ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ОБСТАНОВКИ МЕСТНОСТИ ПРИ ПАВОДКОВЫХ НАВОДНЕНИЯХ

Чрезвычайные ситуации (ЧС) природного характера, катастрофы и аварии частые явления в нашей стране. Каждый год в том или ином регионе происходят сильные разливы рек, затапливаются значительные территории. В борьбе с чрезвычайными ситуациями большое значение имеет проведение предупредительных работ в целях предотвращения или значительного уменьшения размеров ущерба от стихийных бедствий, а также получение необходимой информации для прогнозирования ЧС и ликвидации ее последствий.

Под паводком следует понимать фазу водного режима реки, которая может многократно повторяться в различные сезоны года, характеризующаяся интенсивным, обычно кратковременным увеличением расходов и уровней воды, и вызываемая дождями или снеготаянием во время оттепелей. Следующие один за другим паводки могут вызвать половодье. Значительный паводок может вызвать наводнение. Наводнения, как массовое стихийное бедствие не могут быть полностью предотвращены в каждом уголке Земли. Их лишь можно ограничить и ослабить. Борьба с наводнениями – дело очень трудное и долгое.

Прогнозирование и оценка обстановки местности при паводковых наводнениях является важнейшим процессом для их ликвидации, что уменьшит существенный ущерб как населению, так и территории.

Основными задачами системы мониторинга и прогнозирования наводнений являются:

– оперативный сбор, обработка и представление в органы государственной власти всех уровней и органы местного самоуправления информации о потенциальных источниках гидрологических явлений;

– создание и поддержание банка данных по чрезвычайным ситуациям; прогнозирование возникновения, характера развития чрезвычайных ситуаций и их последствий;

– заблаговременная разработка состава и содержания мер по предупреждению чрезвычайных ситуаций и смягчению их социально-экономических последствий.

Для решения проблемы паводковых наводнений существуют инженерные мероприятия, которые могут обеспечить наиболее эффективное воздействие на паводковую активность. К таким мероприятиям относят:

— заграждение местности дамбами;

— повышение пропускной способности речного русла;

— увеличение отметок защищаемой местности;

— переправка стока;

— индивидуальные способы уменьшения опасности наводнений.

Основываясь на многолетнем опыте можно предположить, что большой экономический эффект и техническая надежность систем защиты от наводнений возможно получить при комплексном управлении стока обвалования (ограждение местности земляными дамбами от затопления поверхностными водами) и водохранилищами защищаемой местности.

Обеспечение безаварийного режима функционирования инженерных систем и сооружений защиты является важным методом борьбы с наводнением. Аварии на защищаемых сооружениях связаны в основном с материальным ущербом и человеческими жертвами. В первую очередь, это касается настоящего времени, когда из-за недостаточного финансирования в негодность приходит приблизительно половина гидротехнических сооружений.

Именно поэтому постоянный мониторинг и своевременный и точный прогноз наводнения — единственный способ избежать неблагоприятных последствий.

Прогнозирование опасных гидрологических явлений заключается в определении вероятности их возникновения и развития в определенном месте и в определенное время, а также оценке возможных последствий их проявлений.

Для прогнозирования и оценки обстановки местности при паводковых наводнениях предлагается применение следующих формул.

Рассмотрим для примера два типа реки:

- с треугольным сечением;

- с трапецеидальным сечением.

Рисунок 1. Схема сечения реки: (а) - треугольное сечение; (б) - трапецеидальное сечение: а0 - ширина дна реки; b0, b - ширина реки до и во время наводнения; h0, h - глубина реки до и во время наводнения; h3 - глубина затопления; hм -высота места; т, п - углы наклона берегов реки

При прогнозировании последствий наводнений схематически сечение русла реки можно представить либо треугольным сечением (рис. 1, а), либо сечением трапецеидального вида (рис. 1, б).

Расход воды в реке до наступления наводнения (паводка) (Q0, м3/с, равен:

                                                                    (1)

где V0 - скорость воды в реке до наступления паводка, м/с; S0 - площадь сечения русла реки до паводка, м2, равная:

S0 = 0,5b0h0 - для треугольного сечения;

S0 = 0,5(a0 + b0)h0 - для трапецеидального сечения.

Расход воды после выпадения осадков (таяния снега) и наступления половодья (паводка) (Qmax, м3/с, равен:

                                                            (2)

где J - интенсивность осадков (таяния снега), мм/ч; F - площадь выпадения осадков (таяния снега), км2.

Высота подъема воды в реке при прохождении паводка h, м, определяется из выражения:

                                                             (3)

Если не известна глубина реки h0, но известны углы наклона берегов, то, например, для трапецеидального сечения:

                                      (4)

Максимальная скорость потока воды при прохождении паводка Vmax, м/с, равна:

                                                          (5)

где Smax - площадь поперечного сечения потока при прохождении паводка, м, в которые вместо h0 подставляется h, а вместо b0 подставляется b.

Поражающее действие паводка определяется глубиной затопления h3, м:

                                                                 (6)

и максимальной скоростью потока затопления V3, м/с:

                                                                    (7)

Зная поражающее действие паводка (h3) и максимальную скорость потока затопления (V3) можно узнать параметр удаленности объекта от русла реки f определяется по табл. 1

Таблица 1.

Удаленность объекта f от русла реки

Приведенные расчеты последствия паводковых наводнений позволяют получить выводы о масштабах ущерба, как экономического, так и социального характера. Также с помощью такого прогнозирования можно определить вероятность их возникновения и развития в определенном месте и в определенное время и своевременно принять решение о предотвращении ЧС или минимизации ее последствий.

Список литературы:

1. Баринов А.В. Чрезвычайные ситуации природного характера и защита то них. Учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений. – М.: Ладос-Пресс, 2003.
2. Знакомимся с пространственной статистикой и геостатистикой [Электронный ресурс] // ООО"DATA+" Геоинформационные системы URL: http://dataplus.ru/news/arcreview/detail.php?ID=21423&SECTION_ID=1076 (дата обращения 01.05.2019)
3. Энциклопедия Башкирии. Природные ресурсы [Электронный ресурс] – URL: http://ufa-gid.com/encyclopedia/prpr_res.html (дата обращения 05.05.2019)