Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Защита городских поселений от селевых потоков и снежных лавин



Введение

Большой угрозой для городских территорий являются такие природные явления, как селевые потоки и снежные лавины.

Селевые потоки наносят ущерб зданиям и сооружениям, автомобильным и железным дорогам, мостам, оросительным системам, линиям электропередачи, зданиям и сооружениям. Они разрушают и повреждают дома, опоры и пролетные строения мостов и само земляное полотно, заваливают его селевыми выносами, прерывая движение поездов и транспортных средств, забивают отверстия мостов и труб, выводя их из строя.

Ежегодные убытки от селей составляют в нашей стране от 60 до 100 млн. р.

Основными селеопасными районами в Р.Ф. являются территории Закавказья и горные части Северного Кавказа, Урала, особенно Северного и Приполярного, Саяны, север Сибири, Кольский полуостров и Камчатка.

В Европе основными селеопасными очагами являются приальпийские страны (южные области Франции и север Италии, Австрия, Швейцария, Югославия, Чехословакия, южная часть ФРГ), страны Балканского полуострова, Апеннин, Пиренеев, Карпат. Селевая деятельность наблюдалась в горах Скандинавии. Селям подвержены горные пригималайские районы Китая и Индии, полуострова Малой Азии и Западно-Анатолийских гор (турецкие провинции Измир и Маниса). Для этих районов характерно засушливое лето и выпадение обильных ливневых дождей в зимне-весенний период.

В Японии наиболее селеопасным является остров Хоккайдо. Сели здесь формируются в летние периоды, когда ветры с Тихого океана приносят большое количество ливневых осадков, сочетающихся со снеготаянием на горных склонах.

На американском континенте селевые потоки наблюдаются, в основном, в штате Калифорния, г. Лос-Анджелесе, расположенном в зонах хребтов и предгорий Анд и Кордильер.

От селей страдает население Мексики, Колумбии, Эквадора, Чили и некоторых других стран. Очаги селевых явлений отмечены в Африке, Австралии, в горных районах островов Тихого, Атлантического и Индийского океанов.

Опасность возникновения селевых потоков и необходимость изучения условий их образования увеличивается в сейсмически активных регионах.

В СНГ такие зоны занимают 30% территории, на которой проживает около 80 млн. человек и находится 9 столиц суверенных независимых государств бывшего Союза.

Известно много селевых катастроф. Так, например, в ночь с 17 по 18 августа 1891 г. в Тироле волна селевого потока из ущелья Австрийских Альп достигла высоты 18 м, в результате чего обширная территория в короткое время была покрыта толстым слоем грязекаменного материала. Неоднократно страдал от селей один из крупнейших городов на Тихоокеанском побережье США - Лос-Анджелес (25 января 1914 г., 1 января 1934 г. и 1 марта 1938 г.). Сель 1938 г. здесь вынес с гор грязекаменную массу объемом более 11 млн. м3 при среднем расходе 2000 м³/сек и причинил колоссальные убытки, погибло более 200 человек.

8 июля 1921 г., после сильного ливня в горах Заилийского Алатау на г. Алма-Ату обрушился грязекаменный сель, проходящий волнами через каждые 30-60 сек. Он принес в город более 3,5. млн. м3 твердого материала. В створе Медео его расход составил 1-1,5 млн. м3.

За последние десятилетия многочисленные селевые явления наблюдались в горных районах Средней Азии, на Кавказе, в Крыму, в Карпатах, в Забайкалье.

В селевой катастрофе в 1970 г. в Перу погибло более 60 тыс. человек и 800 тыс. осталось без крова. Было разрушено несколько городов.

Снежные лавины, в той или иной степени, распространены во всех горных районах России и в большинстве горных районов мира. В зимний период они являются большой природной опасностью. Иногда снежные лавины несут катастрофические последствия (так, в феврале 1999 года лавина массой в 170 тыс. т полностью разрушила посёлок Гальтур в Австрии, вызвав гибель 30 человек, а в начале марта 2012 года серия лавин в Афганистане разрушила жилые дома, вызвав гибель не менее 100 человек). Некоторые годы бывают особенно богатыми на лавины, когда они сходят во многих местах, например, сезон 1950-51 гг., получивший название Зима террора.

В реферате рассматриваются различные способы защиты городских территорий от селевых потоков и снежных лавин.



1. Понятие селевые потоки

Сели (от араб, «сайль» - бурный поток) - это внезапные кратковременные горные потоки, состоящие из смеси твердого материала и воды. Сели возникают в результате обильных и продолжительных ливней, в период бурного таяния снегов и ледников, а также при прорыве плотин, запруд и т.д.

Сели - грозное явление природы, часто имеющее катастрофический характер. Огромная масса воды устремляется вниз по ущельям, смывая и захватывая по дороге элювий и делювий. В результате водный поток обогащается твердым материалом и превращается в грязекаменный поток.

В зоне действия селей в городах существует постоянная угроза разрушения зданий и сооружений, мостов, плотин, трубопроводов, завала 'грязекаменной массой многолетних насаждений и т.д. Районы, подверженные селям, называют селеопасными.

Характерными особенностями селей, помимо внезапности и кратковременности действия, являются пульсирующий характер движения (из-за образующихся заторов), очень большая скорость движения (до 10 м/с), высокая эродирующая и ударно-разрушительная способность, обусловленная наличием твердого материала. Объем отдельных глыб, увлеченных селевым потоком, может достигать более 60 м³, масса около 150 т, а энергия давления селя на препятствие - от 5 до 12 т на 1 м².

Сильное разрушительное воздействие селевых потоков обусловлено большими скоростями движения и наличием в них обломков горных пород. На своем пути сели часто прокладывают глубокие русла, которые в обычное время бывают сухими или содержат небольшие ручьи. Материал селей откладывается в предгорных равнинах. Полезные площади оказываются погребенными под толщей грязи, песка и камней.

Если принять эти свойства в качестве руководящих, к селевым или селеподобным явлениям помимо собственно селевых отнесят потоки, в которых твердая составляющая представлена снегом и льдом. Опираясь на систематизацию основных типов селевых и селеподобных потоков с учетом среды проявления, вещественного состава и параметров, выделены следующие группы:

- Собственно селевые - грязе- и водокаменные потоки, селевые паводки.

- Параселевые, включающие водоснежные и водоледяные потоки. Твердая составляющая в них представлена почти исключительно снегом и льдом. Они отличаются от собственно селевых потоков значительно меньшей плотностью и слабой эрозионно-аккумулятивной деятельностью.

- Ультраселевые потоки: гигантские по масштабам (носят характер геологических катастроф), уникальны по условиям формирования.

По причинам и механизму зарождения различают следующие типы селевых потоков:

- Дождевой сель - один из генетических типов селей, образующийся в следствие ливней и длительных дождей.

- Снеговой сель - один из генетических типов селей, возникновение которого обусловлено процессами накопления и таяния снежного покрова и снежников.

- Ледниковый сель - один из генетических типов селей, формирование которого связано с нарушением устойчивости ледниково-моренных комплексов, а жидкая составляющая образуется преимущественно за счет талых ледниковых вод.

- Вулканогенный сель - один из генетических типов селевых явлений, причиной образования которого служит извержение вулкана преимущественно взрывного типа. Механизм зарождения в. с. связан со спуском кратерных озер, с интенсивным таянием снега и льда и др.

- Сейсмогенный сель - один из генетических типов селей, который вызывается землетрясением силой 8 баллов и выше. Зарождение с. с. связано со срывом грунтовых масс со склонов, иногда - с выбросом воды из горных озер. Вызванные землетрясением оплывины могут трансформироваться в селевой поток непосредственно, оползни и обвалы создают временные плотины, прорыв которых служит толчком для возникновения селя. С. с. - редкий тип селевых явлений, свойственный областям с высокой сейсмической активностью.

- Лимногенный сель - один из генетических типов селей, возникновение которого связано с размывом естественных озерных плотин и спуском части или всего объема воды горного озера.

- Антропогенный сель - один из генетических типов селей, образование которых прямо связано с последствиями хозяйственной деятельности, кардинально изменяющими условия среды. Очагами его зарождения. чаще всего служат отвалы и водохранилища.

- Природно-антропогенный сель - один из генетических типов селей, условия формирования которых связаны с ситуацией, при которой последствия хозяйственной деятельности служат толчком для изменения хода природных процессов и последующего развития селевых явлений. Как правило, причиной его формирования служат сведения лесов, деградация луговой растительности в горах вследствие перевыпаса, распашка крутых склонов.

селевый лавина городской защита

2. Защита городских территорий от селевых потоков

Защита городских территории и сооружений от селевых потоков является сложной задачей. Она может быть решена лишь при комплексном подходе, т.е. при сочетании как инженерных (активных), так и профилактических мер. В противном случае возможно образование мощных селевых потоков и многочисленные разрушения.

Профилактические меры

К профилактическим относят меры, предупреждающие формирование селей или ослабляющие их действие в самом начале развития. В перечень этих мер входят:

· прекращение вырубки лесов на селеопасных горных склонах,

· лесонасаждения и посадка кустарников,

· ограничение выпаса скота,

· заблаговременные спуски существующих водоемов (моренных и ледниковых озер),

· террасирование горных склонов,

· регулирование поверхностного стока

и другие лесомелиоративные и агротехнические мероприятия.

Инженерная защита

Для инженерной защиты городских территорий, зданий и сооружений от селевых потоков применяют селезадерживающие, селепропускные, селенаправляющие и стабилизирующие сооружения и мероприятия.

Их проектируют и возводят для задержания селевого потока в верхнем бьефе и для образования селехранилищ, пропуска селевых потоков через объект или в обход него, направления селевого потока через объект или в обход него, направления селевого потока в селепропускное сооружение, прекращения движения селевого потока или его ослабления (каскад запруд, подпорные стенки, дренажные устройства и др.).

Выдержка из СНиП 22-02-2003

Вид сооружения и мероприятия	Назначение сооружения, мероприятия и условия их применения
I Селезадерживающие
Плотины бетонные, железобетонные, из каменной кладки: водосбросные, сквозные. Плотины из грунтовых материалов (глухие)	Задержание селевого потока в верхнем бьефе. Образование селехранилищ
II Селепропускные
Каналы. Селеспуски	Пропуск селевых потоков через объект или в обход него
III Селенаправляющие
Направляющие и ограждающие дамбы. Шпоры	Направление селевого потока в селепропускное сооружение
IV Стабилизирующие
Каскады запруд. Подпорные стены. Дренажные устройства. Террасирование склонов. Агролесомелиорация	Прекращение движения селевого потока или ослабление его динамических характеристик
V Селепредотвращающие
Плотины для регулирования селеобразующего паводка. Водосбросы на озерных перемычках	Предотвращение селеобразующих паводков
VI Организационно-технические Организация службы наблюдения и оповещения	Прогноз образования селевых потоков

I. Селезадерживающие сооружения

- Селезадерживающие плотины, разрушение которых угрожает катастрофическими последствиями, необходимо проверять на воздействие селя, вызванного паводком, с вероятностью превышения 0,01%. При этом проектом следует предусматривать устройство поверхностных селесбросных сооружений, обеспечивающих сброс избыточного (по сравнению с расчетным) объема селевого потока или повышение отметки гребня плотины, обеспечивающее аккумуляцию всего объема селевого потока.

- При проектировании селезадерживающих плотин следует предусматривать водопропускные сооружения для пропуска в нижний бьеф бытового стока реки, а также сброса водной составляющей наносоводных селей. При этом сбросной расход не должен превышать критического селеобразующего расхода, определяемого для участка ниже створа плотины.

- Селезадерживающие плотины следует проектировать, как правило, без противофильтрационных устройств и без затворов на водопропускных сооружениях. Для аккумуляции селей допускается предусматривать плотины сквозной конструкции. Нагрузки на сквозные плотины следует принимать как на глухие.

- Возвышение гребня глухих селезадерживающих плотин из грунтовых материалов над уровнем, соответствующим расчетному объему селехранилища, следует принимать не менее высоты последнего селевого вала, определяемой при максимальном расчетном расходе селя и среднем угле наклона, равном углу наклона участка перед селехранилищем. При этом для грязекаменных селей высота селевого вала у плотины принимается равной глубине селя у входа в селехранилище.

II. Селепропускные сооружения

- Основными видами селепропускных сооружений являются:

каналы - для пропуска селевых потоков через населенные пункты, промышленные предприятия и другие объекты, позволяющие в одном уровне с ними пропустить селевой поток через объект или в обход его;

селеспуски - для пропуска селевых потоков через линейные объекты (автомобильные и железные дороги, каналы, газопроводы, нефтепроводы и др.).

Примечание - Применение труб для пропуска селевых потоков не допускается.

- Применение селепропускных сооружений для пропуска грязекаменных селей допускается лишь при продольном уклоне сооружения не менее 0,10.

- Размеры селепропускных сооружений с входными и выходными участками, а также отводящего тракта следует назначать из условия обеспечения необходимой транспортирующей способности потока.

III. Селенаправляющие сооружения

- Селенаправляющие сооружения надлежит предусматривать для направления потока в селепропускные сооружения, отвода селевого потока от защищаемого объекта или предотвращения подмыва защищаемой территории.

- Углы поворота направляющих дамб в плане следует принимать, как правило, в соответствии с требованиями 6.17.

- Напорные откосы направляющих и ограждающих дамб рекомендуется крепить облицовкой из сборного или монолитного железобетона.

- При односторонней защите берегов от размыва наносоводными селями рекомендуется применение шпор глухой или сквозной конструкции.

IV. Стабилизирующие сооружения

- Русловые стабилизирующие сооружения необходимо предусматривать в виде систем запруд, охватывающих все участки селевых русел данного бассейна.

- Верхняя граница стабилизации русел определяется местоположением створа, выше которого расход дождевого паводка с вероятностью превышения 2% уже не превышает критический селеобразующий расход.

- При возведении запруд на нескальном основании для предотвращения подмыва сооружения рекомендуется устройство в нижнем бьефе контрзапруды высотой 0,25Н на расстоянии 2 Н от основной запруды (Н - высота основной запруды над дном русла, м). Запруда и контрзапруда соединяются между собой продольными стенками.

- Стабилизирующие сооружения должны рассчитываться на пропуск дождевого паводка с вероятностью превышения 2%.

- Для предотвращения подмыва бортов сооружения пропуск паводков через гребень запруды необходимо производить по специальному водосливному углублению, ширина которого обусловливается шириной пойменной части реки, а глубина - требованием пропуска расчетного дождевого паводка. Отверстия для выпуска воды в теле запруды располагаются в пределах горизонтальной проекции водосливного углубления.

- Запруды следует рассчитывать на прочность и устойчивость как подпорные стены с учетом гидростатического и фильтрационного давлений воды и отложившихся наносов.

- Террасы (террасы-каналы, нагорные каналы) применяются для уменьшения максимального расхода дождевых паводков путем перехвата склонового стока и перевода его в грунтовый либо медленного отвода его в сбросные каналы или русла. Пропускная способность этих сооружений должна обеспечивать отвод паводка с вероятностью превышения 2%.

V. Селепредотвращающие сооружения

- Плотины применяют в условиях, когда очаг образования дождевого или гляциального селя находится ниже очага формирования селеобразующего паводка и между этими участками рельеф позволяет создать регулирующую емкость. Плотина должна быть оборудована выпуском воды, обеспечивающим автоматическое опорожнение регулирующей емкости с расходом, не превышающим селеобразующий, а также катастрофическим водосбросом.

Требуемую вместимость регулирующей емкости следует определять объемом паводка с вероятностью превышения 1% за вычетом объемов, сбрасываемых в нижний бьеф в период аккумуляции этого паводка.

- Водосбросы следует осуществлять для предотвращения прорыва озер. Тип водосброса (траншейный, сифонный, туннельный и др.) определяется строительными условиями и характером озерной перемычки.

Водосбросы следует рассчитывать на расход с вероятностью превышения 2%.

На участках городов, населенных пунктов и отдельных сооружений, расположенных в зоне отложения пролювия, устраивают отводные каналы, направляющие дамбы, русло рек забирают в высокие каменные берега, ограничивающие растекание селевого потока. Для защиты дорожных сооружений наиболее рациональны селеспуски в виде железобетонных и каменных лотков, пропускающих сели над сооружениями или под ними.

Наиболее надежное средство для защиты населенных пунктов и территории от возможных селевых потоков - высокие массивные дамбы и плотины, перегораживающие русла горных рек. Примером может служить плотина высотой 115 м, возведенная в 1971 г. на Малой Алмаатинке в урочище Медео. Плотина была создана из местных каменных материалов способом направленного взрыва с последующим наращиванием взорванного материала в виде насыпи. С ее помощью в 1973 г. был задержан катастрофический сель объемом до 4,0 млн м3 грязекаменной массы и до 1,5 млн м3 паводковой воды. Тем самым г. Алма-Ата был спасен от больших разрушений и человеческих жертв.

Необходимо подчеркнуть, что борьба с селевыми потоками - один из важнейших вопросов охраны и рационального использования геологической среды. Проектирование и строительство противоселевых сооружений без должного учета особенностей этого опасного геологического процесса и без прогноза его возможных негативных последствий могут оказаться не только неэффективными, но и нанести существенный вред окружающей природной среде.

3. Понятие «снежные лавины»

Снежная лавина (нем. Lawine, от позднелатинского labina - оползень) - масса снега, падающая или соскальзывающая со склонов гор.

Снег, выпадая в виде осадков, удерживается на склоне за счет силы трения (её величина зависит от целого ряда факторов, в том числе влажности снега, крутизны склона). Сход лавины происходит в тот момент, когда сила давления массы снега начинает превышать силу трения.

Наиболее благоприятны для лавинообразования склоны крутизной 25-45°, однако известны сходы лавин со склонов крутизной 15-18°. Считается, что склон 15° с глубиной снега 15 см может быть лавиноопасным при соблюдении ряда условий, например, первоначальной оттепели и сильной весенней солнечной радиации, вследствие которой снег подтаял, затем внезапного сильного мороза, в результате чего образовался идеальный ледяной склон, а затем сильного снегопада, припорошившего готовый ледяной горизонт.

Сход со склона скопившейся снежной массы обычно провоцируется климатическими причинами: резкой сменой погоды (в том числе перепадами атмосферного давления, влажности воздуха), дождями, обильными снегопадами, а также механическими воздействиями на снежную массу, включая воздействие камнепадов, землетрясений и т.п. Иногда, в силу установившегося относительного равновесия между действующей силой трения и силой давления, сход лавины может инициироваться незначительным толчком (например, звуком ружейного выстрела или давлением на снег одного человека - горнолыжника, сноубордиста).

Объём снега в лавине может доходить до нескольких миллионов кубических метров.

Существует несколько классификаций лавин, например:

· По форме начала движения лавины.

· По характеру движения лавины.

· По объёму.

· По рельефу лавиносбора и пути лавины (осов, лотковая лавина, прыгающая лавина).

· По консистенции снега (сухая, влажная и мокрая лавины).

При этом по форме начала движения лавины подразделяются на:

· Лавины от линии («снежные доски», снежно-ледовые, ледовые).

· Лавины из точки (сухие и мокрые).

По характеру движения выделяют лавины:

· Осовы - оползни по всей поверхности склона.

· Прыгающие - когда на пути лавины встречаются различные препятствия (уступы, морены и т.п.). Наталкиваясь на такое препятствие, лавина подпрыгивает и часть пути летит.

· Лотковые - в этом случае лавина продвигается по естественному лоткообразному основанию (ложбинам, кулуарам и т.п.)

В процессе схода не обязательно сохранение типа лавины, он может меняться от одного к другому и комбинироваться.

В Европейских странах с 1993 года действует система классификации рисков возникновения лавин, обозначаемых соответствующими флагами, вывешиваемыми, в частности, в местах скопления людей (такая классификация применяется, в частности, и в России):

Уровень риска	Стабильность снега	Флаг	Риск схода лавины
1 - Низкий	Снег в целом очень стабильный.		Сход лавин маловероятен за исключением случаев сильного воздействия на снежные массы на крайне крутых снежных склонах. Любые спонтанные сходы лавин минимальны.
2 - Ограниченный	На некоторых крутых склонах снег средней устойчивости. В остальных местах снег очень стабилен.		Лавины могут сойти в случае сильного воздействия на снежные массы, особенно на крутых склонах. Крупные спонтанные лавины не ожидаются.
3 - Средний	На многих крутых склонах снег средне- или слабоустойчивый.		Лавины могут сойти на многих склонах даже в условиях несильного воздействия на снежные массы. На некоторых склонах могут сойти средние или даже крупные спонтанные лавины.
4 - Высокий	На большинстве крутых склонов снег нестабильный.		Лавины могут сойти на многих склонах даже в условиях несильного воздействия на снежные массы. В некоторых местах может сойти большое число средних или даже крупных спонтанных лавин.
5 - Очень высокий	Снег нестабильный.		Даже на некрутых склонах вероятен сход множества крупных спонтанных лавин.

Рабочей группой по классификации лавин, в целях единообразного применения, разработана Международная морфологическая классификация лавин.

К распространённым методам оценки устойчивости можно отнести методы, основанные на анализе результатов организованных наблюдений за скоростью снежного покрова. Система установленных на местности приборов поставляет данные о скорости, на основании которых и делается вывод. При скорости более 12 см/сутки или же при резком возрастании скорости можно ожидать сход лавины.

Ещё одним известным способом прогноза, используемым спасателями-профессионалами из лавинных служб является CRYSTALL TEST. Суть его заключается в сравнении кристаллов льда существующего покрова с контрольным изображением. Если в снеговой толще выбранного для анализа места специалист обнаруживает кристаллы, которые относятся к опасным (при форме которых возможна подвижка слоя), делается вывод о возможности схода лавины.

Также применяется метод RUTSCHBLOCK. Суть его заключается в проведении эксперимента на участке, где предполагается или возможен сход лавины. Для этого в толще снега вырезается снежный блок определённой формы и по его устойчивости судят о степени лавинной опасности.

4. Защита городских территорий от снежных лавин

Основные цели защиты от лавин и контроля за ними заключаются в следующем:

· а) свести к минимуму гибель людей;

· б) свести к минимуму ущерб, причиняемый зданиям, линиям электропередач, канатным дорогам, автомагистралям и железным дорогам;

· в) свести к минимуму перерывы в движении на дорогах.

Выбор специальных мер противолавинной защиты зависит от необходимого уровня защиты, рельефа, типа лавин, преобладающих в районе, и материальных затрат. В некоторых случаях могут быть эффективны мероприятия по контролю за лавинами и временные меры безопасности. Мероприятия по контролю влияют на зарождение и сход лавин и могут быть подразделены на две категории: мероприятия по изменению подстилающей поверхности и мероприятия по изменению и стабилизации снежного покрова. Осуществлять меры по контролю, которые полностью устраняют лавинную опасность и исключают ущерб, чрезвычайно сложно и неэкономично. Наиболее практичны те меры, которые уменьшают опасность до некоторого приемлемого уровня.

Одно из первых и основных требований противолавинной защиты города - размещать объекты вне зоны лавинной опасности. Множество несчастных случаев в прошлом можно было бы предотвратить, если бы это основное правило соблюдалось на ранних стадиях проектирования зданий, дорог, силовых линий или лыжных трасс. Кроме того, применение простых средств контроля позволило бы предотвратить ущерб, нанесенный зданиям и объектам лавинами.

Люди, которые живут в горных районах Европы, быстро научились строить свои жилища в безопасных местах. Однако, когда численность населения возросла, были заняты также относительно безопасные и небезопасные территории, в результате чего многие здания и целые населенные пункты были разрушены лавинами.

Полностью исключить потенциально лавиноопасные места при строительстве, вероятно, слишком сложно. В связи с этим в некоторых районах более практично применять альтернативное районирование, которое позволяет провести различие между зонами высокой и средней опасности. В последней зоне можно разрешать строительство зданий, если они отвечают определенным критериям их использования и характера конструкции.

Предупреждением возникновения лавин, опасных для населенных пунктов, туристических баз и различных коммуникаций, занимаются специализированные службы. В частности, в России эти функции возложены на противолавинные службы, действующие в системе Росгидромета. Для предотвращения появления опасных для человека лавин проводится комплекс специальных мероприятий по лавинной безопасности, который включает в себя активные и пассивные меры противолавинной защиты.

К активным методам противолавинной защиты относят мероприятия, направленные на инициирование схода лавин, чтобы последствия этого были минимальными. Для этих целей издавна применялась стрельба из артиллерийского орудия (причем как снарядом - в область нахождения опасной снежной массы, так и холостым выстрелом, с целью создания акустического воздействия, приводящего к преднамеренному сходу лавины). Издавна применяются методы простой «подрезки» снежных масс лыжами и обвала снежных козырьков, но эти способы требуют хороших навыков и очень опасны. Наиболее современный путь предотвращения негативных последствий лавин - активная динамическая противолавинная защита, представляющая собой устройства, размещающиеся в местах наибольшего лавинообразования и управляемые дистанционно, которые позволяют воздействовать на снежные массы с целью искусственного схода лавины, с помощью сжатого воздуха или взрывов газовоздушной смеси (французские системы GAZEX).

Система, инициирующая сход лавины, оказывает тройное действие:

· сдвиг снега вниз установкой активного воздействия, инициирующей сход лавины, при помощи продуктов сгорания смеси газов

· уплотнение снежного покрова

· сейсмическая волна после запуска установки активного воздействия увеличивает площадь охвата снежного покрова

Но, к сожалению, системы Gazex не решают всех проблем, так как находятся в определенных лавиносборах и остается еще достаточно локальных лавиноопасных участков. Для решения этой задачи на курорте «Роза Хутор» планируется используются «аваланчеры» и системы - Daisy Bell («колокол»)

Аваланчер (Avalaunche) - это пневматическая пушка, которая пришла на замену артиллерийским орудиям.

Снаряд-ракета заправляется специальными жидкими компонентами (которые сами по себе не опасны) и детонатором. Пушка может быть установлена стационарно в определенном месте, или же используется ее передвижная модель на базе различной колесно-гусеничной техники. Дальность выстрела около 2 километров.

Daisy Bell - это новейшая технология активного воздействия на лавины. Она дает возможность обработать самые труднодоступные лавиносборы или оказать воздействие на зоны, где необходимость принудительного спуска лавин вызывается определенными условиями. Система представляет собой металлический конус, закрепляемый обычным тросом к вертолету, в котором содержится все специальное оборудование.

Принцип работы Daisy Bell состоит в дистанционном инициировании подрыва кислородно-водородной смеси, находящейся в металлическом конусе, на высоте 3-5 метров над снежной поверхностью непосредственно из кабины вертолета при помощи беспроводного устройства. Конус сделан из стали, что позволяет ему удерживать смесь газа до воспламенения и направлять взрыв на снежную толщу.

Эксплуатация мобильного «колокола» напрямую зависит от летных условий, и ее использование возможно только в светлое время суток и ясную погоду, что, на мой взгляд, является существенным недостатком данной системы.

Пассивные меры противолавинной защиты направлены на удержание снега на склоне и недопущение схода лавин либо на направление сошедших лавин в безопасном направлении. К таким мерам относится возведение на склонах противолавинных барьеров, лотков, лавинорезов и дамб. На линейных объектах, таких как автомобильные или железные дороги, сооружают лавинозащитные галереи. Галереи, которые иногда называют снежными навесами, представляют собой перекрытия, позволяющие пропустить лавину над защищаемыми объектом.

Направляющие дамбы или стенки строятся параллельно направлению движения лавины, ограничивая ее движение в узком лотке; часто дамбы и стенки применяются в сочетании с галереями. Большинство их строится в виде земляных насыпей, но могут быть также стальные и бетонные стенки, габионы (специальные бетонные блоки) и ряжи.

Лавинорезы обеспечивают эффективную защиту единичных объектов, таких как здания, опоры линий электропередач и канатных дорог. Они могут строиться из земли, бетона, стали, дерева и других материалов. Они размещаются непосредственно перед фронтальной частью объекта и направляют движущийся снег вокруг него. Лавинорезы могут быть конструктивно объединены с прочными клинообразными стенами, обращенными в сторону лавиноопасной зоны.

Тормозящие сооружения, называемые также быками, и стопорами, представляют собой искусственные препятствия, расположенные в лавиносборе. Их функция заключается в замедлении движения или остановке лавины. Эти сооружения эффективны, когда речь идет о защите от мокрых лавин, однако в борьбе с пылевыми лавинами они бесполезны. Наиболее распространенным типом таких сооружений, достаточно экономичных эффективных, являются земляные холмы, высота которых обычно составляет 4 - 10 м, расположенные в два и более рядов. Из других типов таких сооружений можно отметить земляные и снежные дамбы, которые ставят перпендикулярно движению лавины. Эти дамбы останавливают лишь очень медленно движущиеся лавины, в то время как крупные лавины, движущиеся с большой скоростью, очень быстро их погребают.

Крупная лавина сносит деревья со склонов. На этих территориях лес может быть возобновлен лишь с огромным трудом: следует соорудить временные снегоудерживающие конструкции, чтобы препятствовать сходу лавин до тех пор, пока деревья не вырастут достаточно, чтобы стать единственным фактором контроля лавин.



Заключение

Необходимость защиты городских территорий от селевых потоков и снежных лавин очевидна. Способы защиты рассмотрены в соответствующих главах реферата.

В зависимости от физико-географических типов городских территорий в различных странах осуществляют конкретные защитные мероприятия.

В Западной Европе (Франции, Австрии, Швейцарии и других странах) борьба с селевыми потоками осуществляется путем проведения защитных мероприятий, главным образом, в местах их зарождения. В большинстве случаев эти мероприятия сводятся к облесению больших горных территорий, террасированию, устройству нагорных канав, валиков, возведению небольших гидротехнических русловых сооружений (запруд, подпорных стенок).

В китает осуществляется посадка деревьев, дренирование воды, стоятся различные ловушки для насосов, а также крупные земляные плотины.

В США строят преимущественно крупные гидротехнические сооружения, размещая их как в горах, так и на конусе выноса (высокие плотины, котлованы, дамбы, селеотводящие каналы и др.).

В нашей стране в основном практикуются комплексные методы защиты городских территорий от селевых потоков, т.е. мероприятия, проводимые в высокогорных частях бассейна, на конусе выноса и в долине отличаются друг от друга: в горной зоне бассейна борьба направлена на уменьшение и рассредоточение стока, а в предгорной зоне, т.е. на конусе выноса - на уменьшение разрушительного действия селевого потока.

Материальные расходы, связанные со строительством защитных сооружений, быстро окупаются, если провести ряд целенаправленных мероприятий: использовать паводки для орошения в засушливых районах; селевые отложения для пополнения пляжей; селевые выносы в качестве строительных материалов; защитные сооружения (особенно арочного типа) как временные мосты для движения пешеходов, животных и транспортных средств или как мельницы и эстакада для различных коммуникаций.

Предотвращение снежных лавин и их контроль путем изменения свойств снежного покрова является более гибкой и, как правило, более дешевой мерой, чем изменение подстилающей поверхности. Однако это лишь временные меры, и их следует проводить в течение каждой зимы. Преимущества искусственного создания лавин заключаются в следующем. Во-первых, лавины могут сходить в удобное время, когда в лавиноопасных зонах нет людей - движение на дорогах блокировано, лыжные трассы закрыты и т.п. После того как лавина сошла, зона воздействия считается безопасной до тех пор, пока изменения погоды и снежного покрова не приведут к созданию лавиноопасных условий. Во-вторых, снег можно спускать в виде нескольких мелких лавин, а не одной, что очень важно, например, при защите автомагистралей.

Среди мер безопасности, которые применяются в попытке уменьшить бедствия, связанные с лавинами, наиболее широко распространены следующие: закрытие дорог, районов и т.п., организация системы обнаружения лавин и оповещения, вывешивание предупредительных знаков. Простейшее средство предотвращения бедствия заключается во введении ограничений использования дорог, лыжных трасс, зданий и рабочих площадок на период сильной лавинной опасности.

Наиболее надежным способом защиты от селевых потоков и снежных лавин является размещение городов вне лавинно и снегоопасных участков. Однако это не всегда возможно. По экономической эффективности противолавинной и противоснежной защиты можно выделить две группы лавиноопасных районов:

- с высокой повторяемостью селевых потоков и снежных лавин;

- с низкой повторяемостью лавин (раз в десятки лет).

В районах первой группы постоянными мероприятиями могут быть регулирование режима работы подверженных опасности городских территорий, выполняемое специально созданной прогнозно-профилактической службой, защита инженерными и другими средствами.

В районах второй группы снижение ущерба от лавин может быть достигнуто деятельностью службы, получающей предупреждение о приближающейся опасности от специалистов, и организующей эвакуационные, спасательные и неотложные аварийно-восстановительные работы. Во всех странах эти обязанности возложены на органы гражданской обороны.

При выборе наилучших мер защиты от селевых потоков и снежных лавин исходят из характера защищаемой городской территории и показателей лавинной и снежной активности в угрожающих ей очагах. Вначале с помощью крупномасштабных топографических карт определяют эти показатели, затем рассчитывают все возможные способы защиты и выбирают среди них экономически оптимальный вариант. В идеале защита должна назначаться от всего комплекса опасных явлений, воздействующих на защищаемую территорию. Для горных районов достаточно обычно сочетание опасности от селевых потоков и снежных лавин.

Рекомендации по выбору защитных мероприятий могут быть обобщены применительно к физико-географическим типам территорий, подразделяемым по растительности (горно-луговая, горно-лесная и др.) и к предрасположенности к селевым потокам и снежности.

Предусматривать защиту от лавин и селевых потоков целесообразно с начала планирования территориально-производственных и жилых комплексов и на всех последующих этапах детализации и планов застройки, что должно сопровождаться составлением мелкомасштабных и среднемасштабных карт. Требуются также и карты оценки чрезвычайных ситуаций.

Картографически представляют следующие показатели: среднюю ширину безопасной полосы на дне долины, характерные размеры отдельных безопасных площадок; количество угрожающих коммуникациям лавинных очагов (на 1 км дна долины), называемого густотой лавинных и снежных очагов; среднюю многолетнюю повторяемость потоков и лавин; продолжительность лавиноопасного периода (сезона); характерные генетические типы потоков и лавин и метеорологические факторы их лавинообразования.

Показатели существенно меняются во времени. Поэтому желательно знать и картографически изображать не только среднемноголетние их значения, но и предельные величины на какой-то плановый срок, зависящий от характера защищаемой городской территории, например, на 25-100 лет вперед.

В нашей стране принят ряд документов, в которых предусмотрены меры по улучшению защиты городских территорий (населенных пунктов, предприятий) от селевых потоков, снежных лавин, оползней и обвалов.



Список литературы

1. Флейшман С.М., Перов В.Ф. Сели: (Учеб. пособие). - М.: МГУ, 1986. - 120 с.

2. Флейшман С.М. Сели. - Л.: Гидрометеоиздат, 1978. - 312 с.

3. Дорнбаум И.С. Защита населенных мест от селевых (грязекаменных) потоков. - М., 1949. - 175 с.

4 Виноградов Ю.Б., Этюды о селевых потоках. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980. - 144 с.

5 Степанов Б.С., Степанова Т.С. Механика селей.-М.: Гидрометеоиздат, 1991. 379 с.

6. Инструкция по проектированию и строительству противоселевых защитных сооружений: СН 518-79: Утв. Гос. Ком. СССР по делам стр.-ва: Введ. с 01.01.81. - Изд. офиц. - М.: Стройиздат, 1981. - 13 с.

7. Херхеулидзе И.И. Сквозные, защитные и регулирующие сооружения на горных реках. - М.: Гидрометеоиздат, 1967 - 131 с.

8. Квасов А.И. Селевые потоки и их воздействие на сооружения. - Алма-Ата: Наука, 1987. - 130 с.

9. Методические рекомендации по гидравлическому расчету селезадерживающих и селепропускных сооружений / ГрузНИИГиМ, - Тбилиси, 1978. - 58 с.

10. Гагошидзе М.С. Селевые явления и борьба с ними. - Тбилиси: «Сабчота Сакартвело», 1970. - 386 с.

11. Байнатов Ж.Б. Конструкции селезащитных сооружений и метода их расчета. - Алма-Ата: КазНИИНТИ, 1991. - 159 с.

12. Байнатов Ж.Б. Искусственные защитные сооружения на горных автомобильных дорогах. - М., 1992. - (Итоги науки и техники. Сер. Автомоб. дороги / ВИНИТИ; т. 10).

13. Хегай А.Ю. Укрощение «черного дракона». - Алма-Ата: Казахстан, 1988. - 72 с.

14. Дуйсенов Е.Д. Селевые потоки в заилийском Алатау. - Алма-Ата: Казахстан, 1971. - 192 с.

15. Тевзадзе В.И. Борьба с эрозионно-селевыми явлениями в Японии // Гидротехника и мелиорация. - 1977. - В 2. - С. 107-111.

16. Власов А.Ю., Перов В.Ф. Селевые явления в Австрии и борьба с ними // ХУ Всесоюз. конф. по противоселевым мероприятиям, (Ташкент, 1979) / ЦБНТИ Минводхоза СССР. - М., 1978.

17. Байнатов Ж.Б., Кузютин А.Д. Конструкция селезащитного сооружения арочного типа и методика его расчета // Науч.-техн. прогресс в стр.-ве и пути его ускорения в новых условиях хозяйствования: Межвуз. сб. науч. тр. - Алма-Ата, 1991. - С. 107-114.

18. Байнатов Ж.Б., Тулебаев К.Р. Динамический расчет элементов селезащитных сооружений стержневого типа при взаимодействии с селевым потоком // Совершенствование архитектуры и градостр-ва Казахстана: Межвуз. сб. науч. тр. - Алма-Ата, 1991. - С. 20-23.

19. Качурин В.К. Статический расчет вантовых систем. - М.: Стройиздат, 1969. - 142 с.

20. Снитко Н.К. Устойчивость стержневых систем в упруго-пластической области. - Л.: Стройиздат, 1968. - 248 с.

21 Л.В. Передельский, О.Е. Приходченко «Инженерная геология».

22 В.П. Ананьев, Л.В. Передельский «Инженерная геология и гидрогеология».

23 В.П. Ананьев, А.В. Потапов «Инженерная геология»

24 А.И. Арцев «Инженерно-геологические и гидрогеологические исследования для водоснабжения и водоотведения».

25 В.Ф. Перов «Селевые явления. Терминологический словарь»

Размещено на Allbest.ru