Обеспечение взрывобезопасности при ликвидации весеннего затора на реке (стр. 2 из 10)

Уровень воды – высота водной поверхности над условной горизонтальной плоскостью (нулем графика) в см. Если этой плоскостью является поверхность моря, то уровень обычно выражается в метрах и называется абсолютной отметкой.

Чрезвычайная ситуация – обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь дли повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей (Федеральный закон "О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера).

1.2 Специфика заторных наводнений

В ряду всех стихийных бедствий наводнения занимают лидирующее положение по числу повторов, охвату территорий и суммарному среднегодовому экономическому ущербу.

Наводнение - это временное затопление водой значительных участков суши. Наводнения приводят к быстрому затоплению обширных территорий; при этом травмируются и гибнут люди, сельскохозяйственные и дикие животные, разрушаются или повреждаются жилые, промышленные, подсобные здания и сооружения, объекты коммунального хозяйства, дороги, линии электропередачи и связи. Гибнет урожай сельхозпродуктов, изменяются структура почвы и рельеф местности, прерывается хозяйственная деятельность, уничтожаются или портятся запасы сырья, топлива, продуктов питания, кормов, удобрений, строительных материалов. В ряде случаев наводнения приводят к оползням, обвалам, селевым потокам [4,18].

Классифицируют наводнения по масштабу и причиненному ущербу: низкие (незначительный ущерб, 10% сельскохозяйственных угодий), высокие (ощутимый материальный и моральный ущерб, примерно 10-15% сельскохозяйственных угодий), выдающиеся (большой материальный ущерб, 50-70% сельскохозяйственных угодий, некоторые населенные пункты), катастрофические (огромный материальный ущерб, более 70% сельскохозяйственных угодий, множество населенных пунктов, промышленных предприятий и инженерных коммуникаций) [27].

Классификация наводнений по основным причинам возникновения отображены на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Классификация наводнений по причине возникновения

На территории Республики Башкортостан самыми распространёнными причинами наводнений являются половодье и образование заторов. Уровни воды в реках в результате заторов могут превысить максимальные уровни весеннего половодья и, следовательно, возможно затопление (подтопление) населенных пунктов.

Для прогнозирования ЧС, вызванных заторными наводнениями необходим анализ процесса формирования заторов, условий и причин, а также последствий для населения и территории. В таблице 1.1 перечислены основные характеристики заторов.

Таблица 1.1 – Понятие заторов на реках

Характеристика	Затор
Определение	Скопление и нагромождение поверхностного битого льда в русле реки преимущественно во время весеннего ледохода, вызывающее уменьшение живого сечения русла и связанное с этим повышение уровня воды в водотоке выше данного нагромождения.
Состав	Крупно- и мелкобитые льдины.
Время образования	В конце зимы и весной во время весеннего ледохода.
Показатели максимальных уровней	Максимальный заторный уровень, как правило, превышает уровень весеннего половодья. Величина заторного подъема – это разность между уровнем воды при заторе и уровнем весеннего половодья, если бы затор отсутствовал.
Продолжительность высокого уровня	Держится обычно 0,5-1,5 суток. Хотя случается довольно продолжительные стояния высоких уровней – до 8-15 суток, в том числе на реках европейской части России – до 6-8 суток и до 12-15 суток в азиатской части.
Условия возникновения	- сохранение ледового покрова (или значительных ледяных полей) ниже участка реки, на котором начался ледоход;- значительная прочность льда к моменту вскрытия;- скорость течения воды при вскрытии (более 0,6 м/сек), способствующая торошению льда и подныриванию льдин под прочный ледяной покров;- интенсивный ледоход;- существенное изменение уклона водной поверхности (от большего к меньшему)
Причины образования	- невыполнение местными властями и населением плановых работ по предупреждению ледовых заторов;- двойной или тройной осенний ледоход и высокий уровень воды в период замерзания реки, как правило, предшествующие заторообразованию;- большой объем льда в русле, обусловленный низкими температурами замерзания;- существенная зашугованность русла с осени (на 50-80%);- повышенная толщина ледяного покрова к началу вскрытия реки (более 0,7 м);- большая весенняя водность при холодной весне;- интенсивное снеготаяние (5-7мм/сут) в верховьях, сопровождающееся выпадением дождей;- образование затора льда на пике весеннего половодья или высокая волна половодья, следующая за образованием мощного затора, создающие наиболее опасную ситуацию;- достижение поверхностной скорости течения воды значений 0,6…0,8 м/с и более, способствующей подныриванию льдин, их подсовам под неподвижный ледяной покров или торошению у кромки ледяного покрова;- вторичное смерзание льда из-за резкого похолодания ;- главной же причиной образования затора льда является задержка процесса вскрытия на реках, текущих с юга на север, когда кромка ледяного покрова весной смещается сверху вниз по течению [1].
Факторы образования	1. Гидрометеорологические (интенсивность развития половодья, последоваельность вскрытия участков реки, характер распределения толщины льда, интенсивность ослабления прочности льда, суровость климата, направление течения, предшествующий ледовый режим);2. Геоморфологические (определяющие особенности строения русла в продольном, поперечном и плановых отношениях, характер поймы, долины, наличие русловых препятствий, перекатов, мелей, островов, узостей);3. Факторы деятельности человека (различные водохозяйственные и гидротехнические сооружения, стесняющие русло, неправильные действия людей при проведении работ, влияющих на режим стока и интенсивность ледохода).

Обычно в строении затора выделяются три характерных участка (рисунок 1.2):

- замок или "основание" затора (5), представляющий собой покрытый трещинами ледяной покров, упершийся в кромку невскрывшегося ледостава (6), заклинивший русло реки;

- собственно затор, или голова затора (2) – многослойное скопление хаотически расположенных льдин, подвергшихся интенсивному торошению;

- хвост затора (1) – примыкающее к затору однослойное скопление льдин вверх по течению (в зоне подпора) [1].

Длина головной части затора (замок + голова) обычно превышает ширину реки в 3…5 раз. На этом участке скопление льда имеет максимальную толщину (от 3…5 до 10…12 м). Длина всего затора (с хвостом) на крупных реках может достигать нескольких десятков километров; на средних реках – от одного до нескольких километров.

Протяженность затора

1 - хвостовая часть (хвост) затора; 2 - головная часть (голова) затора; 3 - нижняя кромка (нижняя граница) затора; 4 – верхняя кромка (верхняя граница) затора; 5 - замок затора; 6 - невскрывшийся ледостав; 7 - открытая вода

Рисунок 1.2 - Продольный разрез затора

Заторные явления характеризуются двумя поражающими факторами - подъем уровня воды и гидродинамическое давление воды.

Непосредственная опасность затора льда заключается в резком и значительном подъеме уровня воды в реке, при котором вода и лед выходят из берегов, затопляя и заваливая льдом прилегающую местность, населенные пункты, объекты экономики, сети коммуникаций, сельскохозяйственные земли и т.п. Вследствие этого состав основных характеристик последствий заторных наводнений такой же, как и при наводнениях от паводков и весенних половодий. Однако масштабы этих последствий более тяжелые, так как эти наводнения происходят при более низких температурах воздуха [29].

При разрушении заторов (особенно мощных) вниз по течению устремляется волна прорыва с большим содержанием взломанного потоком льда, что нередко приводит к затоплению ниже лежащих участков местности и разрушению дорог, мостов и других инженерных сооружений.

Кроме того, дополнительную опасность при заторах представляют навалы льда на берегах и в пойме высотой до 10…15 м. Большие массы льда давят на сооружения, ломают и сдвигают их; медленное таяние льда затрудняет проведение аварийно-восстановительных работ, сдерживает выполнение сельскохозяйственных работ.

Главными показателями, определяющими величину ущерба при заторах являются те же, что и при наводнениях: максимальный заторный уровень и интенсивность его подъема, длительность затора и затопления, площадь и глубина за топления, скорость нарастания расходов воды, правильность и своевременность прогноза и проведения предупредительных и аварийно-спасательных мероприятий, организованность спасательных служб и населения [1].

1.3 Взрывной метод, как наиболее универсальный по борьбе с заторообразованием

Борьба с заторами заключается в предотвращении их образования, снижении вероятных последствий или ликвидации уже образовавшихся заторов. Проблема борьбы с заторами решается тремя путями:

а) путем заблаговременного прогнозирования места образования затора, его мощности и своевременного принятия мер;

б) путем принятия предупредительных мер по управлению процессом образования льда и его стоком, т.е. по установлению или ослаблению причин и условий возникновения заторов (недопущению затора);