Некоторые аспекты генезиса селевых потоков и инновационные решения в области защиты.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Некоторые аспекты генезиса селевых потоков и инновационные решения в области защиты.

М.Е. Суворова

Селевой поток - кратковременное явление длительностью не более 3 часов, возникающее внезапно (преимущественно в бассейнах горных рек) как явление характерно для коротких водотоков с длиной до 30 км и площадью водосбора до 100 кв. км. Возникновение селевого потока не всегда предсказуемо. Оценка селеопасности в районах вдоль магистральных железных и автомобильных дорог, высоковольтных ЛЭП является стратегически важной. Скорость селя достигает 5-10 метров в секунду, он переносит обломки диаметром до 3-4 метров (до 100-200 т весом). В отечественной классификации гигантским считается сель, объем единовременного выноса которого превышает 10 млн кубометров. Свойства конкретного селевого потока зависят от его состава и плотности, которая может достигать средней плотности горных пород (2, 5 т/м3). Минеральные частицы составляют до 60% от плотности потока. Характер движения воднокаменных селей ламинарный, т.е. аналогичен движению водных потоков: разные его слои движутся с разной скоростью, а распределение частиц по глубине неодинаково (обломки движутся в нижней части потока). Движение грязекаменных селей турбулентно: они однородны, имеют большую вязкость и движутся не по законам гидравлики, а как вязкопластичные смеси. Сель выглядит как сплошной поток грязи вперемешку с камнями, с выраженным передним фронтом волны, который может достигать в высоту от пяти до пятнадцати метров. Известны случаи, когда вал селевого потока достигал в высоту до 25 метров. Селевые бассейны условно делят на несколько групп:

1) бассейны высокой селевой активности, где селевые потоки сходят каждые три-пять лет.

2) бассейны средней активности со сходом селей один раз в шесть-пятнадцать дет.

3) бассейны с низкой селевой активностью, где потоки фиксируют не чаще раза в полтора десятилетия.

Составление высокоточных оперативных карт с указанием природных рисков, прогнозных электронных карт - на ближайшую и дальнюю перспективу с выделением на таких картах наиболее опасных зон дает возможность аналитически оценить селеопасность территориальных зон.

На селеопасные районы приходится около 20% всей территории Российской Федерации. Все природные и техногенные объекты достаточно точно фиксируются на космических снимках. Активнее всего ведут себя сели в Северной Осетии, Кабардино-Балкарии, Дагестане, в районе озера Байкал и Саянского хребта, на Камчатке и в районах Приморья, на Кольском полуострове и в районе Уральского хребта. В районе Кавказа в 85% случаев к селям приводят дожди.

Инженерная защита территорий, зданий и сооружений - это комплекс сооружений и мероприятий, направленных на предупреждение отрицательного воздействия опасных геологических, экологических и других процессов на территорию, здания и сооружения, а также защиту от их последствий (СП 116.13330.2012 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 22-02-2003).

Противоселевая служба - это специализированная организация, создаваемая в целях ограничения или ликвидации селевой опасности. Противоселевая служба осуществляет весь комплекс мер защиты от селей - проектирование, строительство и эксплуатацию защитных сооружений, мелиорацию селевых бассейнов, контроллинг за использованием территории, предупреждение о селевой опасности. Такая служба должна создаваться в странах или районах, где проблема защиты от селей (часто, вместе с другими стихийно-разрушительными процессами) приобретает жизненно важное значение.

Селевые потоки прогнозируются в порядке международного сотрудничества с помощью данных метеорологических спутников Земли.

Средства инженерной защиты на путях вероятного схода селей представляют собой селепропускные сооружения (каналы, селеспуски, мосты), селенаправляющие и ограждающие дамбы и селезадерживающие водосбросные и сквозные плотины. Сооружения могут строиться из железобетона, бетона, камня и даже грунтовых материалов. К числу эффективных инженерных сооружений относят селеулавливатели - котлованы и бассейны на пути предполагаемого потока. Дамбы, отводные каналы, подпорные стенки помогают направить селевой поток по нужному вектору ослабить его мощь. В местах, где под склонами гор проложены дороги, обустраивают каменные лотки, по которым селевой поток направляется под трассу или проходит над ней, не разрушая самой дороги.

Классические сооружения, препятствующие появлению селей, делятся на два класса:

1) стабилизирующие (каскады запруд, подпорные стены, дренажные устройства, террасирование склонов, агролесомелиорация)

2) селепредотвращающие (регулирующие паводок плотины, водосбросы на озерных перемычках).

С введением сквозных заграждений небольшого размера, расположенных в местах зарождения селей, появилась возможность программировать характер ослабевания селей по мере распространения вниз по руслу. Важна и простота установки сеточного заграждения в сравнении со стационарным бетонным барьером, а значит, снимается острота проблем при замене или ремонте изношенной конструкции.

Существует Инструкция «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения проектирования» (СНиП 2.01.15-90). Нормы распространяются на проектирование сооружений и мероприятий инженерной защиты территорий, зданий и сооружений (в том числе линейных) от опасных геологических процессов (оползней, обвалов, карста, селевых потоков, снежных лавин, переработки берегов морей, водохранилищ, озер и рек, подтопления и затопления территорий) и их сочетаний и должны также учитываться при проектировании схем и ТЭО инженерной защиты (название документа англ.: Protection of Sites, Buildings, and Structures Against Geological Hazards - Basic Design Provisions).

Создание грамотной динамически смоделированной разветвленной системы защиты обширной территории на основе гибких каскадных сквозных заграждений может ослабить потоки в областях их формирования на уровнях выше точек соединения потоков в один. Необходим учет скоростей движения потоков, количества переносимого ими материала и направлений возможного перемещения обломочной массы.

Для предупреждения и ликвидации последствий вредного воздействия селевых потоков федеральными органами исполнительной власти, субъектов РФ принимаются меры. Ведется разработка программного обеспечения в?области промышленной безопасности, предупреждения чрезвычайных ситуаций и?гражданской обороны. Например, программный комплекс, разработанный на?основе программного обеспечения геоинформационной системы «Экстремум», имеющей сертификат соответствия №?ВР 14.2.0414- 2012 предназначен для оценки рисков на?потенциально-опасных объектах и?территориях. Имеет сертификат соответствия №?РОСС RU.0001.03 ЭЧ17.Н 0080. Делает возможными расчет показателей индивидуального и?социального риска с?построением F/N-диаграммы, построение карт потенциального территориального риска для опасного производственного объекта и?прилегающей к?нему территории.

С помощью информационно-аналитического комплекса «Аналитик» осуществляется оценка состояния участков трубопровода при воздействии опасных геологических процессов. Фирма Geobrugg совместно с WSL разработала две компьютерные программы, позволяющие рассчитать требуемые параметры барьеров в зависимости от характеристик селевого потока и рельефа. Бесплатно распространяемая программа DEBFLOW позволяет производить расчеты для определения реакции и взаимодействия всех компонентов противоселевых барьеров. Программа основана на десятках натурных испытаний в масштабе 1:1 и результатах лабораторных исследований. Программный комплекс FARO предназначен для моделирования противоселевых систем. С помощью этой программы можно моделировать воздействие на барьер не только селей, но и камнепадов, лавин и снежных оползней.

автомобильный дорога селевой поток

Список литературы

1. territoryengineering.ru› Сели и селезащита -- Журнал «Инженерная защита» Александр Кривцов

2. istina.msu.ru›Истина›7606757Обоснование типа селезащитных сооружений.

Размещено на Allbest.ru