Безопасность в кризисных ситуациях природного характера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Институт экономики и права

Кафедра «Промышленная экология и защита в чрезвычайных ситуациях»

Курсовая работа

На тему: «Безопасность в кризисных ситуациях в условиях схода лавин»

по дисциплине: «Безопасность в кризисных ситуациях природного характера»

Улан-Удэ, 2013

Содержание

Введение

1. Анализ кризисной ситуации вызванной сходом снежной лавины

1.1 Характеристика ЧС вызванная сходом снежной лавины

1.2 Опасность вызванная сходом снежных лавин

2. Характеристика Байкальской природной территории

3. Мониторинг и прогнозирование схода снежных лавин

4. Мероприятия по защите населения в условиях схода лавин

4.1 Система оповещения населения об угрозе схода снежных лавин

4.2 Эвакуация населения при угрозе схода снежных лавин

4.3 Инженерно технические мероприятия

5. Ликвидация кризисных ситуациях при сходе снежных лавин

Заключение

Список использованных источников

Введение

С каждым годом возрастает освоенность горных территорий -- строятся дороги, рудники, гидростанции, возводятся города, базы отдыха и спорта. Освоение гор связано с многочисленными природными процессами, протекающими здесь. К числу наиболее массовых природных явлений, распространенных повсеместно в горах, относятся лавины и сели.

Байкал является центром притяжения туристов не только нашей области, но и со всего мира. Котловину озера окаймляют Байкальский, Баргузинский, Приморский хребты, а так же Хамар-Дабан. Эти горы считаются высокими-2000 и более метров. А это одно из условий для образования лавин в зимне-весенний период.

Необдуманное природопользование в горных регионах (вырубка лесов на склонах, размещение объектов на открытых подверженных воздействию лавин территориях), выход на заснеженные склоны людей, сотрясения снежной толщи от техники приводят к активизации лавинной деятельности и сопровождаются жертвами и материальным ущербом.

Активное развитие горнолыжного туризма, строительство горнолыжных объектов, в том числе в рамках создания особой экономической зоны туристско - рекреационного типа на горе «Бычья» в Прибайкальском районе, а также необходимость как предупреждения схода лавин, так и организации аварийно - спасательных работ, обуславливают актуальность рассматриваемой темы курсовой работы.

Основными задачами курсовой работы являются:

Провести анализ кризисной ситуации, вызванной сходом снежных лавин.

Дать характеристику кризисной ситуации, вызванной сходом снежных лавин.

Провести мониторинг и прогноз кризисной ситуации, сходом снежных лавин.

Рассмотреть возможные мероприятия по защите населения в кризисной ситуации, вызванной сходом снежных лавин.

Рассмотреть комплекс мер по обеспечению жизнедеятельности населения в кризисной ситуации, вызванной сходом снежных лавин.

Разработать комплекс мер по ликвидации кризисной ситуации и ее последствий.

1. Анализ кризисной ситуации вызванной сходом снежных лавины

1.1 Характеристика ЧС вызванная сходом снежных лавин

Площадь лавиноопасных территорий в РФ составляет 3077,8 тыс. кв. км. (18% от общей площади страны), а еще 829,4 тыс. кв. км. относятся к категории потенциально лавиноопасных. Всего же на Земле лавиноопасные районы занимают около 6% площади суши -9253 тыс. кв. км. К этому числу относятся горы Юга Сибири.

Лавина, - это внезапный, стремительный, объемно нарастающий, «минутный» процесс перемещения снега, льда, воды, камней, грунта, продуктов вулканической деятельности и т.д., с одного высотного уровня на другой, ниже лежащий, под воздействием гравитации. Склоны, на которых могут образовываться лавины, имеют крутизну от 15 до 45 градусов. На более пологих склонах сползающий снег не может обретать разрушительную мощь, а на более крутых он просто не задерживается. Для того чтобы лучше представлять силу воздействия лавин, разложим процесс ее формирования на составляющие.(8)

Типы лавин

Свежевыпавший снег кажется нам легким, как пух, но его кубометр весит 50-60 кг. Кубометр слежавшегося снега весит уже 300-400 кг. Весной снежный покров насыщается водой и тот же кубометр становиться тяжелее еще почти в два раза. При падении лавины больших размеров, например, объемом в 100 тысяч кубометров, ее вес может достигать 70 тыс. тонн. При остановке лавины снег настолько спрессовывается, что с ним, очень часто, не сразу может справиться даже мощный бульдозер.

Выделяют 3 основных типа лавин: осовы, лотковые и прыгающие.

Осов - снежный оползень. У него нет определенного канала схода. Часто снежный склон протяженностью в сотни метров отрывается и скользит вниз.

Лотковые лавины - несут снег по строго определенному руслу, безлесым углублениям в склонах, лоткам.

Прыгающие лавины - свободно падают на дно долины через отвесные участки скал или льда.

На северном склоне Заилийского Алатау преобладают лотковые лавины 80%. Осовы и прыгающие лавины наблюдаются гораздо реже, соответственно 18% и 2%.

Лавина из рыхлого снега (лавина из точки)

Лавина из рыхлого снега начинается с обрушения небольшого количества снега, потерявшего сцепление со склоном и захватывающего все больше и больше новых порций снега по мере движения. Издали, кажется, что лавина начинается из одной точки и, двигаясь по склону, развертывается веером в треугольник. Такие лавины обычно захватывают только верхние слои снега, но, тем не менее, они могут быть довольно большими и разрушительными. Существуют лавины, связанные с таянием снега, и пылеватые лавины с ударным фронтом и снего-воздушной волной.

Лавина, вызванная обрушением карнизов

Карнизы образуются, когда переносимый ветром снег оседает горизонтально на острых выступах рельефа, таких как вершины гребней и стенки ущелий. Эти карнизы могут

обламываться по краям. При падении они часто вызывают более крупные оползания на подветренном, перегруженном снегом склоне, провоцируя лавину.

Ледяные обвалы и пульсации ледников

Ледовые лавины вызываются обрушением неустойчивых ледяных блоков на ледопадах или с крутых или нависающих частей языка ледника. Такие «висячие» ледники или части ледника легко заметить, но ледяные лавины, как правило, непредсказуемы, потому что надвигающийся ледяной обвал трудно предсказать. В тех районах мира, где существуют пульсирующие ледники, возникает дополнительная угроза, прорыва подпрудных ледниковых озер. Например, обрушение языка ледника вблизи вершины Уаскаран в Кордильера-Бланка (Перу) вызвало образование селевого потока, который снес гору Юнгай, и унес 18 тысяч человеческих жизней.

Дальностью выброса лавины называется расстояние, измеренное по горизонтали от линии ее отрыва до границы распространения конуса выноса.лавина ландшафт склон снежный

Формирование снежного покроваСнежная толща накапливается слой за слоем с каждым новым снегопадом или метелью. Структура и прочность слоев подвергаются изменению на протяжении всей зимы. Эти изменения помогают определить прочность снега, так как от них зависит, насколько прочно отдельные снежные зерна связаны друг с другом внутри слоя и между слоями. Есть слои прочные, есть слои слабые.

Структура снежного покрова

Прочные слои обычно состоят из компактно расположенных маленьких, округлых кристаллов снега. Слабые слои состоят из слабо связанных или несвязанных кристаллов снега. Для появления тонкого слабого слоя достаточно лишь несвязанного контакта двух слоев. Внутри снежной толщи могут существовать различные сочетания слабых и прочных слоев. Также, структура снежной толщи сильно варьирует в зависимости от сезона, местоположения и метеорологических условий. Даже на небольшом склоне высота снежного покрова может колебаться от десятков сантиметров до нескольких метров, соответственно различны и свойства этой снежной толщи.

Условия схода лавины

Снежный покров считается устойчивым, когда сцепление снега больше оказываемого на него воздействия. Для схода лавины необходимо, чтобы что-то нарушило это равновесие, и давление на толщу снега или внутри нее оказалось равным силам сцепления. Этот баланс может быть нарушен: увеличением давления, уменьшением сил сцепления внутри снежной толщи, и тем и другим одновременно.

Лавиноопасная погода

Погода - архитектор лавин. Погодные условия даже в большей степени, чем другие факторы, влияет на устойчивость снежного покрова, меняя равновесие между силами сцепления и нагрузки.

Атмосферные осадки

Тип осадков

Влияние осадков заключается в увеличении нагрузки на снежную толщу, что способствует сходу лавин. Новый снегопад или дождь, особенно сильный, может сделать снег крайне неустойчивым. Важное различие между этими двумя типами осадков состоит в том, что свежий снег может усилить прочность снежной массы, в какой-то мере связывая ее. Ливень же увеличивает вес, не добавляя прочности слоев. Кроме того, сильный дождь ослабляет слои, согревая их и разрушая связи между зернами снега и между снежными слоями. В начале влажный снег становится крайне неустойчивым, но после промерзания он может оказаться прочным и устойчивым. Пропитанные дождем слои превращаются в ледяные корки, увеличивающие сцепление в снежной толще. Однако эти корки образуют гладкую поверхность, по которой сходят лавины.

Количество осадков

Нет однозначного ответа на вопрос, какого количества снега достаточно для возникновения неустойчивости и последующего схода лавин. Во время одних снегопадов может выпасть больше 60 см свежего снега и лавин практически не происходит, во время других выпадает 10 см и возникает высокая лавинная опасность. Отчасти это зависит от связующих свойств свежевыпавшего снега, так же как и от прочности слоёв внутри снежной толщи. Однако, как правило, сход лавин происходит под воздействием дополнительной нагрузки от большого количества выпавших осадков или нанесенных ветром.

Интенсивность осадков

Реакция снежной толщи на нагрузку в большой степени зависит от веса выпавшего снега и темпов его накопления. При интенсивном снегопаде снежная толща мгновенно реагирует массе свежевыпавшего снега, так как не в состояние выдержать эту нагрузку.

Эта масса называется «критической массой свежевыпавшего снега», и она составляет при сухом и холодном свежевыпавшем снеге со снежинками стандартного типа - 12 см при слабом ветре и 6 см при сильном ветре. Лавиноопасность после интенсивного снегопада сохраняется в течение 2-3 дней, в зависимости от процессов, происходящих внутри снежной толщи.

Продолжительность осадков

Медленно растущая толща снега обычно реагирует, пластично перетекая, изгибаясь и деформируясь, хотя обрушение все ещё может произойти, особенно если есть глубокий неустойчивый снежный слой. Чем быстрее идет накопление снега, тем быстрее снежная толща отреагирует на дополнительный вес.

При одинаковых условиях 60 см нового снега, выпавшего за 10 часов, скорее создадут критическую ситуацию, чем 60 см снега, выпавшие в течение 3 дней. При изменении интенсивности и направления ветра задача значительно усложняется.

Типичные лавиноопасные погодные условия

Большое количество снега, выпавшее за короткий промежуток времени

Сильный ливень

Значительный ветровой перенос снега

Продолжительный холодный и ясный период, последовавший за интенсивными осадками или метелью

Снегопады поначалу холодные, затем теплые или наоборот

Быстрое повышение температуры (около или выше 0 °С) после длительного холодного периода

Продолжительные периоды (более 24 часов) с температурой близкой к 0 °С

Интенсивная солнечная радиация

1.2 Опасность вызванная сходом лавин

Наибольшая опасность схода лавин возникает при толщине снега 50-70 см и крутизне склона 25-50 град. Следует помнить, что мокрый снег представляет собой гигантский груз, который давит людей, попавших в эту лавину. Ведь каждый кубический метр такого снега имеет вес до 800 кг! Снег своей массой так плотно охватывает человека, что полностью сковывает его движения.

Скованность движений попавшего в мокрую лавину человека объясняется не только большим весом снега, но и вторичным замерзанием снежных масс. В момент остановки лавины в ее конусе из-за большого давления снежных масс температура внутри их повышается.

Образовавшиеся при этом талые воды заполняют промежутки между сплавившимися частицами снега и вскоре при понижении температуры замерзают. Образуется так называемый снежный "цемент", не поддающийся лопате и с трудом разбивающийся под ударами ледоруба..(9)

Сухие лавины обычно сходят из-за незначительного сцепления между недавно выпавшим или перенесенным снегом и плотной оледеневшей коркой, укрывающей склон. Чаще всего сухие лавины появляются в условиях низких температур, когда плотность свежевыпавшего снега составляет менее 100 кг/кв.м. и более. При этом плотность снежной массы может достигать 150 кг/куб.м.Попав в сухую лавину, человек задыхается от снежной пыли.

В результате схода снежной лавины

Двое французских туристов погибли под снежной лавиной на территории нашей страны, происшествие случилось накануне днем на границе Иркутской области и Республики Бурятия.

Одна из иркутских туристических фирм принимала группу из Франции и Швейцарии. На вертолете их доставили в горы в районе речки Осиновка. Там туристы катались на сноубордах, хотя гиды предупреждали об опасности схода снежных лавин, произошла во время одного из спусков. Лавина накрыла шестерых человек. Четверых сноубордистов извлекли живыми; двое погибли. Один получил травмы несовместимые с жизнью. Второго нашли позже,но он находился на большой глубине.

В ходе визита представителя МЧС России, генерал-майора Сергея Шапошникова, в Хакасию обсуждались вопросы безопасности туризма. По словам представителя МЧС, отныне группы туристов обязательно должны иметь радио-маячки. Если в группе будет радио-маячок - путешественники, в случае беды, смогут дать сигнал помощи спасателям

На перегоне Дабан-Дельбичинда Северобайкальского региона ВСЖД произошел сход лавины перед рабочим поездом. В результате локомотив и один вагон сошли с рельс.

Северобайкальского района республики Бурятии. Снежная лавина упала прямо перед движущимся рабочим поездом. Жертв и пострадавших нет. В восстановительных работах было задействовано более 60 человек. Комиссия ВСЖД выехала на место происшествия для проведения расследования.

- В 18 километрах юго-западнее от населенного пункта Выдрино с горы Большой Мамай сошла снежная масса. В результате под завалами оказались три человека, из них двое - спаслись, один мужчина - житель Ангарска Иркутской области 1979 года рождения не найден, - сообщили в МЧС Бурятии.

По словам представителя Байкальского поисково-спасательного отряда, спасателям удалось найти каску туриста и его снегоход. В данный момент поисковые работы продолжаются, на поиски были отправлены 12 спасателей Слюдянской и Никольской поисково-спасательных служб, 16 спасателей Бурятской республиканской поисково-спасательной службы, пишет Бабр.ру.

Мункум-Сардымк высшая точка Саян (3491 м). Одноимённое название имеет участок хребта Большой Саян в районе вершины. Вершина находится на границе Бурятии (Россия) и Монголии рис 4.

Хребет Мунку-Сардык имеет явный альпийский рельеф. Горные долины имеют ледниковое происхождение. На Мунку-Сардык и некоторых других вершинах и сейчас находится несколько небольших ледников (общая площадь оледенения около 1,3 кмІ). В настоящее время площадь ледников активно сокращается. К северо-западу от Мунку-Сардык находится Окинское плато, на котором берут начало реки Ока (приток Ангары), Иркут и Китой.

Хребет сложен большей частью гранитами. В речных долинах до высоты 2100 м встречаются леса, выше на склонах -- альпийские луга, горные тундры и каменистые россыпи.

Впервые восхождение на вершину совершил Г. Радде в 1858 году.

Мункум -- от бурятского слова М?нхэ -- вечно, вечный, вековечный, извечный. Сардык -- ?арьдаг (сарьдаг) -- голец. Таким образом, название можно перевести как «вечный голец». Бурятское произношение М?нхэ ?арьдаг; иногда буряты называют М?нхэ Сагаан ?арьдаг -- «вечнобелый голец», так как вершина его одета вечным льдом и снегом.(Рис4)

Рис. 4 Мунку сардык

Туризм и альпинизм

Мунку-Сардык, самая высокая точка Саян, высотой 3491 метр - культовая вершина для альпинистов Бурятии и Иркутска. Каждый год в начале мая туда съезжаются сотни желающих совершить восхождение, благо, проложен проверенный туристический маршрут ..рис5)

Рис. 5 Восхождение туристов на Мунку сардык

Массив вершин ы представляет интерес для альпинизма и горного туризма. На вершину Мунку-Сардык согласно классификатору альпинистских маршрутов России проложены альпинистские маршруты 1Б, 2А и 2Б категории сложности[2]. В хребте Мунку-Сардык присутствуют и другие вершины с классифицированными альпинистскими маршрутами: Динамо, Крылья Советов, Леонова, Опасная, Эскадрилья и др. Большинство групп туристов совершают восхождения на эту вершину в начале мая. Начало маршрута проходит по оледенелому руслу рек Белый Иркут и Мугувек в живописном каньоне. Подъём на саму Вершину по наиболее простому маршруту(1бк/с) осуществляются по северному гребню. По линии хребта Мунку-Сардык проходит граница России и Монголии.

Трагедия на мунку-сардык: погиб спасатель

Виталия Тихонова нашли под полутораметровым слоем снега. Причиной его гибели стала лавина

Трагедией закончился учебно-тренировочный поход группы Байкальского поисково-спасательного отряда (БПСО). Под внезапно сошедшей лавиной погиб опытный спасатель и просто человек с большой буквы Виталий Тихонов. Сборы в горах для сотрудников БПСО -- привычное дело, здесь они тренируются, отрабатывают спасательные работы в реальных условиях. В этот раз на Мунку-Сардык (высшая точка Саян) группа Виталия Тихонова среди прочих проходила лавинные занятия. Проходила уже не в первый раз, но, к большому сожалению, все человеческие знания и опыт иногда оказываются бессильны перед беспощадной стихией.

Виталий Тихонов не раз ходил в тренировочные походы на Мунку-Сардык, прекрасно знал местность и меры безопасности, но противостоять грозной внезапной лавине было невозможно.

снежный лавина чрезвычайный байкальский

2. Характеристика Байкальской природной территории

Располагается в Южной части Восточной Сибири площадью 386км2. Границы Байкальской природной территории утверждены распоряжением Правительства Российской Федерации от 27 ноября 2006 г.№1641-р»О границах Байкальской природной территории(3).

Лавиноопасные районы на территории Иркутской области приурочены к среднему течению р. Ангары и верховьям рек Тагул, Уда, Ия, Ока, Белая, Иркут и Лена.

Наиболее лавиноопасными являются склоны хребтов Тагульский, Бирюсинский, Шитский, Кропоткинский, Тункинские гольцы, Северо-Байкальское нагорье и Патомское нагорье. Здесь развита густая сеть эрозионных врезов, из которых ежегодно возможен сход снежных лавин.

Климатические условия лавинообразования способствуют образованию снежных лавин. Температура воздуха в самый холодный месяц года - январь - равна 20-25 градусов. Количество осадков достаточно для образования снежного покрова высотой 100 см, а в верховье рек до 150 см. Продолжительность залегания снежного покрова превышает 150-180 дней. Период лавинной активности составляет 90-120 дней, начиная с декабря-января по март. Пик лавинной активности отмечается в марте, при сходе лавин снегопадов и весеннего снеготаяния. К этому же периоду приурочен сход наиболее крупных лавин, объемом до 100 тыс. куб. м.

В среднем течении р. Ангары сход лавин отмечается неежегодно, густота лавинных очагов менее 1 на 1 км дна долины. Объемы лавин не превышают 10 тыс. куб. м. Образование лавин вызывается снегопадами, с пиком в январе-феврале.

Система хребтов Восточного Саяна простирается почти на 1000 км по южной окраине Сибири между истоками р. Енисея и левых притоков р. Ангары. Протяженность Западного Саяна составляет около 600 км. Простирается он от истоков р. Абакана до верховьев р. Казыра. На стыке Западного и Восточного Саян образуется мощный горный узел, состоящий из хребтов Крыжина, Удинского, Большого Саяна и других. К югу от Саян располагаются Тоджинская и Тувинская котловины, разделенные хр. Академика Обручева. А Тувинская котловина отделена от плато Монголии хребтами Цаган-Шибэту, Западный и Восточный Танну-Ола и нагорьем Сангилен.

В геоморфологическом отношении они относятся к категории возрожденных гор на месте новейших сводовых поднятий, осложненных разломами. На водоразделах сохранились участки древних выровненных поверхностей (в Саянах выше 1200 м), над которыми возвышаются отдельные массивы. Сложены горы преимущественно метаморфизованными породами; на плоскогорьях Восточного Саяна местами сохранились базальтовые покровы и древние вулканические конусы.

Западный Саян - глубоко расчлененный горный массив с высотами 2500-2700 м (самая высокая вершина - г. Кызыл-Тайга - 3121 м); преобладают сравнительно округленные нерезкие формы вершин, массивные гольцы, но сильно врезанные долины рек (глубина расчленения 1500-2000 м) представляют глубокие крутостенные ущелья. В центральной части выше 2000 м поднимаются хребты альпийского типа, характеризующиеся зазубренными формами и пиками.

В Восточном Саяне, представляющем высокое нагорье (2700 - 3400 м, при максимальной высоте 3491 м - г. Мунку-Сардык), глубоко расчлененное речными долинами, еще более развиты обширные выровненные водораздельные поверхности.Над которыми поднимаются резко изрезанные альпийские пики наиболее высоких хребтов - Китойских и Тункинских гольцов и Мунку-Сардыка. При этом высота хребта в направлении на юго-восток увеличивается. Наиболее обширный участок альпийского рельефа расположен в хребтеКрыжина и Агульских белках в районе стыка Западного и Восточного Саяна. В районах с альпийским рельефом все склоны достаточно круты и благоприятны для лавинообразования.

Здесь наиболее развита сеть лавиносборов - каров, цирков, денудационных воронок площадью в среднем 0,6 - 0,8 кв. км. На остальной территории Саян склоны лавиноопасной крутизны встречаются лишь по бортам глубоко врезанных долин.

Плоскогорья выше границы леса, на которых до 10-11 месяцев лежит снег называются здесь белогорьями. А покрытые снегом круглый год вершины именуются белками.

Тоджинская и Тувинская котловины имеют отметки днищ 600 - 1500 м. Хр. Академика Обручева и Сангилен с характерными высотами около 2000 м и максимальной - 2895 м. имеют альпийский облик и резко расчленены. Высота хребтов Западный и Восточный Танну-Ола составляет 2000-2500 м. В западной части (максимальная высота 3061 м абс.) характерны резкое расчленение и альпийские формы, а в восточной (наибольшая высота 2591 м абс.) массивный гольцовый рельеф.

Большая густота сети лавинных очагов (5 - 10 шт./км) наблюдается на наветренных северо-западных и западных склонах Саянского хребта на Западном и хребтов Крыжина и Удинский на Восточном Саяне. Хребты, имеющие массивный среднерасчлененный среднегорный рельеф, обычно характеризуются густотой лавинной сети от 1 до 5 шт./км. К ним относятся большая часть Западного Саяна, хребты Танну-Ола, нагорье Сингилен. Преобладают очаги лоткового типа. Обширны территории и с малой густотой лавинной сети (менее 1 шт./км), практически с отдельными, небольшими лавиноопасными участками среди нелавиноопасных. К ним относятся районы низкогорного обрамления Восточного Саяна и восточных склонов Тувинской котловины.

Своеобразие климата Саян определяется их положением в центре материка, значительной приподнятостью над уровнем моря и сложностью орографии. В зимнее время они оказываются на северном краю Азиатского максимума атмосферного давления, развивающегося над Монголией. В такой обстановке циклоническая активность существенно ослабевает. К Саянам приходит в основном арктический воздух. Континентальность климата растет с запада на восток, но особенно от западных и северных склонов горных массивов на юго-восток, в сторону Монголии. Зима в высокогорном поясе суровая и продолжительная, преобладает сухая ясная погода. Средняя январская температура в Тувинской котловине равна - 32 оС, минимальная температура опускается до - 50оС. На склонах гор значительно теплее (- 18 оС в Западном и - 20 оС в Восточном Саяне). В предгорных и межгорных котловинах часто устанавливаются температурные инверсии. Среднемесячная температура воздуха выше 0 оС в горах отмечается в июне - августе, продолжительность безморозного периода 90 - 60 дней и менее. Средняя годовая температура воздуха на западных склонах Восточного Саяна около - 3,8 оС, в центральной части - 5,4 оС, а близ самых высоких вершин может снижаться до - 10 оС. Заморозки и снегопады в наиболее высокой части гор возможны в любой месяц года. Резкие контрасты характерны для распределения осадков: на северных склонах Западного Саяна и на западных Восточного Саяна (Гутарский, Бирюсинский хребты, Китойские и Бельские Гольцы) выпадает до 800 мм осадков в поясе ниже 2000 м над уровнем моря и 1000-1200 мм выше, вплоть до 1800 мм в истоках Большого Енисея; из них 25 - 30% приходятся на зимнее время. Несколько меньше осадков отмечено на северных склонах Окинского, Пограничного хребтов и Тункинских Белков. На склонах rop, обращенных к востоку и югу, годовое количество осадков в 2 - 4 раза меньше: 400 - 450 мм на Окинском плоскогорье в Восточном Саяне. Особенно мало осадков в Тувинской и Тоджинской котловинах, климат которых относится уже к монгольскому типу. На окружающих горных склонах годовая сумма осадков до 200 - 400 мм, на дне котловин 100 - 300 мм, причем за зиму местами лишь 10 - 20 мм, меньше, чем в пустынях Средней Азии. Доля твердых осадков изменяется от 10 - 15 (дно долин) до 35 - 40% (более 1000 м над ур. м.), причем на высоте выше 3200 м над ур. м. все осадки выпадают в твердом виде.

Снежный покров на северо-западных склонах Западного Саяна и в Кизир-Казырском узле достигает большой мощности - около 150 см, в верхней зоне (высота выше 1500 м абс.) - 250 см, а в Восточном Саяне - 60 см (до 100 см в верхних частях). Толщина снежного покрова на склонах хр. Танну-Ола составляет 40 см, на склонах хр. Сенгилен - более 50 см. В Минусинской и Тувинской котловинах он незначителен, менее 30 и 20 см соответственно. Число дней со снежным покровом в Западном Саяне составляет за зиму 180 - 220, а в остальных районах - 200 - 250. В Восточном Саяне длительная, безоттепельная зима определяет значительную продолжительность периода с устойчивым снежным покровом. Наиболее короткий период залегания устойчивого снежного покрова (пять месяцев) характерен для Тункинской, Окинской котловин, слаборасчлененного Присаянья, а наиболее длительный период (восемь месяцев) устанавливается в высокогорье (2500 м над ур. м.). Наиболее ранняя дата разрушения снежного покрова (конец февраля) наблюдается в Мондинской, Тункинской котловинах. В высокогорье снег сохраняется до мая - июня, а в глубоких ущельях он лежит круглый год. Прирост толщины снежного покрова наиболее интенсивен в первую половину зимы. Максимум снегонакопления достигается в марте.

Снеговая линия на ледниках Саян лежит на высотах от 2000-2300 м на западе до 2400-2500 м на востоке. «Уровень 365» расположен приблизительно на 500 м выше, т.е. на отметках 3200 - 3900 м.

Зимой господствует безветренная погода, но при прохождении циклонов, захватывающих в основном северную часть района, в Западном и Восточном Саяне наблюдаются юго-западные и северо-западные ветры, особенно сильные весной и осенью. Наибольшее число суток с ветром наблюдалось весной (апрель - май) и осенью (сентябрь - октябрь). В гольцовом поясе наибольшая скорость ветра отмечалась в ноябре - декабре, которая достигала 40 м/с. В Восточном Саяне метелевый перенос наблюдался на высоте выше 1700 м над ур. м. в течение 50 - 80 сут в году. В защищенных местах и в понижениях рельефа число суток с метелью в году уменьшается до 5 - 15. Основное перераспределение снега осуществляется низовыми и общими метелями. Скорость ветра при метелях достигает 6 - 13 м/с. Метелевый перенос связан с ветрами северо-западного направления (70% всех случаев). В районе гребней образуются карнизы мощностью в несколько метров.

Продолжительность лавиноопасного периода в Саянах с присущими их климату снегопадами в самом начале зимы близка к продолжительности залегания снежного покрова. Первые лавины отмечаются уже в октябре, а последние в июне. Лавины в Западном Саяне чаще всего сходят с ноября, а в Восточном Саяне - с января по апрель. В Саянах осенне-раннезимний пик лавинной опасности выражен слабо, поскольку количество снегопадов невелико. Главный пик лавинной активность в Саянах приходится на период весеннего увеличения осадков и температуры воздуха (март - май), когда сходят лавины всех возможных типов - от перекристаллизационных до обусловленных снеготаянием. В январе - феврале число лавин минимально; почти все они связаны с выпадением небольших осадков на снежный покров, подготовленный к сходу перекристаллизацией.

В целом среди факторов лавинообразования явно преобладают снегопады. Критическая интенсивность осадков в Саянах 10 мм/сут, а при наличии в снежной толще горизонтов, ослабленных перекристаллизацией - 5 мм/сут.

Интенсивные снегопады выделяются в качестве основного фактора в хребтах, перехватывающих влагу западного переноса - на наветренных склонах Западного и Восточного Саян. Число дней с осадками 10 мм/сут, определяющее число дней с лавинами свежевыпавшего снега, изменяется по территории в широких пределах. Всю территорию Саян интенсивные снегопады охватывают крайне редко, чаще они проходят либо в западной, либо в восточной их части.

Метелевое снегонакопление и развитие метелевых лавин ограничено участками хребтов выше границы леса.

Процессы сублимационной перекристаллизации широко развиты во внутренних районах, в горном обрамлении Тоджинской, Тувинской котловин и др. Здесь они приводят к возникновению лавин из сложностратифицированного снега чаще, чем в других районах.

Многократный в течение года сход лавин наблюдается в осевой части Западного и Восточного Саян, хр. Академика Обручева и Сангилен, где на протяжении зимы часто происходят обильные снегопады. Ежегодно сходят лавины в большинстве средне- и низкогорных районов Западного и Восточного Саян. Тувинская котловина и предгорные зоны Восточного Саяна относятся к районам с неежегодной повторяемостью лавин. Сход лавин, как правило, происходит здесь только в многоснежные зимы.

Наиболее мощные лавины наблюдались в бассейне р. Казыр - до 100 000 м.куб. Лотковые лавины и осовы возникают здесь на крутых, лишенных растительности склонах южной и восточной экспозиции с перепадом высот в 250 м.

В альпийском и субальпийском ландшафтных поясах в многоснежные зимы возможны лавины объемом 150 - 500 000 м.куб.

Средние для региона объемы лавин характерны для среднегорной части Западного Саяна, осевой зоны хр. Танну-Ола и нагорья Сангилен.

На большую часть территории приходятся малые значения суммарных объемов лавин: это низкогорное обрамление Восточного Саяна и Тувинской котловины.

3. Мониторинг и прогнозирование схода снежных лавин

Лавиноведение располагает солидным арсеналом методов оценки распространения явления, изучения динамики его развития, прогноза опасности. Благодаря созданию широкой сети наземных наблюдений, применению дистанционных методов исследований накоплен обширный информационный материал о местах схода лавин, их повторяемости и других параметрах, факторах возникновения и катастрофических последствиях . В некоторых странах созданы кадастры лавин. Базы данных о лавинах оформлены и в электронном виде. В Швейцарском институте снежных и лавинных исследований хранится информация о более чем 8000 случаях сходов только катастрофических лавин. Режимно-справочный банк данных на магнитных носителях создан в Среднеазиатском научно-исследовательском гидрометеорологическом институте, в который стекалась снеголавинная информация со всей территории РФ. Разработаны и реализованы в виде карт методики картографирования лавинной опасности в различных масштабах. Венцом картографического направления лавинных исследований стали карты, созданные для Атласа снежно-ледовых ресурсов мира На смену традиционным бумажным носителям, информации, составление и обработка которых достаточно трудоемки, пришли цифровые карты и компьютерные базы данных. Объединение двух способов хранения информации дало импульс развитию принципиально новой технологии геоинформационных систем (ГИС).

В общем виде роль ГИС-технологий в лавинных исследованиях сводится к синтезу знаний о рельефе, климате и предшествующих событиях, с целью определения возможности схода снежных лавин. Для этого в среде ГИС оцифровываются уже готовые карты или создаются новые проекты. Анализ работ, посвященных использованию ГИС в лавинных исследованиях, показал, что ГИС-технологии в настоящее время применяются для решения следующих задач:

Выявление зон зарождения лавин

Исходный масштаб цифровой модели рельефа, используемой при создании проекта, определяется специалистами в соответствии со спецификой решаемых задач. Матрица абсолютных высот рельефа имеет шаг на местности от 25 м при крупномасштабной основе до 200 и более метров. Выделение лавиноопасных территорий производится путем анализа соответствия условий территории определенным критериям. В первую очередь оценивается рельеф местности.

На генерируемой карте углов наклона горных склонов выделяются участки с наиболее

благоприятными условиями для возникновения лавин. Диапазон значений крутизны потенциальных зон лавинообразования определяется по статистическим данным. К примеру в Каталонских Пиренеях наибольшее количество лавин образуется на склонах 28-50о, в долине Engadine (Швейцария) 30-50о , Кабардино-Балкарии 25-45о.

Для выделения лавиноопасных территорий, а также для дальнейших расчетов требуется определить возможность существования в пределах исследуемой территории второго важнейшего фактора образования лавин - снежного покрова. Для этой цели привлекаются данные стандартных метеорологических и специализированных полевых наблюдений, космо- и аэрофотоснимки.

ГИС-технологии используются для моделирования процессов и явлений, определяющих условия схода снежных лавин. С целью изучения пространственного распределения снежного покрова - выявления зон аккумуляция и сноса снега, его динамики, характеристик снеготаяния генерируются карты экспозиции склонов.

Расчетную схему для отдельного лавинного очага (исходный масштаб 1:10 000) составляет зависимость толщины снежного покрова на участке склона от высоты, крутизны и ориентации участка с использованием эмпирических коэффициентов.

Следующим этапом выявления лавиноопасных территорий является

2. Определение зон поражения

Создатели ГИС, ограничившись определением благоприятных для лавинообразования склонов гор, автоматически исключили из разряда лавиноопасных лежащие ниже выположенные поверхности днищ долин. Методика выявления лавиноопасных территорий, успешно реализуемая в мелком масштабе, использованная в данной работе для среднего масштаба оказалась неприменимой.

При определении максимальной дальности выброса лавин для генерируемых средствами ГИС продольных профилей очагов используются известные модели движения лавин, проводится типизация профилей по форме и расчет с применением регрессионного анализа.

Границы зон поражения уточняются при полевых исследованиях, по результатам аэрофотосъемок, фотоснимкам горных склонов, опросам местных жителей.

Значительным подспорьем при выделении лавиноопасных территорий могло бы стать наличие в ГИС слоя ландшафтов (растительности). В настоящее время ландшафтный метод используется упрощенно - залесенные участки исключаются из числа потенциальных зон зарождения лавин, что методически не всегда и не везде оправдано.

Конечным продуктом операции выделения лавиноопасных территорий являются карты регионов с границами лавиноопасных площадей, зон поражения лавинами с различной степенью вероятности.

Создание кадастров лавинных очагов, баз данных о лавинах

Создание всех проектов лавинных ГИС предусматривает наличие статистических данных. Современные программные средства (системы управления базами данных) идеально подходят для хранения и обработки информации. Функция запросов к базе данных позволяет осуществлять выборки любой необходимой информации и представлять ее в необходимом вид. Аккумулированные в кадастре данные используются для получения справок о режимной информации, создания методик прогноза схода лавин. С применением ГИС - технологий, обеспечивается визуализация данных о прошедших событиях.

Прогноз лавинной опасности

Он заключается в следующем:

На исследуемом склоне при помощи снежной лопаты вырезают изолированный блок в виде трапеции. Меньшее основание трапеции, длиной в горнолыжную палку, должно лежать в верхней части, а большее, длиной с лыжу, внизу по склону.

Под большим основанием вырывают траншею глубиной около одного метра и шириной 20-30 см.

Этот метод можно модернизировать под свою технологию, проведя определенное количество экспериментов.

Наблюдая за скоростью передвижения снежного покрова так же можно спрогнозировать сход лавин. Дело в том, что за сутки массы снега перемещаются вниз по склону на 1 - 12 сантиметров, а за несколько часов до схода лавины скорость резко увеличивается. Эти изменения фиксируются с помощью вертикально стоящих зондов, которые движутся вместе со снежным массивом.

Достаточно широко ГИС - технологии применяются при создании прогнозов схода снежных лавин по методу подобия образов. Швейцарские исследователи составили базу данных о сходе лавин - их размерах и метеорологических условиях, сопровождающих обрушения, определили и наложили на генерированную карту лавиноопасных территорий частоту и дальность выброса лавин. Прогноз производится при сравнении текущих метеоусловий с критическими, определяемыми по базе данных. При этом прогнозируется время обрушения и размер лавин.

Для составления прогноза лавинной опасности сотрудники Цеха противолавинной защиты ОАО «Апатит» с использованием цифровой модели распространения снежного покрова получают распределение напряжений в снежной толще на склоне.

Оригинальная методика прогноза схода снежных лавин с применением ГИС - технологий предложена для создания Национального снеголавинного бюллетеня Швейцарии. Топографической основой служит цифровая модель рельефа масштаба 1:25 000. Методика предусматривает поступление оперативной снежнометеорологической информации. Всем факторам лавинообразования (геоморфологическим, рассчитываемым по цифровой модели, и метеорологическим, полученным по результатам наблюдений) присваивается в зависимости от значения свой весовой коэффициент. В зависимости от направления влагонесущего потока меняется весовой коэффициент ориентации склона. По значению произведения весовых коэффициентов определяется степень лавинной опасности в соответствии с европейской шкалой лавинной опасности- каждой ступени соответствуют определенные экспертами пороговые значения произведения. Конечным продуктом являются генерируемые средствами ГИС карты толщины снежного покрова, прироста снега (за последние сутки), суммы свежевыпавшего снега за последние 3 дня, и, наконец, карты прогноза лавинной опасности на отдельные горные массивы и на всю территорию страны. Уточнение прогноза осуществляется специалистами-лавинщиками.

В ближайшей перспективе создание методик прогноза мокрых лавин. Цифровая модель рельефа и генерированные слои углов наклона и экспозиции склонов используются для расчета характеристик снеготаяния. Полученные по цифровой модели параметры склонов применяются для расчетов, к примеру, поступления солнечной радиации.

Цели создания ГИС - проектов, включающих лавинную тематику, сводятся к определению состояния исследуемой территории на предмет возникновения лавинной опасности. Это:

- обеспечение планирующих, проектных, контролирующих организаций сведениями о распространении природных опасностей, создание земельного кадастра, выбор оптимальных мест под строительство линейных и площадных объектов (Россия, США, Швейцария, Австрия и др.); - экологический контроль региона - влияние лавин на динамику ландшафтов, характер и границы растительных сообществ; - выбор безопасных путей передвижения туристских групп; - изучение взаимосвязей опасных природных и антропогенных явлений (Россия, США).

Перспективным направлением для применения ГИС-технологий представляется долгосрочный прогноз лавинной активности в связи с глобальным изменением климата, разрабатываемый в НИЛ снежных лавин и селей МГУ. Решение данной задачи осуществляется в мелком масштабе. Также мелкомасштабными являются рабочие проекты «Лавины России» и «Опасные гляциально-нивальные процессы». В основу последнего положена база данных о катастрофических лавинах во всем мире. Метод прямого (полевого) определения лавинной опасности. В состав регулярных снеголавинных наблюдений входят изучение стратиграфии снежной толщи, замеры толщины снежного покрова, определение физико-механических свойств снега - плотности, временного сопротивления сдвигу и разрыву, твердости, предела прочности и др. Измерения проводятся в непосредственной близости от лавинных очагов на безопасных участках, имеющих по мере возможности, сходные с лавиноопасными склонами параметры (крутизна, экспозиция). Простейшая статистическая обработка данных наблюдений позволяет установить эмпирические зависимости, позволяющие используя результаты измерений, определить возможность обрушения лавин (таб. 1). По мере накопления материалов строятся типовые совмещенные стратиграфические колонки и эпюры распределения прочностных характеристик по вертикальному профилю, сравнением с которыми оценивается степень лавинной опасности и определяется тип ожидаемых лавин.

Таблица 1 Эмпирические зависимости для прогнозирования лавинной опасности по данным зондирования конусным зондом

Лавинная опасность	Сопротивление зонду R, кг	Сцепление С»1,4R кг/дм2	Соотношение прочности соседних слоев
Серьезная (лавина может возникнуть в ближайшее время)	Менее 1,5	Менее 2	Более 4
Средняя (лавина может возникнуть при механическом нарушении снежного покрова)	1,5-5	2-7	2,5-4
Низкая (почти полностью отсутствует угроза возникновения лавины)	5-21	7-30	2,5-1,5
Отсутствует	Более 21	Более 30	Менее 1,5

Лавинными службами многих стран разработаны системы тестов устойчивости снежной толщи. В ходе тестов выявляются ослабленные слои и оценивается усилие, необходимое для сдвига и просадки снежного пласта на конкретном горном склоне (в лавинном очаге). При этом для оценки используются как количественные, так и качественные определения. Простейшие действия с применением подручных средств (лопата, лыжи) позволяют определить степень лавинной опасности на горном склоне не только специалистам, но и всем работающим и отдыхающим в горах. В ряде стран овладение тестами входит в обязательную программу обучения горнолыжных и альпинистских инструкторов.

Так называемый «тест лопатой» (Shovel Shear Test) выполняется на вырезаемом в снежной толще блоке снега. Усилие, требуемое для отрыва вырезанного блока снега, оцениваемое качественно, является субъективным показателем устойчивости снега. На основании наблюдений делаются выводы о степени лавинной опасности склонов. Если снег очень неустойчив, то слабый слой отрывается сразу же, как только вырезаются все четыре грани блока. Если отрыва не происходит, то его можно вызвать, толкая блок лопатой вниз по склону.

В последние годы для испытания снега применяются «тест скользящего блока» (Rutschblock Test), разработанный специалистами Швейцарского института снего-лавинных исследований и его модификации. Проверка снежного покрова на склоне выполняются лыжником на вырезанных в снежной толще блоках. Лыжник производит 7 определенных действий, располагаясь над блоком снега и перемещаясь по нему, последовательно увеличивая нагрузку. Испытания производятся до разрушения блока. Интерпретация полученных результатов - определение степени лавинной опасности - осуществляется в соответствии с разработанными в ряде стран стандартами. В простейшем виде разрушение при 1-3 действиях означают нестабильное состояние снежного пласта на склоне, которое будет нарушено под действием лыжника; при 4-5 предполагается устойчивое состояние, однако отдельный лыжник может вызвать обрушение лавины; 6-7 - обрушение лавины лыжником маловероятно. Значительные размеры испытываемого блока (на порядок ближе к реальному снежному пласту на склоне) выгодно отличают данный тест от большинства других.

Из-за своей простоты и достаточно высокой надежности тесты устойчивости снежного покрова широко используются на практике для определения степени лавинной опасности. Результаты тестов учитываются как при локальном, так и фоновом прогнозе схода лавин различными методами.

Полевые наблюдения являются наиболее эффективным способом определения возможности обрушения лавин длительного развития.

Детерминистский метод

Измеренные значения характеристик снежного покрова используются для расчета устойчивости снежного покрова на склоне.

Эмпирическим путем получен ряд уравнений, позволяющих с использованием данных полевых измерений выявить критические для каждого слоя значения толщины вышележащего слоя снега, сцепления у нижней границы слоя, определить предельный для данных условий угол наклона склона. Включение в расчет метеорологических характеристик позволяет определить время наступления лавинной опасности (при предположении сохранения текущей погодной ситуации) .

Для ускорения расчетов критических величин и составления прогноза построены номограммы, позволяющие оценить состояние снежного покрова в полевых условиях.

В настоящее время это направление прогноза развивается в Центре лавинной безопасности ОАО «Апатит» на Мунку Сардык. Расчет на основании разработанной модели определяет вероятность превышения порогового значения тензора напряжений в снежном покрове в лавинном очаге .

Детерминистский подход применяется для прогноза лавин из конкретного лавинного очага.

Невозможность проведения прямых измерений характеристик снежного покрова в зонах отрыва лавин стимулировала исследования физических процессов в снежном покрове и построение моделей его строения и эволюции. Первые такие модели использовали статистические связи и учитывали только отдельные факторы - снегонакопление во время снегопада, метелевый снегоперенос и скорость ветра, формирование слоя глубинной изморози. В 1983 г. Центр исследований снега (CEN) во Франции приступил к разработке новой программы по изучению развития снежного покрова. Детерминистская модель оценивает энергетический и морфологический режимы снежной толщи. При моделировании рассчитываются теплопроводность снега, просачивание влаги, снеготаяние, учитываются фазовые превращения внутри снежной толщи и наиболее важные процессы метаморфизма снежных кристаллов. Принимаются во внимание радиационные и турбулентные потоки, поступающие на поверхность снежного покрова и геотермальный поток из подстилающего грунта. Результатом работы модели является рассчитанный профиль снежной толщи с распределенными по нему значениями температуры и плотности; выявляются неустойчивые слои. Проверка модели в разных районах Французских Альп дала удовлетворительные результаты, хотя отмечается недоучет влияния ветра . Моделью не рассчитывается формирование на поверхности снежной толщи поверхностного инея и ледяной корки - важных факторов для возникновения лавинной опасности.

Математическое моделирование процессов тепло- и массопереноса в снежной толщи с учетом ее сложного слоистого строения получило развитие и в нашей стране. В настоящее время намечается проверка теоретически разработанной модели в полевых условиях в разных горных регионах.

Методы дистанционного контроля лавинной опасности

Методы дистанционного контроля снежного покрова для прогноза лавинной опасности слабо проверены на горных склонах и существуют в основном в виде теоретических разработок. Одним из таких методов является регистрация сигналов акустической эмиссии в снежном покрове. Установлено, что увеличение средней активности акустической эмиссии соответствует уменьшению устойчивости снежного покрова в зоне отрыва лавин.

Способ оценки устойчивости снежного покрова, использующий информацию о медленном сползании снега, поставляемую специальным датчиком разрабатывался в Высокогорном геофизическом институте.

Методы распознавания образов

Суть метода распознавания образов состоит в следующем. Образ - это описание любого элемента как представителя соответствующего класса образов, который в свою очередь определяется как некоторая категория, обладающая рядом свойств, общих для всех ее элементов. Применительно к лавинам под образом следует понимать набор значений конечного числа nпараметров, характеризующих снежно-метеорологическую ситуацию. В n- мерном пространстве образ определяется вектором x=(x1, x2,…,xn), где xi - значения параметров. Очевидно, что для целей прогноза лавинной опасности выделяются два класса образов: класс лавиноопасных и нелавиноопасных ситуаций. Далее, для того чтобы опознать неизвестный вектор х, необходимо сопоставить его с некоторым эталоном соответствующего класса.

Синоптический (стандартный) метод

Методики фонового прогноза лавинной опасности, использующие синоптический метод, строятся на сопоставлении статистической информации о сходах лавин с синоптическими ситуациями и связанными с ними погодными условиями. Циклонические процессы, вторжения воздушных масс вызывают выпадения осадков, изменения направления и скорости ветра, температуры воздуха - ведущих факторов лавинообразования. В зависимости от направления движения, глубины циклона и продолжительности его действия различается характер влияния на разные районы исследуемой территории - высота местности, экспозиция и крутизна склонов, ориентация и ширина горных долин обеспечивают многообразную реакцию снежного покрова. В то же время действие определенных процессов не способствует формированию лавин и приводит к стабилизации снежного покрова на склонах.

Типизация атмосферных процессов для прогнозов лавинной опасности производится чаще всего по направлению их движения . Типизация циклонов, приводящих к возникновению лавин в центральных районах Магаданской области, по траекториям движения) . При классифицировании атмосферных процессов дается комплексная характеристика метеорологических явлений в период их влияния.

Ежедневный анализ синоптической обстановки с целью обнаружения и опознавания различных типов атмосферных процессов позволяет составлять фоновый мелкомасштабный прогноз лавинной опасности со значительной (24 часа и более) заблаговременностью.

Участие в составлении прогноза эксперта, обладающего текущей снеголавинной информацией и знающего предшествующую обстановку, позволяет осуществлять детализацию прогноза (указание возможных мест схода) и добиваться удовлетворительных для фонового регионального прогноза результатов. Оправдываемость прогнозов, составленных с использованием синоптического метода, достигает 65-70% . При прогнозе на период лавинной опасности она повышается до 80-90% . На качестве прогноза сказывается, что помимо погрешностей в опознавании лавинной ситуации, связанных с определением состояния снега, такие методы содержат и ошибки, заложенные в самой аэросиноптической информации..

...