосты, дроги, нередко гибнут люди.

Примером разрушительного селя может служить селевой поток, образовавшийся на р.Гедар в районе г.Еревана 25.05.1946г. в результате сильного ливневого дождя. Прорвав правобережные защитные валы, водокаменный поток устремился на кварталы города, сметая все на своем пути. Там, где путь потоку преграждали здания, он разрушал и сносил их. Булыжное и асфальтовое покрытие дорог сдирвлось и уносилось течением.

О человеческих жертвах не сообщалось, но они были.

Важными характеристиками селевого потока являются его высота и скорость течения.

Для оценки скорости движения селя с относительно небольшим содержанием грунтового материала допустимо использование формулы (3.39)

,

(3.39)

H – высота селя, n – коэффициент шероховатости русла, i – уклон дна.

Для других селевых потоков (грязевые, грязекаменные, водокаменные) расчет по этой формуле можно рассматривать как оценку «сверху», так как грязевой поток течет не так бысро, как водный. При необходимости получения более строгих оценок можно воспользоваться рекомендациями [3]

Для оценки воздействия селевого потока на конкретное здание, сооружение необходимо знать величину давления Р на их стены. Величина Р определяется гидростатическим давлением, скоростным напором потока и геометрией объекта.

При действии селевого потока на поверхность, перпендикулярную направлению движения потока, давление Р, Па, в точке на глубине h, м, вычисляется по соотношению (3.36)

,

(3.36)

где Р_ст=gh –гидростатическое давление, Рд=0,5С_хv² – скоростной напор.

Здесь  – плотность селя, h – глубина точки наблюдения, С_х – коэффициент лобового сопротивления рассматриваемого объекта.

Если поверхность преграды расположена под углом α к направлению движения потока, используют соотношение (3.37).

Значения коэффициента Сx приведены в таблице раздела «Снежные лавины» отчета.

Для оценки воздействия селевого потока на здания, сооружения необходимо также знать критериальные значения давления P, характеризующие различные степени поражения рассматриваемого объекта. Определение критериев поражения – сложная инженерная задача. Приближенный подход к ее решению дается в работе [8]. Полученные критерии поражения приведены в таблице 9.

Таблица 9—Критерии поражения зданий селевым потоком.

Объект	Давление, кПа
	Степень поражения
	Полное разрушение	Сильное	Среднее	Слабое	Повреждения
Промышленное здание с тяжелым металлическим каркасом	60	45	35	20	10
Промышленное здание с легким металлическим каркасом	40	30	20	12	7
Кирпичное многоэтажное здание (≥ 3 этажа)	45	35	25	15	8
Кирпичное малоэтажное здание (1—2 этажа)	35	25	15	10	5

Примечание: данные таблицы соответствуют среднему давлению на лобовой (напорной) грани сооружения.

Сила F, Ньютон, действующая на поверхность от давления селевого потока, определяется по соотношению

,

(3.48)

где S – нагружаемая площадь поверхности объекта (лобовой грани), м²; P_ср – среднее давление по нагружаемой поверхности, Па.

Предотвращение селей является важной народно—хозяйственной задачей. Основой для организации превентивных и оперативных мероприятий по защите от селя являются карты затопления территории, на которых нанесены контуры площадей, затапливаемых при нескольких возможных высотах селя. Большое значение имеет метеорологический прогноз. В селеопасных районах строятся противоселевые плотины, дамбы, проводится профилактический спуск воды из угрожающим прорывом водоемов. Особое внимание обращается на закрепление и развитие растительного покрова на горных склонах, строительство дренажных сооружений.

Материальный ущерб может быть существенно уменьшен, а человеческий потери предотвращены или уменьшены при создании системы оповещения и защиты, подготовке сил и средств для ведения аварийно—спасательных работ и локализации последствий селя, экстренной эвакуации, поиску и спасению людей, животных, культурных и материальных ценностей.

Покидаемые жителями при угрозе села дома и квартиры следует привести в состояние, способствующее снижению негативных последствий стихийного бедствия и возможного воздействия вторичных факторов. Электричество, газ, водопровод необходимо отключить; двери, окна, вентиляционные отверстия плотно закрыть.

В случае, если заблаговременное предупреждение об опасности отсутствовало или жители предупреждены непосредственно перед наступлением стихийного бедствия или заметили его приближение сами, каждый, взяв с собой самое дорогое и необходимое — детей, документы, ценности, производит экстренный выход в безопасное место самостоятельно, для чего необходимо заранее знать маршрут движения. Естественными безопасными путями для экстренного выхода из опасной зоны являются склоны гор и возвышенностей. При подъеме на безопасные склоны нельзя использовать ложбины и выемки, поскольку в них могут образовываться побочные русла основного селевого потока. В пути следует оказывать помощь больным, престарелым, детям и ослабевшим.

После прохождения селя люди, убедившись в отсутствии повторной угрозы, возвращаются в места проживания для розыска и оказания помощи пострадавшим, а также для участия в мероприятиях по ликвидации последствий стихийного бедствия.